KR100550574B1 - 발전 공조 시스템 - Google Patents

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KR100550574B1
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heat
heat exchanger
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compressor
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강승탁
최창민
최원재
임형수
황윤제
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 발전 공조 시스템은 엔진의 출력축에 연결된 제 1 발전기가 전력을 생산하고, 엔진에서 배기된 배기 가스가 터보 챠저를 작동시켜 엔진의 출력이 향상되며, 터보 챠저에 연결된 제 2 발전기가 전력을 생산하므로, 에너지 효율이 높은 이점이 있다.
발전 공조 시스템, 엔진, 발전기, 터보 챠저, 압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 예열기, 히터, 압축기 토출부 가열기

Description

발전 공조 시스템{Electric generation air condition system}
도 1은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 1 실시예의 난방 운전시 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 1 실시예의 냉방 운전시 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 2 실시예의 난방 운전시 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 2 실시예의 냉방 운전시 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 3 실시예의 난방 운전시 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 3 실시예의 냉방 운전시 개략도,
도 7은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 4 실시예의 난방 운전시 개략도,
도 8은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 4 실시예의 냉방 운전시 개략도,
도 9는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 5 실시예의 난방 운전시 개략도,
도 10은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 6 실시예의 난방 운전시 개략도,
도 11은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 7 실시예의 난방 운전시 개략도,
도 12는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 8 실시예의 난방 운전시 개략도,
도 13은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 9 실시예의 난방 운전시 개략도,
도 14는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 10 실시예의 난방 운전시 개략도,
도 15는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 11 실시예의 난방 운전시 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
2: 엔진 4: 배기관
7,8,7′,8′: 냉각수 순환 유로 9,9′: 냉각수 순환 펌프
10,10′: 제 1 발전기 20: 터보 챠저
22: 터빈 24: 압축기
28: 발전용 터빈 30: 제 2 발전기
32: 회전축 40: 공기조화기
41,41′: 압축기 42,42′: 실내 열교환기
43,43′: 팽창기구 44,44′: 실외 열교환기
45,45′: 유로 절환 밸브 46,46′: 실내 송풍기
47,47′: 실외 송풍기 48,48′: 히터
50: 배기 가스 폐열 회수수단 52: 배기 가스 폐열 회수용 열교환기
54,54′: 압축기 토출부 가열기 56,57,56′,57′: 열매체 순환 유로
58,58′: 열매체 순환 펌프 60: 냉각수 폐열 회수수단
62: 냉각수 폐열 회수용 열교환기 64,64′: 예열기
66,67,66′,67′: 열매체 순환유로 68,68′: 열매체 순환 펌프
110,120: 실내기 130,140: 실외기
E: 배출 가스 I: 실내 공기
S: 전력 절환 스위치 O; 실외 공기
본 발명은 엔진을 이용하여 전력을 생산하여 공기조화기에 사용하는 발전 공조 시스템에 관한 것으로서, 특히 엔진의 배기가스를 이용하여 전력을 생산하는 발 전 공조 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 발전 공조 시스템은 엔진에서 출력된 회전력으로 전력을 생산하고, 생산된 전력으로 공기조화기를 작동시키는 것으로, 멀티형 공기조화기나 대형 공기조화기 등에 주로 사용된다.
상기와 같은 발전 공조 시스템은 엔진과, 상기 엔진의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 발전기와, 상기 발전기에서 생성된 전력으로 작동되는 공기조화기를 포함하여 구성된다.
그러나, 종래 기술에 따른 발전 공조 시스템은 엔진에서 배기되는 배기 가스가 전력 생산에 재사용되지 못하고 대기 중으로 방출되므로, 에너지 효율이 낮은 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진에 터보 챠저를 장착하여 출력을 향상시키고, 엔진의 배기가스를 이용하여 전력을 재생산하여 에너지 효율이 높은 발전 공조 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 발전 공조 시스템은 엔진과; 상기 엔진의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 제 1 발전기와; 상기 엔진의 배기 가스에 의해 회전되는 터빈을 갖는 터보 챠져와; 상기 터빈에 연결되어 전력을 생산하는 제 2 발전기와; 상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력이 이용되고, 압축기와 실내 열교환기와 팽창기구와 실외 열교환기를 포함하는 공기조화기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 발전 공조 시스템은 엔진과; 상기 엔진의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 제 1 발전기와; 상기 엔진의 배기 가스에 의해 회전되는 터빈을 갖는 터보 챠져와; 상기 터보 챠져를 통과한 배기 가스에 의해 회전되도록 설치된 발전용 터빈과; 상기 발전용 터빈에 연결되어 전력을 생산하는 제 2 발전기와; 상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력이 이용되고, 압축기와 실내 열교환기와 팽창기구와 실외 열교환기를 포함하는 공기조화기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 발전 공조 시스템은 상기 엔진에서 배기된 배기가스의 열을 회수하여 압축기의 토출부를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 배기 가스 폐열 회수수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 배기 가스 폐열 회수수단은 상기 엔진에서 배기된 배기가스의 열을 회수하는 배기가스 폐열 회수용 열교환기와; 상기 배기가스 폐열 회수용 열교환기에서 회수된 열이 압축기의 토출부를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 압축기 토출부 가열기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 발전 공조 시스템은 상기 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하여 상기 실외 열교환기로 송풍되는 공기를 예열할 수 있도록 설치된 냉각수 폐열 회수수 단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 냉각수 폐열 회수수단은 상기 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하는 냉각수 폐열 회수용 열교환기와, 상기 실외 열교환기로 송풍되는 공기가 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기에서 회수된 열에 의해 예열될 수 있도록 설치된 예열기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 발전 공조 시스템은 상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력을 이용하여 상기 압축기의 흡입부 또는 토출부의 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 히터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 엔진에서 배기된 배기가스의 열을 회수하여 압축기의 토출부를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 배기 가스 폐열 회수수단과; 상기 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하여 상기 실외 열교환기로 송풍되는 공기를 예열할 수 있도록 설치된 냉각수 폐열 회수수단과; 상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력을 이용하여 상기 압축기의 흡입부 또는 토출부의 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 히터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 발전 공조 시스템은 엔진과; 상기 엔진의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 제 1 발전기와; 상기 엔진에서 배기된 배기 가스에 의해 회전되도록 설치된 발전용 터빈과; 상기 발전용 터빈에 연결되어 전력을 생산하는 제 2 발전기와; 상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력이 이용되고, 압축기와 실내 열교환기와 팽창기구와 실외 열교환기를 포함하는 공기조화기와; 상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력을 이용하여 상기 압축기의 흡입부 또는 토출부의 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 히터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 발전 공조 시스템은 상기 엔진에서 배기된 배기가스의 열을 회수하여 압축기의 토출부를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 배기 가스 폐열 회수수단과; 상기 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하여 상기 실외 열교환기로 송풍되는 공기를 예열할 수 있도록 설치된 냉각수 폐열 회수수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 공기조화기는 히트 펌프식 공기조화기인 것을 특징으로 한다.
상기 엔진과 제 1 발전기와 제 2 발전기와 실외 열교환기와 실내 열교환기 중 적어도 하나는 복수개 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 1 실시예의 난방 운전시 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 1 실시예의 냉방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진(2)과; 상기 엔진(2)의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 제 1 발전기(10)와; 상기 엔진(2)의 배기 가스에 의해 회전되는 터빈(22)을 갖는 터보 챠져(20)와; 상기 터빈(22)에 연결되어 전력을 생산하는 제 2 발전기(30)와; 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(20) 중 적어도 하나에서 생산된 전력이 이용되는 공기조 화기(40)를 포함하여 구성된다.
상기 엔진(2)은 내부에 연소실이 구비된다.
상기 엔진(2)은 상기 연소실로 액화천연가스 또는 액화석유가스 등의 연료가 투입되는 연료관(3)과, 상기 연소실에서 배기되는 배기 가스가 안내되는 배기관(4)이 각각 연결된다.
상기 제 1 발전기(10)는 교류 발전기와 직류 발전기 중 어느 하나이다.
상기 터보 챠저(20)는 상기 배기관(4)을 통과하는 배기 가스에 의해 회전되도록 상기 배기관(4)에 설치된 터빈(22)과, 상기 터빈(22)에 연결되어 실외 공기(O)를 상기 연료관(3)으로 공급하는 압축기(24)를 포함하여 구성된다.
상기 제 2 발전기(30)는 교류 발전기와 직류 발전기 중 어느 하나로서, 상기 터빈(22)에 회전축(32)이 연결된다.
상기 공기조화기(40)는 압축기(41)와 실내 열교환기(42)와 팽창기구(43)와 실외 열교환기(44)를 포함하는 난방 전용 공기조화기로 이루어지는 것도 가능하고, 냉방과 난방이 전환될 수 있도록 압축기(41)와 실내 열교환기(42)와 팽창기구(43)와 실외 열교환기(44)와 유로 절환 밸브(45)를 포함하는 히트 펌프식 공기조화기로 이루어지는 것도 가능하며, 이하, 히트 펌프식 공기조화기로 한정하여 설명한다.
상기 히트 펌프식 공기조화기(40)는 난방 운전시 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 압축기(41)에서 압축된 냉매가 유로 절환 밸브(45)와 실내 열교환기(42)와 팽창기구(43)와 실외 열교환기(44)와 유로 절환 밸브(45)를 차례로 경유하여 압축기(41)로 순환됨에 따라, 상기 실외 열교환기(44)가 증발기로 작용하고, 상기 실내 열교환기(42)가 응축기로 작용하면서 실내 공기로 열을 방출한다.
반면에, 상기 히트 펌프식 공기조화기(40)는 냉방 운전시 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 압축기(41)에서 압축된 냉매가 유로 절환 밸브(45)와 실외 열교환기(44)와 팽창기구(43)와 실내 열교환기(42)와 유로 절환 밸브(45)를 차례로 경유하여 압축기(41)로 순환됨에 따라, 상기 실외 열교환기(44)가 응축기로 작용하고, 상기 실내 열교환기(42)가 증발기로 작용하면서 실내 공기의 열을 빼앗는다.
상기 발전 공조 시스템은 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 적어도 하나에서 생산된 전력을 이용하여 상기 압축기(41)의 흡입부(41a)의 냉매를 예열할 수 있도록 설치된 히터(48)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 발전 공조 시스템은 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30)에서 생산된 전력이 모아진 후, 상기 압축기(41)와 히터(48)의 각각으로 공급되는 것도 가능하다.
또한, 상기 발전 공조 시스템은 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 어느 하나(예를 들면, 제 1 발전기)에서 생산된 전력이 상기 압축기(41)를 구동시키는데 사용되고, 다른 하나(예를 들면, 제 2 발전기)에서 생산된 전력이 상기 히터(48)를 작동시키는 데 사용되는 것도 가능하다.
또한, 상기 발전 공조 시스템은 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 어느 하나(예를 들면, 제 1 발전기)에서 생산된 전력이 상기 압축기(41)를 구동시키는데 사용되고, 다른 하나(예를 들면, 제 2 발전기)에서 생산된 전력이 상기 히트 펌프 공기조화기(20)의 냉/난방 여부에 따라 상기 압축기(41)를 구동시키는데 사용되거나 상기 히터(48)를 작동시키는데 사용되는 것도 가능하다.
즉, 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 다른 하나(예를 들면, 제 2 발전기)의 전력 수송 라인이 상기 압축기(41)와 히터(48)의 각각으로 연결되고, 상기 전력 수송 라인에 전력 절환 스위치(S)가 설치되면, 상기 히트 펌프 공기조화기(20)의 난방 운전시 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 다른 하나(예를 들면, 제 2 발전기)에서 생산된 전력을 상기 히터(48)로 공급할 수 있고, 상기 히트 펌프 공기조화기(20)의 냉방 운전시 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 다른 하나(예를 들면, 제 2 발전기)에서 생산된 전력을 상기 압축기(41)로 공급할 수 있게 된다.
이하, 설명의 편의를 위해 상기 히트 펌프 공기조화기(20)의 난방 운전시 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 다른 하나(예를 들면, 제 2 발전기)에서 생산된 전력이 상기 히터(48)로 공급되고, 상기 히트 펌프 공기조화기(20)의 냉방 운전시 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 다른 하나(예를 들면, 제 2 발전기)에서 생산된 전력이 상기 압축기(41)로 공급되는 것으로 한정하여 설명한다.
참조 부호 46은 실내 공기(I)를 상기 실내 열교환기(14)로 송풍하는 실내 송풍기이고, 참조 부호 47은 실외 공기(O)를 상기 실외 열교환기(18)로 송풍하는 실외 송풍기이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 연료관(3)을 통해 연료가 투입되고, 엔진(2)이 작동되면, 상기 엔진(2)의 출력축은 회전되고, 상기 제 1 발전기(10)는 전력을 생산한다.
한편, 상기 엔진(2)에서 배기된 배기 가스(E)는 상기 배기관(4)을 통과하면서 상기 터보 챠저(20)의 터빈(22)을 회전시킨 후 대기 중으로 배출되고, 상기 터보 챠저(20)의 터빈(22)은 상기 압축기(24)를 구동시킴과 아울러 제 2 발전기(30)의 회전축(32)을 회전시킨다.
상기 압축기(24)의 구동시 실외 공기(O)는 압축되어 상기 엔진(2)의 연소실로 흡입되고, 상기 엔진(2)은 연소실에 충분한 공기가 공급되어, 흡입 공기의 온도를 낮춤에 따라 연료를 완전 연소시키고, 출력이 향상되며, 배기 가스의 매연이 저감된다.
상기 제 2 발전기(30)는 상기 회전축(32)의 회전으로 전력을 생산한다.
한편, 상기 히트 펌프식 공기조화기(40)의 난방 운전시 상기 유로 절환 밸브(45)는 도 1에 도시된 바와 같이, 난방 모드로 절환되고, 상기 압축기(12)와 히터(48)는 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30)에서 생산된 전력으로 구동된다.
한편, 상기 압축기(41)는 저온 저압의 기체 냉매를 압축하여 고온 고압의 기체 냉매로 변화시키고, 압축된 고온 고압의 기체 냉매는 상기 유로 절환 밸브(45)를 경유하여 상기 실내 열교환기(42)를 통과하게 되고, 상기 실내 열교환기(42)는 주변으로 열을 방출하여 실내 온도를 높인다.
상기 실내 열교환기(42)를 통과하는 냉매는 실내 공기와 열교환되어 응축되 고, 상기 팽창기구(43)와 실외 열교환기(44)와 유로 절환 밸브(25)를 차례로 통과한 후 상기 압축기(41)의 흡입부(41a)로 이동된다.
상기 압축기(41)의 흡입부(41a)로 이동된 냉매는 상기 히터(48)에 의해 예열된 후, 상기 압축기(41)로 순환된다.
상기 압축기(41)로 순환된 예열된 냉매는 상기와 같은 순환이 반복되면서, 상기 히터(48)에 의해 예열된 만큼 실내 열교환기(42)의 난방 성능이 향상되거나, 압축기(41)의 소비 전력이 적게 된다.
반면에, 상기 공기조화기(20)의 냉방 운전시 상기 유로 절환 밸브(45)는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉방 모드로 절환되고, 상기 압축기(12)는 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30)에서 생산된 전력으로 구동되고, 상기 히터(48)는 구동되지 않는다.
상기 압축기(12)는 저온 저압의 기체 냉매를 압축하여 고온 고압의 기체 냉매로 변화시키고, 압축된 고온 고압의 기체 냉매는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유로 절환 밸브(22)를 경유하여 상기 실외 열교환기(14)를 통과하게 되고, 상기 팽창기구(16)를 경유하여 상기 실내 열교환기(18)를 통과하면서 실내 공기의 열을 빼앗아 증발되며, 상기 유로 절환 밸브(22)를 경유하여 상기 압축기(12)로 순환된다.
도 3은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 2 실시예의 난방 운전시 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 2 실시예의 냉방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 엔진(2)과; 상기 엔진(2)의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 제 1 발전기(10)와; 상기 엔진(2)의 배기 가스에 의해 회전되는 터빈(22)을 갖는 터보 챠져(20)와; 상기 터보 챠져를 통과한 배기 가스에 의해 회전되도록 설치된 발전용 터빈(28)과; 상기 발전용 터빈(28)에 연결되어 전력을 생산하는 제 2 발전기(30)와; 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(20) 중 적어도 하나에서 생산된 전력이 이용되는 공기조화기(40)를 포함하여 구성된다.
상기 발전용 터빈(28)은 상기 터보 챠저(20)의 터빈(22)을 회전시킨 배기 가스에 의해 회전될 수 있도록 상기 터보 챠저(20)의 터빈(22) 후방에 배치된다.
상기 제 2 발전기(30)는 상기 발전용 터빈(28)에 회전축(32)이 연결된다.
상기와 같이 구성된 발전 공조 시스템은 상기 연료관(3)을 통해 연료가 투입되고, 엔진(2)이 작동되면, 상기 엔진(2)의 출력축은 회전되고, 상기 제 1 발전기(10)는 전력을 생산한다.
한편, 상기 엔진(2)에서 배기된 배기 가스(E)는 상기 배기관(4)을 통과하면서 상기 터보 챠저(20)의 터빈(22)을 회전시킨다.
상기 터보 챠저(20)는 상기 터빈(22)의 회전시 상기 압축기(24)가 구동되고, 실외 공기(O)는 상기 압축기(24)에 의해 압축하여 상기 엔진(2)의 연소실로 공급된다.
상기 터보 챠저(20)의 터빈(22)을 회전시킨 배기 가스(E)는 이후, 상기 발전용 터빈(28)을 회전시킨 후 대기 중으로 배출되고, 상기 발전용 터빈(28)은 상기 제 2 발전기(30)의 회전축(32)을 시킨다.
상기 제 2 발전기(30)는 상기 회전축(32)의 회전시 전력을 생산한다.
상기 발전 공조 시스템은 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 적어도 하나에서 생산된 전력을 이용하여 상기 압축기(41)의 흡입부(41a)의 냉매를 예열할 수 있도록 설치된 히터(48)를 더 포함하여 구성된다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 상기 엔진(2)과 제 1 발전기(10)와 터보 챠저(20)와, 공기조화기(40)와 전력 절환 스위치(S) 등의 구성 및 작용이 본 발명 제 1 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 3 실시예의 난방 운전시 개략도이고, 도 6은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 3 실시예의 냉방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 엔진(2)에서 배기된 배기가스의 열을 회수하여 압축기(41)의 토출부(41″)를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 배기 가스 폐열 회수수단(50)과, 상기 엔진(2)을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하여 상기 실외 열교환기(44)로 송풍되는 공기를 예열할 수 있도록 설치된 냉각수 폐열 회수수단(60)을 포함하여 구성된다.
상기 배기 가스 폐열 회수수단(50)은 상기 엔진(2)에서 배기된 배기가스의 열을 회수하는 배기가스 폐열 회수용 열교환기(52)와, 상기 배기가스 폐열 회수용 열교환기(52)에서 회수된 열이 압축기(41)의 토출부(41b)를 통과하는 냉매를 가열 할 수 있도록 설치된 압축기 토출부 가열기(54)를 포함하여 구성된다.
상기 배기가스 폐열 회수용 열교환기(52)는 상기 배기관(4)의 출구를 통과한 배기가스가 통과하도록 상기 배기관(4)의 출구측에 설치된다.
상기 배기 가스 폐열 회수수단(50)은 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)에서 배기 가스의 열을 빼앗은 열매체가 상기 압축기 토출부 가열기(54)에서 냉매를 가열시킨 후 다시 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)로 순환될 수 있도록 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)와 상기 압축기 토출부 가열기(34)를 연결하는 순환 유로(56,57)를 더 포함한다.
상기 배기 가스 폐열 회수수단(50)은 열매체를 순환시키도록 상기 순환 유로(56,57) 일측에 설치된 열매체 순환 펌프(58)를 더 포함한다.
상기 냉각수 폐열 회수수단(60)은 상기 엔진(2)을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하는 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)와, 상기 실외 열교환기(44)로 송풍되는 공기가 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)에서 회수된 열에 의해 예열될 수 있도록 설치된 예열기(64)를 포함하여 구성된다.
상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)는 상기 엔진(2)과 냉각수 순환 유로(7,8)로 연결되고, 상기 엔진(2)과 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)와 냉각수 순환 유로(7,8) 중 일측에는 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환 펌프(9)가 장착된다.
상기 예열기(64)는 상기 실외 열교환기(18)를 향해 송풍되는 실외 공기(O)를 가열하도록 상기 실외 열교환기(44)의 전방에 배치된다.
상기 냉각수 폐열 회수 수단(60)은 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)에서 냉각수의 열을 빼앗은 열매체가 상기 예열기(64)를 가열시킨 후 다시 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)로 순환될 수 있도록 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)와 상기 예열기(64)를 연결하는 열매체 순환 유로(66,67)를 더 포함한다.
상기 냉각수 폐열 회수수단(60)은 열매체를 순환시키도록 상기 순환 유로(66,67) 일측에 설치된 열매체 순환 펌프(68)를 더 포함한다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 상기 배기 가스 폐열 회수수단(50)과, 냉각수 폐열 회수수단(60) 이외의 엔진(2), 제 1 발전기(10), 터보 챠져(20), 제 2 발전기(30), 공기조화기(40), 히터(48)와 전력 절환 스위치(S) 등의 구성 및 작용이 본 발명 제 1 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 상기 공기조화기(20)의 난방 운전시 상기 유로 절환 밸브(22)가 난방 모드로 절환되고, 배기 가스의 폐열 회수를 위해 상기 열매체 순환 펌프(58)가 구동되며, 냉각수의 폐열 회수를 위해 상기 냉각수 순환 펌프(9)와 열매체 순환 펌프(68)가 구동되며, 상기 압축기(41)와 히터(48)가 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30)에서 발생된 전력으로 구동된다.
상기 유로 절환 밸브(22)의 난방 모드 절환과, 상기 압축기(41)의 구동에 따른 냉매의 순환과 그에 따른 난방 작용은 본 발명 제 1 실시예와 동일하므로 상세 한 설명은 생략한다.
상기 열매체 순환 펌프(58)가 구동되면, 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환부(52)에서 배기 가스에 의해 가열된 열매체는 상기 열매체 순환 유로(58)를 통해 상기 압축기 토출부 가열기(54)로 이동되어 상기 압축기 토출부 가열기(54)를 가열하고, 상기 열매체 순환 유로(57)를 통해 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)로 순환된다.
상기와 같은 열매체의 순환이 행해지는 동안, 상기 압축기 토출부 가열기(54)는 상기 압축기(41)에서 압축되어 상기 토출부(41b)를 통과하는 고온 고압의 기체 냉매를 가열하고, 상기 압축기 토출부 가열기(54)에 의해 가열된 냉매는 상기 유로 절환 밸브(22)를 경유하여 상기 실내 열교환기(14)를 통과하게 되면서, 상기 압축기 토출부 가열기(34)에 의해 가열되지 않았을 때보다 실내 온도를 더 높이게 된다.
한편, 상기 냉각수 순환 펌프(9)가 구동되면, 상기 엔진(2)을 냉각시키면서 가열된 냉각수는 상기 냉각수 순환 유로(8)를 통해 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)로 이동되고, 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)의 열매체에 열을 빼앗긴 후, 상기 냉각수 순환 유로(7)를 통해 상기 엔진(2)으로 순환된다.
그리고, 상기 열매체 순환 펌프(48)가 구동되면, 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(42)에서 가열된 열매체는 상기 열매체 순환 유로(46)를 통해 상기 예열기(44)로 이동되어 상기 예열기(44)를 가열한 후, 상기 열매체 순환 유로(47)를 통해 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(42)로 순환된다.
상기와 같은 열매체의 순환이 행해지는 동안, 상기 실외 열교환기(44)를 향해 송풍되는 실외 공기(O)는 상기 예열기(64)에 의해 가열되어 승온된 후 상기 실외 열교환기(44)를 통과하므로, 상기 실외 열교환기(44)에는 서리가 착상되지 않게 된다.
반면에, 상기 공기조화기(20)의 냉방 운전시 상기 유로 절환 밸브(22)가 냉방 모드로 절환되고, 상기 냉각수 순환 펌프(9)는 구동되고, 상기 압축기(41)가 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30)에서 발생된 전력으로 구동되며, 상기 열매체 순환 펌프(58)와 열매체 순환 펌프(68)와 히터(48)가 구동되지 않는다.
상기 유로 절환 밸브(22)의 냉방 모드 절환과, 상기 압축기(41)의 구동에 따른 냉매의 순환과 그에 따른 냉방 작용은 본 발명 제 1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 엔진(2)에서 배기된 배기 가스는 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)를 통과하면서 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)로 열을 전달하고, 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(32)는 배기가스에서 흡수한 열을 대기 중으로 방출한다.
그리고, 상기 엔진(2)을 냉각시킨 냉각수는 난방 운전시와 같이, 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)와 엔진(2)를 순환하면서 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)로 열을 전달하고, 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)는 냉각수에서 흡수한 열을 대기 중으로 방출한다.
도 7은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 4 실시예의 난방 운전시 개략도이고, 도 8은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 4 실시예의 냉방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 엔진(2)에서 배기된 배기가스의 열을 회수하여 압축기(41)의 토출부(41b)를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 배기 가스 폐열 회수수단(50)과, 상기 엔진(2)을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하여 상기 실외 열교환기(44)로 송풍되는 공기를 예열할 수 있도록 설치된 냉각수 폐열 회수수단(60)을 포함하여 구성된다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 상기 배기 가스 폐열 회수수단(50)과, 냉각수 폐열 회수수단(60) 이외의 엔진(2), 제 1 발전기(10), 터보 챠저(20), 발전용 터빈(28), 제 2 발전기(30)와 공기조화기(40), 히터(48)와 전력 절환 스위치(S) 등의 구성 및 작용이 본 발명 제 2 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략하고, 상기 배기 가스 폐열 회수수단(50)과, 냉각수 폐열 회수수단(60)은 본 발명 제 3 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 5 실시예의 난방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 9에 도시된 바와 같이, 히터(48′) 가 압축기(41)의 토출부(41b)를 통과하는 냉매를 가열시키도록 설치되고, 상기 히터(48′) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예 또는 제 3 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 히트 펌프 공기조화기(20)의 난방 운전시 압축기(41)의 토출부(41b)를 통과하는 냉매를 가열하여, 실내 열교환기(42)의 난방 성능을 향상시킨다.
도 10은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 6 실시예의 난방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 10에 도시된 바와 같이, 히터(48′)가 압축기(41)의 토출부(41b)를 통과하는 냉매를 가열시키도록 설치되고, 상기 히터(48′) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제 2 실시예 또는 제 4 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 히트 펌프 공기조화기(20)의 난방 운전시 압축기(41)의 토출부(41b)를 통과하는 냉매를 가열하여, 실내 열교환기(42)의 난방 성능을 향상시킨다.
도 11은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 7 실시예의 난방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 11에 도시된 바와 같이, 엔진(2) 과; 상기 엔진(2)의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 제 1 발전기(10)와; 상기 엔진(2)에서 배기된 배기 가스에 의해 회전되도록 설치된 발전용 터빈(28)과; 상기 발전용 터빈(28)에 연결되어 전력을 생산하는 제 2 발전기(30)와; 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(20) 중 적어도 하나에서 생산된 전력이 이용되고, 압축기(41)와 실내 열교환기(42)와 팽창기구(43)와 실외 열교환기(44)를 포함하는 공기조화기(40)와; 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(20) 중 적어도 하나에서 생산된 전력을 이용하여 상기 압축기(41)의 흡입부의 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 히터(48)를 포함하여 구성된다.
상기 발전용 터빈(28)은 상기 엔진(2)의 배기관에 회전 가능하게 설치된다.
상기 발전 공조 시스템은 상기 엔진(2)에서 배기된 배기가스의 열을 회수하여 압축기(41)의 토출부(41b)를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 배기 가스 폐열 회수수단(50)과; 상기 엔진(2)을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하여 상기 실외 열교환기(44)로 송풍되는 공기를 예열할 수 있도록 설치된 냉각수 폐열 회수수단(60)을 더 포함하여 구성된다.
상기 발전용 터빈(28) 이외의 엔진(2) 등의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예 내지 제 4 실시예 중 어느 하나와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
도 12는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 8 실시예의 난방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 12에 도시된 바와 같이, 히터(48′)가 압축기(41)의 토출부(41b)를 통과하는 냉매를 가열시키도록 설치되고, 상기 히터(48′) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제 5 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
도 13은 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 9 실시예의 난방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 13에 도시된 바와 같이, 복수개의 엔진(2,2′)이 구비되고, 각각의 엔진(2,2′)의 회전축에 발전기(10,10′)가 연결되며, 상기 복수개의 엔진(2,2′) 및 발전기(10,10′) 이외의 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예 내지 제 4 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 복수개의 엔진(2,2′)은 냉방 부하 또는 난방 부하에 따라 하나만 작동되거나 두 개 이상이 작동된다.
상기 복수개의 엔진(2,2′)은 연료관(3,3′)과 배기관(4,4′)과 냉각수 순환 유로(7,8,7′,8′)가 각각 구비된다.
상기 배기관(4,4′)은 병렬로 연결된다.
상기 냉각수 순환 유로(7,8,7′,8′)는 병렬로 연결된다.
상기 냉각수 순환 유로(7,8,7′,8′)에는 냉각수 순환 펌프(9,9′)가 각각 설치된다.
도 14는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 10 실시예의 난방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 14에 도시된 바와 같이, 복수개의 실내 열교환기(42,42′)가 병렬로 연결됨과 아울러 실내 열교환기(42,42′)의 각각이 실내기(110,120)의 각각에 설치되고, 상기 실내 열교환기(42,42′) 이외가 하나의 실외기(130)에 설치되어 멀티형 공기조화기를 구성하고, 상기 복수개의 실내 열교환기(42,42′) 이외의 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예 내지 제 4 실시예 중 어느 하나와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 복수개의 실내기(110,120) 각각에는 실내 송풍기(46,46′)가 각각 설치된다.
도 15는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템 제 11 실시예의 난방 운전시 개략도이다.
본 실시예에 따른 발전 공조 시스템은 도 15에 도시된 바와 같이, 엔진(2)과; 상기 엔진(2)의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 제 1 발전기(10)와; 상기 엔진(2)의 배기 가스에 의해 회전되는 터빈(22)을 갖는 터보 챠져(20)와; 상기 터빈(22)에 연결되어 전력을 생산하는 제 2 발전기(30)와; 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 적어도 하나에서 생산된 전력이 이용되고 복수개의 실내기(110,120)와 복수개의 실외기(130,140)로 이루어진 공기조화기(40)와; 상기 제 1 발전기(10)와 제 2 발전기(30) 중 적어도 하나에서 생산된 전력을 이용하여 상기 실외기(130,140)의 각각에 설치된 압축기(41,41′)의 흡입부(41a)를 통과하는 냉매를 예열하도록 상기 실외기(130,140)의 각각에 설치된 히터(48,48′)와; 상기 엔진(2)에서 배기된 배기 가스의 열을 회수하는 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)와; 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)에서 회수된 열이 상기 실외기(130,140)의 각각에 설치된 압축기(41,41′)의 토출부(41b,41b′)를 통과하는 냉매를 가열하도록 상기 실외기(130,140)의 각각에 설치된 압축기 토출부 가열기(54,54′)와; 상기 엔진(2)을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하는 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)와; 상기 실외 열교환기(44,44′)를 향해 송풍되는 공기가 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)에서 회수된 열에 의해 예열될 수 있도록 상기 실외기(130,140)의 각각에 설치된 예열기(64,64′)를 포함하여 구성되고, 상기 복수개의 실내기(110,120)와 복수개의 실외기(130,140) 이외의 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예 내지 제 4 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 복수개의 실내기(110,120)의 각각은 실내 열교환기(42,42′)와 실내 송풍기(46,46′)가 각각 설치된다.
상기 복수개의 실외기(130,140)의 각각은 압축기(41,41′)와 유로 절환 밸브(45,45′)와, 팽창기구(43,43′)와 실외 열교환기(44,44′)와, 실외 송풍기(47,47′)와, 히터(48,48′)와 압축기 토출부 가열기(54,54′)와, 예열기(64,64′)를 각각 포함한다.
상기 공기조화기는 상기 복수개의 실내기(110,120)의 냉매배관이 병렬로 연결되는 것도 가능하고, 상기 복수개의 실외기(130,140)의 냉매배관이 병렬로 연결되는 것도 가능하며, 이하, 하나의 실내기(110,120)에 하나의 실외기(130,140)가 연결되어 하나의 공기조화기 셋트를 구성하고, 각각의 공기조화기 셋트가 다른 공기조화기 셋트와 독립적으로 작동되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)와 각각의 압축기 토출부 가열기(54,54′)의 사이에는 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)와 각각의 압축기 토출부 가열기(54,54′)를 연결하는 열매체 순환 유로(56,57,56′,57′)가 형성되고, 상기 순환 유로(56,57,56′,57′)에는 열매체 순환 펌프(58,58′)가 각각 장착된다.
즉, 상기 배기 가스 폐열 회수용 열교환기(52)에서 배기 가스의 열을 빼앗은 열매체는 각각의 압축기 토출부 가열기(54,54′)로 분산되어 각각의 실내기(110,120)의 난방 성능을 높이는 것도 가능하고, 복수개의 실외기(130,140) 중 작동 중인 실외기(130)의 압축기 토출부 가열기(54)로만 이동되어, 작동 중인 실외기(130)에 연결된 실내기(110)의 난방 성능을 집중적으로 높이는 것도 가능하다.
상기 열매체 순환 유로(56,57,56′,57′)는 병렬로 연결된다.
상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)와 각각의 예열기(64,64′)의 사이에는 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)와 각각의 예열기(64,64′)를 연결하는 연결하는 열매체 순환 유로(66,67,66′,67′)가 형성되고, 상기 순환 유로(66,67,66′,67′)에는 열매체 순환 펌프(68,68′)가 각각 장착된다.
상기 열매체 순환 유로(66,67,66′,67′)는 병렬로 연결된다.
즉, 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기(62)에서 냉각수의 열을 빼앗은 열매체는 각각의 예열기(64,64′)로 분산되어 각각의 실외 열교환기(44,44′)에 서리가 착상되지 않게 하는 것도 가능하고, 복수개의 실외기(130,140) 중 작동 중인 실외기(130)의 예열기(64)로만 이동되어, 작동 중인 실외기(130)의 실외 열교환기(44)에 서리가 착상되지 않게 하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 발전 공조 시스템은 엔진의 출력축에 연결된 제 1 발전기가 전력을 생산하고, 엔진에서 배기된 배기 가스가 터보 챠저를 작동시켜 엔진의 출력이 향상되며, 터보 챠저에 연결된 제 2 발전기가 전력을 생산하므로, 에너지 효율이 높은 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 발전 공조 시스템은 엔진의 출력축에 연결된 제 1 발전기가 전력을 생산하고, 엔진에서 배기된 배기 가스가 터보 챠저를 작동시켜 엔진의 출력이 향상되며, 터보 챠저를 작동시킨 배기 가스가 발전용 터빈을 회전시켜 발전용 터빈에 연결된 제 2 발전기가 전력을 생산하므로, 터보 챠저의 부하가 최소화되고, 에너지 효율이 높은 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 발전 공조 시스템은 엔진에서 배기된 배기 가스의 열을 회수하여 압축기의 토출부의 냉매로 공급하므로, 실내 열교환기의 난방 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 발전 공조 시스템은 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하여 실외 열교환기로 송풍되는 공기를 예열시키므로, 실외 열교환기의 착상을 막을 수 있고, 난방 성능이 향상되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 발전 공조 시스템은 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 어느 하나에서 생산된 전력으로 압축기의 흡입부의 냉매를 예열할 수 있도록 설치된 히터를 포함하여, 히터에 의해 예열된 만큼 실내 열교환기의 난방 성능이 향상되거나, 압축기의 소비 전력이 줄게 되는 이점이 있다.

Claims (12)

  1. 엔진과;
    상기 엔진의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 제 1 발전기와;
    상기 엔진의 배기 가스에 의해 회전되는 터빈을 갖는 터보 챠져와;
    상기 터빈에 연결되어 전력을 생산하는 제 2 발전기와;
    상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력이 이용되고, 압축기와 실내 열교환기와 팽창기구와 실외 열교환기를 포함하는 공기조화기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  2. 엔진과;
    상기 엔진의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 제 1 발전기와;
    상기 엔진의 배기 가스에 의해 회전되는 터빈을 갖는 터보 챠져와;
    상기 터보 챠져를 통과한 배기 가스에 의해 회전되도록 설치된 발전용 터빈과;
    상기 발전용 터빈에 연결되어 전력을 생산하는 제 2 발전기와;
    상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력이 이용되고, 압축기와 실내 열교환기와 팽창기구와 실외 열교환기를 포함하는 공기조화기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발전 공조 시스템은 상기 엔진에서 배기된 배기가스의 열을 회수하여 압축기의 토출부를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 배기 가스 폐열 회수수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배기 가스 폐열 회수수단은
    상기 엔진에서 배기된 배기가스의 열을 회수하는 배기가스 폐열 회수용 열교환기와;
    상기 배기가스 폐열 회수용 열교환기에서 회수된 열이 압축기의 토출부를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 압축기 토출부 가열기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발전 공조 시스템은 상기 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하여 상기 실외 열교환기로 송풍되는 공기를 예열할 수 있도록 설치된 냉각수 폐열 회수수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각수 폐열 회수수단은 상기 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하는 냉각수 폐열 회수용 열교환기와,
    상기 실외 열교환기로 송풍되는 공기가 상기 냉각수 폐열 회수용 열교환기에서 회수된 열에 의해 예열될 수 있도록 설치된 예열기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발전 공조 시스템은 상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력을 이용하여 상기 압축기의 흡입부 또는 토출부의 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 히터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 엔진에서 배기된 배기가스의 열을 회수하여 압축기의 토출부를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 배기 가스 폐열 회수수단과;
    상기 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하여 상기 실외 열교환기로 송풍되는 공기를 예열할 수 있도록 설치된 냉각수 폐열 회수수단과;
    상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력을 이용하여 상기 압축기의 압축기의 흡입부 또는 토출부의 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 히터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  9. 엔진과;
    상기 엔진의 출력축에 연결되어 전력을 생산하는 제 1 발전기와;
    상기 엔진에서 배기된 배기 가스에 의해 회전되도록 설치된 발전용 터빈과;
    상기 발전용 터빈에 연결되어 전력을 생산하는 제 2 발전기와;
    상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력이 이용되고, 압축기와 실내 열교환기와 팽창기구와 실외 열교환기를 포함하는 공기조화기와;
    상기 제 1 발전기와 제 2 발전기 중 적어도 하나에서 생산된 전력을 이용하여 상기 압축기의 흡입부 또는 토출부의 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 히터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 발전 공조 시스템은 상기 엔진에서 배기된 배기가스의 열을 회수하여 압축기의 토출부를 통과하는 냉매를 가열할 수 있도록 설치된 배기 가스 폐열 회수수단과;
    상기 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하여 상기 실외 열교환기로 송풍되는 공기를 예열할 수 있도록 설치된 냉각수 폐열 회수수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  11. 제 1 항과 제 2 항과 제 9 항과 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기조화기는 히트 펌프식 공기조화기인 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
  12. 제 1 항과 제 2 항과 제 9 항과 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔진과 제 1 발전기와 제 2 발전기와 실외 열교환기와 실내 열교환기 중 적어도 하나는 복수개 구비된 것을 특징으로 하는 발전 공조 시스템.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200449716Y1 (ko) 2008-12-29 2010-08-03 조중휴 직접 열원 발전장치
KR101149517B1 (ko) 2010-04-20 2012-05-25 삼성중공업 주식회사 선박
KR101203574B1 (ko) 2006-05-22 2012-11-21 엘지전자 주식회사 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법
KR20180066567A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 엘지전자 주식회사 히트펌프 시스템
WO2018119764A1 (zh) * 2016-12-28 2018-07-05 深圳智慧能源技术有限公司 数据中心节能制冷系统
KR20190064811A (ko) * 2017-12-01 2019-06-11 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR20190066823A (ko) * 2017-12-06 2019-06-14 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR20190066819A (ko) * 2017-12-06 2019-06-14 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR20190066831A (ko) * 2017-12-06 2019-06-14 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR20190069871A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR20190082594A (ko) * 2018-01-02 2019-07-10 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
US11604011B2 (en) 2017-12-14 2023-03-14 Lg Electronics Inc. Gas heat pump system

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007026869B4 (de) * 2007-06-11 2012-07-26 Man Truck & Bus Ag Kühlvorrichtung für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Kühlvorrichtung
DE102010018318A1 (de) * 2010-04-27 2011-10-27 Robert Bosch Gmbh Kopplungssystem für eine Hybridenergieanlage
US10036347B1 (en) * 2013-07-19 2018-07-31 Raymond C. Sherry Standby energy generating system
CN104314648A (zh) * 2014-10-18 2015-01-28 沈杰 双子星尾气热发电汽车空调
CN104533660B (zh) * 2014-12-24 2016-12-28 深圳智慧能源技术有限公司 废气透平发电机组
CN106438277B (zh) * 2016-09-22 2018-03-27 张谭伟 一种压缩及回收空气泵
WO2019005678A1 (en) * 2017-06-27 2019-01-03 Imby Energy, Inc. COGENERATION SYSTEMS AND METHODS FOR GENERATING HEAT AND ELECTRICITY
US11041631B2 (en) * 2019-01-15 2021-06-22 Averill Partners, Llc Installation of combined heat and power systems
KR20210071460A (ko) * 2019-12-06 2021-06-16 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3078689A (en) * 1963-02-26 japhet
US2313439A (en) * 1938-05-26 1943-03-09 Budd Edward G Mfg Co Power and heating system
US2355040A (en) * 1941-07-30 1944-08-08 Gen Motors Corp Refrigerating apparatus
US3424916A (en) * 1966-07-15 1969-01-28 Thomas D Fenley Total energy system
JPS5749005A (en) * 1980-09-08 1982-03-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Marine electric power generation set
US4907738A (en) * 1984-09-20 1990-03-13 Conserve, Inc. Heat pump
US4735061A (en) * 1987-09-02 1988-04-05 Hsieh Sheng Ming Energy-saving system for an engine-driving air conditioning system
JPH01313626A (ja) * 1988-06-10 1989-12-19 Isuzu Motors Ltd 回転電機付ターボチャージャの駆動装置
US5003788A (en) * 1989-09-05 1991-04-02 Gas Research Institute Gas engine driven heat pump system
US5056315A (en) * 1989-10-17 1991-10-15 Jenkins Peter E Compounded turbocharged rotary internal combustion engine fueled with natural gas
US5020320A (en) * 1989-12-20 1991-06-04 Gas Research Institute Engine driven heat pump system
JPH04214156A (ja) * 1990-04-02 1992-08-05 Nippondenso Co Ltd エンジン駆動式ヒートポンプ
US5473910A (en) * 1993-09-20 1995-12-12 Gas Research Institute Apparatus and method for exhaust gas dispersion and condensate removal for gas engine driven heat pumps
JPH08121183A (ja) * 1994-10-27 1996-05-14 Isuzu Motors Ltd 電動・発電機付ターボチャージャの制御システム
US5729985A (en) * 1994-12-28 1998-03-24 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Air conditioning apparatus and method for air conditioning
DE69734308T2 (de) * 1996-11-15 2006-06-14 Calsonic Kansei Corp Fahrzeugklimaanlage
DE10035720A1 (de) * 2000-07-22 2002-02-07 Schmidt Peter Transportgerät mit einem gekühlten Transportraum sowie Verfaren zum...
US6415606B1 (en) * 2000-10-02 2002-07-09 General Electric Company Method and apparatus for turbocharging an engine of a locomotive
DE10123830A1 (de) * 2001-05-16 2002-11-28 Bosch Gmbh Robert Klimaanlage
JP5030344B2 (ja) * 2001-08-31 2012-09-19 三菱重工業株式会社 ガスヒートポンプ式空気調和装置、エンジン冷却水加熱装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置の運転方法
DE10158385A1 (de) * 2001-11-28 2003-06-12 Bosch Gmbh Robert Klimaanlage
KR100528392B1 (ko) * 2003-01-27 2005-11-15 가부시키가이샤 덴소 냉동 사이클 및 랭킨 사이클을 갖는 증기-압축 냉동사이클 시스템
JP2005163624A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Hitachi Ltd エンジンコージェネレーションシステム
DE102005032277B4 (de) * 2004-07-12 2019-08-14 Denso Corporation Dampfkompressionskälteerzeuger

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101203574B1 (ko) 2006-05-22 2012-11-21 엘지전자 주식회사 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법
KR200449716Y1 (ko) 2008-12-29 2010-08-03 조중휴 직접 열원 발전장치
KR101149517B1 (ko) 2010-04-20 2012-05-25 삼성중공업 주식회사 선박
KR20180066567A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 엘지전자 주식회사 히트펌프 시스템
KR101893159B1 (ko) * 2016-12-09 2018-08-29 엘지전자 주식회사 히트펌프 시스템
WO2018119764A1 (zh) * 2016-12-28 2018-07-05 深圳智慧能源技术有限公司 数据中心节能制冷系统
KR101994474B1 (ko) * 2017-12-01 2019-06-28 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR20190064811A (ko) * 2017-12-01 2019-06-11 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR101994475B1 (ko) * 2017-12-06 2019-06-28 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR20190066819A (ko) * 2017-12-06 2019-06-14 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR20190066831A (ko) * 2017-12-06 2019-06-14 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR20190066823A (ko) * 2017-12-06 2019-06-14 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR101993721B1 (ko) * 2017-12-06 2019-06-27 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR101993724B1 (ko) * 2017-12-06 2019-06-27 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR20190069871A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
WO2019117630A1 (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR101997785B1 (ko) * 2017-12-12 2019-07-08 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
US11480368B2 (en) 2017-12-12 2022-10-25 Lg Electronics Inc. Gas heat pump system
US11604011B2 (en) 2017-12-14 2023-03-14 Lg Electronics Inc. Gas heat pump system
KR20190082594A (ko) * 2018-01-02 2019-07-10 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템
KR102004480B1 (ko) * 2018-01-02 2019-07-26 엘지전자 주식회사 가스 히트펌프 시스템

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US20060037347A1 (en) 2006-02-23

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