KR100629352B1 - 열병합 발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 히트펌프식 공기조화기의 냉방 운전시 폐열과 외부공기와의 온도차를 이용해서 전력을 발생시키는 열전모듈이 설치됨으로써, 폐열의 이용효율이 증대됨과 아울러 추가적으로 전력을 얻을 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 히트펌프식 공기조화기의 난방 운전시에는 상기 폐열공급 열교환기에 제공하고 남은 열을 열전모듈에 이용함으로써, 냉방운전과 난방운전에 관계없이 지속적으로 추가 전력을 발생시킬 수 있는 효과가 있다.

열병합 발전 시스템, 열전모듈, 열전소자, 폐열공급 열교환기, 방열 열교환기

Description

열병합 발전 시스템{Cogeneration system}

도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 개략도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열병합 발전 시스템의 난방 운전일 때의 개략도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열병합 발전 시스템의 냉방 운전일 때의 개략도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열병합 발전 시스템의 난방 운전일 때의 개략도,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열병합 발전 시스템의 냉방 운전일 때의 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 발전기 52: 엔진

53: 연료 주입구 54: 배기구

55: 냉각수 순환펌프 56: 냉각수 라인

60: 폐열회수수단 62: 냉각수 순환펌프

64: 제 1 배기가스 열교환기 66: 제 2 배기가스 열교환기

70: 열전달 수단 71: 열매체 순환펌프

72: 열매체 순환유로 74: 삼방변

76: 방열 열교환기 77: 방열팬

78: 방열유로 80: 추가발전수단

82: 열전모듈 84: 전열 열교환기

86: 폐열공급 열교환기 100: 히트펌프식 공기조화기

102: 냉매 순환유로 103: 압축기

104: 사방밸브 105: 실외 팽창밸브

107: 실내 팽창밸브 108: 실외 열교환기

109: 실내 열교환기 110: 냉방유로

112: 제 1 냉방용 역지변 114: 제 2 냉방용 역지변

116: 냉방용 밸브 120: 난방유로

122: 제 1 난방용 역지변 124: 난방용 밸브

126: 제 2 난방용 역지변

본 발명은 열병합 발전 시스템에 관한 것으로서, 특히 엔진 등의 폐열과 외 부공기와의 온도차를 이용해서 전력을 발생시키는 열전모듈이 설치됨으로써 추가적인 발전이 가능한 열병합 발전 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

일반적으로 열병합 발전 시스템은 코제너레이션 시스템(Cogeneration system)이라고도 불리는 것으로, 하나의 에너지원으로부터 전력과 열을 동시에 생산하는 시스템이다.

도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 개략도이다.

종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 전력을 생산하는 발전기(2)와, 상기 발전기(2)를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 엔진(10) 등의 구동원(이하, '엔진'이라 칭함)과, 상기 엔진(10)에서 발생된 폐열을 회수하는 폐열회수수단(20)과, 상기 폐열회수수단(20)의 폐열이 이용되는 축열조(30)를 포함하여 구성된다.

상기 발전기(2)에서 생산된 전력은 가정의 각종 조명기구나 히트펌프식 공기조화기(4) 등의 가전기기로 공급된다.

상기 발전기(2)와 엔진(10)은 상기 열수요처와 별도로 이루어진 섀시(미도시)의 엔진룸(E) 내에 설치된다.

상기 히트펌프식 공기조화기(4)는 압축기(5)와 사방밸브(6)와 실내 열교환기(7)와 팽창기구(8)와 실외 열교환기(9)를 포함하여 구성된다.

상기 히트펌프식 공기조화기(4)는 냉방 운전시 상기 압축기(5)에서 압축된 냉매가 상기 사방밸브(6)와 실외 열교환기(9)와 팽창기구(8)와 실내 열교환기(7) 와 사방밸브(6)를 차례로 경유하여 압축기(5)로 순환됨에 따라, 상기 실외 열교환기(9)가 응축기로 작용하고, 상기 실내 열교환기(7)가 증발기로 작용하면서 실내공기의 열을 빼앗는다.

반면에, 난방 운전시에는 상기 압축기(5)에서 압축된 냉매가 상기 사방밸브(6), 실내 열교환기(7), 팽창기구(8), 실외 열교환기(9), 사방밸브(6)를 차례로 경유하여 상기 압축기(5)로 순환됨에 따라, 상기 실외 열교환기(9)가 증발기로 작용하고, 상기 실내 열교환기(7)가 응축기로 작용하면서 실내 공기를 가열하게 된다.

상기 폐열회수 수단(20)은 상기 엔진(10)에서 배출되는 배기가스의 열을 빼앗는 배기가스 열교환기(22)와, 상기 엔진(10)을 냉각시킨 냉각수의 열을 빼앗는 냉각수 열교환기(24)로 구성된다.

상기 배기가스 열교환기(22)는 상기 축열조 등의 열수요처(30)와 제 1 열공급라인(23)으로 연결되고, 상기 엔진(10)의 배기가스로부터 빼앗은 폐열은 상기 제 1 열공급라인(23)을 통해 축열조 등이 열수요처(30)로 전달된다.

상기 냉각수 열교환기(24)는 상기 축열조(30) 등의 열수요처(30)와 제 2 열 공급라인(25)으로 연결되고, 상기 엔진(10)을 냉각시킨 냉각수로부터 빼앗은 열은 상기 제 2 열공급라인(25)을 통해 축열조(30) 등의 열수요처(30)로 전달된다.

상기 축열조(30)에는 급탕조 등이 연결된다.

그러나, 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 엔진(10)의 폐열이 급탕조 등에서만 이용되므로, 그 효율이 극대화되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진 등의 폐열이 폐열공급 열교환기에 의해 히트펌프식 공기조화기의 냉매로 전달됨으로써 시스템의 효율을 극대화시킴과 아울러 폐열과 외부공기와의 온도차를 이용해서 전력을 발생시키는 열전모듈이 설치됨으로써 추가적인 발전이 가능한 열병합 발전 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 발전기와; 상기 발전기를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 구동원과; 상기 구동원의 폐열을 회수하는 폐열회수수단과; 상기 발전기와 폐열회수수단으로부터 전력과 열을 공급받는 히트펌프식 공기조화기와; 상기 폐열회수수단에서 회수된 열을 상기 히트펌프식 공기조화기로 공급하는 폐열공급 열교환기와; 상기 폐열회수수단에서 회수된 열과 외부공기와의 온도차를 이용해서 전력을 발생시키는 추가발전수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 폐열회수수단과 폐열공급 열교환기는 열매체가 순환할 수 있도록 형성된 열매체 순환유로로 연결되고, 상기 추가발전수단은 상기 열매체 순환유로를 통과하는 열매체의 열을 전달받을 수 있도록 상기 열매체 순환유로상에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 추가발전수단은 상기 열매체 순환유로상에 설치된 전열 열교환기와, 상기 전열 열교환기로부터 열을 전달받아 전력을 발생시키는 열전모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 열병합 발전 시스템은 상기 폐열회수수단에서 회수한 열을 외부로 방열할 수 있도록 설치된 방열 열교환기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열병합 발전 시스템이 난방운전일 때의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열병합 발전 시스템이 냉방 운전일 때의 개략도이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 열병합 발전 시스템은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 발전기(50)와, 상기 발전기(50)를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 구동원(52)과, 상기 구동원(52)의 폐열을 회수하는 폐열회수수단(60)과, 상기 발전기(50)와 폐열회수수단(60)으로부터 전력과 열을 공급받는 히트펌프식 공기조화기(100)와, 상기 폐열회수수단(60)에서 회수된 열을 상기 히트펌프식 공기조화기(100)로 공급하는 폐열공급 열교환기(86)와, 상기 폐열회수수단(60)에서 회수된 열과 외부공기와의 온도차를 이용해서 전력을 발생시키는 추가발전수단(80)을 포함하여 구성된다.

상기 히트펌프식 공기조화기는 압축기(103)와 사방밸브(104)와 실외 열교환기(108)와 실외 팽창밸브(105)를 포함하는 실외기(O)와 실내 열교환기(109)와 실내 팽창밸브(107)로 포함하는 실내기(I)로 이루어진다.

상기 발전기(50)는 교류 발전기와 직류 발전기 중 어느 하나로서, 상기 구동원(52)의 출력축에 회전자가 연결되어 상기 출력축의 회전시 전력을 생산하고, 생산된 전력을 상기 히트펌프식 공기조화기(100) 등으로 공급한다.

상기 구동원(52)은 연료 전지로 이루어지거나, 가스 또는 석유 등 화석 연료를 이용하여 운전되는 엔진으로 이루어지는 것도 가능하나, 이하 엔진으로 한정하여 설명한다.

상기 엔진(52)에는 연료가 주입되는 연료 주입구(53)와, 엔진에서 배기된 배기가스가 통과하는 배기구(54)가 설치된다.

상기 폐열회수수단(60)은 상기 엔진(52)과 냉각수 라인(56)을 통해 연결되어 상기 엔진(52)의 냉각수 열을 회수하는 냉각수 열교환기(62)와, 상기 엔진(52)에서 배출된 배기가스 열을 회수하도록 상기 배기구(54) 상에 설치된 제 1 배기가스 열교환기(64)와, 상기 제 1 배기가스 열교환기(64)에서 폐열을 빼앗긴 배기가스의 잔여 폐열을 회수하도록 상기 배기구(54) 상에 설치된 제 2 배기가스 열교환기(66)를 포함하여 구성된다.

상기 엔진(52) 또는 냉각수 라인(56)에는 냉각수가 상기 엔진(52)과 냉각수 열교환기(62)를 순환할 수 있도록 냉각수 순환펌프(55)가 설치된다.

상기 냉각수 열교환기(62)와 제 1 배기가스 열교환기(64)와 제 2 배기가스 열교환기(66)의 열은 열전달 수단(70)을 통해 상기 폐열공급 열교환기(86)로 전달된다.

상기 열전달 수단(70)은 열매체가 상기 폐열회수수단(60)과 상기 폐열공급 열교환기(86)를 순환할 수 있도록 형성된 열매체 순환유로(72)와, 상기 열매체 순환유로(72) 상에 설치되어 열매체를 펌핑시키는 열매체 순환펌프(71)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 추가발전수단(80)은 상기 열매체 순환유로(72) 상에 설치된 전열 열교환기(84)와 상기 전열 열교환기(84)로부터 열을 전달받아 전력을 발생시키는 열전모듈(82)을 포함하여 구성된다.

상기 열전모듈(82)은 금속판으로 이루어진 고온부(미도시)와 저온부(미도시), 그리고 상기 고온부와 저온부를 연결하면서 상기 고온부와 저온부에 온도차가 발생했을 때 전력을 발생시키는 열전소자(미도시)로 이루어진다.

상기 고온부는 상기 전열 열교환기의 열을 전달받아 높은 온도가 형성되도록 설치되고, 상기 저온부는 외부공기와 접촉시켜 낮은 온도가 형성되도록 설치된다.

한편, 상기 열병합 발전 시스템은 상기 폐열회수수단(60)에서 회수한 열을 외부로 방열할 수 있도록 방열 열교환기(76)가 설치된다.

상기 방열 열교환기(76)는 상기 열매체 순환유로(72)를 통과하는 열매체가 상기 폐열공급 열교환기(86)를 바이패스할 수 있도록 상기 열매체 순환유로(72)에 방열유로(78)로 연결된다.

상기 열매체 순환유로(72)와 방열유로(78)가 연결되는 부분에는 열매체가 분배될 수 있도록 삼방변(74)이 설치된다.

상기 방열 열교환기(76)에 전달된 열은 급탕조나 축열조에서 이용되거나, 방열팬(77)에 의해 대기중으로 방출된다.

한편, 상기 폐열공급 열교환기(86)와 상기 히트펌프식 공기조화기(100)는 냉매가 순환할 수 있도록 형성된 냉매 순환유로(102)로 연결된다.

상기 냉매 순환유로(102)에는 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 냉방 운전시 냉매가 상기 폐열공급 열교환기(86)를 바이패스하도록 냉방유로(110)가 형성되고, 난방 운전시 냉매가 상기 실외 열교환기(108)를 바이패스하도록 난방유로(120)가 형성된다.

상기 냉방유로(110)에는 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 난방 운전시 냉매가 상기 냉방(110)로 역류되지 않도록 제 1 냉방용 역지변(112)이 설치된다.

상기 난방유로(120)에는 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 냉방 운전시 냉매가 상기 난방유로(120)로 역류되지 않도록 제 1 난방용 역지변(122)이 설치된다.

상기 냉매 순환유로(102)에는 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 냉방 운전시 상기 냉매가 상기 폐열공급 열교환기(86)로 유입되지 않도록 상기 폐열공급 열교환기(86)의 입구측에 난방용 밸브(124)가 설치되고, 출구측에는 제 2 난방용 역지변(114)이 설치된다.

또한, 상기 냉매 순환유로(102)에는 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 난방 운전시 냉매가 상기 실외 열교환기(108)로 유입되지 않도록 냉방용 밸브(116)와 제 2 냉방용 역지변(114)이 설치된다.

한편, 상기 실시예에서는 상기 추가발전수단(80) 전열 열교환기(84)와 열전모듈(82)을 포함하여 구성된 것으로 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 않고 상기 추가발전수단은 열전모듈로만 이루어지고 상기 열전모듈은 상기 열매체 순환 유로(72)상에 직접 설치되는 것도 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열병합 발전 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 엔진(52)이 구동되면, 상기 발전기(50)는 회전자가 회전되어 전력을 생산하고, 생산된 전력은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전력선을 통해 상기 히트펌프식 공기조화기(100) 등으로 공급된다.

그리고, 상기 엔진(52)의 배기가스 폐열과 냉각수 폐열은 상기 냉각수 열교환기(62)와 제 1 배기가스 열교환기(64)와 제 2 배기가스 열교환기(66)에서 회수된다.

상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 난방 운전시, 상기 열매체 순환펌프(71)는 구동되고, 도2에 도시된 바와 같이 상기 삼방변(74)은 열매체를 상기 열매체 순환유로(72)와 방열유로(78)로 분배한다.

따라서, 상기 열매체 순환유로(72)의 열매체는 상기 열매체 순환펌프(71)에 의해 펌핑되어 상기 냉각수 열교환기(62)와 제 2 배기가스 열교환기(66)와 제 1 배기가스 열교환기(64)를 순환한 후, 상기 삼방변(74)을 통과하면서 상기 열매체 순환유로(72)와 방열유로(78)로 분배된다.

상기 방열유로(78)로 유입된 열매체는 상기 방열 열교환기(76)로 열을 전달하게 되고, 전달된 열은 상기 방열팬(77)에 의해 대기중으로 방출되거나, 급탕조나 축열조(미도시)에 이용된다.

상기 열매체 순환유로(72)로 유입된 열매체는 상기 폐열공급 열교환기(86)를 통해 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 냉매에 열을 전달한다.

상기 폐열공급 열교환기(86)를 통과한 열매체는 상기 전열 열교환기(84)를 통과하게 된다.

이때, 상기 폐열공급 열교환기(86)를 통과한 열매체는 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 난방운전에 필요한 열을 공급하고, 남은 열을 상기 전열 열교환기(84)에 전달하게 된다.

상기 전열 열교환기(84)에 전달된 열은 상기 열전모듈(82)의 고온부로 전달되어 상기 고온부의 온도를 상승시킨다.

그리고, 상기 열전모듈(82)의 저온부는 외부공기와 접촉되어 상기 저온부의 온도를 형성한다.

이 때, 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 난방 운전시 실외 온도가 낮기 때문에, 상기 저온부는 냉방 운전시의 저온부보다 낮은 온도를 형성할 수 있게 되고, 이로 인해 상기 고온부는 상기 히트펌프식 공기조화기(100)에 공급하고 남은 열을 전달받더라도 상기 고온부와 저온부는 열전모듈(82)의 발전이 가능한 온도차를 형성할 수 있게 된다.

따라서, 상기 열전모듈(82)은 상기 고온부와 저온부의 온도차를 이용해 전력을 발생시킨다.

상기 열전모듈(82)에서 생산된 전력은 상기 발전기(50)의 전력과 더해져서 상기 히트펌프식 공기조화기(100) 등에 공급되거나, 별도의 전기 기구에 따로 공급 된다.

그리고, 상기 히트펌프식 공기조화기(100)에서는, 압축기(103)는 구동되고, 상기 사방밸브(104)는 난방 모드로 절환된다.

상기 압축기(103)에서 압축된 냉매는 상기 사방밸브(104)와 실내 열교환기(109)와 실내 팽창밸브(105)와 실외 팽창밸브(105)와 폐열공급 열교환기(86)와 사방밸브(104)를 차례로 통과한 후 압축기(103)로 순환되고, 이때 상기 실내 열교환기(109)가 응축기로 기능하고, 상기 폐열공급 열교환기(86)가 증발기로 기능하며, 상기 실내기(I)는 실내를 난방시킨다.

반면에, 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 냉방 운전시에는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 삼방변(74)은 열매체를 상기 열매체 순환유로(72)와 방열유로(78)로 분배한다.

이 때, 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 냉방 운전시에는 상기 폐열공급 열교환기(86)를 이용하기 않기 때문에, 상기 삼방변(74)은 상기 전열 열교환기(84)에 전달될 열매체를 제외한 나머지를 전부 방열유로(78)로 보내게 된다.

상기 삼방변(74)을 통과하여 상기 열매체 순환유로(72)로 유입된 열매체는 상기 폐열공급 열교환기(86)를 통과하여 상기 전열 열교환기(84)로 유입된다.

상기 전열 열교환기(84)에 전달된 열은 상기 열전모듈(82)의 고온부로 전달되어 상기 고온부의 온도를 상승시킨다.

그리고, 상기 열전모듈(82)의 저온부는 외부공기와 접촉되어 상기 저온부의 온도를 형성한다.

이 때, 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 냉방 운전시 실외 온도가 높아서 상기 저온부가 난방 운전시보다 높은 온도가 형성되더라도, 상기 폐열회수수단(60)에서 회수된 열이 상기 폐열공급 열교환기(86)에 빼앗기지 않기 때문에 상기 전열 열교환기(84)는 충분한 열을 공급받을 수 있게 되어, 상기 고온부도 난방 운전시보다 높은 온도가 형성되고, 이로 인해 상기 고온부와 저온부는 열전모듈(82)의 발전이 가능한 온도차를 형성할 수 있게 된다.

따라서, 상기 열전모듈(82)은 상기 고온부와 저온부의 온도차를 이용해 전력을 발생시킨다.

그리고, 상기 히트펌프식 공기조화기(100)에서는, 상기 압축기(103)에서 압축된 냉매가 상기 사방밸브(104)와 냉방유로(110)와 실외 열교환기(108)와 실내 팽창밸브(107)와 실내 열교환기(109)와 사방밸브(104)를 차례로 통과한 후 압축기(103)로 순환되고, 이때 상기 실내열교환기(109)가 증발기로 기능하고, 상기 실외열교환기(108)가 응축기로 기능하며, 상기 실내기(I)는 실내를 냉방시킨다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 열병합 발전 시스템은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 폐열회수수단(60)에서 회수된 열과 외부공기와의 온도차를 이용해서 전력을 발생시키는 추가발전수단(80)이 열전모듈(82')로만 이루어지고, 상기 열전모듈(82')이 상기 방열 열교환기(76)에 설치된 점을 제외하고, 기타 구성 및 작용은 본 발명의 제 1 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열병합 발전 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 난방 운전시에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 삼방변(74)은 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 부하에 따라 상기 열매체 순환유로(72)로 열매체를 분배하고, 남는 열매체를 상기 방열유로(78)로 분배하게 된다.

상기 삼방변(74)을 통과한 뒤 상기 방열유로(78)로 유입된 열매체는 상기 방열 열교환기(76)를 통과하면서 상기 열전모듈(82')의 고온부에 열을 전달하게 된다.

따라서, 상기 열전모듈(82')의 고온부는 높은 온도를 형성하게 되고,상기 열전모듈(82')의 저온부는 외부공기와 접촉되어 낮은 온도를 형성하게 되어, 상기 고온부와 저온부는 온도차가 발생되고, 이로 인해 상기 열전모듈(82')은 전력을 발생시키게 된다.

반면에, 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 냉방 운전시에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 삼방변(74)은 열매체가 상기 방열유로(78)로 전부 유입되도록 상기 방열유로(78)를 개방하고 상기 열매체 순환유로(72)를 차단한다.

상기 방열유로(78)로 유입된 열매체는 상기 방열 열교환기(76)를 통과하면서 상기 열전모듈(82')의 고온부에 열을 전달하게 된다.

따라서, 상기 열전모듈(82')의 고온부는 높은 온도를 형성하게 되고,상기 열전모듈(82')의 저온부는 외부공기와 접촉되어 낮은 온도를 형성하게 된다.

이 때, 상기 히트펌프식 공기조화기(100)의 냉방 운전시에는 실외온도가 난방 운전시보다 높아서 상기 저온부에 난방시보다 높은 온도가 형성되더라도, 상기 폐열회수수단(60)에서 회수된 열이 상기 폐열공급 열교환기(86)에 전달되지 않고 전부 방열 열교환기(76)에 전달되기 때문에, 상기 고온부는 충분한 열을 공급받을 수 있게 되어, 상기 고온부도 난방 운전시보다 높은 온도가 형성된다.

따라서, 상기 고온부와 저온부는 열전모듈(82')의 발전이 가능한 온도차를 형성하게 되고, 상기 열전모듈(82')은 전력을 발생시키게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 엔진으로부터 회수된 폐열을 히트펌프식 공기조화기로 공급하도록 폐열공급 열교환기가 설치됨으로써, 난방 능력이 향상되고 소비전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 히트펌프식 공기조화기의 냉방 운전시 폐열과 외부공기와의 온도차를 이용해서 전력을 발생시키는 열전모듈이 설치됨으로써, 폐열의 이용효율이 증대됨과 아울러 추가적으로 전력을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 히트펌프식 공기조화기의 난방 운전시에는 상기 폐열공급 열교환기에 제공하고 남은 열을 열전모듈에 이용함으로써, 냉방운전과 난방운전에 관계없이 지속적으로 추가 전력을 발생시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 열전모듈이 방열 열교환기에 설치되어 외부로 방출되는 열을 이용함으로써 폐열의 이용효율이 증대되는 효과가 있다.

또한, 히트펌프식 공기조화기가 난방운전일 경우, 냉매가 폐열에 의해 가열되는 폐열공급 열교환기에 의해 증발되므로, 실외온도와 무관하게 일정한 난방능력을 가질 수 있고, 실외 열교환기의 서리착상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 발전기와;

   상기 발전기를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 구동원과;

   상기 구동원의 폐열을 회수하는 폐열회수 수단과;

   상기 발전기와 폐열회수 수단으로부터 전력과 열을 공급받는 히트펌프식 공기조화기와;

   상기 폐열회수 수단에서 회수된 열을 상기 히트펌프식 공기조화기로 공급하는 폐열공급 열교환기와;

   상기 폐열회수 수단에서 회수된 열과 외부공기와의 온도차를 이용해서 전력을 발생시키는 추가발전수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 폐열회수 수단과 폐열공급 열교환기는 열매체가 순환할 수 있도록 형성된 열매체 순환유로로 연결되고,

   상기 추가발전수단은 상기 열매체 순환유로를 통과하는 열매체의 열을 전달받을 수 있도록 상기 열매체 순환유로상에 설치되는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 추가발전수단은 상기 열매체 순환유로상에 설치된 전열 열교환기와, 상기 전열 열교환기로부터 열을 전달받아 전력을 발생시키는 열전모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 열병합 발전 시스템은 상기 폐열회수 수단에서 회수한 열을 외부로 방열할 수 있도록 설치된 방열 열교환기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템

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