KR100633238B1 - Heating storage system for several heat storage-tank in one network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 축열조를 한 배관망에 직접 연결 및 운전할 수 있는 지역난방용 축열조 시스템에 관한 것으로, 열교환기를 사용하지 않고 서로 다른 지역에 하나 이상의 축열조를 배관망에 직접 설치할 수 있도록 함을 목적으로 한다.The present invention relates to a heat storage tank system for district heating that can directly connect and operate a plurality of heat storage tanks in one pipe network, and has an object of enabling one or more heat storage tanks to be directly installed in a pipe network in different regions without using a heat exchanger.
본 발명에 의한 다수의 축열조를 한 배관망에 직접 연결 및 운전할 수 있는 지역난방용 축열조 시스템은, 지역난방 시스템의 유입측 배관(1)과 유출측 배관(2)이 각각 연결되는 축열조(10)와; 상기 축열조의 유입측 배관 도중에 설치되어 상기 배관의 개도를 조절하는 유량조절밸브와; 상기 축열조에 유입된 양만큼의 물을 송출하는 펌프와; 그리고, 상기 유출입측 배관을 통해 상기 축열조에 유입되는 물의 양을 검출하여 유입되는 물의 양과 상기 유출측 배관을 통해 유출되는 물의 양이 동일하도록 상기 밸브의 개도와 펌프의 회전수를 조절하는 제어기를 포함하여 구성된다. 상기 제어기는 상기 유입/유출측 배관에 각각 설치된 유량계(21.31)와 온도계(22.32)를 통해 각각 검출된 유량과 온도를 근거로 하여 유체 질량을 산출하여 운전중 유입량과 유출량이 항상 균일하도록 제어한다.District heat storage tank system capable of directly connecting and operating a plurality of heat storage tank according to the present invention, the heat storage tank 10 is connected to the inlet pipe (1) and the outlet side pipe (2) of the district heating system; A flow rate control valve installed in the inlet-side pipe of the heat storage tank to adjust the opening degree of the pipe; A pump for discharging the amount of water introduced into the heat storage tank; And a controller for detecting the amount of water flowing into the heat storage tank through the outlet pipe and adjusting the opening of the valve and the rotation speed of the pump so that the amount of water flowing through the outlet pipe is the same. It is configured by. The controller calculates the fluid mass based on the flow rate and temperature respectively detected by the flow meters 21.31 and the thermometers 22.32 installed in the inlet / outlet pipes, respectively, to control the inflow and outflow during operation at all times.
지역난방, 축열, 배관, 오버플로우, PID, 질량유량 District heating, heat storage, piping, overflow, PID, mass flow
Description
도 1은 본 발명에 의한 다수의 축열조를 한 배관망에 직접 연결 및 운전할 수 있는 지역난방용 축열조 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a heat storage tank system for district heating that can be directly connected to and operate a plurality of heat storage tank according to the present invention one pipe network.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1,2 : 배관, 10 : 축열조1,2: pipe, 10: heat storage tank
20-1~4 : 유입측 유량조절밸브, P-1: 최소유량 송출 펌프20-1 ~ 4: Inflow flow control valve, P-1: Minimum flow pump
P-2 : 중부하 유량조절 송출펌프, P-3 : 고부하 유량조절 송출펌프P-2: Heavy Load Flow Control Pump, P-3: High Load Flow Control Pump
P-4 : 고부하 유량조절 송출펌프, 21,31 : 유량계P-4: High load flow control pump, 21, 31: Flow meter
22,32 : 온도계, 40 : 축열조 내부온도 검출 온도계22,32: thermometer, 40: heat storage tank internal temperature detection thermometer
50 : 초음파 센서50: ultrasonic sensor
본 발명은 다수의 축열조를 한 배관망에 직접 연결 및 운전할 수 있는 지역난방용 축열조 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 배관망의 서로 다른 지역에 별도의 열교환수단없이 하나 이상의 축열조를 직접 설치할 수 있으며, 축열조 내부에 저장된 뜨거운 물을 용량이 서로 다른 펌프를 통해 최소 유량부터 최대 유량까지 사용자에게 연속적으로 공급할 수 있도록 한 다수의 축열조를 한 배관망에 직접 연결 및 운전할 수 있는 지역난방용 축열조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat storage tank system for district heating capable of directly connecting and operating a plurality of heat storage tanks to one pipe network. More specifically, one or more heat storage tanks can be directly installed in different regions of one pipe network without a separate heat exchange means. The present invention relates to a district heating storage system that can directly connect and operate a plurality of heat storage tanks in a pipe network so that hot water stored in the heat storage tank can be continuously supplied to a user from a minimum flow rate to a maximum flow rate through a pump having different capacities.
일반적으로 지역난방시스템은 집단에너지를 공급하는 사업자가 다수의 개별 사용자에게 난방 및 급탕을 위해 배관을 통해 집단에너지를 공급하는 시스템으로, 사용자가 개별적으로 난방설비를 갖추는 개별난방 시스템과는 차이가 있다.In general, district heating system is a system in which a group energy supplying company supplies collective energy through a pipe for heating and hot water supply to a large number of individual users, which is different from individual heating systems in which users have individual heating facilities. .
즉, 지역난방은 하나의 도시 또는 일정한 지역 내에 있는 주택, 상가, 사무실, 학교, 병원, 공장 등 각종 건물이 개별적으로 난방설비를 갖추지 않고, 대규모 열생산시설, 즉 열병합발전소를 건설하여 난방 및 급탕에 필요한 중온수(80-120℃)를 생산, 열수송관을 통해 각 수용가에 공급하는 시스템으로 집단에너지 공급방식 중 하나이다.In other words, district heating is not equipped with heating facilities in various buildings such as houses, shopping malls, offices, schools, hospitals and factories in a city or a certain area, but a large scale heat production facility, that is, a cogeneration plant, is heated and heated. It is one of the group energy supply system that produces the hot water (80-120 ℃) necessary for the production and supply to each customer through the heat transportation pipe.
이러한 지역난방시스템은, 전기와 열을 생산하는 열원시설과, 생산된 열을 수송하는 열수송시설과 그리고, 열수송시설에 의해 수송되는 열을 사용자에게 공급하는 열사용자설비로 구성된다.The district heating system is composed of a heat source facility for producing electricity and heat, a heat transport facility for transporting the generated heat, and a heat user facility for supplying heat transported by the heat transport facility to the user.
열원시설은 열병합발전시설, 열전용 보일러, 쓰레기 소각로. 축열조 등이 포함된다.The heat source facilities include cogeneration plants, thermal boilers, and waste incinerators. Heat storage tanks and the like.
열병합발전시설은 동일한 연료를 사용하여 열과 전기를 동시에 생산하는 종 합에너지시스템으로서, 일반적으로 고온부는 전력, 저온부는 공정열로 사용하며 일반기력발전에 비해 에너지절감 및 환경개선효과가 크다. 열병합발전의 이용시 증기터빈의 팽창과정에서 일부 열을 추출함으로써 발전량의 감소는 있으나, 복수기에서 버려지는 열을 공정용 또는 지역난방열로 사용할 수 있다.A cogeneration plant is a comprehensive energy system that produces heat and electricity at the same time using the same fuel. In general, the high-temperature unit uses power and the low-temperature unit as process heat, and the energy saving and environmental improvement effect is greater than general energy generation. When using cogeneration, there is a reduction in the amount of power generated by extracting some heat during expansion of the steam turbine, but the heat discarded in the condenser can be used for process or district heating.
열전용보일러는 지역난방용 열을 생산하는 보일러로써 증기보일러와 온수보일러가 있으며, 연료로 저황왁스유(LSWR), B-C유, LNG 등을 사용하고 유럽의 경우 석탄을 사용하는 곳도 많다.Thermal boilers are boilers that produce heat for district heating. Steam boilers and hot water boilers use low-sulfur wax oil (LSWR), B-C oil and LNG as fuels. In Europe, coal is also used.
쓰레기 소각로는 쓰레기를 소각하여 부산물로 발생되는 증기는 증기터빈을 설치하여 전력을 생산하거나 열병합발전에 이용하는 경우가 있으나, 쓰레기 질에 따라 생산열량이 일정치 않고 열량자체도 많지 않아 일반적으로 지역난방의 기저부하로 이용되고 있다.Waste incinerators can incinerate waste and produce steam as a by-product to generate electricity or use it for cogeneration.However, depending on the quality of waste, the heat generated is not constant and the calorie itself is not high. It is used as a base load.
축열조는 다음과 같은 3가지 기능을 담당한다. 첫째는 지역난방 배관망의 정압유지를 목적으로 하여 고온수가 포화압력 이하에서 나타나는 재증발 현상을 어떠한 운전조건에서도 발생되지 않도록 하는 것이고, 둘째는 열배관 내 지역난방수온도가 증가되어 비체적이 상승함에 따라 발생되는 팽창량을 흡수하거나 온도 저감에 따라 배관수량의 부족분을 보충하여 최적의 계통을 유지하도록 하며, 셋째는 열부하가 낮은 시간에 잉여열을 저장하였다가 열부하가 높은 시간에 저장된 열을 방열하여 일일 첨두부하를 담당하거나 일일 부하의 변동 폭을 축열조가 흡수하여 잉여열을 저장하게 되므로 설비의 가동율을 향상시킬 수 있어 경제적인 운전이 가능하도록 역할을 담당한다.The heat storage tank performs three functions as follows. The first is to maintain the static pressure of the district heating pipe network so that the re-evaporation phenomenon of hot water below the saturation pressure does not occur under any operating conditions. The second is the increase of the specific volume as the district heating water temperature in the heat pipe increases. To maintain the optimum system by absorbing the amount of expansion generated or reducing the shortage of pipe water according to the temperature decrease. Third, by storing excess heat at the time of low heat load, It is responsible for the peak load or the heat storage tank absorbs the fluctuation of the daily load to store the surplus heat, thereby improving the operation rate of the facility to play a role in economical operation.
열수송시설은 주수송관 계통 순환수펌프, 열수송관, 가압장설비, 열교환기실(또는 감압밸브실) 및 분배관 계통 순환수펌프 등이 포함된다.The heat transportation facility includes a main transport pipe system circulation water pump, a heat transport pipe, a pressurized field facility, a heat exchanger chamber (or a pressure reducing valve room), and a distribution pipe system circulation water pump.
열사용자 설비는 지역난방열을 받아들일 수 있는 사용자열교환기, 유량조절을 원활히 할 수 있는 차압유량조절밸브, 난방 및 급탕 순환펌프, 배관수의 저장 및 보충을 위한 팽창탱크 등으로 구성된다.The thermal user equipment consists of a user heat exchanger capable of receiving district heating, a differential pressure flow control valve for smooth flow control, an expansion tank for heating and hot water circulation, and an expansion tank for storing and replenishing piping water.
한편, 지역난방 배관계통에 적용되는 축열조 시스템은 한 배관망에 한 개 또는 두 개의 축열조를 동일 장소에 설치하여 운영하고 있으나, 지역이 다른 장소에 또 다른 축열조를 동일 배관망에 직접 설치하는 경우에는 운영의 난조와 축열조 밖으로 과유량 유출 등의 문제가 발생된다. On the other hand, the heat storage tank system applied to the district heating piping system is operated by installing one or two heat storage tanks in the same place in one pipe network, but when another heat storage tank is installed in the same pipe network in different places, Problems such as excess flow out of hunting and heat storage tanks occur.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 축열조를 배관계통에 직접 설치하지 않고, 판형열교환기를 통해 배관계통과 분리하는 간접방식으로 축열조를 설치 운영하고 있다.In order to solve this problem, the heat storage tank is installed and operated in an indirect manner in which the heat storage tank is not directly installed in the piping system but separated from the piping system through a plate heat exchanger.
그러나, 종래 기술에 따른 판형열교환기를 매개로 한 간접방식 축열시스템에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.However, the indirect heat storage system using the plate heat exchanger according to the prior art has the following problems.
축열조와 배관계통이 판형열교환기를 통해 설치되어 축열조는 판형열교환기와 열교환하여 축열 및 방열시 온도의 제한을 받게 되므로 에너지 측면에서 볼 때 시스템의 효율저하와 에너지 손실이 발생된다. 열교환기에 의하여 축열조에 저장된 열을 지역에 공급할 때 열교환기 특성에 의해 약 4~5℃ 정도의 공급온도 손실을 보게 되는데 이러한 에너지 손실은 불필요한 보일러를 가동하는 결과를 초래하여 에너지를 크게 낭비하게 된다. 또한 축열조 열교환기 통한 회수온도는 지역에서 사용 한 온도보다 높게 형성하게 되어 터빈 배기단의 진공도를 상승시켜 발전효율을 떨어뜨리게 된다. 비용측면에서는 유지보수비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.The heat storage tank and piping system are installed through the plate heat exchanger, and the heat storage tank is heat-exchanged with the plate heat exchanger, so that the temperature is limited when heat storage and heat dissipation occur. Therefore, energy efficiency and energy loss are generated in terms of energy. When the heat stored in the heat storage tank is supplied to the area by the heat exchanger, the loss of supply temperature is about 4-5 ° C. due to the characteristics of the heat exchanger. This energy loss causes unnecessary boiler operation and wastes much energy. In addition, the recovery temperature through the heat storage tank heat exchanger is formed to be higher than the temperature used in the region to increase the vacuum degree of the turbine exhaust stage to reduce the power generation efficiency. In terms of cost, there is a problem that a lot of maintenance costs are required.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 축열조에 저장된 뜨거운 물과 찬 물이 축열조 외부로 유출되지 않도록 하면서 공급 유체가 배관계통에서 일정한 균형을 유지하면서 부하에 맞게 펌프를 통해 순환할 수 있도록 한 다수의 축열조를 한 배관망에 직접 연결 및 운전할 수 있는 지역난방용 축열조 시스템을 제공하려는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-described problems, so that the supply fluid is circulated through the pump according to the load while maintaining a constant balance in the piping system while preventing the hot water and cold water stored in the heat storage tank to flow out of the heat storage tank. The purpose is to provide a district heating storage system that can directly connect and operate a plurality of storage tanks to one pipe network.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 배관계통의 압력에 대응하는 용량의 펌프를 가동시켜 부하조절 능력을 자유롭게 하여 축열조의 이용율 및 가동율을 높이려는데 있다.In addition, another object of the present invention is to increase the utilization rate and operation rate of the heat storage tank by operating a pump having a capacity corresponding to the pressure in the piping system to free the load adjusting capability.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다수의 축열조를 한 배관망에 직접 연결 및 운전할 수 있는 지역난방용 축열조 시스템은, 지역난방 시스템의 유입측 배관과 유출측 배관이 각각 연결되는 축열조와; 상기 축열조의 유입측 배관에 설치되어 상기 배관의 개도를 조절하는 유량조절밸브와; 상기 축열조에 유입되는 유량만큼 물을 송출하기 위한 펌프와; 그리고, 상기 유입측 배관을 통해 상기 축열조에 유입되는 물의 양과 상기 유출측 배관을 통해 유출되는 물의 양이 동일하도록 상기 밸브 개도와 상기 펌프의 회전수를 조절하는 제어기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.District heat storage tank system capable of directly connecting and operating a plurality of heat storage tank according to the present invention for achieving the object as described above, the heat storage tank is connected to the inlet pipe and the outlet pipe of the district heating system, respectively; A flow rate control valve installed at an inflow pipe of the heat storage tank to control an opening degree of the pipe; A pump for discharging water at a flow rate flowing into the heat storage tank; The controller may be configured to adjust the valve opening and the rotation speed of the pump such that the amount of water flowing into the heat storage tank through the inlet pipe is equal to the amount of water flowing out through the outlet pipe.
그리고, 본 발명에 의하면, 상기 제어기는 상기 축열조 내부에 저장된 물의 온도와 수위를 근거로 하여 상기 유량조절밸브와 펌프를 제어하는 것을 특징으로 한다.And, according to the present invention, the controller is characterized in that for controlling the flow control valve and the pump on the basis of the temperature and the water level of the water stored in the heat storage tank.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It must be interpreted to mean meanings and concepts.
본 발명에 의한 다수의 축열조를 한 배관망에 직접 연결 및 운전할 수 있는 지역난방용 축열조 시스템은, 지역난방 시스템의 유입측 배관(1)과 유출측 배관(2)이 각각 연결되는 축열조(10)와, 축열조(10)의 유입측 배관(1)의 도중에 설치되어 개도를 조절하는 유량조절밸브(20-1,20-2,20-3,20-4)와, 축열조(10) 탱크 내부에 유입된 유량만큼의 유출을 송출할 수 있는 펌프(P-1,P-2,P-3,P-4)와, 유입측 배관(1)과 유출측 배관(2)에 각각 설치되어 배관(1,2)을 통과하는 유량을 검출하는 유량계(21,31)와, 유입측 배관(1)과 유출측 배관(2)에 장착되어 각 배관(1,2)을 따라 흐르는 물의 온도를 검출하는 온도계(22,32)와, 유량계(21,31)와 온도계(22,32)를 통해 검출된 유량과 온도를 통해 물의 질량을 검출하여 축열조(10)에 공급되는 물의 질량과 축열조(10)에서 배출되는 물의 질량이 동일하도록 펌프(P-1,P-2,P-3,P- 4)의 가동을 제어하는 제어기(비례 미적분 제어기)(미도시)를 포함하여 구성된다.The district heat storage tank system capable of directly connecting and operating a plurality of heat storage tanks according to the present invention includes: a
즉, 축열조(10)의 유입측 배관(1)과 유출측 배관(2)을 통해 흐르는 물의 질량을 동일하게 유지함으로써 축열조(10)에서 오버플로우(overflow)가 발생되지 않고 동일 유량이 축열조(10) 탱크로 유출입되므로 전체 배관계통의 압력이 필요이상 상승하지 않게 되고 안정되게 운전을 지속할 수 있다.That is, by maintaining the same mass of the water flowing through the
유량조절밸브(20-1,20-2,20-3,20-4)는 정밀한 개도 조절을 위하여 개도 조절 능력이 서로 다른 다수개(도면에는 4개로 도시하였으나 이는 4개에 한정되지 않는다)로 구성되어 상기 제어기의 제어에 따라 선택적으로 작동된다. 즉, 제어기는 물의 유입량을 결정한 후, 결정된 유입량만큼 물을 유입하기에 적당한 유량조절밸브(20-1,20-2,20-3,20-4)를 선택하여 가동시킨다.The flow control valves 20-1, 20-2, 20-3, and 20-4 have a plurality of openings having different opening adjustment capabilities (shown as four in the drawing, but not limited to four) for precise opening adjustment. It is configured and selectively operated under the control of the controller. That is, after the controller determines the inflow of water, the controller selects and operates the flow control valves 20-1, 20-2, 20-3, and 20-4 suitable for the inflow of water by the determined inflow.
그리고, 서로 다른 용량의 펌프(P-1,P-2,P-3,P-4)(도면에는 4개로 도시되었지만 그 수량은 4개에 한정되지 않는다)를 병렬로 설치하여 유출측 배관(2)의 압력 및 부하에 대응되는 펌프(P-1,P-2,P-3,P-4)가 가동되도록 함으로써 펌프의 소손을 방지하면서 최소유량을 공급할 수 있도록 구성되는 특징이 있다. Then, pumps of different capacities (P-1, P-2, P-3, P-4) (shown as four in the drawing, but the quantity is not limited to four) are installed in parallel to the outlet side pipe ( The pump (P-1, P-2, P-3, P-4) corresponding to the pressure and load of 2) is operated so that the minimum flow rate can be supplied while preventing the pump from burning out.
배관 계통의 공급 압력은 운전조건 및 계절에 따라 변하므로 최소유량 및 최소 부하를 조절하기 위하여 펌프(P-1)(편의상 펌프(P-1)을 최소유량 송출 펌프라 칭한다) 토출측에 유량조절 밸브(V-1)가 설치되고 유체순환용 배관(3)과 자동 릴리프밸브(V-5)가 각각 설치되어 배관계통의 압력변화에 대응하여 최소유량을 공급할 수 있다. 즉, 유출측 배관(2)의 압력을 측정하는 압력센서(미도시)가 더 포함되고, 제어기는 압력센서를 통해 검출된 압력과 대응되는 용량의 펌프(P-1,P-2,P-3,P-4) 가 가동되도록 제어한다.Since the supply pressure of the piping system varies depending on the operating conditions and seasons, a flow control valve on the discharge side of the pump P-1 (for convenience, the pump P-1 is called the minimum flow pump) to control the minimum flow rate and the minimum load. (V-1) is installed, and the fluid circulation pipe (3) and automatic relief valve (V-5) are installed respectively, so that the minimum flow rate can be supplied in response to the pressure change in the piping system. That is, a pressure sensor (not shown) for measuring the pressure of the outlet side pipe (2) is further included, and the controller is a pump (P-1, P-2, P- of capacity corresponding to the pressure detected through the pressure sensor) 3, P-4) is controlled to operate.
그리고, 축열조(10) 내부의 유체 전체 질량유량은 항상 일정하여야 전체 배관계통의 유체 균형을 유지하고 시스템의 교란을 방지할 수 있으므로 본 발명에 의하면, 축열조(10) 내부에 저장된 물의 온도를 측정하기 위한 온도계(40)가 설치됨과 아울러 수위측정을 위한 초음파 센서(50)가 설치되고, 상기 제어기는 온도계(40)와 초음파 센서(50)를 통해 검출된 데이터를 근거로 하여 유량조절밸브(20-1,20-2,20-3,20-4)를 통해 개도를 조절함으로써 오버플로우를 방지한다. 온도계(40)는 축열조(10) 내부의 높이별 온도를 측정할 수 있도록 일정 높이(예컨대, 0.5m 내지 1m)를 두고 다단으로 양측에 각각 설치되고, 초음파 센서(50)는 축열조(10) 바닥부까지의 거리와 저장된 물의 표면의 거리를 각각 구하며, 상기 제어기는 축열조(10)의 총 유체질량과 축열조(10)에 유출입하는 양을 비교하여 축열조(10) 내부의 유체질량이 증가하면 유입되는 유체의 양을 줄이도록 유입측 배관(1)의 유량조절밸브(20-1,20-2,20-3,20-4)를 통해 개도를 조절하고, 축열조(10) 내부의 유체질량이 감소하면 유입측 배관(1)의 유량조절밸브(20-1,20-2,20-3,20-4)를 통해 개도를 열어 유체의 질량이 증가하도록 한다.In addition, since the total mass flow rate of the fluid in the
도면 중 미설명부호 V6은 축열모드와 방열모드를 전환하는 모드전환밸브이고, P-5는 지역난방순환 메인펌프이며, 60은 지역난방 열교환기이다.In the drawings, reference numeral V6 denotes a mode switching valve for switching the heat storage mode and the heat dissipation mode, P-5 is a district heating circulation main pump, and 60 is a district heating heat exchanger.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 다수의 축열조를 한 배관망에 직접 연결 및 운전할 수 있는 지역난방용 축열조 시스템의 작용은 다음과 같다.The function of the district heating storage tank system capable of directly connecting and operating a plurality of heat storage tanks according to the present invention configured as described above is as follows.
열원시설(열병합발전시설, 열전용 보일러 등)에 의해 발전된 온수는 배관을 통해 사용자측 열교환기로 열을 전달한 후, 다시 열원시설로 회수된다. 이때, 사용자측 열교환기의 사용량이 적을 때에는 축열조(10)에 축열된다. 즉, 축열조(10)는 부하가 적을 때에는 잉여열을 축열하다가 부하가 높을 때에는 방열한다.The hot water generated by the heat source facility (cogeneration plant, heat boiler, etc.) is transferred to the user's heat exchanger through the pipe, and then recovered to the heat source facility. At this time, when the usage amount of the user-side heat exchanger is small, it is stored in the
지역난방시스템은 펌프의 펌핑력에 의해 유체가 배관을 따라 순환하게 되는데, 배관을 흐르는 유체압력은 지역난방시스템의 가동상태에 따라 다르다. 즉, 배관의 유체압력은 가동 초기시 최저에서 점진적으로 높아지게 된다. 제어기는 압력센서를 통해 유출측 배관(2)의 압력을 입력받아, 펌프(P-1,P-2,P-3,P-4) 중 입력된 배관(2)의 유체압력과 대응되는 펌프(P-1,P-2,P-3,P-4)를 선택하여 운전시킨다. 즉, 가동 초기 및 적은 유량이 필요한 경우에는 최소유량 펌프(P-1)를 운전시켜 최소유량을 공급하고, 유출측 배관(2)의 유체압력이 높아짐에 따라 펌프(P-2,P-3,P-4)를 선택하여 운전시킨다. 최소유량 펌프에 의해 송출되는 유량이 배관망의 수두압 이하에서 운전될 때에는 유량이 토출되지 않으므로 펌프는 유체에 의하여 과열되므로 최소유량의 토출압력이 계통의 배관압력보다 작을 경우에는 릴리프 밸브(V-5)가 작동되어 유체가 자동으로 순환되도록 하여 펌프의 과열을 방지하고, 최소유량 토출압력이 계통배관 압력보다 높으면 자동적으로 릴리프 밸브(V-5)의 계도를 닫아 유체가 송출되도록 한다. 이렇게 되면 최소유량 펌프(P-1)에 의해 저부하 상태에서도 적은 유량을 자유롭게 축방열할 수 있도록 한다. In district heating system, the fluid is circulated along the pipe by the pumping force of the pump. The fluid pressure flowing through the pipe depends on the operation status of the district heating system. In other words, the fluid pressure in the pipe gradually increases from the lowest at the beginning of operation. The controller receives the pressure of the outlet pipe (2) through the pressure sensor, the pump corresponding to the fluid pressure of the input pipe (2) of the pump (P-1, P-2, P-3, P-4) Select (P-1, P-2, P-3, P-4) to operate. That is, when the initial operation and the low flow rate are required, the minimum flow rate is supplied by operating the minimum flow rate pump P-1, and the pumps P-2 and P-3 increase as the fluid pressure of the
축열모드시 유입측 배관(1)을 통해 축열조(10)에 온수가 공급될 때 유량계(21)와 온도계(22)는 각각 유입측 배관(1)을 따라 흐르는 온수의 유량과 온도를 검출하여 제어기에 전송한다. 제어기는 온도와 유량을 통해 질량을 검출하여 유입측 배관(1)을 통해 유입되는 유체질량과 동일한 질량의 물이 유출되도록 유출측 배관(2)의 펌프(P-1,P-2,P-3,P-4)의 회전수를 부하에 맞게 조절하기 위하여 하나의 펌프를 택일함으로써 축열조(10)에 유입되는 유체질량과 유출되는 유체질량이 동일하도록 유지한다. 제어기는 유출측 배관(2)의 유량계(31)와 온도계(32)를 통하여 유출측 배관(2)을 통해 유출되는 유체질량을 산출함으로써 유출량을 유입량과 동일하게 유지한다.When hot water is supplied to the
한편, 축열조(10) 내부의 온도계(40)들은 각각 축열조(10)에 저장된 물의 온도를 검출하여 상기 제어기에 전송하고, 초음파 센서(50)는 축열조(10)에 저장된 물의 수위를 검출하여 상기 제어기에 전송한다. 상기 제어기는 온도계(40)와 초음파 센서(50)에 의해 검출된 온도와 수위를 통해 축열조(10) 내부의 총 유체질량을 산출하고, 산출된 현재 유체질량이 설정치보다 높으면 유입되는 유체의 양을 줄여야 하므로 유량조절밸브(20-1,20-2,20-3,20-4)를 통하여 유입측 배관(1)의 개도를 작게 하거나 회전수가 큰 펌프를 선택하여 운전토록 함으로써 축열조(10) 내부의 총 유체질량을 설정치로 유지하고, 반대로, 현재 유체질량이 설정치보다 낮으면 유체의 유입량을 증가하기 위하여 유량조절밸브(20-1,20-2,20-3,20-4)를 통하여 유입측 배관(1)의 개도를 크게 하거나 회전수가 작은 펌프를 선택하여 운전토록 함으로써 축열조(10) 내부의 유체질량을 설정치로 유지한다.On the other hand, the
지금까지는 축열모드만 설명하였지만, 방열모드시에도 마찬가지로 상술한 방법에 의거하여 축열조(10)에 항상 일정량의 유체질량이 저장되고, 오버플로우가 발생되지 않는다.Although only the heat storage mode has been described so far, a constant amount of fluid mass is always stored in the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 지역난방용 축방열시스템에 의하면, 축열조를 지역난방용 배관망에 직접 설치하여 열손실을 줄일 수 있으면서 비용을 절감할 수 있으므로 시스템의 효율성을 극대화할 수 있고, CHP(지역난방용 열병합발전)에서 전력단가가 높은 시간대에 전기를 최대로 생산하고 동시에 열을 최대한 저장할 수 있어 전기단가가 낮은 시간대에 열 생산을 줄이고 저장된 열을 공급할 수 있으므로 열병합발전 설비의 경제성을 최대한 높일 수 있다.As described above, according to the axial heat dissipation system for district heating according to the present invention, the heat storage tank can be directly installed in the district heating pipe network to reduce heat loss while reducing the cost, thereby maximizing the efficiency of the system, and In the district heating cogeneration system, it is possible to produce the maximum electricity at the time of high power unit price and save the maximum heat at the same time, thereby reducing the heat production and supplying the stored heat during the low electric unit price period, thereby increasing the economic efficiency of the cogeneration plant have.
그리고, 배관망의 압력에 대응하는 용량의 펌프를 선택 구동하여 최소 유량을 공급할 있고, 펌프의 소손을 방지할 수 있으므로 설비의 유지보수 비용을 절감할 수 있다.In addition, since a pump having a capacity corresponding to the pressure of the pipe network is selectively driven to supply a minimum flow rate, and the burnout of the pump can be prevented, maintenance cost of the facility can be reduced.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the invention has been described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the principles of the invention, the invention is not limited to the configuration and operation as such is shown and described. Rather, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and modifications to the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
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