KR100634812B1 - Electric generation air condition system and the control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 구성도,1 is a configuration diagram of a cogeneration system according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전시스템이 발전 전력 출력이고, 히트 펌프식 공기 조화기가 냉방 사이클로 운전시 구성도, 2 is a cogeneration system according to the present invention is a power generation output, the heat pump type air conditioner is a configuration diagram when operating in a cooling cycle,
도 3은 본 발명에 따른 열병합 발전시스템이 발전 전력 출력이고, 히트 펌프식 공기 조화기가 실외 고온 난방 사이클로 운전시 구성도, 3 is a cogeneration system according to the present invention is a power generation output, the heat pump type air conditioner is a configuration diagram when operating in an outdoor high temperature heating cycle,
도 4는 본 발명에 따른 열병합 발전시스템이 발전 전력 출력이고, 히트 펌프식 공기 조화기가 실외 저온 난방 사이클로 운전시 구성도,4 is a cogeneration system according to the present invention is a power generation output, the heat pump type air conditioner is a configuration diagram when operating in an outdoor low temperature heating cycle,
도 5는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템이 발전 전력 출력이고, 히트 펌프식 공기조화기가 이중 난방 사이클로 운전시 구성도,5 is a cogeneration system according to the present invention is a power generation output, the heat pump type air conditioner is a configuration diagram when operating in a double heating cycle,
도 6은 본 발명에 따른 열병합 발전시스템이 상용 전력 출력이고, 히트 펌프식 공기 조화기가 냉방 사이클로 운전시 구성도,6 is a cogeneration system according to the present invention is a commercial power output, the heat pump type air conditioner is a configuration diagram when operating in a cooling cycle,
도 7은 본 발명에 따른 열병합 발전시스템의 상용 전력 출력이고, 히트 펌프식 공기 조화기가 실외 고온 난방 사이클로 운전시 구성도,7 is a commercial power output of the cogeneration system according to the present invention, the heat pump type air conditioner is a configuration diagram when operating in an outdoor high temperature heating cycle,
도 8은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템의 오일 회수 운전에 따른 삼방 변 개도 제어방법에 따른 순서도이다.8 is a flow chart according to the three-way opening degree control method according to the oil recovery operation of the cogeneration system according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
50 : 발전기 51 : 전력절환장치50: generator 51: power switching device
52 : 구동원 55 : 엔진 냉각장치52: drive source 55: engine cooling device
60 : 폐열 회수장치 70 : 압축기60: waste heat recovery device 70: compressor
73 : 사방밸브 74 : 실내 열교환기73: four-way valve 74: indoor heat exchanger
75 : 실외 열교환기 76 : 실내 팽창밸브75: outdoor heat exchanger 76: indoor expansion valve
77 : 실외 팽창밸브 80 : 폐열 공급 장치77: outdoor expansion valve 80: waste heat supply device
85 : 폐열 방열장치 94 : 삼방변85: waste heat radiator 94: three-way
100 : 냉매 순환 유로 110 : 바이패스 유로100: refrigerant circulation flow path 110: bypass flow path
120 : 폐열 연결 유로120: waste heat connection flow path
본 발명은 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 히트 펌프식 공기조화기가 발전기를 구동시키는 구동원의 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 삼방변 개도가, 오일 회수 직전 삼방변 개도와 실내기의 운전율에 따라 설정되는 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cogeneration system and a control method thereof, in particular, the three-way opening after the oil recovery operation, the three-way opening immediately before the oil recovery and the operation rate of the indoor unit in the waste heat of the drive source that the heat pump type air conditioner drives the generator. It relates to a cogeneration system and a control method thereof.
일반적으로 열병합 발전시스템은 코제너레이션 시스템(Cogeneration system)이라고도 불리는 것으로, 하나의 에너지원으로부터 전력과 열을 동시에 생산하는 시스템이다. Cogeneration systems, commonly referred to as cogeneration systems, are systems that produce power and heat simultaneously from a single energy source.
이와 같은 열병합 발전 시스템은 가스 엔진 또는 터빈을 구동하여 발전을 하면서 발생되는 배기가스 열 또는 냉각수의 폐열을 회수하여 종합열효율을 70~80%까지 높이는 것이 가능하여, 최근에는 건축물의 전력, 열원으로 주목받고 있으며, 특히 회수 폐열을 냉난방, 급탕 등에 많이 활용하고 있는 고효율 에너지 이용방식이다. The cogeneration system can recover waste heat of exhaust gas or cooling water generated by power generation by driving a gas engine or turbine, and can increase the overall thermal efficiency by 70-80%. In particular, it is a high-efficiency energy utilization method that utilizes the waste heat recovered in particular for heating, cooling, and hot water supply.
도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a cogeneration system according to the prior art.
종래의 열병합 발전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 전력을 생산하는 발전기(2)와, 상기 발전기(2)를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 가스 엔진 등의 구동원(10, 이하 ‘가스 엔진’이라 칭함)과, 상기 가스 엔진(10)에서 발생된 폐열을 회수하는 폐열 회수 장치(20)와, 상기 폐열 회수 장치(20)의 폐열을 급탕 등에 이용하거나 외부로 방열되게 하는 열수요처(30)를 포함하여 구성된다.In the conventional cogeneration system, as shown in FIG. 1, a
상기 발전기(2)에서 생산된 발전 전력은 가정의 각종 조명기구나 히트 펌프식 공기조화기(4) 등의 전력 소비기기로 공급된다.The generated electric power generated by the
상기 발전기(2)와 가스 엔진(10)은 상기 열수요처(30)와 별도로 이루어진 섀시(미도시)의 엔진룸(E) 내에 설치된다.The
상기 히트 펌프식 공기조화기(4)는 실내기(3)와 실외기(5)로 이루어진다.The heat pump
상기 폐열 회수장치(20)는 상기 가스 엔진(10)에서 배출되는 배기가스의 열을 빼앗는 배기 가스 열교환기(22)와, 상기 가스 엔진(10)을 냉각시킨 냉각수의 열을 빼앗는 냉각수 열교환기(24)로 구성된다.The waste
상기 배기 가스 열교환기(22)는 상기 열수요처(30)와 제 1 열 공급라인(23)으로 연결되고, 상기 가스 엔진(10)의 배기가스로부터 빼앗은 폐열은 상기 제 1 열 공급라인(23)을 통해 열수요처(30)로 전달된다.The exhaust gas heat exchanger 22 is connected to the
상기 냉각수 열교환기(24)는 상기 열수요처(30)와 제 2 열 공급라인(25)으로 연결되고, 상기 가스 엔진(10)을 냉각시킨 냉각수로부터 빼앗은 열은 상기 제 2 열 공급라인(25)을 통해 열수요처(30)에 전달된다. The cooling water heat exchanger 24 is connected to the
그러나, 상기한 바와 같이 구성된 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템은, 상기 가스 엔진(10)의 폐열이 급탕이나 온수 공급에만 활용되고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(4)에서 이용되지 못함으로써, 상기 열병합 발전 시스템의 사용자에게 가장 필요한 열병합 발전 시스템의 성능, 특히 상기 열병합 발전 시스템의 난방 능력을 극대화시키지 못하는 문제점이 있다.However, in the cogeneration system according to the prior art configured as described above, the waste heat of the
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상기 구동원의 폐열이 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전 모드시 상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 능력을 높이는데 활용됨으로써, 상기 히트 펌프식 공기조화 기를 비롯하여 그 효율이 극대화되는 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, the waste heat of the drive source is utilized to increase the heating capacity of the heat pump type air conditioner in the heating operation mode of the heat pump type air conditioner, The purpose of the present invention is to provide a heat pump type air conditioner and a cogeneration system and a control method thereof in which the efficiency thereof is maximized.
또한, 본 발명은 상기 히트 펌프식 공기조화기가 상기 구동원의 폐열을 이용하는 운전 중일 때, 오일 회수 운전 후 상기 구동원의 폐열을 분배하는 삼방변 개도가 오일 회수 직전 삼방변 개도와 상기 히트 펌프식 공기조화기의 실내기의 운전율에 따라 설정됨으로써, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 오일 회수 운전 후 상기 삼방변 개도를 비롯한 상기 히트 펌프식 공기조화기가 신속히 안정될 수 있을 뿐만 아니라, 그 효율 및 신뢰성 측면에서 유리한 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention is a three-way opening degree for distributing the waste heat of the drive source after the oil recovery operation when the heat pump type air conditioner is using the waste heat of the drive source, the three-way opening degree just before the oil recovery and the heat pump type air conditioning By setting according to the operation rate of the indoor unit of the machine, not only can the heat pump type air conditioner including the three-way opening degree be stabilized quickly after the oil recovery operation of the heat pump type air conditioner, but also in terms of efficiency and reliability thereof. Another object is to provide an advantageous cogeneration system and a control method thereof.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 실내기와 실외기로 이루어진 히트 펌프식 공기조화기와; 상기 히트 펌프식 공기조화기에 발전 전력을 공급하는 발전기와; 상기 발전기를 발전시키는 구동원과; 상기 구동원의 폐열을 회수하는 폐열 회수 장치와; 상기 폐열 회수 장치에 회수된 폐열이 방열되는 폐열 방열 장치와; 상기 폐열 회수 장치에 회수된 폐열을 상기 히트 펌프식 공기조화기에 전달하는 폐열 공급 장치와; 상기 폐열 회수 장치에 회수된 폐열을 소정 개도로 분배하는 삼방변과; 상기 히트 펌프식 공기조화기가 상기 구동원의 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변 개도를, 상기 오일 회수 운전 직전 삼방변 개도와 상기 히트 펌프식 공기조화기의 부하에 따라 설정하는 제어부를 포함하 여 구성된 것을 특징으로 한다. Cogeneration system according to the present invention for solving the above problems is a heat pump type air conditioner consisting of an indoor unit and an outdoor unit; A generator for supplying generating power to the heat pump type air conditioner; A drive source for generating the generator; A waste heat recovery apparatus for recovering waste heat of the drive source; A waste heat radiating device for radiating the waste heat recovered by the waste heat recovering device; A waste heat supply device for transferring the waste heat recovered by the waste heat recovery device to the heat pump type air conditioner; A three-way stool for distributing the waste heat recovered by the waste heat recovery apparatus to a predetermined degree; The heat pump type air conditioner includes a control unit configured to set an initial three-way opening degree after the oil recovery operation when using waste heat of the driving source according to the three-way opening degree immediately before the oil recovery operation and the load of the heat pump type air conditioner. It is characterized by.
상기 히트 펌프식 공기조화기는, 압축기와, 사방밸브와, 실외 열교환기와, 실외 팽창밸브가 구비된 실외기와; 실내 열교환기와, 실내 팽창밸브가 구비된 실내기로 이루어진 것을 특징으로 한다.The heat pump type air conditioner includes: an outdoor unit including a compressor, a four-way valve, an outdoor heat exchanger, and an outdoor expansion valve; An indoor heat exchanger, and an indoor unit provided with an indoor expansion valve.
상기 히트 펌프식 공기조화기는, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 사방밸브와, 실외 열교환기와, 실외 팽창밸브와, 실내 팽창밸브와, 실내 열교환기를 통과한 후, 상기 사방밸브를 통해 압축기로 순환되는 냉방 사이클을 갖는 것을 특징으로 한다.In the heat pump type air conditioner, the refrigerant compressed by the compressor passes through a four-way valve, an outdoor heat exchanger, an outdoor expansion valve, an indoor expansion valve, and an indoor heat exchanger, and is then cooled to the compressor through the four-way valve. It is characterized by having a cycle.
상기 히트 펌프식 공기조화기는, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 사방밸브와, 실내 열교환기와, 실내 팽창밸브와, 실외 팽창밸브와, 실외 열교환기를 통과한 후, 상기 사방밸브를 통해 압축기로 순환되는 실외 고온 난방 사이클을 갖는 것을 특징으로 한다.In the heat pump type air conditioner, the refrigerant compressed by the compressor passes through a four-way valve, an indoor heat exchanger, an indoor expansion valve, an outdoor expansion valve, and an outdoor heat exchanger, and then is circulated to the compressor through the four-way valve. It is characterized by having a high temperature heating cycle.
상기 히트 펌프식 공기조화기는, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 사방밸브와, 실내 열교환기와, 실내 팽창밸브와, 실외 팽창밸브와, 상기 폐열 공급 장치를 통과한 후, 상기 사방밸브를 통해 압축기로 순환되는 실외 저온 난방 사이클을 갖는 것을 특징으로 한다. In the heat pump type air conditioner, the refrigerant compressed by the compressor passes through a four-way valve, an indoor heat exchanger, an indoor expansion valve, an outdoor expansion valve, and the waste heat supply device, and then circulates to the compressor through the four-way valve. Characterized by having an outdoor low temperature heating cycle.
상기 히트 펌프식 공기조화기는, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 사방밸브와, 실내 열교환기와, 실내 팽창밸브와, 실외 팽창밸브와, 실외 열교환기와, 상기 폐열 공급방치를 통과한 후, 상기 사방밸브를 통해 압축기로 순환되는 이중 난방 사이클을 갖는 것을 특징으로 한다.In the heat pump type air conditioner, the refrigerant compressed by the compressor passes through a four-way valve, an indoor heat exchanger, an indoor expansion valve, an outdoor expansion valve, an outdoor heat exchanger, and the waste heat supply. It is characterized by having a double heating cycle circulated to the compressor through.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템의 제어방법은, 히트 펌프식 공기조화기가 발전기를 구동시키는 구동원으로부터 회수된 폐열 이용시 오일 회수 운전이 요청되면, 상기 구동원으로부터 회수된 폐열을 분배하는 삼방변 개도 정보를 획득하는 삼방변 개도 정보 획득단계와; 상기 오일 회수 운전이 종료되면, 상기 제1단계에서 획득한 오일 회수 운전 직전 삼방변 개도와 상기 히트 펌프식 공기조화기의 부하에 따라 상기 구동원의 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변 개도가 설정되는 삼방변 개도 설정단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the control method of the cogeneration system according to the present invention for achieving the above object, the waste heat recovered from the drive source when the oil recovery operation is requested when the heat pump type air conditioner using the waste heat recovered from the drive source for driving the generator Triangular opening degree information obtaining step of obtaining the triangular opening degree information for distributing; When the oil recovery operation is completed, the initial three-way opening degree is set after the oil recovery operation when using waste heat of the driving source according to the three-way opening immediately before the oil recovery operation obtained in the first step and the load of the heat pump type air conditioner. Three-way opening degree is characterized in that consisting of the setting step.
상기 히트 펌프식 공기조화기의 부하는 상기 히트 펌프식 공기조화기의 실내기 운전율에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.The load of the heat pump type air conditioner is determined according to the indoor unit operation rate of the heat pump type air conditioner.
상기 실내기의 운전율(%) = 100 * 실내기의 현재 운전용량/ 실내기의 총 운전용량.Driving ratio of the indoor unit (%) = 100 * current driving capacity of the indoor unit / total operating capacity of the indoor unit.
상기 삼방변 개도 설정단계시 상기 구동원의 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변 개도는, 다음과 같은 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변 개도 식에 따라 설정되는 것을 특징으로 한다.The initial three-way opening degree after the oil recovery operation using waste heat of the driving source in the three-way opening degree setting step may be set according to the initial three-way opening degree after the oil recovery operation using waste heat as follows.
상기 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 삼방변 개도 = 오일 회수 운전 전 삼방변 개도 + 삼방변 개도 증가량, 상기 삼방변 개도 증가량 = [( 90- 오일 회수 운전 전 삼방변 개도) * (100 - 실내기의 운전율)] / 100.The three-way opening after the oil recovery operation = the three-way opening degree before the oil recovery operation + the amount of the three-way opening increase, the amount of the three-way opening increase = [(90-the three-way opening before the oil recovery operation) * (100-operation rate of the indoor unit) )] / 100.
상기 오일 회수 운전시 삼방변 개도는, 상기 구동원으로부터 회수된 폐열이 상기 히트 펌프식 공기조화기에 분배되지 않도록, 100으로 설정되는 것을 특징으로 한다.The three-way opening degree in the oil recovery operation is set to 100 so that waste heat recovered from the driving source is not distributed to the heat pump type air conditioner.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도 2 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 8.
본 발명에 따른 열병합 발전시스템은, 전력 소비기기와, 상기 전력 소비기기에 발전 전력 및 폐열을 공급하기 위한 열병합 발전부와, 열병합 발전 시스템의 운전을 전반적으로 제어하는 열병합 발전 시스템 제어부로 나눌 수 있다.The cogeneration system according to the present invention may be divided into a power consumption device, a cogeneration unit for supplying generated power and waste heat to the power consumption device, and a cogeneration system control unit which controls overall operation of the cogeneration system. .
상기 전력 소비기기로는 히트 펌프식 공기조화기와, 냉장고, 전자레인지, 컴퓨터 등 다양하게 실시될 수 있으며, 이하 히트 펌프식 공기조화기에 한정하여 설명한다.The power consumption device may be implemented in various ways, such as a heat pump type air conditioner, a refrigerator, a microwave oven, a computer, and the like.
먼저, 상기 열병합 발전부의 구성을 자세히 설명하면, 다음과 같다.First, the configuration of the cogeneration unit in detail, as follows.
상기 열병합 발전부는 발전 전력을 생산하는 발전기(50)와, 상기 발전기(50)를 구동시키는 구동원(52)과, 상기 구동원(52)의 폐열을 회수하는 폐열 회수장치(60)를 포함하여 구성된다. The cogeneration unit is configured to include a
상기 발전기(50)는 교류 발전기와 직류 발전기 중 어느 하나로서, 상기 구동원(60)의 출력축에 회전자가 연결되어 상기 출력축의 회전시 전력을 생산한다.The
상기 발전기(50)의 발전 전력은 상기 발전기(50)의 발전 전력과 전력 회사에서 생산하는 상용 전력(50') 중 어느 하나가 상기 히트 펌프식 공기조화기로 출력되도록 전력을 절환하는 전력절환장치(51)를 통해 상기 히트 펌프식 공기조화기 에 출력될 수 있다. The power generation device of the
상기 전력절환장치(51)는 상기 발전기(50)의 발전 전력 출력을 단속하는 발전 전력 개폐기(GCB)(51a)와, 상용 전력(50') 출력을 단속하는 상용 전력 개폐기(MCB)(51b)로 구성된다. The
상기 구동원(52)은 연료 전지 또는, 가스, 석유 등 연료를 이용하여 운전되는 엔진, 터빈 등 다양한 장치로 구현될 수 있으며, 이하 엔진으로 한정하여 설명함과 아울러 도면 부호 '52'는 엔진(52)을 지시한다.The driving
상기 엔진(52)에는 내부에 구비된 연소실로 연료가 공급되는 연료공급통로(53)와, 상기 연소실로부터 배기가스가 배기되는 배기통로(54)가 구비된다.The
또한, 상기 엔진(52)에는 상기 엔진(52) 과열시 고장나기 쉽고 수명이 단축되며 엔진 출력이 저하되고, 상기 엔진(52) 과냉시 엔진 효율이 저하되는 등 상기 엔진(52)의 신뢰성이 저하되는 바, 상기 엔진(52)이 적정 온도 범위 내에서 운전되게 하는 엔진 냉각장치(55)가 구비된다.In addition, the
상기 엔진 냉각장치(55)는 냉각수가 상기 엔진(52)과 상기 폐열 회수장치(60) 중 후술할 냉각수 열교환기(61) 사이에서 순환되도록 안내하는 냉각수 순환 유로(56)와, 상기 냉각수 순환 유로(56) 상에 설치되어 냉각수를 펌핑하는 냉각수 펌프(57)로 이루어진다.The engine cooler 55 includes a coolant
상기 폐열 회수장치(60)는 상기 냉각수 순환 유로(56)에 연결되어 상기 엔진(52) 냉각 후 고온이 된 냉각수의 열을 빼앗는 상기 냉각수 열교환기(61)와, 상기 엔진(52)의 배기통로(54)에 연결되어 상기 엔진(52)에서 배기된 배기가스의 열 을 회수하는 제 1,2배기가스 열교환기(62)(63)로 구성될 수 있다. The waste
상기 폐열 회수장치(60)에 회수된 폐열은 열 수요처인 폐열 공급 장치(80)를 통해 상기 히트 펌프식 공기조화기에 공급될 수 있다.The waste heat recovered by the waste
상기 폐열 공급 장치(80)는 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열과 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 서로 열교환되게 하는 열교환기 방식으로 구현될 수 있다.The waste
상기한 폐열 공급 장치(80)는 상기 폐열 회수 장치(60)와 상기 엔진(52)의 폐열 회수를 위한 열매체를 안내하는 폐열회수통로(64)를 통해 연결된다. The waste
즉, 상기 폐열회수통로(64)는 상기 폐열회수통로(64) 내 열매체가 상기 냉각수 열교환기(61), 제2배기가스 열교환기(63), 제1배기가스 열교환기(62) 그리고, 상기 폐열 공급 장치(80)를 차례로 순환토록 구비될 수 있다. That is, the waste heat recovery passage (64) is a heat medium in the waste heat recovery passage (64), wherein the cooling water heat exchanger (61), the second exhaust gas heat exchanger (63), the first exhaust gas heat exchanger (62), and the Waste
상기한 폐열회수통로(64)에는 상기 폐열회수통로(64) 내 열매체가 순환될 수 있도록 펌핑 작용을 행하는 열매체 순환펌프(65)가 설치된다. The waste
또한, 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열은 폐열 방열장치(85)를 통해 대기 중에 방열될 수 있다. In addition, the waste heat recovered by the waste
상기 폐열 방열장치(85)는 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열이 대기중으로 방열되게 하는 방열 열교환기(86)와, 상기 폐열회수통로(64)와 연결되어 상기 폐열회수통로(64) 내 열매체를 상기 방열 열교환기(68)로 안내하는 폐열 방열유로(87)와, 상기 방열 열교환기(86)로 외부 공기를 강제 송풍시키는 폐열 방열 송풍기(88)로 이루어진다.The waste
상기 폐열 방열유로(87)와 폐열회수통로(64)가 상호 연결되는 2개의 합지점 중 점 중 어느 한 합지점에는 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열 분배를 위한 폐열 분배기(94)가 설치된다.A
상기 폐열 분배기(94)는 상기 폐열 회수 통로(64) 내 열매체의 흐름을 절환하는 삼방변으로 구현될 수 있다. 이하, 도면번호 '94'가 지시하는 것은 삼방변인 것으로 한정한다. The
한편, 상기 열병합 발전부는 외관을 이루는 발전실(200)에 각각 환기를 위한 흡입구(201)와 토출구(202)가 구비됨과 아울러, 상기 발전실(200)의 흡입구(201)에 환기 송풍기(204)가 구비된다.On the other hand, the cogeneration unit is provided with a
다음, 상기 전력 소비기기 중 하나인 히트 펌프식 공기조화기의 상세한 설명은, 다음과 같다.Next, a detailed description of the heat pump type air conditioner, which is one of the power consumers, is as follows.
상기 히트 펌프식 공기조화기는 크게 실외기(Oa)와 실내기(Ia)로 나뉠 수 있으며, 하나의 실외기(Oa)와 하나의 실내기(Ia)로 구성되는 것도 가능하고, 하나의 실외기(Oa)와 복수개의 실내기(Ia)로 구성되는 것도 가능하며, 복수개의 실외기(Oa)와 복수개의 실내기(Ia)로 구성되는 것도 가능하다. 이하 본 실시 예에 따른 히트 펌프식 공기조화기는 하나의 실외기(Oa)와 복수개의 실내기(Ia)로 구성된 것으로 한정하여 설명한다.The heat pump type air conditioner may be largely divided into an outdoor unit Oa and an indoor unit Ia, and may be configured of one outdoor unit Oa and one indoor unit Ia, and one outdoor unit Oa and a plurality of units. It is also possible to comprise a plurality of indoor units (Ia), it may be composed of a plurality of outdoor units (Oa) and a plurality of indoor units (Ia). Hereinafter, the heat pump type air conditioner according to the present embodiment will be described as limited to one outdoor unit Oa and a plurality of indoor units Ia.
상기 실외기(Oa)에는 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 순환되게 하는 압축기(70)와, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매 흐름을 절환하는 사방밸브(73) 와, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 실외기(Oa)가 설치된 실외 공기와 열교환되는 실외 열교환기(75)와, 실외 팽창밸브(77)가 구비된다. The outdoor unit Oa includes a
상기 압축기(70)는 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 압축되는 압축실을 갖는 압축부와, 상기 압축부를 구동시키는 모터와, 상기 모터와 압축부의 윤활 및 냉각을 위해 오일을 펌핑하는 오일펌프로 이루어진다.The
상기와 같이 구비되는 압축기(70)는 하나 또는 둘 이상의 복수개로 구성될 수 있다. 이하, 두 개의 압축기(70)가 구성된 것으로 한정하여 설명한다.
상기 2개의 압축기(70)는 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 흡입되는 흡입 측에 설치된 공용 어큐뮬레이터(78)를 통해 연결된다. The two
상기 각각의 실내기(Ia)에는 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 실내기(Ia)가 설치된 실내기(Ia)와 열교환되는 실내 열교환기(74)와, 실내 팽창밸브(76)가 구비된다.Each indoor unit (Ia) is provided with an indoor heat exchanger (74) and an indoor expansion valve (76) in which the refrigerant of the heat pump type air conditioner exchanges heat with the indoor unit (Ia) in which the indoor unit (Ia) is installed.
상기와 같이 구성된 히트 펌프식 공기조화기의 냉매는 상기 실내기(Ia)와 실외기(Oa)를 냉매 순환 유로(100)를 따라 순환된다.The refrigerant of the heat pump type air conditioner configured as described above is circulated along the
상기 냉매 순환 유로(100)에는 상기 압축기(70)와 실외 열교환기(75) 사이에 제1개폐밸브(102)가 구비된다.The
상기 냉매 순환 유로(100)에는 상기 실외 열교환기(75)와 실내기(Ia) 사이에 제2개폐밸브(104)가 구비된다.The
상기 냉매 순환 유로(100)에는 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 실외 열교환기(75)를 바이패스할 수 있도록 안내하는 바이패스 유로(110)가 연결된 다.The
상기 바이패스 유로(110)는 상기 실외 열교환기(75)의 양 측에서 각각 상기 냉매 순환 유로(100)와 합지된다.The bypass flow path 110 is laminated with the refrigerant
상기 바이패스 유로(110) 상에는 제3개폐밸브(112)가 구비된다.The third opening and closing
또한, 상기 냉매 순환 유로(100)는 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 폐열 공급 장치(120)를 통과할 수 있도록 안내하는 폐열 연결 유로(120)가 연결된다.In addition, the refrigerant
상기 폐열 연결 유로(120)의 입구 측에는 제1폐열 개폐밸브(122)가 구비되고, 상기 폐열 연결 유로(120)의 출구 측에는 제2폐열 개폐밸브(124)가 구비된다.The first waste heat opening and closing
상기와 같이 구성된 히트 펌프식 공기 조화기의 운전 모드는, 상기 실내기(Ia)가 차가운 공기를 공급하는 냉방 사이클로 운전되는 냉방 운전모드와, 상기 실내기(Ia)가 따뜻한 공기를 공급하는 난방 사이클로 운전되는 난방 운전모드가 있다.The operation mode of the heat pump type air conditioner configured as described above is a cooling operation mode in which the indoor unit Ia is operated in a cooling cycle for supplying cold air and a heating cycle in which the indoor unit Ia supplies warm air. There is a heating operation mode.
또한, 상기 히트 펌프식 공기 조화기의 난방 사이클은, 상기 실외기(Oa)가 설치된 실외 온도에 따라, 폐열 공급 장치(80)를 통해 상기 엔진(52)의 폐열을 이용하지 않는 실외 고온 난방 사이클과, 상기 엔진(52)의 폐열을 이용하되, 상기 실외 열교환기(75)를 이용하지 않는 실외 저온 난방 사이클과, 상기 엔진(52)의 폐열과 실외 열교환기(75)를 모두 이용하는 이중 난방 사이클이 있다.In addition, the heating cycle of the heat pump type air conditioner includes an outdoor high temperature heating cycle that does not use waste heat of the
여기서, 상기 실외 저온 난방 사이클과 이중 난방 사이클은 상기 엔진(52) 의 운전시에만 상기 엔진(52)의 폐열 회수가 가능하므로, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 상기 발전기(50)의 발전 전력을 공급받는 경우에만 구현 가능하다. Here, since the outdoor low temperature heating cycle and the dual heating cycle can recover the waste heat of the
한편, 상기 히트 펌프식 공기조화기는 냉방 또는 난방 운전 모드로 운전되는 동안, 상기 압축기(70)의 오일을 상기 압축기(70) 측으로 회수하기 위한 오일 회수 운전이 실시된다.On the other hand, while the heat pump type air conditioner is operated in a cooling or heating operation mode, an oil recovery operation for recovering oil of the
좀 더 상세히 설명하면, 상기 압축기(70)의 오일은 통상 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 압축기(70)에서 압축 후 토출될 때, 일부가 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매와 함께 토출되어, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 순환되는 유로와, 각 구성부품 등에 잔류한다.In more detail, the oil of the
따라서, 상기 오일 회수 운전은 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 순환되는 유로와, 각 구성부품 등에 잔류된 오일을 신속히 회수하기 위하여, 상기 공기조화기가 일정 시간동안 냉방 사이클로 운전되게 한다. Therefore, the oil recovery operation allows the air conditioner to be operated in a cooling cycle for a predetermined time in order to quickly recover the oil flow path through which the refrigerant of the heat pump type air conditioner is circulated, and oil remaining in each component.
다음, 상기 열병합 발전 시스템 제어부는, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 운전 모드와, 상기 실내기(Ia)의 운전율과, 실내/외 온도 등에 따라 상기 열병합 발전 시스템의 운전을 제어한다.Next, the cogeneration system control unit controls the cogeneration system according to the operation mode of the heat pump type air conditioner, the operation rate of the indoor unit Ia, indoor / outdoor temperature, and the like.
특히, 상기 열병합 발전 시스템 제어부는, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 상기 발전기(50)의 발전 전력을 공급받는 경우, 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열이 상기 폐열 공급 장치(80) 또는 폐열 방열 장치(85)에 최적 폐열 분배율로 분배될 수 있도록, 상기 삼방변(94) 개도를 0부터 100 사이에서 설정한다.In particular, the cogeneration system control unit, when the heat pump type air conditioner is supplied with the generated power of the
좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 열병합 발전 시스템 제어부는, 상기 열병합 발전 시스템 제어부는, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열을 이용하지 않는 경우, 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열이 전량 상기 폐열 방열 장치(85)를 통해 방열될 수 있도록 상기 삼방변(94) 개도를 100으로 설정한다.More specifically, the cogeneration system control unit, the cogeneration system control unit, the waste heat recovery device (when the heat pump type air conditioner does not use the waste heat recovered in the waste heat recovery device 60) The opening amount of the three-
즉 상기 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 사이클 또는 실외 고온 난방 사이클로 운전될 때, 상기 삼방변(94) 개도는 100이다.That is, when the heat pump type air conditioner is operated in a cooling cycle or an outdoor high temperature heating cycle, the three-
반면, 상기 열병합 발전 시스템 제어부는, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열 이용시, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 부하 조건에 따라 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열 전량 또는 일부가 상기 폐열 공급 장치(80)에 전달될 수 있도록 상기 삼방변(94) 개도를 0부터 100 사이에서 설정한다.On the other hand, the cogeneration system control unit, when using the waste heat recovered by the heat pump type air conditioner to the waste
즉 상기 열병합 발전 시스템 제어부는 상기 히트 펌프식 공기조화기가 실외 저온 난방 사이클 또는 이중 난방 사이클로 운전되는 경우, 상기 삼방변(94) 개도를 0부터 100 사이에서 설정한다.That is, the cogeneration system control unit sets the three-way side opening degree between 0 and 100 when the heat pump type air conditioner is operated by an outdoor low temperature heating cycle or a double heating cycle.
이 때, 상기 열병합 발전 시스템 제어부는 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열 전량이 상기 히트 펌프식 공기조화기에 이용된다면, 상기 삼방변(94) 개도를 0으로 설정한다.At this time, the cogeneration system control unit sets the three-way side opening degree to zero if the total amount of waste heat recovered by the waste
또는 상기 열병합 발전 시스템 제어부는 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열 일부만 상기 히트 펌프식 공기조화기에 이용된다면, 상기 삼방변(94) 개도를 0보다 크고 100보다 작도록 설정한다.Alternatively, the cogeneration system control unit sets the three-way side opening 94 to be greater than 0 and less than 100 if only a part of the waste heat recovered by the waste
더불어, 상기 열병합 발전 시스템 제어부는, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 오일 회수 운전 직후 초기 삼방변(94) 개도를, 후술할 '히트 펌프식 공기조화기의 오일 회수 운전에 따른 삼방변 개도 제어방법'에 따라 설정한다.In addition, the cogeneration system control unit, the three-way opening degree control method according to the oil recovery operation of the heat pump type air conditioner, the initial three-way (94) opening immediately after the oil recovery operation of the heat pump type air conditioner will be described later. Set according to '.
상기 히트 펌프식 공기조화기의 오일 회수 운전에 따른 삼방변 개도 제어방법을, 특히 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The three-way opening degree control method according to the oil recovery operation of the heat pump type air conditioner will be described with reference to FIG. 8 in particular.
상기 히트 펌프식 공기조화기가 운전 도중(S2) 상기 오일 회수 운전이 요청되면(S4), 먼저 상기 히트 펌프식 공기조화기의 운전 모드가 판단된다(S6).When the heat pump type air conditioner is in operation (S2) and the oil recovery operation is requested (S4), first, an operation mode of the heat pump type air conditioner is determined (S6).
상기 히트 펌프식 공기조화기의 운전 모드가 난방 운전 모드이면, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열을 이용하는지 여부가 판단된다(S8).If the operation mode of the heat pump type air conditioner is the heating operation mode, it is determined whether the heat pump type air conditioner uses the waste heat recovered by the waste heat recovery device 60 (S8).
즉, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 실외 고온 난방 사이클로 운전 중인지, 아니면 상기 실외 저온 난방 사이클 또는 이중 난방 사이클로 운전 중인지 여부가 판단된다.That is, it is determined whether the heat pump type air conditioner is operating in an outdoor high temperature heating cycle or in an outdoor low temperature heating cycle or a double heating cycle.
상기 히트 펌프식 공기조화기가 상기 폐열 회수 장치(60)의 폐열을 이용하는 실외 저온 난방 사이클로 또는 이중 난방 사이클로 운전 중이면, 상기 오일 회수 운전 직전 삼방변(94) 개도(D1) 정보를 획득한다(S10).If the heat pump type air conditioner is operating in an outdoor low temperature heating cycle or a dual heating cycle using the waste heat of the waste
상기 오일 회수 운전 직전 삼방변(94) 개도(D1) 정보가 획득되면, 상기 오일 회수 운전이 실시된다(S12).When the three-
상기 오일 회수 운전시에는 상기 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 사이클로 운전되므로, 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열이 전량 상기 폐열 방열 장치(85)를 통해 방열될 수 있도록, 상기 오일 회수 운전시 삼방변(94) 개도(Do)는 100으로 설정된다.During the oil recovery operation, the heat pump type air conditioner is operated in a cooling cycle, so that the waste heat recovered by the waste
상기 오일 회수 운전이 끝나면, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 실외 저온 난방 사이클 또는 이중 난방 사이클로 복귀하여 운전되기 전에, 상기 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변(94) 개도가 설정된다(S14).After the oil recovery operation is completed, before the heat pump type air conditioner is operated by returning to an outdoor low temperature heating cycle or a dual heating cycle, an initial three-
이 때, 상기 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변(94) 개도(D2)가 100으로 설정된 상태 그대로 상기 히트 펌프식 공기조화기가 다시 실외 저온 난방 사이클 또는 이중 난방 사이클로 복귀하면, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 부하가 클 경우 상기 삼방변(94) 개도가 안정되는데 시간이 많이 소용되고, 상기 삼방변(94) 개도가 안정되는 동안 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열 상당량이 상기 폐열 방열 장치(85)를 통해 방열됨으로써 열병합 발전 시스템의 효율 측면에서 좋지 않다.At this time, when the heat pump type air conditioner returns to the outdoor low temperature heating cycle or the dual heating cycle with the initial three-
또는, 상기 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변(94) 개도(D2)가 상기 오일 회수 운전 직전 삼방변(94) 개도(D1)로 설정된다면, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 부하가 작은 경우 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열이 상기 히트 펌프식 공기조화기에 과잉 공급되어 열병합 발전 시스템이 손상될 수 있다.Alternatively, when the initial three-
따라서, 상기 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변(94) 개도(D2)는, 기 획득한 오일 회수 직전 삼방변(94) 개도(D1)와 상기 공기조화기의 부하 조건 중 하나인 상기 실내기(Ia)의 운전율에 따른 다음과 같은 난방 운전시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변 개도 식에 따라 설정됨이 바람직하다.Therefore, the initial three-
상기 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변 개도 = 오일 회수 운전 직전 삼방변 개도 + 삼방변 개도 증가량, When the waste heat is used, the initial three-way opening after the oil recovery operation = the three-way opening + the three-way opening increase immediately before the oil recovery operation,
상기 삼방변 개도 증가량 = [( 90- 오일 회수 운전 직전 삼방변 개도) * (100 - 실내기의 운전율)] / 100,The triangular opening degree increase = [(90-triangular opening degree just before oil return operation) * (100-operation rate of the indoor unit)] / 100,
상기 실내기의 운전율(%) = 100 * 실내기의 현재 운전용량/ 실내기의 총 운전용량.Driving ratio of the indoor unit (%) = 100 * current driving capacity of the indoor unit / total operating capacity of the indoor unit.
상기 폐열 이용시 오일 회수 운전 후 초기 삼방변(94) 개도(D2)가 설정되고 나면, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 실외 저온 난방 사이클로 또는 이중 난방 사이클로 복귀하여 계속 운전된다(S16).After the initial three-
한편, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 사이클에 의한 냉방 모드 또는 실외 고온 난방 사이클에 의한 난방 운전시에는, 오일 회수 운전 전 뿐만 아니라 오일 회수 운전 중, 오일 회수 운전 후에도 상기 삼방변(94) 개도가 계속 100으로 설정된다(S20).On the other hand, when the heat pump type air conditioner is in a cooling mode by a cooling cycle or a heating operation by an outdoor high temperature heating cycle, the three-
이하, 상기와 같이 구성된 열병합 발전 시스템의 동작을, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 사이클과 상기 히트 펌프식 공기조화기에 출력되는 전력에 따라 자세히 살펴보면, 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the cogeneration system configured as described above will be described in detail according to the cycle of the heat pump type air conditioner and the power output to the heat pump type air conditioner.
먼저, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 사이클로 운전되고, 발전 전력 출력시 도 2를 참조하여 설명하면, 다음과 같다. 이 때, 상기 삼방변(94) 개도는 100이다.First, the heat pump type air conditioner is operated in a cooling cycle and described with reference to FIG. 2 at the time of generating power output. At this time, the
상기 엔진(52)의 구동력에 의해 상기 발전기(50)가 발전하게 되면, 상기 엔진(52)은 상기 엔진 냉각장치(55)에 의해 적정 온도로 운전된다. 즉, 상기 냉각수 순환유로(56) 상의 냉각수가 상기 냉각수 펌프(57)에 의해 펌핑됨에 따라, 상기 엔진(52)의 열이 냉각수에 흡수되고, 상기 엔진(52)의 열을 흡수한 냉각수가 상기 냉각수 열교환기(61)에서 열을 방출한 후 다시 상기 엔진(52)으로 순환된다.When the
상기 냉각수 열교환기(61)에 회수된 냉각수 폐열은, 상기 삼방변(94) 개도가 100이므로, 상기 폐열회수통로(64) 상의 열매체가 상기 열매체 순환 펌프(65)에 펌핑됨에 따라, 상기 냉각수 열교환기(61), 제2배기가스 열교환기(62), 제1배기가스 열교환기(63)를 차례로 거친 후, 상기 삼방변(94)을 통해 상기 폐열 방열장치(85)에 전달된다.Since the cooling water waste heat recovered by the cooling
상기 폐열 방열장치(85)에 전달된 냉각수 폐열은 상기 폐열 방열장치(85)에 의해 전부 외부로 방열된다.The coolant waste heat transferred to the
그리고, 상기 히트 펌프식 공기 조화기에서는, 상기 압축기(70)에서 압축된 냉매가 사방밸브(73)를 통해 실외 열교환기(75)로 전달되어 응축되고, 상기 실외 열교환기(75)에서 응축된 냉매가 실외 팽창밸브(77)와 실내 팽창밸브(76)를 거쳐 실내 열교환기(74)에 전달되어 증발되며, 상기 실내 열교환기(74)에서 증발된 냉매가 상기 사방밸브(73)를 통해 다시 상기 압축기(70)로 순환된다. In the heat pump type air conditioner, the refrigerant compressed by the
그러면, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 실내 열교환기(74)에 서 실내 공기 열을 흡수하여 증발됨으로써, 실내가 냉방될 수 있다. Then, the refrigerant of the heat pump type air conditioner absorbs the indoor air heat from the
다음, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 실외 고온 난방 사이클로 운전되고, 발전 전력 출력시 도 3을 참조하여 설명하면, 다음과 같다. Next, the heat pump type air conditioner is operated by an outdoor high temperature heating cycle, and will be described with reference to FIG. 3 when generating power.
이 때, 상기 삼방변(94) 개도는 100이다.At this time, the
상기 엔진(52)은 상기 엔진 냉각장치(55)에 의해 적정 온도로 운전되고, 상기 엔진(52)의 구동력에 의해 상기 발전기(50)가 발전 전력을 생산한다. The
그리고, 상기 엔진(52)의 냉각수 폐열과 배기가스 폐열이 상기 폐열 회수장치(60)에 회수된다.The waste water waste heat and the waste gas waste heat of the
상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열은, 상기 삼방변(94) 개도가 100이므로, 전량 상기 폐열 방열장치(85)를 통해 방열된다.The waste heat recovered by the waste
상기 히트 펌프식 공기조화기에서는, 상기 압축기(70)에서 압축된 냉매가 사방 밸브(73)를 통해 실내 열교환기(74)로 전달되어 응축되고, 상기 실내 열교환기(74)에서 응축된 냉매가 상기 실내 팽창밸브(76)와 실외 팽창밸브(77)를 차례로 거쳐 실외 열교환기(75)로 전달되어 증발되며, 상기 실외 열교환기(75)에서 증발된 냉매가 상기 사방 밸브(73)를 통해 다시 상기 압축기(70)로 순환된다. In the heat pump type air conditioner, the refrigerant compressed by the
그러면, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 실내 열교환기(74)에서 열을 방출하여 응축되기 때문에, 실내가 난방될 수 있다.Then, since the refrigerant of the heat pump type air conditioner is condensed by dissipating heat from the
다음, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 실외 저온 난방 사이클로 운전되고, 발전 전력 출력시 도 4를 참조하여, 설명하면 다음과 같다. Next, the heat pump type air conditioner is operated in an outdoor low temperature heating cycle, and described with reference to FIG. 4 at the time of generating power output.
이 때, 상기 삼방변(94) 개도는, 0부터 100 사이에서 최적 값으로 설정된다.At this time, the
상기 엔진(52)은 상기 엔진 냉각장치(55)에 의해 적정 온도로 운전되고, 상기 엔진(52)의 구동력에 의해 상기 발전기(50)가 발전 전력을 생산한다. The
그리고, 상기 엔진(52)의 냉각수 폐열과 상기 엔진(52)의 배기가스 폐열이 상기 폐열회수장치(60)를 통해 차례로 회수된다. The waste water waste heat of the
상기 폐열회수장치(60)에 회수된 폐열은 상기 폐열 공급 장치(80)와 폐열 방열장치(85)에 전달된다.The waste heat recovered by the waste
상기 히트 펌프식 공기 조화기에서는, 상기 압축기(70)에서 압축된 냉매가 상기 사방 밸브(73)를 거쳐 상기 실내 열교환기(74)로 전달되어 응축되고, 상기 실내 열교환기(74)에서 응축된 냉매가 상기 실내 팽창밸브(76)와 실외 팽창밸브(77)를 차례로 거쳐 폐열 공급 장치(80)로 전달되어 증발되며, 상기 폐열 공급 장치(80)에서 증발된 냉매가 상기 사방 밸브(73)를 통해 다시 상기 압축기(70)로 순환된다. In the heat pump type air conditioner, the refrigerant compressed by the compressor (70) is transferred to the indoor heat exchanger (74) via the four-way valve (73) to condense, and condensed by the indoor heat exchanger (74). The refrigerant is passed through the
그러면, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 실내 열교환기(74)에서 열을 방출하여 응축되기 때문에, 실내가 난방될 수 있다.Then, since the refrigerant of the heat pump type air conditioner is condensed by dissipating heat from the
상기와 같이 히트 펌프식 공기조화기가 실외 저온 난방 사이클로 운전될 때에는, 상기 실외 열교환기(75)가 아닌 상기 폐열 공급 장치(80)가 증발기 역할을 수행하기 때문에, 실외 온도변화에 관계없이 항상 일정한 난방 능력을 제공할 수 있고, 상기 압축기(70)가 무리없이 작동될 수 있다.When the heat pump type air conditioner is operated in an outdoor low temperature heating cycle as described above, since the waste
또한, 상기 엔진(52)의 폐열을 이용하기 때문에 상기 압축기(70)의 운전 용량 감소시 소비 전력을 최소화할 수 있다.In addition, since the waste heat of the
다음, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 이중 난방 사이클로 운전되고, 발전 전력 출력시 도 5를 참조하여, 설명하면 다음과 같다. Next, the heat pump type air conditioner is operated in a double heating cycle, and described with reference to FIG. 5 at the time of generating power output.
이 때, 상기 삼방변(94) 개도는, 0부터 100 사이에서 최적 값으로 설정된다.At this time, the
상기 엔진(52)은 상기 엔진 냉각장치(55)에 의해 적정 온도로 운전되고, 상기 엔진(52)의 구동력에 의해 상기 발전기(50)가 발전 전력을 생산한다. The
그리고, 상기 엔진(52)의 냉각수 폐열과 상기 엔진(52)의 배기가스 폐열이 상기 폐열회수장치(60)를 통해 차례로 회수된다. The waste water waste heat of the
상기 폐열회수장치(60)에 회수된 폐열은 상기 폐열 공급 장치(80)와 폐열 방열 장치(85)에 전달된다.The waste heat recovered by the waste
상기 히트 펌프식 공기 조화기에서는, 상기 압축기(70)에서 압축된 냉매가 상기 사방 밸브(73)를 거쳐 상기 실내 열교환기(74)로 전달되어 응축되고, 상기 실내 열교환기(74)에서 응축된 냉매가 상기 실내 팽창밸브(76)와 실외 팽창밸브(77)를 차례로 거쳐 상기 실외 열교환기(75)와 폐열 공급 장치(80)로 전달되어 증발되며, 상기 실외 열교환기(75)와 폐열 공급 장치(80)에서 증발된 냉매가 상기 사방 밸브(73)를 통해 다시 상기 압축기(70)로 순환된다. In the heat pump type air conditioner, the refrigerant compressed by the compressor (70) is transferred to the indoor heat exchanger (74) via the four-way valve (73) to condense, and condensed by the indoor heat exchanger (74). The refrigerant is passed through the
그러면, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 실내 열교환기(74)에서 열을 방출하여 응축되기 때문에, 실내가 난방될 수 있다.Then, since the refrigerant of the heat pump type air conditioner is condensed by dissipating heat from the
상기와 같이 히트 펌프식 공기조화기가 이중 난방 사이클로 운전될 때에는, 상기 실외 열교환기(75)와 폐열 공급 장치(80)를 동시에 증발기로 이용함으로써, 실외 온도변화에 관계없이 항상 일정한 난방 능력을 제공함과 아울러, 난방 능력 및 열병합 발전 시스템의 효율이 향상될 수 있다.When the heat pump type air conditioner is operated in a double heating cycle as described above, the
다음, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 사이클로 운전되고, 상용 전력 출력시 도 6을 참조하여 설명하면, 다음과 같다. Next, the heat pump type air conditioner is operated in a cooling cycle, and will be described with reference to FIG. 6 at the time of commercial power output.
이 때, 상기 발전기(50)와, 엔진(52)과 냉각수 펌프(57), 열매체 순환 펌프(65), 그리고 폐열 방열 송풍기(88)는 정지 상태로 유지되고, 상기 삼방변(94)은 상기 엔진(52)의 폐열 회수가 없으므로 대기 상태로 설정된다.At this time, the
상기 히트 펌프식 공기조화기는, 상기 압축기(70)에서 압축된 냉매가 사방밸브(73)와, 실외 열교환기(75), 실외 팽창밸브(77)와, 실내 팽창밸브(76), 실내 열교환기(74)와 사방밸브(73)를 차례로 통과한 후 상기 압축기(70)로 순환되면서, 상기 실내기(Ia)가 차가운 공기를 공급하게 된다.In the heat pump type air conditioner, the refrigerant compressed by the compressor (70) is a four-way valve (73), an outdoor heat exchanger (75), an outdoor expansion valve (77), an indoor expansion valve (76), an indoor heat exchanger. After passing through 74 and the four-
다음, 상기 히트 펌프식 공기조화기가 실외 고온 난방 사이클로 운전되고, 상용 전력 출력시 도 7을 참조하여 설명하면, 다음과 같다.Next, the heat pump type air conditioner is operated by an outdoor high temperature heating cycle, and will be described with reference to FIG. 7 at the time of commercial power output.
물론, 상기 발전기(50)와, 엔진(52)과 냉각수 펌프(57), 열매체 순환 펌프 (65), 그리고 폐열 방열 송풍기(88)는 정지 상태로 유지되고, 상기 삼방변(94)은 대기 상태로 설정된다.Of course, the
상기 히트 펌프식 공기조화기는, 상기 압축기(70)에서 압축된 냉매가 사방 밸브(73)와 실내 열교환기(74), 실내 팽창밸브(76), 실외 팽창밸브(77), 실외 열교환기(75), 그리고 사방 밸브(73)를 차례로 통과한 후 상기 압축기(70)로 순환되면서, 상기 실내기(Ia)가 따뜻한 공기를 공급하게 된다.In the heat pump type air conditioner, the refrigerant compressed by the
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법은, 구동원의 구동력에 의해 발전기를 발전하여 상기 발전기의 발전 전력을 히트 펌프식 공기조화기에 공급함과 아울러, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전 모드시 상기 구동원의 폐열을 회수하여 상기 히트 펌프식 공기조화기에 공급하여 상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 성능이 일정하게 유지되게 함으로써, 그 효율이 극대화될 수 있는 이점이 있다.The cogeneration system and the control method thereof according to the present invention configured as described above may generate a generator by a driving force of a driving source, supply the generated power of the generator to a heat pump type air conditioner, and the heat pump type air conditioner. In the heating operation mode of the waste heat of the drive source is recovered and supplied to the heat pump type air conditioner to maintain the heating performance of the heat pump type air conditioner, there is an advantage that the efficiency can be maximized.
또한, 본 발명은 상기 히트 펌프식 공기조화기가 상기 구동원의 폐열을 이용하는 운전 중일 때, 오일 회수 운전 후 상기 구동원의 폐열을 분배하는 삼방변 개도가 오일 회수 직전 삼방변 개도와 상기 히트 펌프식 공기조화기의 실내기의 운전율에 따라 설정됨으로써, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 오일 회수 운전 후 상기 삼방변 개도를 비롯한 상기 히트 펌프식 공기조화기가 신속히 안정될 수 있을 뿐만 아니라, 그 효율 및 신뢰성 측면에서 유리한 이점이 있다. In addition, the present invention is a three-way opening degree for distributing the waste heat of the drive source after the oil recovery operation when the heat pump type air conditioner is using the waste heat of the drive source, the three-way opening degree just before oil recovery and the heat pump type air conditioning By setting according to the operation rate of the indoor unit of the machine, not only can the heat pump type air conditioner including the three-way opening degree be stabilized quickly after the oil recovery operation of the heat pump type air conditioner, but also in terms of efficiency and reliability thereof. There is an advantageous advantage.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050063801A KR100634812B1 (en) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | Electric generation air condition system and the control method for the same |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020050063801A KR100634812B1 (en) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | Electric generation air condition system and the control method for the same |
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ID=37626371
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KR1020050063801A KR100634812B1 (en) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | Electric generation air condition system and the control method for the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100760520B1 (en) | 2006-11-01 | 2007-09-20 | (주)성도 | Compact co-generation arrangements using a waste heat |
-
2005
- 2005-07-14 KR KR1020050063801A patent/KR100634812B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100760520B1 (en) | 2006-11-01 | 2007-09-20 | (주)성도 | Compact co-generation arrangements using a waste heat |
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