KR100657498B1 - Electric generation air condition system - Google Patents

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KR100657498B1
KR100657498B1 KR1020050081862A KR20050081862A KR100657498B1 KR 100657498 B1 KR100657498 B1 KR 100657498B1 KR 1020050081862 A KR1020050081862 A KR 1020050081862A KR 20050081862 A KR20050081862 A KR 20050081862A KR 100657498 B1 KR100657498 B1 KR 100657498B1
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type air
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최원재
최창민
이재원
장세동
최영섭
정백영
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엘지전자 주식회사
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Abstract

A co-generation system is provided to readily design a heat medium pipe of a heat pump type air conditioner, thereby reducing a system construction cost. A co-generation system includes a generator(51), a drive source, an exhaust heat recovery apparatus(60), a heat pump type air conditioner, an exhaust heat supply heat exchanger, and an air conditioning heat medium flow shift apparatus(150). The drive source drives the generator. The exhaust heat recovery apparatus recovers exhaust heat of the drive source. The heat pump type air conditioner has an outdoor unit and an indoor unit. The exhaust heat supply heat exchanger transmits the exhaust heat to the heat pump type air conditioner. The air conditioning heat medium flow shift apparatus shifts flow of the heat medium between the heat exchanger, the outdoor unit, and the indoor unit.

Description

열병합 발전 시스템{Electric generation air condition system}Cogeneration System {Electric generation air condition system}

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 발전시스템의 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 사이클로 운전시 구성도, 2 is a configuration of the heat pump type air conditioner of the cogeneration system according to the present invention when operating in a cooling cycle,

도 3은 본 발명에 따른 열병합 발전시스템의 히트 펌프식 공기조화기가 제1난방 사이클로 운전시 구성도, 3 is a configuration diagram when the heat pump type air conditioner of the cogeneration system according to the present invention is operated in a first heating cycle;

도 4는 본 발명에 따른 열병합 발전시스템의 히트 펌프식 공기조화기가 제2난방 사이클로 운전시 구성도이다.4 is a block diagram of the heat pump type air conditioner of the cogeneration system according to the present invention during operation in a second heating cycle.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

51 : 발전기 51' : 전력절환장치51: generator 51 ': power switching device

52 : 구동원 55 : 엔진 냉각장치52: drive source 55: engine cooling device

60 : 폐열 회수장치 71 : 폐열 방열 장치60: waste heat recovery device 71: waste heat radiating device

78 : 폐열 공급 열교환기 80 : 폐열 삼방변78: waste heat supply heat exchanger 80: waste heat three-way

100 : 히트 펌프식 공기조화기 102 : 실내기100: heat pump type air conditioner 102: indoor unit

104 : 실외기 110 : 실내 열교환기104: outdoor unit 110: indoor heat exchanger

120 : 압축기 122 : 실외 열교환기120: compressor 122: outdoor heat exchanger

124 : 실외 팽창밸브 126 : 사방밸브124: outdoor expansion valve 126: four-way valve

150 : 공조 열매체 흐름 절환장치 153 : 공조 열매체 삼방변150: air-conditioning heating medium flow switching device 153: air conditioning heating medium three-way

154 : 난방 운전용 팽창밸브154: expansion valve for heating operation

본 발명은 열병합 발전 시스템에 관한 것으로서, 특히 히트 펌프식 공기조화기의 실내기와 실외기, 그리고 폐열 공급 열교환기와 공조 열매체 흐름 절환 장치를 통해 상호 연결된 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cogeneration system, and more particularly, to a cogeneration system interconnected through an indoor unit and an outdoor unit of a heat pump type air conditioner, and a waste heat supply heat exchanger and an air conditioning heat medium flow switching device.

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 generator 2 for generating electric power and a driving source 10 such as a gas engine for driving heat of the generator 2 and generating heat, hereinafter referred to as a 'gas engine' ), A waste heat recovery apparatus 20 for recovering waste heat generated by the gas engine 10, and a heat demand unit 30 for utilizing waste heat of the waste heat recovery apparatus 20 to supply hot water or the like to radiate heat to the outside. It is configured to include).

상기 발전기(2)에서 생산된 발전 전력은 가정의 각종 조명기구나 공기조화기(4) 등의 전력 소비기기로 공급된다.The generated electric power generated by the generator 2 is supplied to a power consuming device such as various lighting fixtures or an air conditioner 4 in the home.

상기 발전기(2)와 가스 엔진(10)은 상기 열수요처(30)와 별도로 이루어진 섀시(미도시)의 엔진룸(E) 내에 설치된다.The generator 2 and the gas engine 10 are installed in an engine room E of a chassis (not shown) formed separately from the heat demand 30.

상기 공기조화기(4)는 실내기(3)와 실외기(5)로 이루어진다.The air conditioner 4 includes an indoor unit 3 and an outdoor unit 5.

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 heat recovery apparatus 20 includes an exhaust gas heat exchanger 22 which takes heat of exhaust gas discharged from the gas engine 10, and a cooling water heat exchanger that takes heat of cooling water cooling the gas engine 10 ( 24).

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 heat demand 30 and the first heat supply line 23, and the waste heat taken from the exhaust gas of the gas engine 10 is the first heat supply line 23. It is transmitted to the heat demand 30 through.

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 heat demand 30 and the second heat supply line 25, and heat taken from the cooling water cooling the gas engine 10 is transferred to the second heat supply line 25. It is transmitted to the heat demand 30 through.

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 gas engine 10 is utilized only for hot water supply or hot water supply, and thus cannot be used in the heat pump type air conditioner 4. There is a problem in that the performance of the cogeneration system which is most needed by the user of the cogeneration system, in particular, does not maximize the heating capacity of the cogeneration system.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상기 구동원의 폐열이 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 상기 공기조화기의 난방 능력을 높이는데 활용됨으로써, 상기 히트 펌프식 공기조화기를 비롯하여 그 효율이 극대화되는 열병합 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the waste heat of the drive source is utilized to increase the heating capacity of the air conditioner during the heating operation of the heat pump type air conditioner, the heat pump type air The aim is to provide a cogeneration system, including a harmonizer, which maximizes its efficiency.

또한, 본 발명은 히트 펌프식 공기조화기가 구동원의 폐열을 이용하여 난방 운전될 때, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 복수개의 실내기와 실외기, 그리고 상기 구동원의 폐열을 상기 히트 펌프식 공기조화기로 전달하는 폐열 공급 열교환기가 공조 열매체 흐름 절환 장치를 통해 상호 연결됨으로써, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 열매체 배관 작업 및 배관 설계가 보다 더 용이해지고 시스템 구축비용이 절감될 수 있으며, 배관 손실을 최소화할 수 있는 열병합 발전 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.The present invention also provides a plurality of indoor and outdoor units of the heat pump type air conditioner and the waste heat of the driving source to the heat pump type air conditioner when the heat pump type air conditioner is heated by using the waste heat of the driving source. Since the waste heat supply heat exchanger is interconnected through an air-condition heating medium flow switching device, the heat medium piping operation and piping design of the heat pump type air conditioner can be made easier, the system construction cost can be reduced, and the pipe loss can be minimized. Another purpose is to provide a cogeneration system.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 발전기와; 상기 발전기를 발전시키는 구동원과; 상기 구동원의 폐열을 회수하는 폐열 회수 장치와; 실외기와 실내기로 이루어진 히트 펌프식 공기조화기와; 상기 폐열 회수 장치에 회수된 폐열을 상기 히트 펌프식 공기조화기로 전달하는 폐열 공급 열교환기와; 상기 폐열 공급 열교환기와 실외기와 실내기 간 열매체 흐름을 절환하는 공조 열매체 흐름 절환 장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Cogeneration system according to the present invention for solving the above problems is a generator; A drive source for generating the generator; A waste heat recovery apparatus for recovering waste heat of the drive source; A heat pump type air conditioner comprising an outdoor unit and an indoor unit; A waste heat supply heat exchanger for transferring the waste heat recovered to the waste heat recovery apparatus to the heat pump type air conditioner; And an air-conditioning heat medium flow switching device for switching the heat medium flow between the waste heat supply heat exchanger and the outdoor unit and the indoor unit.

상기 냉매 흐름 절환 장치는, 상기 실외기의 액관과 상기 실내기의 제1실내 배관과 상기 폐열 공급 열교환기의 액관을 연결하는 삼방 유로와; 상기 삼방 유로의 합지점에 구비된 공조 열매체 삼방변과; 상기 삼방 유로 중 상기 폐열 공급 열교환기의 액관 측에 위치된 난방 운전용 팽창밸브와; 상기 실외기의 기관과 상기 실내기의 제2실내 배관을 연결하는 제1연결유로와; 상기 실외기의 저압관과 상기 폐열 공급 열교환기의 기관을 연결하는 제2연결유로로 이루어진 것을 특징으로 한다.The refrigerant flow switching device includes: a three-way flow path connecting a liquid pipe of the outdoor unit, a first indoor pipe of the indoor unit, and a liquid pipe of the waste heat supply heat exchanger; Air-conditioned heat medium three-way side provided at the junction of the three-way flow path; An expansion valve for heating operation located at a liquid pipe side of the waste heat supply heat exchanger in the three-way passage; A first connection passage connecting the engine of the outdoor unit to the second indoor pipe of the indoor unit; And a second connection passage connecting the low pressure pipe of the outdoor unit and the engine of the waste heat supply heat exchanger.

상기 실외기는 압축기와, 실외 열교환기와, 실외 팽창밸브와, 사방밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.The outdoor unit includes a compressor, an outdoor heat exchanger, an outdoor expansion valve, and a four-way valve.

상기 히트 펌프식 공기조화기는, 상기 압축기에서 압축된 열매체가 상기 사방밸브와, 실외 열교환기와, 실외 팽창밸브와, 공조 열매체 흐름 절환 장치와, 실내기를 차례로 통과한 후, 다시 상기 공조 열매체 흐름 절환 장치와, 사방밸브를 차례로 통과하여 상기 압축기로 순환되는 냉방 사이클를 갖는 것을 특징으로 한다.In the heat pump type air conditioner, after the heat medium compressed by the compressor passes through the four-way valve, the outdoor heat exchanger, the outdoor expansion valve, the air conditioning heat medium flow switching device, and the indoor unit, the air conditioning heat medium flow switching device is again used. And a cooling cycle circulated to the compressor by sequentially passing through the four-way valve.

상기 히트 펌프식 공기조화기는, 상기 압축기에서 압축된 열매체가 상기 사방밸브와, 공조 열매체 흐름 절환 장치와, 실내기를 차례로 통과한 후, 다시 상기 공조 열매체 흐름 절환 장치와, 실외 팽창밸브와, 실외 열교환기와, 사방밸브를 차례로 통과하여 상기 압축기로 순환되는 일반 난방 사이클을 갖는 것을 특징으로 한다.In the heat pump type air conditioner, after the heat medium compressed by the compressor passes through the four-way valve, the air-conditioning heat medium flow switching device, and the indoor unit, the air-conditioning heat medium flow switching device, the outdoor expansion valve, and the outdoor heat exchange And a general heating cycle which passes through the four-way valve and circulates to the compressor.

상기 히트 펌프식 공기조화기는, 상기 압축기에서 압축된 열매체가 상기 사방밸브와, 공조 열매체 흐름 절환 장치와, 실내기를 차례로 통과하고, 다시 상기 공조 열매체 흐름 절환 장치를 거쳐 폐열 공급 열교환기를 통과한 후, 다시 상기 공조 열매체 흐름 절환 장치와 사방밸브를 거쳐 상기 압축기로 순환되는 폐열 이용 난방 사이클을 갖는 것을 특징으로 한다.In the heat pump type air conditioner, the heat medium compressed by the compressor passes through the four-way valve, the air-conditioning heat medium flow switching device, and the indoor unit in turn, and then passes through the waste heat supply heat exchanger through the air-conditioning heat medium flow switching device. It is characterized by having a waste heat utilization heating cycle circulated to the compressor again through the air conditioning heat medium flow switching device and the four-way valve.

상기 열병합 발전 시스템은, 상기 발전기에서 생산한 발전 전력과, 상용 전력 중 어느 하나가 선택적으로 출력되게 하는 전력 절환 장치가 더 포함된 것을 특징으로 한다.The cogeneration system further comprises a power switching device for selectively outputting any one of the generated power produced by the generator and commercial power.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.

도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은, 크게 발전 전력을 생산함과 아울러 폐열이 회수되는 열병합 발전부(50)와, 상기 열병합 발전부(50)의 발전 전력과 폐열을 이용하는 히트 펌프식 공기조화기(100)로 나뉠 수 있다.In the cogeneration system according to the present invention illustrated in FIGS. 2 to 4, the cogeneration power generation unit 50 and the cogeneration power generation unit 50 that generate waste power are recovered and the cogeneration power generation unit 50 and the cogeneration power generation unit 50. It can be divided into a heat pump type air conditioner 100 to be used.

먼저, 상기 열병합 발전부에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.First, the cogeneration unit will be described in detail as follows.

상기 열병합 발전부(50)는 외관 상 메인 유닛(50a)과 서브 유닛(50b)으로 분리될 수 있으며, 발전 전력을 생산하는 발전기(51)와, 상기 발전기(51)를 구동시키는 구동원(52)과, 상기 구동원(52)의 폐열을 회수하는 폐열 회수장치(60)와, 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 열을 전달받아 수요하는 열 수요처(70)를 포함하여 구성된다. The cogeneration unit 50 may be divided into a main unit 50a and a sub unit 50b in appearance, a generator 51 for generating power generation, and a driving source 52 for driving the generator 51. And a waste heat recovery device 60 for recovering waste heat of the drive source 52, and a heat demand destination 70 that receives and receives the recovered heat from the waste heat recovery device 60.

상기 발전기(51)는 교류 발전기와 직류 발전기 중 어느 하나로서, 상기 구동원(60)의 출력축에 회전자가 연결되어 상기 출력축의 회전시 전력을 생산한다.The generator 51 is any one of an alternator and a direct current generator, the rotor is connected to the output shaft of the drive source 60 to produce power when the output shaft rotates.

상기 발전기(51)의 발전 전력은 상기 발전기(51)의 발전 전력과 전력 회사에서 생산하는 상용 전력(51') 중 어느 하나가 선택적으로 출력되도록 전력을 절환하는 전력절환장치(53)를 통해 출력될 수 있다.The generated power of the generator 51 is output through the power switching device 53 for switching the power so that any one of the generated power of the generator 51 and the commercial power 51 'produced by the power company is selectively output. Can be.

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 source 52 may be implemented as a fuel cell or various devices such as an engine and a turbine that are operated by using a fuel such as gas or oil. ).

상기 엔진(52)에는 내부에 구비된 연소실로 연료가 공급되는 연료공급통로(52a)와, 상기 연소실로부터 배기가스가 배기되는 배기통로(52b)가 구비된다.The engine 52 is provided with a fuel supply passage 52a through which fuel is supplied to a combustion chamber provided therein, and an exhaust passage 52b through which exhaust gas is exhausted from the combustion chamber.

또한, 상기 엔진(52)에는 상기 엔진(52)이 적정 온도 범위 내에서 운전되게 하는 엔진 냉각장치(55)가 된다.In addition, the engine 52 is an engine cooling device 55 which allows the engine 52 to be operated within an appropriate temperature range.

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 circulation flow path 56 for guiding the coolant to circulate between the engine 52 and the coolant heat exchanger 61, which will be described later, among the waste heat recovery device 60, and the coolant circulation flow path. And a coolant pump 57 installed on the pump 56 to pump the coolant.

상기 폐열 회수장치(60)는 상기 냉각수 순환 유로(56)와 구비되어 상기 엔진(52) 냉각 후 고온이 된 냉각수의 열을 빼앗는 상기 냉각수 열교환기(62)와, 상기 엔진(52)의 배기통로(52b)와 연결되어 상기 엔진(52)에서 배기된 배기가스의 열을 회수하는 제 1,2배기가스 열교환기(64)(65)를 포함한다.The waste heat recovery device 60 is provided with the cooling water circulation passage 56 and the cooling water heat exchanger 62 and the exhaust passage of the engine 52 to take heat of the cooling water that has become a high temperature after cooling the engine 52. And first and second exhaust gas heat exchangers 64 and 65 connected to the 52b to recover the heat of the exhaust gas exhausted from the engine 52.

아울러, 상기 폐열 회수장치(60)는 상기 엔진(52)의 폐열을 회수하기 위한 폐열 회수 열매체가 상기 냉각수 열교환기(62)와 제1,2배기가스 열교환기(64)(65)를 순환하도록 안내하는 폐열 회수 열매체 순환 유로(66)가 포함된다.In addition, the waste heat recovery device 60 is such that the waste heat recovery heat medium for recovering the waste heat of the engine 52 circulates through the cooling water heat exchanger 62 and the first and second exhaust gas heat exchangers 64 and 65. A guided waste heat recovery heat medium circulation flow path 66 is included.

또한, 상기 폐열 회수 장치(60)는 상기 폐열 회수 열매체 순환 유로(66) 상에 설치되어 상기 폐열 회수 열매체 순환 유로(66) 내 폐열 회수 열매체를 펌핑하는 폐열 회수 열매체 순환 펌프(68)가 포함된다.In addition, the waste heat recovery device 60 includes a waste heat recovery heat medium circulation pump 68 installed on the waste heat recovery heat medium circulation flow path 66 to pump waste heat recovery heat medium in the waste heat recovery heat medium circulation flow path 66. .

상기와 같이 구비된 폐열 회수 열매체 순환 유로(66) 상에는 상기 폐열 회수 열매체 순환 펌프(68)의 입구 측에 팽창 탱크(69)가 연결되고, 상기 폐열 회수 열매체 순환 유로(66) 내 폐열 회수 열매체 온도 감지를 위한 열매체 온도 센서(69')가 구비된다.On the waste heat recovery heat medium circulation flow path 66 provided as described above, an expansion tank 69 is connected to the inlet side of the waste heat recovery heat medium circulation pump 68, and the waste heat recovery heat medium temperature in the waste heat recovery heat medium circulation flow path 66 is provided. A thermal medium temperature sensor 69 'for sensing is provided.

다음, 상기 열 수요처(70)는 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열이 대기 중으로 방열되거나 급탕 등에 이용될 수 있도록, 상기 폐열 회수 열매체 순환 유로(66)와 연결된 폐열 방열장치(71)가 포함된다.Next, the heat demand destination 70 is a waste heat radiator 71 connected to the waste heat recovery heat medium circulation passage 66 so that the waste heat recovered by the waste heat recovery device 60 can be radiated to the air or used for hot water supply. Included.

상기 폐열 방열장치(71)는 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열이 대기 중으로 방열되게 하는 방열 열교환기(72)와, 상기 폐열 회수 열매체 순환 유로(66) 내 폐열 회수 열매체를 상기 방열 열교환기(72)로 안내하는 폐열 방열 유로(73)와, 상기 방열 열교환기(76) 측에 설치된 방열 송풍기(74)로 이루어진다.The waste heat dissipation device 71 is a heat dissipation heat exchanger 72 for dissipating waste heat recovered by the waste heat recovery device 60 into the atmosphere, and heat dissipation heat-exchanges the waste heat recovery heat medium in the waste heat recovery heat medium circulation passage 66. The waste heat dissipation flow path 73 guides to the machine 72, and the heat dissipation blower 74 provided in the said heat dissipation heat exchanger 76 side.

상기 폐열 방열 유로(73)에는 상기 방열 열교환기(72)의 입구 측과 출구 측에 각각, 상기 폐열 방열 유로(73) 내 폐열 회수 열매체 온도를 감지하기 위한 방열 입구 온도 센서(75)와 방열 출구 온도 센서(76)가 구비될 수 있다.The waste heat radiating passage 73 has a heat radiating inlet temperature sensor 75 and a radiating radiating outlet for detecting the waste heat recovery heat medium temperature in the waste heat radiating passage 73 at the inlet side and the outlet side of the heat radiating heat exchanger 72, respectively. Temperature sensor 76 may be provided.

상기 폐열 방열 유로(73)의 입구와 폐열 회수 열매체 순환 유로(66)의 합지점에는 상기 폐열 회수 열매체 순환 유로(72) 내 폐열 회수 열매체의 흐름을 절환하는 유량 조절 밸브인 폐열 삼방변(80)이 구비된다. Waste heat three-way (80) is a flow rate control valve for switching the flow of the waste heat recovery heat medium in the waste heat recovery heat medium circulation flow path 72 at the junction of the inlet of the waste heat heat dissipation flow path (73) and the waste heat recovery heat medium circulation flow path (66). Is provided.

또한, 상기 열 수요처(70)는 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열이 열교환 방식으로 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)에 전달될 수 있도록, 상기 폐열 회수 열매체 순환 유로(66)와 연결된 폐열 공급 열교환기(78)가 포함된다.In addition, the heat demand destination 70 and the waste heat recovery heat medium circulation passage 66 so that the waste heat recovered by the waste heat recovery device 60 can be transferred to the heat pump type air conditioner 100 in a heat exchange manner. A connected waste heat supply heat exchanger 78 is included.

다음, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)에 대하여 상세히 설명하면, 다음과 같다. 참고로 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 열매체로는 통상 냉매가 사용되므로, 이하 설명의 편의를 위해 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 열매체를 냉매로 한정하여 설명한다.Next, the heat pump type air conditioner 100 will be described in detail. For reference, since a refrigerant is usually used as a heat medium of the heat pump type air conditioner 100, the heat medium of the heat pump type air conditioner 100 will be described by limiting the heat medium to the refrigerant.

상기 히트 펌프식 공기조화기(100)는, 외관 상 크게 실내기(102)와 실외기(104)로 나뉠 수 있으며, 하나의 실외기(104)와 하나의 실내기(102)로 구성되는 것도 가능하고, 하나의 실외기(104)와 복수개의 실내기(102)로 구성되는 것도 가능하 며, 복수개의 실외기(104)와 복수개의 실내기(102)로 구성되는 것도 가능하다. The heat pump type air conditioner 100 may be broadly divided into an indoor unit 102 and an outdoor unit 104 in appearance, and may include one outdoor unit 104 and one indoor unit 102. The outdoor unit 104 and the plurality of indoor units 102 may be configured, and the outdoor unit 104 and the plurality of indoor units 102 may be configured.

상기 각각의 실내기(102)에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가 상기 실내기(102)가 설치된 룸의 실내 공기와 열교환되는 실내 열교환기(110)가 구비된다. Each indoor unit 102 is provided with an indoor heat exchanger 110 in which a refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 exchanges heat with indoor air in a room where the indoor unit 102 is installed.

또한, 상기 각각의 실내기(102)에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매 팽창을 위한 실내 팽창밸브가 더 포함될 수 있다. In addition, each indoor unit 102 may further include an indoor expansion valve for expanding the refrigerant of the heat pump type air conditioner 100.

상기 각각의 실외기(104)에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가압축되는 압축기(120)와, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가 상기 실외기(104)가 설치된 실외 공기와 열교환되는 실외 열교환기(122)와, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가 팽창되는 실외 팽창밸브(124)와, 상기 실외기(104) 내에서 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매 흐름을 절환하는 사방밸브(126)가 구비된다.Each of the outdoor units 104 includes a compressor 120 in which a refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 is compressed, and a refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 is installed in the outdoor unit 104. An outdoor heat exchanger 122 that exchanges heat with air, an outdoor expansion valve 124 in which the refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 is expanded, and the heat pump type air conditioner in the outdoor unit 104. The four-way valve 126 for switching the refrigerant flow of 100 is provided.

상기 사방밸브(126)는 상기 압축기(120)에서 압축된 냉매가 상기 실외 열교환기(122)로 전달되게 하는 냉방 모드 또는 상기 압축기(120)에서 압축된 냉매가 상기 실내기(102)로 전달되게 하는 난방 모드로 동작된다.The four-way valve 126 allows the refrigerant compressed in the compressor 120 to be delivered to the outdoor heat exchanger 122 or the refrigerant compressed in the compressor 120 to the indoor unit 102. It is operated in heating mode.

상기와 같이 구비되는 압축기(120)는 하나 또는 둘 이상의 복수개로 구성될 수 있다. 이하, 두 개의 압축기(120)가 구성된 것으로 한정하여 설명한다.Compressor 120 provided as described above may be composed of one or more than two. Hereinafter, the two compressors 120 are configured to be limited.

상기 2개의 압축기(120)는 상기 압축기(120)의 흡입 측에 설치된 공용 어큐뮬레이터(121)를 통해 연결된다. The two compressors 120 are connected via a common accumulator 121 installed on the suction side of the compressor 120.

상기와 같이 구성된 히트 펌프식 공기조화기(100)의 실내기(102)와 실외기 (104), 그리고 상기 폐열 공급 열교환기(78)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매 흐름을 절환하는 공조 열매체 흐름 절환 장치(150)를 통해 상호 연결된다.The indoor unit 102, the outdoor unit 104, and the waste heat supply heat exchanger 78 of the heat pump type air conditioner 100 configured as described above switch the refrigerant flow of the heat pump type air conditioner 100. The air conditioning heat medium flow switching device 150 is interconnected.

먼저, 상기 공조 열매체 흐름 절환장치(150)와 실내기(102) 사이에는, 에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가 통과하는 제1,2실내 배관(130)(132)이 구비된다.First, the first and second indoor pipes 130 and 132 through which the refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 passes are provided between the air conditioning heat medium flow switching device 150 and the indoor unit 102. .

상기 공조 열매체 흐름 절환장치(150)와 실외기(104) 사이에는, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 액체 상태 냉매가 통과하는 액관(134)과, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 기체 상태의 냉매가 통과하는 기관(136)과, 상기 압축기(120)의 입구 측과 상기 공조 열매체 흐름 절환장치(150)를 연결하는 저압관(138)이 구비된다.The liquid pipe 134 through which the liquid refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 passes between the air conditioning heat medium flow switching device 150 and the outdoor unit 104, and the heat pump type air conditioner 100. An engine 136 through which the gaseous refrigerant of the gas passes, and a low pressure pipe 138 connecting the inlet side of the compressor 120 and the air conditioning heat medium flow switching device 150 are provided.

상기 공조 열매체 흐름 절환장치(150)와 폐열 공급 열교환기(78)의 입구 사이에는, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 액체 상태 냉매가 통과하는 액관(140)이 구비된다.A liquid pipe 140 through which a liquid refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 passes is provided between the air conditioning heat medium flow switching device 150 and the inlet of the waste heat supply heat exchanger 78.

상기 폐열 공급 열교환기(78)의 액관(140)에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매 온도 감지를 위한 냉매 온도 센서(141)가 구비될 수 있다.The liquid pipe 140 of the waste heat supply heat exchanger 78 may be provided with a refrigerant temperature sensor 141 for detecting a refrigerant temperature of the heat pump type air conditioner 100.

상기 공조 열매체 흐름 절환장치(150)와 폐열 공급 열교환기(78)의 출구 사이에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 기체 상태 냉매가 통과하는 기관(142)이 구비된다.An engine 142 through which the gaseous refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 passes is provided between the air-conditioning heat medium flow switching device 150 and the outlet of the waste heat supply heat exchanger 78.

상기 공조 열매체 흐름 절환 장치(150)는, 상기 실내기(102)의 제1실내 배관(130)과, 상기 실외기(104)의 액관(134)과, 상기 폐열 공급 열교환기(78)의 액관 (140)을 연결하는 삼방 유로(152)가 구비된다. The air-conditioning heat medium flow switching device 150 includes a first indoor pipe 130 of the indoor unit 102, a liquid pipe 134 of the outdoor unit 104, and a liquid pipe 140 of the waste heat supply heat exchanger 78. ) Is provided with a three-way flow path (152).

상기 삼방 유로(152)의 합지점에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매 흐름 절환을 위한 공조 열매체 삼방변(153)이 구비된다.The air-conditioning heat medium three-way 153 for switching the refrigerant flow of the heat pump type air conditioner 100 is provided at the junction point of the three-way flow path 152.

상기 공조 열매체 삼방변(153)은 상기 실내기(102)의 제1실내 배관(130)과 상기 실외기(104)의 액관(134)이 연결되게 하는 일반 모드 또는, 상기 실내기(102)의 제1실내 배관(130)과 상기 폐열 공급 열교환기(78)의 액관(140)이 연결되게 하는 폐열 이용 모드 2가지로 동작될 수 있다.The air-conditioning heating medium three-sided 153 is a general mode for connecting the first indoor pipe 130 of the indoor unit 102 and the liquid pipe 134 of the outdoor unit 104 or the first indoor of the indoor unit 102. The pipe 130 and the waste heat supply heat exchanger 78 may be operated in two ways of using the waste heat to connect the liquid pipe 140.

그리고, 상기 삼방 유로(152) 중 상기 폐열 공급 열교환기(78)의 액관(140) 측에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가 팽창될 수 있도록 난방 운전용 팽창밸브(154)가 설치된다.In addition, an expansion valve 154 for heating operation is installed on the liquid pipe 140 side of the waste heat supply heat exchanger 78 of the three-way flow path 152 to expand the refrigerant of the heat pump type air conditioner 100. do.

또한, 상기 공조 열매체 흐름 절환 장치(150)는 상기 실내기(102)의 제2실내 배관(132)과 상기 실외기(104)의 기관(136)을 연결하는 제1연결유로(156)와, 상기 실외기(104)의 저압관(138)과 상기 폐열 공급 열교환기(78)의 기관(142)을 연결하는 제2연결유로(158)가 포함된다.In addition, the air-conditioning heat medium flow switching device 150 is a first connection passage 156 connecting the second indoor pipe 132 of the indoor unit 102 and the engine 136 of the outdoor unit 104, and the outdoor unit A second connection passage 158 connecting the low pressure pipe 138 of the 104 and the engine 142 of the waste heat supply heat exchanger 78 is included.

상기 제2연결유로(158)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)가 상기 엔진(52)이 폐열을 이용하는 경우에만 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가 통과하므로, 개폐밸브가 설치될 수 있다.The second connection flow path 158 is the heat pump type air conditioner 100, since the refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 passes only when the engine 52 uses waste heat. Can be installed.

한편, 상기 삼방 유로(152)와, 제1,2연결유로(156)(158)의 끝에는 각각 서비스 밸브(159)가 구비될 수 있다.Meanwhile, service valves 159 may be provided at ends of the three-way passage 152 and the first and second connection passages 156 and 158, respectively.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템의 동작을, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 운전 사이클에 따라 구분하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the cogeneration system according to the present invention configured as described above will be described in detail according to the operation cycle of the heat pump type air conditioner (100).

상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 운전 사이클로는, 상기 실내기(102)가 설치된 룸의 냉방을 위한 냉방 사이클과, 상기 엔진(52)의 폐열을 이용하지 않고 상기 실내기(102)가 설치된 룸을 난방하는 일반 난방 사이클과, 상기 엔진(52)의 폐열을 이용하여 상기 실내기(102)가 설치된 룸을 난방하는 폐열 이용 난방 사이클이 있다.As an operation cycle of the heat pump type air conditioner 100, a cooling cycle for cooling the room in which the indoor unit 102 is installed, and a room in which the indoor unit 102 is installed without using waste heat of the engine 52. There is a general heating cycle for heating the heat, and the waste heat utilization heating cycle for heating the room in which the indoor unit 102 is installed by using the waste heat of the engine 52.

먼저, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)가 냉방 사이클로 운전시, 상기 열병합 발전 시스템의 동작을 도 2를 참조하여 상세히 설명하면, 다음과 같다.First, when the heat pump air conditioner 100 is operated in a cooling cycle, the operation of the cogeneration system will be described in detail with reference to FIG. 2.

상기 히트 펌프식 공기조화기(100)가 발전 전력을 공급받아 운전되는 경우에는, 상기 엔진(52)이 구동되고, 상기 엔진(52)의 구동력에 의해 상기 발전기(51)가 발전되어 발전 전력을 생산한다.When the heat pump type air conditioner 100 is driven by generating power, the engine 52 is driven, and the generator 51 is generated by the driving force of the engine 52 to generate the generated power. To produce.

이 때 상기 전력 절환 장치(53)는 상기 발전기(51)의 발전 전력과 상용 전력(51') 중 상기 발전기(51)의 발전 전력이 출력될 수 있도록 세팅된다.At this time, the power switching device 53 is set such that the generated power of the generator 51 of the generated power of the generator 51 and the commercial power 51 'can be output.

그리고, 상기 엔진(52)이 구동됨에 따라, 상기 냉각수 순환 펌프(57)가 구동되어 상기 엔진(52)이 상기 냉각수 순환 유로(56) 내 냉각수에 의해 냉각된다.As the engine 52 is driven, the coolant circulation pump 57 is driven to cool the engine 52 by the coolant in the coolant circulation flow path 56.

아울러, 상기 엔진(52)이 구동됨에 따라, 상기 폐열 회수 열매체 순환 펌프(68)가 구동되어 상기 엔진(52)의 폐열이 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된다.In addition, as the engine 52 is driven, the waste heat recovery heat medium circulation pump 68 is driven to recover the waste heat of the engine 52 to the waste heat recovery device 60.

상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열은, 상기 히트 펌프식 공기조화기 (100)가 상기 엔진(52)의 폐열을 이용하지 않기 때문에 100% 상기 폐열 방열 장치(71)로 전달되어 방열된다.The waste heat recovered by the waste heat recovery device 60 is transferred to the waste heat radiating device 71 by 100% because the heat pump type air conditioner 100 does not use the waste heat of the engine 52. .

그리고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)에서는 상기 사방밸브(126)가 냉방 모드로 세팅되고, 상기 공조 열매체 삼방변(153)이 일반 모드로 세팅된다.In the heat pump type air conditioner 100, the four-way valve 126 is set to a cooling mode, and the air-conditioning three-way valve 153 is set to a general mode.

따라서, 상기 압축기(120)에서 압축된 냉매가 상기 사방밸브(126)를 통해 상기 실외 열교환기(122)로 전달되어 응축되고, 상기 실외 열교환기(122)에서 응축된 냉매가 상기 실외 팽창밸브(124)에서 팽창된다. Therefore, the refrigerant compressed by the compressor 120 is transferred to the outdoor heat exchanger 122 through the four-way valve 126 to condense, and the refrigerant condensed by the outdoor heat exchanger 122 is the outdoor expansion valve ( 124).

상기 실외 팽창밸브(124)에서 팽창된 냉매는 상기 실외기(104)의 액관(134)과, 공조 열매체 흐름 절환 장치(150)의 삼방 유로(152)와, 실내기(102)의 제1실내 배관(130)을 통해 상기 실내 열교환기(110)로 전달되어 증발된다.The refrigerant expanded by the outdoor expansion valve 124 includes a liquid pipe 134 of the outdoor unit 104, a three-way flow path 152 of the air conditioning heat flow switching device 150, and a first indoor pipe of the indoor unit 102 ( 130 is transferred to the indoor heat exchanger 110 and evaporated.

상기 실내 열교환기(110)에서 증발된 냉매는 상기 실내기(102)의 제2실내 배관(132)과, 공조 열매체 흐름 절환 장치(150)의 제1연결유로(156)와, 실외기(104)의 기관(136)과, 사방밸브(126)를 통해 다시 상기 압축기(120)로 순환된다.The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 110 is connected to the second indoor pipe 132 of the indoor unit 102, the first connection passage 156 of the air-conditioning heat medium flow switching device 150, and the outdoor unit 104. The engine 136 is circulated back to the compressor 120 through the four-way valve 126.

상기와 같이 히트 펌프식 공기조화기(100)가 냉방 사이클로 운전되면, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가 상기 실내 열교환기(110)에서 상기 실내기(102)가 설치된 룸의 열을 흡수하여 증발되기 때문에, 상기 실내기(102)가 설치된 룸이 냉방될 수 있다.When the heat pump type air conditioner 100 is operated in a cooling cycle as described above, the refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 receives heat from the room in which the indoor unit 102 is installed in the indoor heat exchanger 110. Since it is absorbed and evaporated, the room in which the indoor unit 102 is installed can be cooled.

한편, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)는 상용 전력(51')을 공급받아 냉방 사이클로 운전 가능함은 물론이며, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)가 상용 전력 (51')을 공급받아 냉방 운전될 때 상기 열병합 발전부(50)가 운전되지 않아도 무방하다.On the other hand, the heat pump type air conditioner 100 is supplied with commercial power 51 'and can be operated in a cooling cycle, as well as the heat pump type air conditioner 100 receives commercial power 51'. When the cooling operation is performed, the cogeneration unit 50 may not be operated.

다음, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)가 일반 난방 사이클로 운전시, 상기 열병합 발전 시스템의 동작을 도 3을 참조하여 상세히 설명하면, 다음과 같다.Next, when the heat pump type air conditioner 100 operates in a general heating cycle, the operation of the cogeneration system will be described in detail with reference to FIG. 3.

상기 히트 펌프식 공기조화기(100)가 발전 전력을 공급받아 운전되는 경우에는, 상기 열병합 발전부(50)가 도 2를 참조하여 상술한 상기 발전기(51)의 발전 전력 출력시 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉방 사이클 때와 동일하게 운전되므로 상세 설명은 생략한다.When the heat pump type air conditioner 100 is operated by receiving generated power, the cogeneration unit 50 generates the heat pump type when outputting the generated power of the generator 51 described above with reference to FIG. 2. Since the air conditioner operates in the same manner as in the cooling cycle of the air conditioner 100, detailed description thereof will be omitted.

상기 히트 펌프식 공기조화기(100)에서는 상기 사방밸브(126)가 난방 모드로 세팅되고, 상기 공조 열매체 삼방변(153)이 일반 모드로 세팅된다.In the heat pump type air conditioner 100, the four-way valve 126 is set to a heating mode, and the air-conditioning heating medium three-way 153 is set to a general mode.

따라서, 상기 압축기(120)에서 압축된 냉매가 상기 사방밸브(126)와, 실외기(104)의 기관(136)과, 공조 열매체 흐름 절환 장치(150)의 제1연결유로(156)와, 실내기(102)의 제2실내 배관(132)을 통해 상기 실내 열교환기(110)로 전달되어 응축된다.Therefore, the refrigerant compressed by the compressor 120 includes the four-way valve 126, the engine 136 of the outdoor unit 104, the first connection channel 156 of the air-conditioning medium flow switching device 150, and the indoor unit. The second indoor pipe 132 of the 102 is transferred to the indoor heat exchanger 110 to condense.

상기 실내 열교환기(110)에서 응축된 냉매는 상기 실내기(102)의 제1실내 배관(130)과, 공조 열매체 흐름 절환 장치(150)의 삼방 유로(152)와, 실외기(104)의 액관(134)을 통해 상기 실외 팽창밸브(124)로 전달되어 팽창된다.The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 110 includes the first indoor pipe 130 of the indoor unit 102, the three-way flow path 152 of the air-conditioning heat medium flow switching device 150, and the liquid pipe of the outdoor unit 104 ( 134 is delivered to the outdoor expansion valve 124 and expanded.

상기 실외 팽창밸브(124)에서 팽창된 냉매는 상기 실외 열교환기(122)에서 증발된 후, 상기 사방밸브(126)를 통해 다시 상기 압축기(120)로 순환된다.The refrigerant expanded in the outdoor expansion valve 124 is evaporated in the outdoor heat exchanger 122 and then circulated back to the compressor 120 through the four-way valve 126.

상기와 같이 히트 펌프식 공기조화기(100)가 일반 난방 사이클로 운전되면, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가 상기 실내 열교환기(110)에서 상기 실내기(102)가 설치된 룸에 열을 방출하여 응축되기 때문에, 상기 실내기(102)가 설치된 룸이 난방될 수 있다.When the heat pump type air conditioner 100 is operated in a general heating cycle as described above, the refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 is heated in the room where the indoor unit 102 is installed in the indoor heat exchanger 110. Because it emits and condenses, the room in which the indoor unit 102 is installed can be heated.

한편, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)는 상용 전력(51')을 공급받아 일반 난방 사이클로 운전 가능함은 물론이며, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)가 상용 전력(51')을 공급받아 일반 난방 운전될 때 상기 열병합 발전부(50)가 운전되지 않아도 무방하다.On the other hand, the heat pump type air conditioner 100 is supplied with commercial power 51 'and can be operated in a general heating cycle, as well as the heat pump type air conditioner 100 supplies commercial power 51'. The cogeneration unit 50 may not operate when the general heating operation is received.

다음, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)가 폐열 이용 난방 사이클로 운전시, 상기 열병합 발전 시스템의 동작을 도 4를 참조하여 상세히 설명하면, 다음과 같다. Next, when the heat pump type air conditioner 100 operates in a waste heat utilization heating cycle, the operation of the cogeneration system will be described in detail with reference to FIG. 4.

상기 히트 펌프식 공기조화기(100)가 폐열 이용 난방 사이클로 운전시 상기 열병합 발전부(50)는 항상 운전된다.The cogeneration unit 50 is always operated when the heat pump type air conditioner 100 is operated in a waste heat utilization heating cycle.

즉, 상기 엔진(52)이 구동되고, 상기 엔진(52)의 구동력에 의해 상기 발전기(51)가 발전되어 발전 전력을 생산한다. That is, the engine 52 is driven, and the generator 51 is generated by the driving force of the engine 52 to produce the generated power.

이 때 상기 전력 절환 장치(53)는 상기 발전기(51)의 발전 전력과 상용 전력(51') 중 상기 발전기(51)의 발전 전력이 출력될 수 있도록 세팅된다.At this time, the power switching device 53 is set such that the generated power of the generator 51 of the generated power of the generator 51 and the commercial power 51 'can be output.

그리고, 상기 엔진(52)이 구동됨에 따라, 상기 냉각수 순환 펌프(57)가 구동 되어 상기 엔진(52)이 상기 냉각수 순환 유로(56) 내 냉각수에 의해 냉각된다.As the engine 52 is driven, the coolant circulation pump 57 is driven to cool the engine 52 by the coolant in the coolant circulation flow path 56.

아울러, 상기 엔진(52)이 구동됨에 따라, 상기 폐열 회수 열매체 순환 펌프(68)가 구동되어 상기 엔진(52)의 폐열이 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된다.In addition, as the engine 52 is driven, the waste heat recovery heat medium circulation pump 68 is driven to recover the waste heat of the engine 52 to the waste heat recovery device 60.

상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열은, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)가 상기 엔진(52)의 폐열을 이용하므로 상기 폐열 회수 삼방변(80)에 의해 상기 폐열 방열 장치(71) 또는 폐열 공급 열교환기(78)로 전달된다. The waste heat recovered by the waste heat recovery device 60 is the waste heat radiating device 71 by the waste heat recovery three-way toilet 80 because the heat pump type air conditioner 100 uses the waste heat of the engine 52. Or waste heat supply to the heat exchanger (78).

이 때 상기 폐열 회수 삼방변(80)은 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 운전 조건 및 부하 조건에 따라 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)에 적정량의 폐열이 전달될 수 있도록 제어된다.At this time, the waste heat recovery three-way (80) is controlled so that an appropriate amount of waste heat is transferred to the heat pump type air conditioner 100 according to the operating conditions and load conditions of the heat pump type air conditioner 100. .

그리고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)에서는 상기 사방밸브(126)가 난방 모드로 세팅되고, 상기 공조 열매체 삼방변(153)이 폐열 이용 모드로 세팅된다.In the heat pump type air conditioner 100, the four-way valve 126 is set to a heating mode, and the air-conditioning heating medium three-sided valve 153 is set to a waste heat use mode.

따라서, 상기 압축기(120)에서 압축된 냉매가 상기 사방밸브(126)와, 실외기(104)의 기관(136)과, 공조 열매체 흐름 절환 장치(150)의 제1연결유로(156)와, 실내기(102)의 제2실내 배관(132)을 통해 상기 실내 열교환기(110)로 전달되어 응축된다.Therefore, the refrigerant compressed by the compressor 120 includes the four-way valve 126, the engine 136 of the outdoor unit 104, the first connection channel 156 of the air-conditioning medium flow switching device 150, and the indoor unit. The second indoor pipe 132 of the 102 is transferred to the indoor heat exchanger 110 to condense.

상기 실내 열교환기(110)에서 응축된 냉매는 상기 실내기(102)의 제1실내 배관(130)과, 공조 열매체 흐름 절환 장치(150)의 삼방 유로(152)를 통해 상기 난방 운전용 팽창밸브(154)로 전달되어 팽창된다.The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 110 passes through the first indoor pipe 130 of the indoor unit 102 and the three-way flow path 152 of the air-conditioning heat medium flow switching device 150. 154) to expand.

상기 난방 운전용 팽창밸브(124)에서 팽창된 냉매는 상기 폐열 공급 열교환기(78)의 액관(140)을 통해 상기 폐열 공급 열교환기(78)로 전달된다. The refrigerant expanded in the heating operation expansion valve 124 is transferred to the waste heat supply heat exchanger 78 through the liquid pipe 140 of the waste heat supply heat exchanger 78.

상기 폐열 공급 열교환기(78)로 전달된 냉매는 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열에 의해 증발된다. The refrigerant delivered to the waste heat supply heat exchanger 78 is evaporated by the waste heat recovered by the waste heat recovery device 60.

상기 폐열 공급 열교환기(78)에서 증발된 냉매는 상기 폐열 공급 열교환기(78)의 기관(142)과, 공조 열매체 흐름 절환 장치(150)의 제2연결 유로(158)와, 실외기(104)의 저압관(138)과, 사방밸브(126)를 차례로 통과하여 다시 상기 압축기(120)로 순환된다.The refrigerant evaporated in the waste heat supply heat exchanger (78) includes an engine (142) of the waste heat supply heat exchanger (78), a second connection flow path (158) of the air conditioning heat medium flow switching device (150), and an outdoor unit (104). It passes through the low pressure pipe 138 and the four-way valve 126 in order to circulate back to the compressor 120.

상기와 같이 히트 펌프식 공기조화기(100)가 폐열 난방 사이클로 운전되면, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가 상기 실내 열교환기(110)에서 상기 실내기(102)가 설치된 룸에 열을 방출하여 응축됨으로써 상기 실내기(102)가 설치된 룸이 난방될 수 있다.When the heat pump type air conditioner 100 is operated in a waste heat heating cycle as described above, the refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 is heated in the room where the indoor unit 102 is installed in the indoor heat exchanger 110. By emitting condensation, the room in which the indoor unit 102 is installed may be heated.

이 때, 상기 히트 펌프식 공기조화기(100)의 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기(78)에서 상기 폐열 회수 장치(60)에 회수된 폐열에 의해 증발되기 때문에 실외 온도에 관계없이, 항상 일정 수준 이상의 난방 능력을 발휘할 수 있고 더불어, 상기 압축기(120)에 무리를 주지 않게 된다.At this time, since the refrigerant of the heat pump type air conditioner 100 is evaporated by the waste heat recovered from the waste heat supply heat exchanger 78 to the waste heat recovery device 60, regardless of the outdoor temperature, it is always a constant level. The above heating ability can be exhibited, and the compressor 120 is not impeded.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은, 구동원의 폐열이 히트 펌프식 공기조화기에 이용될 수 있도록 폐열 공급 열교환기가 더 포함됨으로써, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 성능이 일정하게 유지될 수 있고, 아울러 열병합 발전 시스템의 효율이 극대화될 수 있는 이점이 있다.The cogeneration system according to the present invention configured as described above further includes a waste heat supply heat exchanger such that waste heat of a driving source may be used in a heat pump type air conditioner, thereby maintaining a constant heating performance of the heat pump type air conditioner. In addition, there is an advantage that the efficiency of the cogeneration system can be maximized.

또한, 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 실내기와 실외기, 그리고 폐열 공급 열교환기가 상기 히트 펌프식 공기조화기의 열매체 흐름을 절환하는 공조 열매체 흐름 절환 장치를 통해 상호 연결됨으로써, 배관 설계 및 배관 설계 변경이 간단, 용이할 뿐만 아니라, 배관 작업이 용이하고, 시스템 구축 비용이 절감될 수 있는 이점이 있다.In addition, the cogeneration system according to the present invention, the indoor and outdoor units of the heat pump type air conditioner, and the waste heat supply heat exchanger are interconnected through an air conditioning heat medium flow switching device for switching the heat medium flow of the heat pump type air conditioner By doing so, not only the pipe design and the pipe design change are simple and easy, but also the pipe work is easy, and there is an advantage that the system construction cost can be reduced.

Claims (7)

발전기와;A generator; 상기 발전기를 발전시키는 구동원과;A drive source for generating the generator; 상기 구동원의 폐열을 회수하는 폐열 회수 장치와;A waste heat recovery apparatus for recovering waste heat of the drive source; 실외기와 실내기로 이루어진 히트 펌프식 공기조화기와;A heat pump type air conditioner comprising an outdoor unit and an indoor unit; 상기 폐열 회수 장치에 회수된 폐열을 상기 히트 펌프식 공기조화기로 전달하는 폐열 공급 열교환기와; A waste heat supply heat exchanger for transferring the waste heat recovered to the waste heat recovery apparatus to the heat pump type air conditioner; 상기 폐열 공급 열교환기와 실외기와 실내기 간 열매체 흐름을 절환하는 공조 열매체 흐름 절환 장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.A cogeneration system comprising an air conditioning heat medium flow switching device for switching the heat medium flow between the waste heat supply heat exchanger and the outdoor unit and the indoor unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉매 흐름 절환 장치는, The refrigerant flow switching device, 상기 실외기의 액관과 상기 실내기의 제1실내 배관과 상기 폐열 공급 열교환기의 액관을 연결하는 삼방 유로와;A three-way flow path connecting the liquid pipe of the outdoor unit, the first indoor pipe of the indoor unit, and the liquid pipe of the waste heat supply heat exchanger; 상기 삼방 유로의 합지점에 구비된 공조 열매체 삼방변과;Air-conditioned heat medium three-way side provided at the junction of the three-way flow path; 상기 삼방 유로 중 상기 폐열 공급 열교환기의 액관 측에 위치된 난방 운전용 팽창밸브와;An expansion valve for heating operation located at a liquid pipe side of the waste heat supply heat exchanger in the three-way passage; 상기 실외기의 기관과 상기 실내기의 제2실내 배관을 연결하는 제1연결유로 와;A first connection passage connecting the engine of the outdoor unit to the second indoor pipe of the indoor unit; 상기 실외기의 저압관과 상기 폐열 공급 열교환기의 기관을 연결하는 제2연결유로로 이루어진 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.And a second connection flow path connecting the low pressure pipe of the outdoor unit and the engine of the waste heat supply heat exchanger. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 실외기는 압축기와, 실외 열교환기와, 실외 팽창밸브와, 사방밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.And the outdoor unit includes a compressor, an outdoor heat exchanger, an outdoor expansion valve, and a four-way valve. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 히트 펌프식 공기조화기는, The heat pump type air conditioner, 상기 압축기에서 압축된 열매체가 상기 사방밸브와, 실외 열교환기와, 실외 팽창밸브와, 공조 열매체 흐름 절환 장치와, 실내기를 차례로 통과한 후, 다시 상기 공조 열매체 흐름 절환 장치와, 사방밸브를 차례로 통과하여 상기 압축기로 순환되는 냉방 사이클를 갖는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.The heat medium compressed by the compressor passes through the four-way valve, the outdoor heat exchanger, the outdoor expansion valve, the air-conditioning heat flow switching device, and the indoor unit in turn, and then passes through the air-conditioning heat medium flow switching device and the four-way valve in order. And a cogeneration cycle circulated to the compressor. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 히트 펌프식 공기조화기는, The heat pump type air conditioner, 상기 압축기에서 압축된 열매체가 상기 사방밸브와, 공조 열매체 흐름 절환 장치와, 실내기를 차례로 통과한 후, 다시 상기 공조 열매체 흐름 절환 장치와, 실외 팽창밸브와, 실외 열교환기와, 사방밸브를 차례로 통과하여 상기 압축기로 순환 되는 일반 난방 사이클을 갖는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.The heat medium compressed by the compressor passes through the four-way valve, the air-conditioning heat flow switching device, and the indoor unit in turn, and then passes through the air-conditioning heat medium flow switching device, the outdoor expansion valve, the outdoor heat exchanger, and the four-way valve. And a cogeneration system having a general heating cycle circulated to the compressor. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 히트 펌프식 공기조화기는, The heat pump type air conditioner, 상기 압축기에서 압축된 열매체가 상기 사방밸브와, 공조 열매체 흐름 절환 장치와, 실내기를 차례로 통과하고, 다시 상기 공조 열매체 흐름 절환 장치를 거쳐 폐열 공급 열교환기를 통과한 후, 다시 상기 공조 열매체 흐름 절환 장치와 사방밸브를 거쳐 상기 압축기로 순환되는 폐열 이용 난방 사이클을 갖는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.The heat medium compressed by the compressor sequentially passes through the four-way valve, the air-conditioning heat medium flow switching device, and the indoor unit, and then passes through the waste heat supply heat exchanger through the air-conditioning heat medium flow switching device, and then the air-conditioning heat medium flow switching device A cogeneration system comprising waste heat utilization heating cycles circulated to the compressor via a four-way valve. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 열병합 발전 시스템은, 상기 발전기에서 생산한 발전 전력과, 상용 전력 중 어느 하나가 선택적으로 출력되게 하는 전력 절환 장치가 더 포함된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.The cogeneration system further includes a power switching device for selectively outputting any one of the generated power produced by the generator and commercial power.
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