KR100702039B1

KR100702039B1 - 열병합 발전 시스템

Info

Publication number: KR100702039B1
Application number: KR1020040104360A
Authority: KR
Inventors: 최원재; 최창민; 강승탁; 임형수; 황윤제
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2007-03-30
Also published as: CN1786620A; EP1669685A3; US20060191265A1; KR20060065873A; EP1669685A2; US7466034B2; CN100513932C

Abstract

본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 하나의 섀시에 전기를 발생하는 발전기와, 상기 발전기를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 구동원과, 상기 구동원의 열을 회수하는 폐열 회수 장치와, 상기 구동원의 열을 방열하기 위한 방열 장치가 설치되어, 컴팩트하고, 구조 및 제어가 간단하며, 작업성이 향상된 이점이 있다.

열병합 발전 시스템, 발전기, 구동원, 폐열 회수 장치, 방열 장치

Description

열병합 발전 시스템{Steam supply and power generation system}

도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 개략 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템의 전체 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 일실시예의 열수요처가 냉방 운전일 때의 개략 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 일실시예의 열수요처가 난방 운전일 때의 개략 구성도,

도 5는 도 2 내지 도 4에 도시된 열병합 발전 유닛의 분해 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 다른 실시예의 열병합 발전 유닛이 도시된 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 열병합 발전 유닛 51: 발전기

52: 엔진 52a: 연료관

52b: 흡기구 52c: 배기구

52d: 소음기 55: 폐열 회수 장치

56: 냉각수 열교환기 58: 배기 가스 열교환기

59: 방열장치 60: 히트 펌프식 공기조화기

61: 압축기 62: 사방밸브

63: 제 1 실외 열교환기 64: 실외 팽창 장치

65: 어큐물레이터 66: 실내 열교환기

67: 실내 팽창 장치 73: 제 2 실외 열교환기

76: 열병합 팽창 장치 80: 섀시

82: 베이스 84: 캐비닛

86: 프론트 패널 90: 환기장치

91: 그릴 92: 환기 케이싱

96: 환기 팬 100: 소음기 케이싱

102: 제 1 소음기 케이싱 110: 제 2 소음기 케이싱

A: 실외기 B: 실내기

C: 분배기

본 발명은 열병합 발전 시스템에 관한 것으로서, 특히 발전기와 구동원 등이 하나의 섀시에 내장된 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 개략도이다.

종래의 열병합 발전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 전력을 생산하는 발 전기(2)와, 상기 발전기(2)를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 엔진 등의 구동원(10, 이하 ‘엔진’이라 칭함)과, 상기 엔진(10)에서 발생된 폐열을 회수하는 폐열 회수 장치(20)와, 상기 폐열 회수 장치(20)의 폐열이 이용되는 축열조 등의 열 수요처(30)를 포함하여 구성된다.

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

상기 폐열 회수장치(20)는 상기 엔진(10)에서 배출되는 배기가스의 열을 빼앗는 배기 가스 열교환기(22)와, 상기 엔진(10)을 냉각시킨 냉각수의 열을 빼앗는 냉각수 열교환기(24)로 구성된다.

상기 배기 가스 열교환기(22)는 상기 축열조 등의 열수요처와 제 1 열 공급라인(23)으로 연결되고, 상기 엔진의 배기가스로부터 빼앗은 폐열은 상기 제 1 열 공급라인(23)을 통해 축열조 등이 열수요처(30)로 전달된다.

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

그러나, 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 발전기(2)와, 엔진(10)과, 배기 가스 열교환기(22)와, 냉각수 열교환기(24) 등이 복수개의 유닛에 각각 설치되게 되면, 구조 및 제어가 복잡하고, 작업성이 떨어지며, 열수요처(30)로 전달되는 폐열량이 줄게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진과 발전기와 폐열 회수장치와 방열장치가 하나의 유닛으로 이루어져, 컴팩트하고, 구조 및 제어가 간단하며, 작업성이 향상된 열병합 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 엔진의 폐열을 최대한 안정적으로 열수요처로 공급하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 배기가스의 소음을 효율적으로 저감시키는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 전기를 발생하는 발전기와, 상기 발전기를 구동시키는 엔진과, 상기 엔진의 열을 회수하는 폐열 회수 장치와, 상기 엔진의 열을 방열하기 위한 방열 장치가 하나의 섀시에 설치된 열병합 발전 유닛과; 압축기와 사방밸브와 실외열교환기와 팽창 장치와 실내열교환기를 포함하여 실내를 냉방 또는 난방 시키는 히트 펌프식 공기조화기와; 상기 폐열 회수 장치에서 회수된 열이 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매로 전달될 수 있도록 상기 폐열 회수 장치와 열 전달 라인으로 연결되고, 상기 히트 펌프식 공기조화기와 냉매 흡입 라인 및 냉매 배출 라인으로 연결된 폐열 공급 장치를 포함하여 구성된다.

상기 냉매 흡입 라인과 냉매 배출 라인에 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 폐열 공급 장치를 바이패스 할 수 있도록 바이패스 라인이 연결되고, 상기 바이패스 라인에는 상기 냉매 흡입 라인과 냉매 배출 라인과 바이패스 라인을 조절하는 절환 밸브가 설치된다.

상기 섀시에는 상기 발전기와 엔진과 폐열 회수 장치가 설치되는 엔진룸이 형성된다.

상기 열병합 발전 시스템은 상기 엔진룸을 방열시키도록 설치된 환기 장치를 더 포함하여 구성된다.

상기 환기 장치는 상기 엔진 룸의 상측에 설치되고, 엔진룸과 통하며, 일면에 그릴이 설치된 환기 케이싱과, 상기 환기 케이싱의 내부에 설치된 모터와, 상기 모터에 연결되어 상기 섀시의 외부 공기를 상기 엔진룸으로 송풍시키는 환기 팬을 포함하여 구성된다.

상기 엔진의 흡기구는 상기 그릴을 통과한 공기 중 일부가 엔진룸을 통과하지 않고 상기 엔진의 흡기구로 흡입되도록 상기 그릴에 근접하게 연장된다.

상기 엔진은 배기구에 소음기가 장착되고, 상기 열병합 발전 유닛은 상기 소음기의 외측에 배치되어 상기 소음기를 보호함과 아울러 상기 소음기의 소음을 차폐하고, 상기 엔진 룸을 방열시킨 공기가 통과하여 배출되는 소음기 케이싱을 더 포함하여 구성된다.

상기 소음기 케이싱은 상기 엔진룸의 상측에 설치되고 상기 엔진 룸을 방열시킨 공기가 통과하도록 저면 및 측면에 개구홀이 각각 형성된 제 1 소음기 케이싱과, 상기 제 1 소음기 케이싱의 측면 옆에 설치되고, 상기 제 1 소음기 케이싱의 측면 개구홀과 통하는 개구홀이 형성되며, 상면에 배출홀이 형성된 제 2 소음기 케이싱을 포함하여 구성된다.

상기 소음기 케이싱은 상기 제 1 소음기 케이싱과 제 2 소음기 케이싱 각각의 전면에 개구홀이 형성되고, 상기 제 1 소음기 케이싱과 제 2 소음기 케이싱의 전면 개구홀을 덮는 소음기 커버를 더 포함하여 구성된다.

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

도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 일실시예의 전체 사시도이다.

본 실시예에 따른 열병합 발전 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진 및 발전기 등이 내장된 열병합 발전 유닛(50)과, 상기 열병합 발전 유닛(50)에서 생산된 전기가 이용됨과 아울러 상기 열병합 발전 유닛(50)에서 회수된 폐열이 활용되는 열수요처로 구성된다.

상기 열 수요처는 실외기(A)와 실내기(B)로 구성되고, 상기 실내기(B)가 냉방 또는 난방으로 운전될 수 있는 히트 펌프식 공기조화기(60)로 이루어진다.

도 3은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 일실시예의 열수요처가 냉방 운전일 때의 개략 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 일실시예의 열수요처가 난방 운전일 때의 개략 구성도이다.

상기 열병합 발전 유닛(50)에는 전기를 발생하는 발전기(51)와, 상기 발전기를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 구동원과, 상기 구동원의 열을 회수하는 폐열 회수 장치(56)(58)와, 상기 구동원의 열을 방열하기 위한 방열 장치(59)와, 상기 폐열 회수 장치(56)(58)에서 회수된 열을 상기 열수요처인 히트 펌프식 공기조화기(60)로 공급하는 폐열 공급 장치가 설치된다.

상기 발전기(51)는 교류 발전기와 직류 발전기 중 어느 하나로서, 상기 구동원의 출력축에 회전자가 연결되어 상기 출력축의 회전시 전력을 생산한다.

상기 발전기(51)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)를 비롯하여 주변 장치에 전기를 제공하는 역할을 하게 된다.

상기 구동원은 연료 전지로 이루어지거나, 가스 또는 석유 등 화석 연료를 이용하여 운전되는 엔진(52)으로 이루어지고, 이하 엔진(52)으로 한정하여 설명한다.

상기 엔진(52)에는 가스나 석유 등의 연료가 주입되는 연료 주입구(52a)와, 연료 주입구(52a)와 합지되어 공기가 흡입되는 흡기구(52b)와, 엔진(52)에서 배기된 배기 가스가 통과하는 배기구(52c)가 설치된다.

상기 폐열 회수 장치(55)는 상기 엔진(52)과 냉각수 라인(56a)을 통해 연결되어 상기 엔진(52)의 냉각수 열을 회수하는 냉각수 열교환기(56)와, 상기 엔진(52)에서 배출된 배기가스 열을 회수하도록 배기구(52c) 상에 설치된 배기가스 열교환기(58)로 구성된다.

상기 엔진(52) 또는 냉각수 라인(56a)에는 냉각수가 상기 엔진(52)과 냉각수 열교환기(56)를 순환할 수 있도록 냉각수 순환 펌프(56b)가 설치된다.

상기 냉각수 열교환기(56)와 배기가스 열교환기(58)는 상기 엔진의 구동시 회수된 폐열이 열매체를 통해 상기 폐열 공급 장치로 전달될 수 있도록 상기 폐열 공급 장치와 열전달 라인(57)으로 연결된다.

상기 열전달 라인(57)에는 열매체가 상기 냉각수 열교환기(56)와 배기 가스 열교환기(58)와 폐열 공급 장치를 순환할 수 있도록 열매체 순환 펌프(57a)가 설치된다.

상기 방열장치(59)는 상기 엔진(52)의 폐열을 상기 폐열 공급 장치 측으로 전달하지 않을 때 대기 중으로 방열시키도록 설치된 방열 열교환기로서, 상기 열전달 라인(57)에서 바이패스 되는 라인(59a)이 통과하도록 설치되고, 이 바이패스 라인(59a)에는 열매체의 흐름을 절환하기 위한 밸브(59c)가 설치된다.

상기 방열 장치(59)는 상기 방열 열교환기로 실외 공기를 송풍시키도록 설치된 방열팬(59b)을 더 포함하여 구성된다.

상기 방열 장치(59)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)가 냉방 운전이거나, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 난방 과부하이면, 상기 방열팬(59b)이 회전되고, 상기 밸브(59c)가 열매체의 흐름을 방열 열교환기로 전환한다.

한편, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 실외기(A)에는 압축기(61), 사방밸브(62), 실외열교환기, LEV 등의 실외 팽창 장치(64), 어큐물레이터(65)가 설치된다.

상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 실내기(B)에는 실내열교환기(66)가 설치된다.

상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 실내기(B)에는 LEV 등의 실내 팽창 장치(67)가 설치된다.

상기 폐열 공급 장치는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 난방 운전시 상기 열전달 라인(57)을 통해 전달된 폐열이 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)를 순환하는 냉매로 전달될 수 있도록 상기 열병합 발전 유닛(50) 내에 설치된 제 2 실외 열교환기(73)이다.

상기 제 2 실외 열교환기(73)는 상기 실외기(A)의 실외 열교환기(73, 이하 ‘제 1 실외 열교환기’라 칭함)와 함께 냉매를 증발하는 것도 가능하고, 상기 제 1 실외 열교환기(63)와 선택적으로 냉매를 증발하는 것도 가능하다.

즉, 상기 열병합 발전 시스템은 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)가 난방 과부하이면, 상기 제 1 실외 열교환기(63)와 제 2 실외 열교환기(73) 중에서 상기 제 1 실외 열교환기(63)로만 냉매가 유입되고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)가 난방 과부하가 아니면, 상기 제 2 실외 열교환기(73)로만 냉매가 유입되거나, 둘 모두로 냉매가 유입된다.

상기 제 2 실외 열교환기(73)는 상기 실내 팽창장치(67)와 실외 팽창장치(64)의 사이에서 분지된 냉매 흡입 라인(74)과 연결되고, 상기 사방밸브(62)와의 사이에 냉매 배출 라인(75)으로 연결된다.

상기 냉매 흡입 라인(74)에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 난방 운전시 상기 실내 열교환기(66)에서 응축된 후 상기 실내 팽창 장치(67)에서 팽창된 냉매가 상기 제 2 실외 열교환기(73)로 유입되기 전에 재차 팽창될 수 있도록 열병합 팽창 장치(76)가 설치된다.

상기 냉매 흡입 라인(74)과 냉매 배출 라인(75)의 사이에는 상기 실내 열교환기(66) 및 실내 팽창장치(67)를 통과한 냉매가 상기 열병합 팽창 장치(76)와 제 2 실외 열교환기(73)를 통과하지 않고, 상기 냉매 배출 라인(75)을 바이패스 할 수 있도록 바이패스 라인(77)이 연결된다.

상기 바이패스 라인(77)에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 난방 부하에 따라 상기 냉매 흡입 라인(74)과 냉매 배출 라인(75)과 바이패스 라인(77)을 조절하는 절환 밸브(77a)(77b)가 설치된다.

즉, 상기 절환밸브(77a)(77b)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 난방 부하가 작으면, 상기 냉매 흡입 라인(74)으로 냉매가 흡입되도록 하여, 상기 실내 열교환기(66) 및 실내 팽창장치(67)를 통과한 냉매가 상기 열병합 팽창 장치(76)와 제 2 실외 열교환기(73)를 통과하도록 하고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)가 난방 과부하이면, 상기 실내 열교환기(66) 및 실내 팽창장치(67)를 통과한 냉매가 상기 열병합 팽창 장치(76)와 제 2 실외 열교환기(73)를 통과하지 않고 상기 바이패스 라인(77)으로 바이패스 되도록 한다.

한편, 상기 냉매 배출 라인(75)과 상기 제 1 실외 열교환기(63)의 사이에는 상기 냉매 배출 라인(75)을 통과하는 냉매가 상기 제 1 실외 열교환기(63)로 유입 되어 상기 제 1 실외 열교환기(63)에서 증발될 수 있도록 바이패스 라인(78)이 연결된다.

상기 바이패스 라인(78)에는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 난방 과부하 여부와, 증발 온도와 실외 온도의 비교 결과에 따라 상기 바이패스 라인(78)을 조절할 수 있도록 절환 밸브(78a)가 설치된다.

상기 절환 밸브(78a)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)가 난방 과부하가 아니고, 실외 온도가 증발온도 보다 높으면, 상기 바이패스 라인(78)을 개방하여 상기 제 2 실외 열교환기(73)에서 증발된 냉매가 상기 제 1 실외 열교환기(63)를 냉매가 통과하면서 재차 증발되도록 하고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)가 난방 과부하이면, 상기 실내 팽창 장치(67)를 통과한 냉매가 상기 제 1 실외 열교환기(63)를 통과하면서 증발되도록 한다.

반면에, 상기 절환 밸브(78a)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)가 난방 과부하가 아니고, 실외 온도가 증발온도 보다 높지 않으면, 상기 바이패스 라인(78)을 밀폐하여 상기 제 2 실외 열교환기(73)에서 증발된 냉매가 상기 제 1 실외 열교환기(63)를 통과하지 않고, 상기 사방밸브(62)로 유입되도록 한다.

참조 부호 79는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)가 냉방 운전일 때 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 실외 팽창장치(64)를 통과하면서 팽창된 냉매가 상기 실내 열교환기(66)로 유입될 수 있도록 상기 실외 팽창장치(64)와 실내 열교환기(66) 사이의 냉매 유로를 개방하고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 난방 운전일 때 상기 실내 열교환기(66)를 통과하면서 응축된 냉매가 상기 냉매 흡입 라인(74)으로 유입될 수 있도록 상기 실외 팽창장치(64)와 실내 열교환기(66) 사이의 냉매 유로를 밀폐하도록 설치된 체크 밸브이다.

참조 부호 C는 상기 절환 밸브(77a)(77b) 및 체크 밸브(79)가 설치된 분배기이다.

도 5는 도 2 내지 도 4에 도시된 열병합 발전 유닛의 분해 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 열병합 발전 유닛(50)은 상기 발전기(51)와, 엔진(52)과, 상기 폐열 회수 장치(55)와, 방열 장치(59)와, 폐열 공급 장치가 하나의 섀시(80)에 설치된다.

상기 섀시(80)는 내부에 엔진룸(E)이 형성되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(82)와, 상기 베이스(82)의 상측에 설치되어 상기 섀시의 좌측면부와 우측면부와 배면부를 형성하는 캐비닛(84)과, 상기 캐비닛(84)의 전면을 덮는 프론트 커버(86)를 포함하여 구성된다.

상기 섀시(80)는 상면이 개방된다.

상기 엔진룸(E)의 내부에는 상기 발전기(51)와, 엔진(52)과, 상기 폐열 회수 장치(55)와, 폐열 공급 장치가 설치된다.

상기 엔진룸(E)의 상측에는 상기 새시(80)의 내부를 방열시키도록 환기 장치(90)가 설치된다.

상기 환기 장치(90)는 일면에 그릴(91)이 설치되고 상기 섀시(80)의 엔진룸(E)과 통하는 환기 케이싱(92)과, 상기 환기 케이싱(92)의 내부에 설치된 모 터에 연결되어 상기 섀시(80)의 외부 공기를 상기 엔진룸(E)으로 송풍시키는 환기 팬(96)으로 구성된다.

상기 엔진룸(E)의 상측에는 상기 방열장치(59)가 상기 폐열 회수장치(55)에서 흡수한 열을 상기 섀시(80)의 상부로 방출하도록 설치된다.

상기 방열장치(59)는 상기 엔진룸(E)과 격벽(98)으로 분리되게 설치된다.

상기 방열장치(59)는 상면에 그릴(59d)이 배치된다.

한편, 상기 엔진(52)의 흡기구(52b)는 상기 섀시(80)의 외부 공기가 흡입되도록 설치된다.

상기 흡기구(52b)는 상기 그릴(91)을 통과한 공기 중 일부가 엔진룸(E)을 통과하지 않고 곧바로 흡기구(52b)로 흡입되도록 상기 그릴(91)에 근접하게 연장되는 것도 가능하고, 외부 공기가 흡기구(52b)로 흡입되도록 상기 그릴(91)을 관통하게 연장되는 것도 가능하며, 이하, 상기 흡기구(52b)가 상기 그릴(91)에 근접하게 연장되는 것으로 한정하여 설명한다.

한편, 상기 엔진(52)은 배기구(52c)에 소음기(52d)가 장착되고, 상기 열병합 발전 유닛(50)에는 눈,비 등으로부터 상기 소음기(52d)를 보호함과 아울러 상기 소음기(52d)의 소음을 차폐하는 소음기 케이싱(100)이 설치된다.

상기 소음기 케이싱(100)은 상기 소음기(52d)의 외측에 배치되도록 상기 섀시(80)의 상측에 설치되고 상기 엔진 룸(E)을 방열시킨 공기가 통과하도록 이루어진 제 1 소음기 케이싱(102)을 포함하여 구성된다.

상기 소음기 케이싱(100)은 상기 제 1 소음기 케이싱(102)을 통과한 공기가 통과하도록 상기 제 1 소음기 케이싱(102)의 옆에 설치되고, 상기 제 1 소음기 케이싱(102)에서 유입된 공기를 외부로 배출하는 제 2 소음기 케이싱(110)을 더 포함하여 구성된다.

상기 제 1 소음기 케이싱(102)은 상기 엔진룸(E)에서 연장된 배기구(52d)가 관통됨과 아울러 상기 엔진룸(E) 내의 공기가 통과할 수 있도록 저면에 개구홀(104)이 형성되고, 측면에 개구홀(106)이 형성된다.

상기 제 2 소음기 케이싱(110)은 제 1 소음기 케이싱(102)의 측면 개구홀과 통하도록 개구홀(108)이 형성되고, 상면에 배출홀(109)이 형성된 제 2 소음기 케이싱(110)을 더 포함하여 구성된다.

상기 제 1 소음기 케이싱(102)과 제 2 소음기 케이싱(110)은 전면에 개구홀(107)(111)이 각각 형성된다.

상기 소음기 케이싱(100)은 상기 개구홀(107)(111)을 덮는 소음기 커버(112)를 더 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 열병합 발전 유닛(50)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 엔진(52)이 구동되면, 상기 열병합 발전 유닛(50)의 외부 공기는 상기 그릴(91)을 통과하여 일부가 상기 흡기구(52b)를 통해 엔진(52)으로 흡기되고, 상기 엔진(52)은 구동되어 상기 발전기(51)의 회전자를 회전시키며, 상기 발전기(51)는 전기를 생산하여 상기 히트 펌프식 공기조화기 등으로 공급한다.

상기 엔진(52)의 구동시 상기 엔진(52)의 배기가스 폐열과 냉각수 폐열은 상기 폐열 회수 장치(55)에서 회수되어 상기 폐열 공급 장치로 전달되거나, 상기 방열 장치(59)를 통해 상기 섀시(80)의 상부로 방출된다.

한편, 상기 엔진(52)의 배기 가스는 상기 소음기(52d)를 통과하면서 소음이 저감된 후 상기 열병합 발전 유닛(50)의 외부로 배기되고, 상기 소음기(52d)의 주변으로 전파되는 소음은 상기 소음기 케이싱(100)이 상기 소음기(52d) 외측에 배치되므로, 상기 소음기 케이싱(100)에 의해 차폐된다.

또한, 상기 엔진(52)의 구동시 상기 환기 팬(96)은 회전되고, 상기 열병합 발전 유닛(60)의 외부 공기는 상기 그릴(91)을 통과하여 상기 환기 케이싱(92) 내부로 흡입되고, 상기 환기 케이싱(92)을 통과한 후 상기 엔진룸(E)의 내부로 송풍된다.

상기 엔진룸(E)으로 송풍된 공기는 상기 발전기(51)와 엔진(52)을 방열시키고, 상기 제 1 소음기 케이싱(102)의 저면을 통해 상기 제 1 소음기 케이싱(102)의 내부로 이동된 후 상기 제 1 소음기 케이싱(102)의 옆으로 이동되며, 상기 제 2 소음기 케이싱(110)의 내부로 이동되어 상기 제 2 소음기 케이싱(110)의 상면을 통해 외부로 배출된다.

본 실시예에 따른 열병합 발전 시스템은 도 7에 도시된 바와 같이, 폐열 공급 장치가 열병합 발전 유닛(50) 내에 설치되지 않고, 실외기(A)의 내부 혹은 별도의 유닛(미도시)의 내부에 설치되며, 상기 폐열 공급 장치 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예와 동일하므로 동일부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 폐열 공급 장치는 본 발명 일실시예와 같이, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)를 순환하는 냉매가 증발되는 제 2 실외 열교환기(73)로 구성되는 것도 가능하고, 상기 실외기의 제 1 실외 열교환기로 흡입되는 실외 공기를 예열하도록 설치된 예열기나, 상기 실외기의 압축기에서 압축된 냉매를 가열하도록 압축기 출구부 가열기 등으로 구성되는 것도 가능함은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 하나의 섀시에 전기를 발생하는 발전기와, 상기 발전기를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 구동원과, 상기 구동원의 열을 회수하는 폐열 회수 장치와, 상기 구동원의 열을 방열하기 위한 방열 장치가 설치되어, 컴팩트하고, 구조 및 제어가 간단하며, 작업성이 향상된 이점이 있다.

또한, 상기 구동원의 흡기구는 상기 섀시의 외부 공기가 흡입되도록 설치되어, 상기 구동원이 상기 섀시 내부의 온도 증가와 무관하게 안정적이고 효율적으로 운전될 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 구동원은 배기구에 소음기가 장착되고, 상기 열병합 발전 유닛은 상기 소음기를 보호함과 아울러 상기 소음기의 소음을 차폐하는 소음기 케이싱을 더 포함하여 구성되어, 소음 저감 효과가 우수하고, 눈,비 등으로부터 소음기를 보호할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 섀시에는 상기 발전기와 구동원과 폐열 회수 장치가 설치되는 엔진룸이 형성되고, 상기 열병합 발전 시스템은 상기 엔진룸을 방열시키도록 설치된 환기 장치를 더 포함하여 구성되어, 엔진룸의 과열을 방지할 수 있고, 엔진 등의 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 엔진룸에는 상기 폐열 회수 장치에서 회수된 열을 열수요처로 전달하는 폐열 공급 장치가 설치되어, 엔진의 폐열을 보다 효율적으로 공급할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 방열장치는 엔진룸과 격벽으로 분리되고, 상기 섀시의 상부에 설치되어 열을 상기 섀시의 상부로 방출하므로, 폐열이 효율적으로 방열되는 이점이 있다.

Claims

전기를 발생하는 발전기와, 상기 발전기를 구동시키는 엔진과, 상기 엔진의 열을 회수하는 폐열 회수 장치와, 상기 엔진의 열을 방열하기 위한 방열 장치가 하나의 섀시에 설치된 열병합 발전 유닛과;

압축기와 사방밸브와 실외열교환기와 팽창 장치와 실내열교환기를 포함하여 실내를 냉방 또는 난방 시키는 히트 펌프식 공기조화기와;

상기 폐열 회수 장치에서 회수된 열이 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매로 전달될 수 있도록 상기 폐열 회수 장치와 열 전달 라인으로 연결되고, 상기 히트 펌프식 공기조화기와 냉매 흡입 라인 및 냉매 배출 라인으로 연결된 폐열 공급 장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 냉매 흡입 라인과 냉매 배출 라인에 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉매가 상기 폐열 공급 장치를 바이패스 할 수 있도록 바이패스 라인이 연결되고,

상기 바이패스 라인에는 상기 냉매 흡입 라인과 냉매 배출 라인과 바이패스 라인을 조절하는 절환 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 섀시에는 상기 발전기와 엔진과 폐열 회수 장치가 설치되는 엔진룸이 형성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 열병합 발전 시스템은 상기 엔진룸을 방열시키도록 설치된 환기 장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 환기 장치는 상기 엔진 룸의 상측에 설치되고, 엔진룸과 통하며, 일면에 그릴이 설치된 환기 케이싱과, 상기 환기 케이싱의 내부에 설치된 모터와, 상기 모터에 연결되어 상기 섀시의 외부 공기를 상기 엔진룸으로 송풍시키는 환기 팬을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
제 5 항에 있어서,

상기 엔진의 흡기구는 상기 그릴을 통과한 공기 중 일부가 엔진룸을 통과하지 않고 상기 엔진의 흡기구로 흡입되도록 상기 그릴에 근접하게 연장된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 엔진은 배기구에 소음기가 장착되고,

상기 열병합 발전 유닛은 상기 소음기의 외측에 배치되어 상기 소음기를 보호함과 아울러 상기 소음기의 소음을 차폐하고, 상기 엔진 룸을 방열시킨 공기가 통과하여 배출되는 소음기 케이싱을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 소음기 케이싱은 상기 엔진룸의 상측에 설치되고 상기 엔진 룸을 방열시킨 공기가 통과하도록 저면 및 측면에 개구홀이 각각 형성된 제 1 소음기 케이싱과,

상기 제 1 소음기 케이싱의 측면 옆에 설치되고, 상기 제 1 소음기 케이싱의 측면 개구홀과 통하는 개구홀이 형성되며, 상면에 배출홀이 형성된 제 2 소음기 케이싱을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 소음기 케이싱은 상기 제 1 소음기 케이싱과 제 2 소음기 케이싱 각각의 전면에 개구홀이 형성되고,

상기 제 1 소음기 케이싱과 제 2 소음기 케이싱의 전면 개구홀을 덮는 소음기 커버를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.