KR100984831B1 - 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템 - Google Patents

열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100984831B1
KR100984831B1 KR1020100064601A KR20100064601A KR100984831B1 KR 100984831 B1 KR100984831 B1 KR 100984831B1 KR 1020100064601 A KR1020100064601 A KR 1020100064601A KR 20100064601 A KR20100064601 A KR 20100064601A KR 100984831 B1 KR100984831 B1 KR 100984831B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling
heating
water
waste heat
hot water
Prior art date
Application number
KR1020100064601A
Other languages
English (en)
Inventor
윤석구
Original Assignee
윤석구
주식회사 구성이엔드씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤석구, 주식회사 구성이엔드씨 filed Critical 윤석구
Priority to KR1020100064601A priority Critical patent/KR100984831B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100984831B1 publication Critical patent/KR100984831B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00—District heating systems
    • F24D10/003—Domestic delivery stations having a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/04—Arrangement or mounting of control or safety devices for sorption type machines, plants or systems
    • F25B49/043—Operating continuously
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2315/00—Sorption refrigeration cycles or details thereof
    • F25B2315/005—Regeneration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/24—Storage receiver heat
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/90—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation
    • Y02A40/963—Off-grid food refrigeration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17—District heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62—Absorption based systems
    • Y02B30/625—Absorption based systems combined with heat or power generation [CHP], e.g. trigeneration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명은 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템에 관한 것으로 특히, 열병합 발전 시스템 및 지역난방 시스템에서 제공하는 고온 고압의 증기 혹은 중온수와 흡수식 냉온풍기의 가동유체 사이에서 열교환을 실시해 주는 열교환기와; 상기 열교환기의 2차측 배관에 설치 되어 각 세대에 설치된 온수분배기와 복사 난방용 코일 및 흡수식 냉온풍기 등에 저온 혹은 중온의 온수를 강제로 순환시켜 주는 온수순환펌프와; 상기 온수순환펌프에 의해 강제 순환된 온수를 이용하여 주택 혹은 공동주택이나 대단위 주거 단지의 각 세대에 복사난방을 실시하는 복사 난방용 코일과; 주택, 오피스텔 혹은 공동주택이나 대단위 주거 단지의 각 세대에 별도로 설치되어 상기 방식에 의하여 공급된 온수를 이용하여 냉수와 온수를 생성하여 각 세대별 냉난방을 실시하는 수개의 흡수식 냉온풍기와; 상기 열교환기의 2차 배관과 각 흡수식 냉온풍기들의 1차 배관 사이에 설치되어 사용자가 각 세대에 대한 냉난방 실시 여부를 임으로 결정할 수 있도록 하는 수개의 개폐용도 밸브 및 각종 설정압력이나 온도에 따라 작동하는 제어용 밸브와; 상기 흡수식 냉온풍기 등에서 배출되는 냉각용 폐열을 물을 통해 회수하여 폐열재활용 기기의 각부에 공급해주는 폐열 회수배관과; 상기 흡수식 냉온풍기들의 냉각수를 작동시키면서 냉각수 폐열 회수배관을 통해 강제 순환시켜 주는 폐 열원 순환 펌프와; 잉여열의 축적으로 흡수식 냉온풍기들의 열효율이 감소 될 것을 대비하기 위하여 상기 폐열 회수배관과 폐 열원 순환 펌프를 통해 전송되어 온 냉각수를 대기냉각을 목적으로 설치하여 냉각수를 미리 설정된 온도이하로 냉각시켜 주는 냉각탑과; 사용자의 실내 냉방 및 난방 설정온도에 부응하여 각 구성품의 구동제어 및 수개의 밸브들에 대한 개폐량 조절을 포함하여 시스템의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부;로 구성한 것을 특징으로 한다.
따라서, 여름철 열수요 부족으로 인한 기존 열병합발전소의 운전 중지 시간을 줄여 발전효율을 증대시킬 수 있으며, 발전원 단위를 줄임으로써 국가적 에너지 절감과 아울러 발전소 증설에 따르는 여러 민원을 포함한 경제적 문제를 해결하고, 기존의 주된 냉방방식인 전기를 활용한 EHP 혹은 전기이용 냉방기기 사용을 발전폐열 등에서 회수한 온수를 이용한 개별방식의 흡수식 냉풍기에 사용케 함으로써 기본전기요금 축소와 사용량 감소로 세대별 전기사용량을 대폭 줄일 수 있으며, 특히 각 세대별 냉방을 실시함에 있어서 개별제어로 사용자의 취향에 맞게 쾌적하고 효율적으로 사용할 수 있으며,흡수식 냉온풍기에서 배출되는 폐열을 물을 통해 회수함으로써 회수한 열을 재활용하여 급탕조 가온용도나 기타 소화조 가온용도 등으로 활용케 함으로써 에너지절약과 새로운 에너지원을 만들어 내는 열원 등으로 그 사용 폭을 넓이고, 온실가스 파괴물질인 탄소배출량 감소할 수 있으며, 특히 각 세대에 설치되어 있는 흡수식 냉온풍기들에 대한 작동 효율을 대폭 향상시킬 수 있고, 여름철 열병합 및 지역난방 열원에 대한 가동 및 에너지효율을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템{Cooling and heating system in each household using heat sources from combined heat and power(CHP) and district heating}
본 발명은 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 전기생산과 더불어 공동 주택 또는 대단위 거주단지 등에 난방을 동시에 진행하여 종합적인 에너지 이용률을 높일 수 있도록 구성된 열병합 발전 시스템이나, 어느 지역 내 공동 주택 또는 대단위 거주단지 등에서 건물의 한 군데 또는 여러 군데의 열원장치(熱源裝置)에서 난방용의 열을 공급하는 지역난방 시스템에서 제공하는 고온 고압의 증기 혹은 중온수를 열교환기를 통해 열교환한 후 여름철에 각 세대에 설치되어 있는 온수이용 흡수식 냉온풍기를 작동시켜 각 세대별 냉난방을 실시할 수 있도록 한 것이다.
또, 본 발명은 각 세대별 흡수식 냉온풍기에서 배출되는 폐 열원은 흡수식 냉온풍기의 지속적 가동을 보증하기 위하여 필요시 폐열 회수배관을 이용하여 잉여 열을 옥상이나 지상 등에 설치되어 있는 냉각탑을 통해 냉각시켜 줄 수 있도록 함은 물론 건물의 지하 기계실 및 건물 혹은 대지 내의 여유공간 등에 설치한 축열조와 급탕용 저탕조로 흡수식 냉온풍기에서 배출되는 폐열을 공급시켜 각 세대에 공급하기 위한 온수를 가열시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 음식물 처리조나, 소형 혹은 대형의 메탄가스 생산을 위한 소화조를 활용한 메탄 생산용 혐기성 소화조 및 퇴비 생산용 음식물 슬러지 건조기 등으로 열원을 공급시켜 줄 수 있도록 하여 여름철 열병합 및 지역난방 열원에 대한 사용 효율을 대폭 향상시킬 수 있고, 여름철 열수요 부족으로 인한 기존 열병합발전소의 운전 중지 시간을 줄여 발전효율을 증대시킬 수 있으며, 발전원 단위를 줄임으로써 국가적 에너지 절감과 아울러 발전소 증설에 따르는 여러 민원을 포함한 경제적 문제를 해결하고, 기존의 주된 냉방방식인 전기를 활용한 EHP 혹은 전기이용 냉방기기 사용을 발전폐열 등에서 회수한 온수를 이용한 개별방식의 흡수식 냉풍기에 사용케 함으로써 기본전기요금 축소와 사용량 감소로 세대별 전기사용량을 대폭 줄일 수 있으며, 특히 각 세대별 냉방을 실시함에 있어서 개별제어로 사용자의 취향에 맞게 쾌적하고 효율적으로 사용할 수 있도록 발명한 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 기존의 전기를 활용한 냉방방식에서는 냉매 냉각의 방법으로 대기와의 열교환을 위하여 공기를 이용한 냉각 방식인 공냉식의 실외기를 건물의 지붕 혹은 벽체나 발코니 등에 설치하여 건물미관을 버리는 원인이 되기도 하며 대기에 버려진 많은 열량은 하절기 도심의 열섬효과의 한 원인이 되면서 외기온도를 높여 결국 냉방부하를 더욱 키우는 원인이 되고 있는 실정인데, 본 발명에서는 이 폐열을 물을 통해 회수함으로써 회수한 열을 재활용하여 급탕조 가온용도나 기타 소화조 가온용도 등으로 활용케 함으로써 에너지절약과 새로운 에너지원을 만들어 내는 열원 등으로 그 사용 폭을 넓이고, 온실가스 파괴물질인 탄소배출량 감소에도 크게 기여할 수 있도록 발명한 열병합의 폐열원과 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 공동 주택이나 대단위 주거 단지 등에 대한 에너지 공급 시스템은 전력을 공급하는 시스템과 냉난방을 공급하는 시스템으로 이원화되어 있는데, 예를 들면 전력은 한국 전력과 같은 전력 회사로부터 전기 선로를 통해 공급을 받게 되고, 냉난방은 중앙 집중식 냉난방이나 또는 세대별로 구비된 보일러나 에어컨과 같은 냉난방기를 통해서 자체적으로 실시하는 개별 냉난방이 이루어지며, 다른 예에서는 지역 난방 공사를 통해서 난방이 이루어질 수 있다.
상기와 같은 전력 공급 시스템과 냉난방 시스템의 이원화 및, 냉난방 기기의 다양화 등은 많은 문제점을 내포하고 있는데, 우선 전력 회사로부터 전기 선로를 통해 공급받는 전력 공급 시스템은 전기 선로가 연장될수록 전력의 손실이 증가하므로 전력 이용의 비 효율화를 초래하고, 또한 전력 회사로부터의 전력 공급이 차단되면 그 어떤 대체 전력도 존재하지 않기 때문에 비상시에는 속수 무책이 될 수밖에 없으며, 전력에 의존하는 냉난방기의 가동, 수돗물 공급, 승강기 운행 등이 전면적으로 중단되어 위기 상황을 초래하게 된다.
한편, 중앙 집중식 난방의 경우에는 간헐 운전 방식에 따라서 실내 쾌적성이 떨어질 수밖에 없으며, 기기 용량의 대형화를 초래하게 되고, 개별 냉난방의 경우에는 개개인이 보일러나 에어컨을 개별적으로 설치하고 유지 보수하여야 하므로 수요자의 부담을 유발시키게 된다.
지역난방의 경우에는 대단위 택지 및, 대규모 공사에 따른 문제점이 있으므로 한정된 지역에 대해서만 공급이 가능하다는 문제점이 있는데, 특히 냉방에 있어서는 냉방 수요가 여름철에 집중되고 냉방기의 가동이 전적으로 전력에 의존하므로 여름철 전력 수요가 폭증하는 주요 원인이 되고 있는 실정이다.
따라서 종래에도 전력 공급 시스템과 냉난방 공급 시스템을 일원화시킬 수 있는 열병합 발전 및, 냉난방 공급 시스템이 개발되어 국내 등록특허 10-0604308호로 제시된 바 있는데, 이는 연료 가스를 공급받아 축 동력을 발생시키는 가스 터빈 엔진 및, 상기 축 동력에 의해 발전을 수행하는 발전기가 구비된 가스 터빈 발전기와; 상기 발전기로부터 발생된 전력을 각 전기 부하에 공급하는 제 1 전력 공급로와; 상기 가스 터빈 발전기에서 배출되는 고온의 배기가스로써 고온 고압의 증기 또는 중온수를 발생시키는 폐열 회수 보일러와; 상기 폐열 회수 보일러에서 발생된 증기와 냉난방 작동 유체 사이의 열교환을 수행하는 열교환기와; 상기 열교환기에서 교환된 열로 상기 난방 작동 유체를 가열 순환시킴으로써 난방을 수행하는 복사 난방용 코일과; 상기 폐열회수 보일러에서 발생된 증기 등을 이용하여 상기 냉방 작동 유체를 냉각시키는 흡수식 냉동기와; 상기 흡수식 냉동기에서 발생된 냉각수를 냉각하기 위한 냉각탑; 을 구비한 구성으로 되어 있다.
그러나 이와 같은 구성은 공동 주택이나 대단위 주거 단지 등에 대한 난방에는 일반적이나 냉방을 실시함에 있어서는 각 세대별로 실시하지 않고 중앙에서 냉수를 생성하여 간헐운전방식을 통해 실내에 공급함으로써 실내 냉방에 대한 쾌적성이 떨어지고, 사용자의 의사에 무관하게 냉방이 실시됨으로써 일부 사용자에게 불필요한 경제적 부담을 주게 되며, 종종 기기용량의 대형화를 초래하게 되고, 중앙방식에 의하여 냉수 등을 공급함으로써 관 길이 수축에 의하여 기존의 난방용 배관을 사용하기 어려워, 신규의 냉수 배관을 입상과 수평으로 설치함으로써 배관설치 공간 확보와 공사비 증가 원인 등이 되며, 배관을 통한 냉수이송 중 외부 공기와의 열전달로 배관에서의 열손실과 결로 발생으로 에너지 과소비와 오손 등의 2차 피해의 원인이 되는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 공동 주택이나 대단위 주거 단지 등의 각 세대에 흡수식 냉온풍기를 설치하여 열병합 발전 시스템 및 지역난방 시스템에서 제공하는 고온 고압의 증기 또는 중온수를 열교환기를 통해 열교환하여 생성된 저온수(100℃이하)나 고온수 (100℃이상)를 직접 각 세대 내에 기존 중앙공급식의 난방공급용 배관이나 개별 난방 방식의 건물에서의 신규 공급용관을 통해 공급하여 각 세대에서 여름철에 각각 선택적으로 흡수식 냉온풍기를 작동시켜 각 세대별 냉방을 실시할 수 있도록 하여 여름철 열수요 부족으로 인한 기존 열병합발전소의 운전 중지 시간을 줄여 발전효율을 증대시킬 수 있게 하여 주고, 겨울철에 기존 일반적 난방 방식인 복사 난방용 코일에 의한 바닥 복사난방 등과 더불어 흡수식냉온풍기의 정상작동 모드 혹은 난방전용모드에서 생성된 온풍에 의해 간접난방이 가능토록 함으로써 간헐난방에 따른 바닥 복사난방의 과도한 난방지연시간을 완화하여 실내공간의 온열 쾌적성을 빠르게 향상시키고 가습기 등의 내장으로 실내 습도조절과 방향제를 활용한 향공조 등이 가능케 하며, 하절기 발전효율증대에 따른 발전원단위를 줄임으로써 국가적 에너지 절감과 아울러 발전소 증설에 따르는 여러 민원을 포함한 경제적 문제를 해결할 수 있고, 기존의 주된 냉방방식인 전기를 활용한 EHP 혹은 전기이용 냉방기기 사용을 발전 폐열 등에서 회수한 미활용 온수를 이용한 개별방식의 흡수식 냉온풍기로 사용케 함으로써 사용전력을 줄여 각 세대에 기본전기료와 전기사용료를 대폭 줄일 수 있게 함과 동시에 개별제어 방식의 기존냉방방식과 같은 제어방식을 통하여 사용자의 취향에 맞게 쾌적하고 효율적으로 사용할 수 있는 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다.
또한, 기존의 전기를 활용한 냉방방식에서는 냉매 냉각의 방법으로 대기와의 열교환을 위하여 공냉식의 냉매냉각용 실외기를 건물의 지붕 혹은 벽체나 발코니 등에 설치하여 건물미관 저하와 소음으로 인한 이웃 간의 분쟁의 원인이 되기도 하며 대기에 버려진 많은 열량은 하절기 도심의 열섬효과의 한 원인이 되면서 주위 외기온도를 높여 결국 냉방부하를 더욱 키우는 원인이 되고 있는 실정임에 따라 본 발명에서는 이와 같은 폐열을 물을 통해 회수하고 이렇게 회수한 열을 재활용하여 급탕조, 소화조 등의 가온용도로 활용케 함으로써 에너지절약과 미활용 에너지의 에너지 사용효율을 높여 온실가스 파괴물질인 탄소배출량을 대폭 감소시킬 수 있도록 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템을 제공하는데 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 열병합 발전 시스템 및 지역난방 시스템에서 제공하는 고온 고압의 증기 혹은 중온수와 흡수식 냉온풍기의 가동유체 사이에서 열교환을 실시해 주는 열교환기와; 상기 열교환기의 2차측 배관에 설치 되어 각 세대에 설치된 온수분배기와 복사 난방용 코일 및 흡수식 냉온풍기 등에 저온 혹은 중온의 온수를 강제로 순환시켜 주는 온수순환펌프와; 상기 온수순환펌프에 의해 강제 순환된 온수를 이용하여 주택 혹은 공동주택이나 대단위 주거 단지의 각 세대에 복사난방을 실시하는 복사 난방용 코일과; 주택, 오피스텔 혹은 공동주택이나 대단위 주거 단지 등의 각 세대에 별도로 설치되어 상기 방식에 의하여 공급된 온수를 이용하여 냉수와 온수를 생성하여 각 세대별 냉난방을 실시하는 수개의 흡수식 냉온풍기와; 상기 열교환기의 2차 배관과 각 흡수식 냉온풍기들의 1차 배관 사이에 설치되어 사용자가 각 세대에 대한 냉난방 실시 여부를 임으로 결정할 수 있도록 하는 수개의 개폐용도 밸브 및 각종 설정압력이나 온도에 따라 작동하는 제어용 밸브와; 상기 흡수식 냉온풍기 등에서 배출되는 냉각용 폐열을 물을 통해 회수하여 폐열재활용 기기의 각부에 공급해주는 폐열 회수배관과; 상기 흡수식 냉온풍기들의 냉각수를 작동시키면서 냉각수 폐열 회수배관을 통해 강제 순환시켜 주는 폐 열원 순환 펌프와; 폐열 회수배관 중 잉여열의 축적으로 흡수식 냉온풍기들의 열효율이 감소 될 것을 대비하기 위하여 상기 폐열 회수배관과 폐 열원 순환 펌프를 통해 전송되어 온 냉각수를 대기냉각을 목적으로 설치하여 냉각수를 미리 설정된 온도이하로 냉각시켜 주는 냉각탑과; 사용자의 실내 냉방 및 난방 설정온도에 부응하여 각 구성품의 구동제어 및 수개의 밸브들에 대한 개폐량 조절을 포함하여 시스템의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부;로 구성한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 열교환기의 2차측 배관과 복사 난방용 코일 및 수개의 흡수식 냉온풍기의 1차 배관 사이에는 온수의 온도 상승에 따른 배관내 이상 압력증가와 이에 따른 순환 장애등을 해소하기 위하여 온수온도 증가에 따른 체적증가에 적정 대응이 가능한 규모의 팽창탱크를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 건물의 지하 기계실이나 건물 내 혹은 대지의 여유 공간에 설치되어 상기 흡수식 냉난방시스템에서 냉각수배관과 폐 열원 순환펌프를 통해 회수한 폐 열원을 직수와 열교환하여 각각의 세대에 급탕용 온수를 공급해 주는 저탕조를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 건물의 지하 기계실이나 건물 내 혹은 대지의 여유 공간에 설치되어 상기 흡수식 냉난방시스템에서 냉각수배관과 펌프를 통해 회수한 폐 열원을 축열하여열을 필요로 하는 시간대에 사용을 가능케 하기 위한 축열조를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 축열조에 연결되어 있는 배관에는 폐열 회수용 냉각수 부족시 상수 혹은 처리된 물을 보충해 주기 위한 장치와 배관 내 물의 온도상승으로 인한 체적팽창으로 이상 압력이 발생하고 순환장애가 발생하는 것을 방지하기 위하여 적절한 규모의 팽창탱크를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 폐열 회수배관 상에는 음식물 처리조나, 퇴비 생산용 음식물 슬러지 건조기, 메탄 생산용 혐기성 소화조 중 어느 하나 또는 그 이상을 연결시켜 축열조에 축열된 폐 열원을 이용하여 가온에 의한 소화조에서의 메탄가스 발생이나 음식물을 포함한 각종 생활 쓰레기의 연료화 및 비료화 처리를 할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템에 의하면, 주택과 오피스텔, 공동 주택이나 대단위 주거 단지 등의 각 세대에 흡수식 냉온풍기를 설치하여 열병합 발전 시스템 및 지역난방 시스템에서 제공하는 고온 고압의 증기 또는 중온수의 열을 이용하여 열교환기를 통해 생성된 저온수 혹은 중온수를 각 세대에 이송하여 여름철에 각각 선택적으로 흡수식 냉온풍기를 작동시켜 각 세대별 냉방을 실시할 수 있도록 하되, 각 세대별 흡수식 냉온풍기에서 냉각수를 통해 배출되는 폐 열원은 폐열 회수배관을 이용하여 계통 중에 설치되어 있는 급탕가열기를 포함한 각종 열 사용기기를 통해 유용하게 사용케 함으로써 여름철 열수요 부족으로 인한 기존 열병합발전소의 운전 중지 시간을 줄이고 발전효율을 증대시킬 수 있고, 발전원단위를 줄임으로써 국가적 에너지 절감과 아울러 발전소 증설에 따르는 여러 민원을 포함한 경제적 문제를 해결할 수 있으며, 기존의 주된 냉방방식인 전기를 활용한 EHP 혹은 전기이용 냉방기기 사용을 발전 폐열 등에서 회수한 온수를 이용한 개별방식의 흡수식 냉온풍기에 사용케 함으로써 전기 방식의 냉방을 흡수식으로 전환한 가구에 기본전기요금 축소와 사용량 감소로 세대별 전기사용요금을 대폭 줄일 수 있고, 개별제어 방식의 기존냉방방식과 같은 제어방식을 통하여 사용자의 취향에 맞게 쾌적하고 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 흡수식 냉온풍기에서 배출되는 폐열을 냉각수를 통해 회수하고 이렇게 회수한 열을 재활용하여 급탕조 가온용도나 기타 소화조 가온용도 등으로 활용함으로써 에너지절약과 메탄가스 등과 같은 새로운 에너지원을 만들어 내는 열원 등으로 그 사용 폭을 넓이고, 온실가스 파괴물질인 탄소배출량을 대폭 감소시키며, 특히 각 세대에 설치되어 있는 흡수식 냉온풍기들에 대한 작동 효율을 대폭 향상시킬 수 있고, 여름철 열병합 및 지역난방 열원에 대한 가동효율을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명 시스템의 개략 구성도.
도 2의 (a)(b) 및 도 3의 (a)(b)는 본 발명에서 적용한 흡수식 냉온풍기들의 냉풍 및 온풍작동 상태도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 시스템의 개략 구성도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명은,
열병합 발전 시스템 및 지역난방 시스템에서 제공하는 고온 고압의 증기 혹은 중온수와 흡수식 냉온풍기의 가동유체 사이에서 열교환을 실시해 주는 열교환기(1)와;
상기 열교환기(1)의 2차측 배관에 설치 되어 각 세대에 설치된 온수분배기와 복사 난방용 코일(3) 및 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)등에 저온 혹은 중온의 온수를 강제로 순환시켜 주는 온수순환펌프(2)와;
상기 온수순환펌프(2)에 의해 강제 순환된 온수를 이용하여 주택 혹은 공동주택이나 대단위 주거 단지의 각 세대에 복사 난방을 실시하는 복사 난방용 코일(3)과;
주택, 오피스텔 혹은 공동주택이나 대단위 주거 단지 등의 각 세대에 별도로 설치되어 상기 방식의 온수순환펌프(2)에 의하여 공급된 온수를 이용하여 냉수와 온수를 생성하여 각 세대별 냉난방을 실시하는 수개의 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)와;
상기 열교환기(1)의 2차 배관과 각 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들의 1차 배관 사이에 설치되어 사용자가 각 세대에 대한 냉난방 실시 여부를 임으로 결정할 수 있도록 하는 수개의 개폐용도 밸브 및 각종 설정압력이나 온도에 따라 작동하는 제어용 밸브(5₁-5n)와;
상기 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들 등에서 배출되는 냉각용 폐열을 물을 통해 회수하여 폐열재활용 기기의 각부에 공급해주는 폐열 회수배관(7)과;
상기 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들의 냉각수를 작동시키면서 냉각수 폐열 회수배관(7)을 통해 강제 순환시켜 주는 폐 열원 순환 펌프(6)와;
폐열 회수배관 중 잉여열의 축적으로 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들의 열효율이 감소 될 것을 대비하기 위하여 상기 폐열 회수배관(7)과 폐 열원 순환 펌프(6)를 통해 전송되어 온 냉각수를 대기냉각을 목적으로 설치하여 냉각수를 미리 설정된 온도이하로 냉각시켜 주는 냉각탑(8)과;
사용자의 실내 냉방 및 난방 설정온도에 부응하여 각 구성품의 구동제어 및 수개의 밸브들에 대한 개폐량 조절을 포함하여 시스템의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부(14);로 구성한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 열교환기(1)의 2차측 배관과 복사 난방용 코일(3) 및 수개의 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)의 1차 배관 사이에는 온수의 온도 상승에 따른 배관내 이상 압력증가와 이에 따른 순환 장애등을 해소하기 위하여 온수온도 증가에 따른 체적증가에 적정 대응이 가능한 규모의 팽창탱크(16)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 건물(15)의 지하 기계실이나 건물 내 혹은 대지의 여유 공간에 설치되어 상기 흡수식 냉난방시스템에서 폐열 회수용 냉각수배관과 폐 열원 순환펌프(6)를 통해 회수한 폐 열원을 직수와 열교환하여 각각의 세대에 급탕용 온수를 공급해 주는 저탕조(9)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 건물의 지하 기계실이나 건물 내 혹은 대지의 여유 공간에 설치되어 상기 흡수식 냉난방시스템에서 냉각수배관과 폐 열원 순환펌프(6)를 통해 회수한 폐 열원을 축열하여 열을 필요로 하는 시간대에 사용을 가능케 하기 위한 축열조(10)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 축열조(10)에 연결된 배관에는 폐열 회수용 냉각수 부족시 상수 혹은 처리된 물을 보충해 주기 위한 장치와 배관 내 물의 온도상승으로 인한 체적팽창으로 이상 압력이 발생하고 순환장애가 발생하는 것을 방지하기 위하여 적절한 규모의 팽창탱크(17)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 폐열 회수배관(7) 상에는 음식물 처리조(11)나, 퇴비 생산용 음식물 슬러지 건조기(13), 메탄 생산용 혐기성 소화조(12) 중 어느 하나 또는 그 이상을 연결시켜 축열조(10)에 축열된 폐 열원을 이용하여 가온에 의한 소화조(12)에서의 메탄가스 발생이나 음식물건조기(13) 혹은 음식물처리조(11)에서 음식물을 포함한 각종 생활 쓰레기의 연료화 및 비료화 처리를 할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에서 사용한 상기 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)는 도 2의 (a)(b) 및 도 3의 (a)(b)에 도시된 바와 같이, 발생기(재생기)(40)와 응축기(41), 증발기(42), 냉풍 및 온풍 배출용 송풍기와 열교환기(43), 흡수기(44) 및 용액펌프(45) 등을 구비한 구성을 갖는다.
이와 같이 구성된 본 발명 시스템의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템은, 열교환기(1)와 온수순환펌프(2), 복사 난방용 코일(3), 수개의 흡수식 냉온풍기(4₁-4n), 수개의 제어용 밸브(5₁-5n), 냉각수를 통한 폐열 회수배관(7), 폐 열원 순환펌프(6), 냉각탑(8) 및 제어부(14)를 포함하는 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 상기 열교환기(1)는 도시 생략한 열병합 발전 시스템이나 지역난방 시스템에서 제공하는 고온 고압의 증기 또는 중온수에서 발생되는 열을 난방용 열원이나 흡수식냉온풍기의 열원으로 만들기 위한 열교환 기능을 실시하게 된다.
또, 제어부(14)의 제어를 받는 상기 온수순환펌프(2)는 열교환기(1)를 통하여 적정 온도의 온수로 만든 이후 2차측 배관을 통해 온수를 각 세대 혹은 층에 바닥 등에 설치된 복사 난방용 코일(3) 및 수개의 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)로 강제로 순환시켜 주는 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 복사 난방용 코일(3)은 주택 및 오피스텔, 공동주택이나 대단위 주거 단지의 각 세대에 공동으로 배관된 상태에서 제어부(14)에 의해 그 구동이 제어되는 상기 온수순환펌프(2)에 의해 강제로 순환되는 온수에서 발생되는 열을 이용하여 공동 주택이나 대단위 주거 단지의 각 세대에 대한 복사난방 등을 실시하는 기능을 수행하게 된다.
한편, 상기한 수개의 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)는 공동 주택이나 대단위 주거 단지의 각 세대에 별도로 설치된 상태에서, 발생기(재생기)(40)내의 가열 열원공급용 배관의 일단부는 각각의 온수제어 밸브(5₁-5n)들 거쳐 열교환기(1)의 2차측 배관의 일단부에 연결되고 타단부는 상기 온수순환펌프(2)를 통해 열교환기(1)의 타단부에 연결된 형태에서, 상기 온수순환펌프(2)에 의해 강제로 순환되는 온수에 의하여 흡수식냉온풍기의 발생기(재생기)(40) 내에서 증기를 발생시켜 발생된 증기를 응축기로 보내는 열원의 역할을 함으로써 냉수 혹은 온수를 만드는 기능을 수행하게 된다.
이때, 상기 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)는 도 2의 (a)(b) 및 도 3의 (a)(b)에 도시된 바와 같이, 발생기(재생기)(40)와 응축기(41), 증발기(42), 냉풍 및 온풍 배출용 송풍기와 열교환기(43), 흡수기(44) 및 용액펌프(45) 등으로 구비한 것이다.
이 중 도 2의 (a)는 저온수 혹은 중온수를 이용하여 발생기(재생기)(40) 내에서 물이 포함된 냉매수용액을 가열하여 증기를 발생시키고 발생된 증기는 응축기(41)로 보내져 응축기(41)에서 냉각수에 의하여 증기는 액체 상태로 응축되어 증발기로 보내진다. 이때 응축으로 인하여 열 취득이 이루어진 냉각수는 냉각수 회수용 배관(7)을 통하여 회수된다. 응축된 냉수는 증발기(42)로 보내어져 증발기(42)에 연결된 냉풍배출용 열교환기와 열을 교환한 이후 실내의 열로부터 열을 취득하여 기체상태로 상변환하고 흡수기로 흡수되어 다시 액체 상태의 수용액이 된다. 이때 증발기에서 열을 빼앗긴 냉풍배출용 열교환기 내의 냉수는 실내기 역할을 하는 일체 혹은 분리형의 냉풍 및 온풍 배출용 송풍기와 열교환기(43)를 이용하여 실내에 냉풍을 발생시키게 된다.
도 2의 (b)는 저온수 혹은 중온수를 이용하여 발생기(재생기)(40)내에서 물이 포함된 냉매수용액을 가열하여 증기를 발생시키고 발생된 증기는 응축기(41)로의 이동을 차단하되, 상기 발생기(재생기)(40)에서 배출되는 증기를 증발기(42)로 보내어 증발기(42)에 연결된 냉풍 및 온풍 배출용 송풍기와 열교환기(43)를 이용하여 실내에 온풍을 발생시키는 상태를 나타내고 있다.
또한, 도 3의 (a)는 도 2의 (a)와 마찬가지로 저온수 혹은 중온수를 이용하여 발생기(재생기)(40)내에서 물이 포함된 냉매수용액을 가열하여 증기를 발생시키고 발생된 증기는 응축기(41)로 보내져 응축기(41)에서 냉각수에 의하여 증기는 액체 상태로 응축되어 증발기로 보내진다. 이때 응축으로 인하여 열 취득이 이루어진 냉각수는 냉각수 회수용 배관(7)을 통하여 회수된다. 응축된 냉수는 증발기(42)로 보내어져 증발기(42)에 연결된 냉풍배출용 열교환기와 열을 교환한 이후 실내의 열로부터 열을 취득하여 기체상태로 상변환하고 흡수기로 흡수되어 다시 액체 상태의 수용액이 된다. 이때 증발기에서 열을 빼앗긴 냉풍배출용 열교환기 내의 냉수는 실내기 역할을 하는 일체 혹은 분리형의 냉풍 및 온풍 배출용 송풍기와 열교환기(43)를 이용하여 실내에 냉풍을 발생시게 된다.
도 3의 (b)는 발생기(재생기)(40)와 응축기(41)의 구동은 차단한 채 중온수를 몇 개의 전기 혹은 전자 구동형 밸브를 이용하여 직접 냉풍 및 온풍 배출용 송풍기와 열교환기(43)의 내부로 순환시키며 실내에 온풍을 발생시키는 상태를 나타낸 것으로 온풍 요구시 작동 전기료 등을 절감을 기할 수 있는 방법으로 나타내고 있다.
한편, 상기 열교환기(1)의 2차측 배관과 각 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들의 발생기(재생기)(40) 가열용 코일의 일단의 연결배관 사이에는 각각 수동 또는 자동의 제어용 밸브(5₁-5n)들이 설치되어 있는데, 수동형의 제어용 밸브(5₁-5n)의 경우 주택과 오피스텔, 공동 주택 또는 대단위 주거 단지의 각 세대에 살고 있는 사용자가 자신의 세대에 대한 냉난방 실시 여부에 따라 상기 제어용 밸브(5₁-5n)의 개폐 및 그 개폐율 조절을 통해 임으로 결정 및 설정하면 되고, 자동형의 제어용 밸브(5₁-5n)의 경우는 제어부(14)에서 사용자의 설정온도 및 실내온도를 상호 비교하여 그 결과에 대응하여 상기 제어용 밸브(5₁-5n)의 개폐 및 그 개폐율 조절이 자동으로 결정 및 설정된다.
또, 상기 냉각 폐 열원 순환 펌프(6)는 기본적으로 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들의 2차 코일 양단부와 연결된 2개의 폐열 회수배관(7) 중 일측 폐열 회수배관(7) 상에 설치되어 수개의 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)에서 배출되는 폐 열원을 폐열 회수배관(7)을 통해 냉각탑(8)을 포함하여 후술하는 급탕용 저탕조(9)나 축열조(10) 등으로 강제 순환시켜 주는 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 냉각탑(8)는 대형 공조기에서 사용되는 냉각탑과 마찬가지로 공동 주택 또는 대단위 주거 단지의 건물(15) 옥상이나 기타의 장소에 설치되어 상기한 수개의 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들에서 배출되어 폐열 회수배관(7)과 폐 열원 순환 펌프(6)를 통해 전송되어 오면 폐 열원을 실외 공기와 열교환시켜 폐 열원 자체의 열기를 냉각시켜 주는 기능을 수행하게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 주택 및 오피스텔, 공동 주택이나 대단위 주거 단지 등의 각 세대에 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)를 설치하여 열병합 발전 시스템 및 지역난방 시스템에서 제공하는 고온 고압의 증기 또는 중온수를 열교환기(1)를 통해 열교환하거나 직접저온수와 혼합한 이후 각 세대에 설치되어 있는 배관 구동 제어용 밸브(5₁-5n)의 개폐를 통해 여름철에 각각 선택적으로 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)를 작동시켜 각 세대별 냉방을 실시할 수 있도록 하되, 각 세대별 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들에서 배출되는 폐 열원은 폐열 회수배관(7)을 이용하여 회수하여 기타의 회수장치에서 재활용 하거나, 옥상 등에 설치되어 있는 냉각탑(8)을 통해 냉각시켜 줌으로써 별도의 전기사용의 냉방장치가 필요 없어 냉방에 따른 각 세대별 전기 사용량을 대폭 줄일 수 있고, 특히 각 세대별 냉방을 실시함에 있어서 제어용 밸브(5₁-5n)의 개폐량 제어를 통해 각 세대별 사용자의 취향에 맞게 쾌적하고 효율적으로 실시할 수 있으며, 또한 각 세대의 베란다 등에 실외기를 설치하지 않아도 되므로 실외기의 구동에 따른 소음의 발생 및 실외기에 의한 온도 상승 요인을 사전에 방지할 수 있어 그로 인한 냉방효율 저하를 미연에 방지할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명에서는 각 세대에 설치되어 있는 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들을 이용하여 냉방을 실시할 때 발생되는 폐 열원을 온수가열 및 음식물 및 생활 쓰레기 처리에 재활용하기 위하여 상기한 기본적인 구성요소에 급탕용 저탕조(9)와 축열조(10) 등을 선택적 또는 동시에 더 부가 설치한 것을 또 다른 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 상기 급탕용 저탕조(9)는 건물(15)의 지하 기계실 등에 설치되어 상기 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들의 폐 열원이 폐열 회수배관(7)과 폐 열원 순환 펌프(6)를 통해 전송되어 오면 직수와 열교환시켜 각각의 세대에 기설치되어 있는 보일러 등과 연계하여 각 세대에서 사용하고자 하는 온수로 공급해 주는 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 축열조(10) 역시 건물(15)의 지하 기계실이나 건물 내 혹은 대지의 여유공간 등에 설치되어 상기 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들의 폐 열원이 폐열 회수배관(7)과 폐 열원 순환 펌프(6)를 통해 전송되어 오면 폐 열원을 축열시켜 두었다가, 상기 축열조(10)의 열 출력부에 연결시켜 사용할 수 있는 음식물 처리조(11)나, 메탄 생산용 혐기성 소화조(12) 및 퇴비 생산용 음식물 슬러지 건조기(13) 등에 축열조(10) 내에 축열된 폐 열원을 공급시켜 음식물을 포함한 각종 생활 쓰레기를 처리하는데 유용하게 사용할 수 있게 된다.
이때, 상기 음식물 처리조(11)는 폐기되는 음식물들을 도시 생략한 교반기를 통해 교반시켜 주면서 축열조(10)에서 제공하는 열을 이용하여 음식물을 발효 처리하는 기능을 갖는 것이고, 또 상기 메탄 생산용 혐기성 소화조(12)는 축열조(10)에서 제공하는 열을 이용하여 탱크내의 공급 산소량을 줄인후 혐기성 미생물을 통하여 생활 폐기물을 분해시켜 메탄가스 등을 생산해 내는 기능을 갖는 것이며, 또한, 퇴비 생산용 음식물 슬러지 건조기(13)는 상기 축열조(10)에서 제공하는 열을 이용하여 각종 음식물을 건조시켜 퇴비로 사용할 수 있도록 하는 기능을 갖는 것이다.
이와 같이 본 발명에서는 각 세대별 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)에서 배출되는 폐 열원은 폐열 회수배관(7)을 이용하여 건물(15)의 지하 기계실이나 건물 내 혹은 대지의 여유공간에 설치한 축열조(10)나 급탕용 저탕조(9)로 공급시켜 각 세대에 공급시켜 주는 온수를 가열시켜 줄 수 있도록 함은 물론 음식물 처리조(11)나, 메탄 생산용 혐기성 소화조(12) 및 퇴비 생산용 음식물 슬러지 건조기(13) 등으로 공급시켜 줄 수 있도록 함으로써 각 세대에 설치되어 있는 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들에 대한 작동 효율을 대폭 향상시킬 수 있고, 여름철 열병합 및 지역난방 열원에 대한 사용 효율과, 에너지 사용 효율 및 에너지 절감 효과를 대폭 향상시킬 수 있게 된다.
또, 상기에 있어서 급탕용 저탕조(9)와 축열조(10)에 유입되는 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들의 폐 열원은 하나의 폐 열원 순환 펌프(6)를 통해 전송되는 형태를 예시하고 이에 대해서만 설명하고 있으나, 이 외에도 각각의 입구에 별도의 폐 열원 순환 펌프 및 제어밸브들을 설치하고, 급탕용 저탕조(9) 및 축열조(10)에 각각 유입되는 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)들의 폐 열원을 사용자가 필요에 따라 별도로 제어할 수 있게 설계할 수도 있다.
한편, 상기 열교환기(1)를 통과하는 2차측의 온수나, 상기 축열조(10)에서 폐 열원을 축열해 두기 위해 사용되는 물은 장기간 사용시 또는 각각의 온도 상승 등으로 인해 증발되는 등의 원인으로 부족할 우려가 있다.
따라서, 본 발명에서는 상기 열교환기(10)의 2차측 배관과 복사 난방용 코일(3) 및 수개의 흡수식 냉온풍기(4₁-4n)의 1차 코일 사이에는 처리한 물이나 상수를 보충할 수 있는 설비와 가온에 의한 체적 팽창으로 발생할 수 있는 이상 압력을 완화하고 순환장애를 완화할 목적으로 적당한 규모의 팽창탱크(16)를 부가 설치하여 냉난온수의 온도상승에 대응하여 체적 증가되는 양의 온수를 저수시켜 줄 수 있도록 하고, 상기 폐열 회수 배관중에도 순환유량이 부족할시 처리한 물이나 상수를 보충할 수 있는 설비와 가온에 의한 체적 팽창으로 발생할 수 있는 이상 압력을 완화하고 순환장애를 완화할 목적으로 적당한 규모의 팽창탱크(17)를 부가 설치하여함으로써 상기한 문제점을 자동 해결할 수 있다.
또한, 상기 제어부(14)는 자체 내에 기억되어 있는 제어프로그램을 수행하며 각 세대에 설치되어 있는 온도센서를 통해 각 세대의 실내온도를 검출함은 물론 사용자에 의해 설정된 실내 냉방 및 난방 설정온도와 상호 비교하고 그 결과에 부응하여 전술한 각 구성품의 구동을 제어함은 물론 도면 부호 기입을 생략한 수개의 밸브 등에 대한 개폐량 조절을 포함하여 시스템의 전반적인 제어를 수행하는 기능을 수행하게 된다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
1 : 열교환기 2 : 온수순환펌프
3 : 복사 난방용 코일 4₁-4n : 흡수식 냉온풍기
5₁-5n : 제어용 밸브 6 : 폐 열원 순환 펌프
7 : 폐열 회수배관 8 : 냉각탑
9 : 저탕조 10 : 축열조
11 : 음식물 처리조 12 : 메탄 생산용 혐기성 소화조
13 : 퇴비 생산용 음식물 슬러지 건조기
14 : 제어부 15 : 건물
16, 17 : 팽창탱크
40 : 발생기(재생기) 41 : 응축기
42 : 증발기
43 : 냉풍 및 온풍 배출용 송풍기와 열교환기
44 : 흡수기 45 : 용액펌프

Claims (6)

  1. 열병합 발전 시스템 및 지역난방 시스템에서 제공하는 고온 고압의 증기 혹은 중온수와 흡수식 냉온풍기의 가동유체 사이에서 열교환을 실시해 주는 열교환기와;
    상기 열교환기의 2차측 배관에 설치 되어 각 세대에 설치된 온수분배기와 복사 난방용 코일 및 흡수식 냉온풍기에 저온 혹은 중온의 온수를 강제로 순환시켜 주는 온수순환펌프와;
    상기 온수순환펌프에 의해 강제 순환된 온수를 이용하여 주택 혹은 공동주택이나 대단위 주거 단지의 각 세대에 복사난방을 실시하는 복사 난방용 코일과;
    주택, 오피스텔 혹은 공동주택이나 대단위 주거 단지의 각 세대에 별도로 설치되어 상기 방식에 의하여 공급된 온수를 이용하여 냉수와 온수를 생성하여 각 세대별 냉난방을 실시하는 수개의 흡수식 냉온풍기와;
    상기 열교환기의 2차 배관과 각 흡수식 냉온풍기들의 1차 배관 사이에 설치되어 사용자가 각 세대에 대한 냉난방 실시 여부를 임으로 결정할 수 있도록 하는 수개의 개폐용도 밸브 및 각종 설정압력이나 온도에 따라 작동하는 제어용 밸브와;
    상기 흡수식 냉온풍기에서 배출되는 냉각용 폐열을 물을 통해 회수하여 폐열재활용 기기의 각부에 공급해주는 폐열 회수배관과;
    상기 흡수식 냉온풍기들의 냉각수를 작동시키면서 냉각수 폐열 회수배관을 통해 강제 순환시켜 주는 폐 열원 순환 펌프와;
    잉여열의 축적으로 흡수식 냉온풍기들의 열효율이 감소 될 것을 대비하기 위하여 상기 폐열 회수배관과 폐 열원 순환 펌프를 통해 전송되어 온 냉각수를 대기냉각을 목적으로 설치하여 냉각수를 미리 설정된 온도이하로 냉각시켜 주는 냉각탑과;
    사용자의 실내 냉방 및 난방 설정온도에 부응하여 각 구성품의 구동제어 및 수개의 밸브들에 대한 개폐량 조절을 포함하여 시스템의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부;로 구성한 것을 특징으로 하는 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환기의 2차측 배관과 복사 난방용 코일 및 수개의 흡수식 냉온풍기의 1차 배관 사이에는 온수의 온도 상승에 따른 배관내 이상 압력증가와 이에 따른 순환 장애를 해소하기 위하여 온수온도 증가에 따른 체적증가에 적정 대응이 가능한 규모의 팽창탱크를 더 설치한 것을 특징으로 하는 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    건물의 지하 기계실이나 건물 내 혹은 대지의 여유 공간에 설치되어 상기 흡수식 냉난방시스템에서 냉각수배관과 폐 열원 순환펌프를 통해 회수한 폐 열원을 직수와 열교환하여 각각의 세대에 급탕용 온수를 공급해 주는 저탕조를 부가 설치한 것을 특징으로 하는 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    건물의 지하 기계실이나 건물 내 혹은 대지의 여유 공간에 설치되어 상기 흡수식 냉난방시스템에서 냉각수배관과 폐 열원 순환 펌프를 통해 회수한 폐 열원을 축열하여 열을 필요로 하는 시간대에 사용을 가능케 하기 위한 축열조를 더 설치한 것을 특징으로 하는 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 축열조에 연결된 배관에는 폐열 회수용 냉각수 부족시 상수 혹은 처리된 물을 보충해 주기 위한 장치와 배관 내 물의 온도상승으로 인한 체적팽창으로 이상 압력이 발생하고 순환장애가 발생하는 것을 방지하기 위한 팽창탱크를 더 설치한 것을 특징으로 하는 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 폐열 회수배관 상에는 음식물 처리조나, 퇴비 생산용 음식물 슬러지 건조기, 메탄 생산용 혐기성 소화조 중 어느 하나 또는 그 이상을 연결시켜 축열조에 축열된 폐 열원을 이용하여 가온에 의한 소화조에서의 메탄가스 발생이나 음식물을 포함한 각종 생활 쓰레기의 연료화 및 비료화 처리를 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템.












KR1020100064601A 2010-07-06 2010-07-06 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템 KR100984831B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100064601A KR100984831B1 (ko) 2010-07-06 2010-07-06 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100064601A KR100984831B1 (ko) 2010-07-06 2010-07-06 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100984831B1 true KR100984831B1 (ko) 2010-10-04

Family

ID=43134892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100064601A KR100984831B1 (ko) 2010-07-06 2010-07-06 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100984831B1 (ko)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101089185B1 (ko) * 2010-12-13 2011-12-02 주식회사 창조종합건축사사무소 지열 및 지역열원을 이용한 열공급시스템
KR101168551B1 (ko) 2011-02-23 2012-07-27 주식회사 경동나비엔 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템에서 집열 열원 공급 및 과열 방지방법
KR101168539B1 (ko) 2011-02-23 2012-07-27 주식회사 경동나비엔 공동 축열탱크가 구비된 공동주택 태양열 온수시스템에서 집열 열원 공급 및 과열 방지방법
KR101168542B1 (ko) 2011-02-23 2012-07-27 주식회사 경동나비엔 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템 및 그 제어방법
KR101168538B1 (ko) 2011-02-23 2012-07-27 주식회사 경동나비엔 공동 축열탱크가 구비된 공동주택 태양열 온수시스템 및 그 제어방법
KR101203966B1 (ko) 2010-08-03 2012-11-22 한국남부발전 주식회사 발전소용 폐열 재활용장치
KR200471736Y1 (ko) 2013-04-08 2014-03-13 문성아 중앙난방 또는 지역난방의 난방수를 이용한 난방 및 온수 제어 시스템
CN103868128A (zh) * 2014-03-01 2014-06-18 双良节能系统股份有限公司 两路水同时供热的溴化锂吸收式换热系统
KR101435585B1 (ko) * 2013-04-17 2014-08-29 한국에너지기술연구원 흡수식 냉난방 모듈을 포함하는 열병합 발전 시스템
WO2016047930A1 (ko) * 2014-09-24 2016-03-31 주식회사 경동나비엔 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치 및 제어방법
CN111219905A (zh) * 2020-02-21 2020-06-02 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 发电厂集中制冷加热系统冷热源组合配置结构和操作方法
CN111351112A (zh) * 2018-12-20 2020-06-30 大连民族大学 没混补热式集成余热耦合供热能方法
KR102253466B1 (ko) * 2020-11-06 2021-05-20 배석환 건물용 열 회수 열 교환기 시스템
KR20210101507A (ko) 2020-02-10 2021-08-19 한국지역난방기술 (주) 2열 배관 방식의 지역 냉난방 시스템
KR20220003340A (ko) 2020-07-01 2022-01-10 지에스건설 주식회사 항온 폐열을 이용한 지역냉난방 설비 시스템
CN115507405A (zh) * 2022-09-28 2022-12-23 清华大学 一种区域能源系统及运行方式

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10253194A (ja) 1997-03-11 1998-09-25 Kawasaki Thermal Eng Co Ltd 水蓄熱システム
KR0149466B1 (ko) * 1994-01-27 1998-10-01 다케나카 도이치 열병합발전시스템
KR100604308B1 (ko) 2000-07-10 2006-07-25 삼성테크윈 주식회사 열병합 발전 및, 냉난방 공급 시스템
KR100618292B1 (ko) 2004-11-04 2006-09-06 한국열병합발전기주식회사 흡수식 냉동기를 구비하는 가스 이용 열병합 발전 냉난방시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0149466B1 (ko) * 1994-01-27 1998-10-01 다케나카 도이치 열병합발전시스템
JPH10253194A (ja) 1997-03-11 1998-09-25 Kawasaki Thermal Eng Co Ltd 水蓄熱システム
KR100604308B1 (ko) 2000-07-10 2006-07-25 삼성테크윈 주식회사 열병합 발전 및, 냉난방 공급 시스템
KR100618292B1 (ko) 2004-11-04 2006-09-06 한국열병합발전기주식회사 흡수식 냉동기를 구비하는 가스 이용 열병합 발전 냉난방시스템

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101203966B1 (ko) 2010-08-03 2012-11-22 한국남부발전 주식회사 발전소용 폐열 재활용장치
KR101089185B1 (ko) * 2010-12-13 2011-12-02 주식회사 창조종합건축사사무소 지열 및 지역열원을 이용한 열공급시스템
KR101168551B1 (ko) 2011-02-23 2012-07-27 주식회사 경동나비엔 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템에서 집열 열원 공급 및 과열 방지방법
KR101168539B1 (ko) 2011-02-23 2012-07-27 주식회사 경동나비엔 공동 축열탱크가 구비된 공동주택 태양열 온수시스템에서 집열 열원 공급 및 과열 방지방법
KR101168542B1 (ko) 2011-02-23 2012-07-27 주식회사 경동나비엔 공동주택의 단위세대별 축열탱크가 구비된 태양열 온수시스템 및 그 제어방법
KR101168538B1 (ko) 2011-02-23 2012-07-27 주식회사 경동나비엔 공동 축열탱크가 구비된 공동주택 태양열 온수시스템 및 그 제어방법
KR200471736Y1 (ko) 2013-04-08 2014-03-13 문성아 중앙난방 또는 지역난방의 난방수를 이용한 난방 및 온수 제어 시스템
KR101435585B1 (ko) * 2013-04-17 2014-08-29 한국에너지기술연구원 흡수식 냉난방 모듈을 포함하는 열병합 발전 시스템
CN103868128A (zh) * 2014-03-01 2014-06-18 双良节能系统股份有限公司 两路水同时供热的溴化锂吸收式换热系统
CN103868128B (zh) * 2014-03-01 2016-05-25 双良节能系统股份有限公司 两路水同时供热的溴化锂吸收式换热系统
WO2016047930A1 (ko) * 2014-09-24 2016-03-31 주식회사 경동나비엔 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치 및 제어방법
CN111351112A (zh) * 2018-12-20 2020-06-30 大连民族大学 没混补热式集成余热耦合供热能方法
KR20210101507A (ko) 2020-02-10 2021-08-19 한국지역난방기술 (주) 2열 배관 방식의 지역 냉난방 시스템
CN111219905A (zh) * 2020-02-21 2020-06-02 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 发电厂集中制冷加热系统冷热源组合配置结构和操作方法
CN111219905B (zh) * 2020-02-21 2024-04-16 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 发电厂集中制冷加热系统冷热源组合配置结构和操作方法
KR20220003340A (ko) 2020-07-01 2022-01-10 지에스건설 주식회사 항온 폐열을 이용한 지역냉난방 설비 시스템
KR102253466B1 (ko) * 2020-11-06 2021-05-20 배석환 건물용 열 회수 열 교환기 시스템
CN115507405A (zh) * 2022-09-28 2022-12-23 清华大学 一种区域能源系统及运行方式
CN115507405B (zh) * 2022-09-28 2024-06-11 清华大学 一种区域能源系统及运行方式

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100984831B1 (ko) 열병합 및 지역난방 열원을 이용한 각 세대별 냉난방 시스템
US20150267923A1 (en) Solar heating and central air conditioning with heat recovery system
CN201191049Y (zh) 基于再循环蒸发冷却塔和地源热泵冷热源的辐射空调系统
KR101389361B1 (ko) 고효율 하이브리드 흡수식 냉난방 및 급탕 시스템
CN102032632A (zh) 一种新能源空调方式与系统
CN201926194U (zh) 空气能冷暖浴一体机
CN103453691A (zh) 三合一冷暖空调与热水供应装置
CN106439777B (zh) 一种背压式汽轮机补水预加热系统
CN205299793U (zh) 一种供暖、空调、热水集成系统
CN214581900U (zh) 一种用于燃机电厂的空调冷热源系统
CN101706136B (zh) 一种溶液调温调湿空气处理系统
KR20120021519A (ko) 저온수를 이용한 냉난방 및 발전시스템
CN205678890U (zh) 一种基于水源侧余热利用的高效热源装置
CN204063424U (zh) 商业综合体空调能源回收系统
CN211297999U (zh) 一种多功能消毒恒温恒湿生态养殖机组
CN104089444B (zh) 一种工业用冷热平衡机组系统控制方法及其控制装置
CN208504603U (zh) 新型医院节能系统
CN108895710B (zh) 一种耦合燃气加热功能的制冷加热系统
CN207350614U (zh) 一种太阳能热泵多联供系统
CN111637509A (zh) 一种新型组合散热末端系统
CN201449082U (zh) 一种冷热源一体机
CN104457025A (zh) 一种适合农村家庭的多能源互补联产装置
KR100556201B1 (ko) 히트펌프식 냉,난방장치
CN103512271A (zh) 带烟气换热器的直燃三用型溴化锂吸收式冷热水机组
CN204329402U (zh) 一种适合农村家庭的多能源互补联产装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130731

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150714

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160801

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170727

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180731

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190711

Year of fee payment: 10