KR101015395B1

KR101015395B1 - A cold and heat room system

Info

Publication number: KR101015395B1
Application number: KR1020080055805A
Authority: KR
Inventors: 김시환
Original assignee: 케이이설비연구소주식회사
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2011-02-22
Also published as: KR20090129735A

Abstract

본 발명은 열병합발전소에서 발생한 폐열을 열원으로 하는 열교환기를 순환하며 열교환된 온수나 혹은 냉수기에서 냉각 처리된 냉수를 선택적으로 공급받는 냉온수공급관과, 상기 냉온수공급관을 통해 온수를 공급받아 난방배관을 순환하는 난방수와, 급탕배관으로 공급된 급탕수를 열교환시키게 되는 다기능 열교환기와, 상기 냉온수공급관에 설치되어 있는 선택밸브에 연결 구성되며 상기 선택밸브의 동작에 따라 상기 냉온수공급관으로 공급된 온수 또는 냉수를 공급받는 FCU냉온수공급라인과, 상기 FCU냉온수공급라인에서 공급된 온수 또는 냉수를 이용하여 대류난방 또는 대류냉방을 행하게 되는 FCU와, 상기 FCU를 통과한 온수 또는 냉수를 환수시키며, 또한 상기 다기능 열교환기를 통과한 온수를 각각 환수시키는 냉온수환수관 및 상기 냉온수환수관에 설치되며 상기 냉온수환수관으로 유입된 온수 또는 냉수를 상기 열교환기나 혹은 냉수기로 각각 선택적으로 유입시키는 환수헤드를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 에너지 절약형 냉난방 시스템을 제공한다.The present invention circulates a heat exchanger circulating a heat exchanger using waste heat generated from a cogeneration plant as a heat source, and selectively receives heat exchanged hot water or cold water cooled by a cold water machine, and circulates a heating pipe by receiving hot water through the cold / hot water supply pipe. And a multi-functional heat exchanger for heat-exchanging hot water supplied to the hot water supply pipe and a hot water supply pipe, and a hot water or cold water supplied to the hot / hot water supply pipe according to the operation of the hot / cold water supply pipe. FCU cold and hot water supply line supplied, the FCU to perform convective heating or convection cooling by using hot or cold water supplied from the FCU cold and hot water supply line, and return the hot or cold water passing through the FCU, and also the multifunctional heat exchanger Cold and hot water return pipe and the cold and hot water ring for returning the hot water respectively passed Installed in the tube and provides the energy-saving air-conditioning system characterized in that it comprises a water exchange head of each group selectively introduced into the hot water or cold water machine or the heat or cold water flowing into the hot and cold water exchange tube.

난방배관, 급탕배관, 다기능 열교환기, FCU, 냉수기, 연료전지 Heating Piping, Hot Water Piping, Multifunctional Heat Exchanger, FCU, Cold Water, Fuel Cell

Description

Energy-saving cooling and heating system {A cold and heat room system}

본 발명은 에너지 절약형 냉난방 시스템에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 천정형 FCU(Fan Coil Unit)를 설치하여 급속난방 및 냉방기능을 함께 구현할 수 있도록 하고, 열병합발전소 및 연료전지에서 발생하는 폐열을 이용하여 난방기능을 구현할 수 있도록 함과 아울러 FCU와 다기능 열교환기에서 환수되는 냉수 혹은 온수로 연료전지의 폐열을 냉각시킬 수 있도록 구성한 에너지 절약형 냉난방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy-saving cooling and heating system, and more particularly, by installing a ceiling type fan coil unit (FCU) to implement rapid heating and cooling functions, and using waste heat generated from a cogeneration plant and a fuel cell. The present invention relates to an energy-saving heating and cooling system configured to cool the waste heat of a fuel cell with cold water or hot water returned from an FCU and a multifunctional heat exchanger.

일반적으로 아파트와 같은 공동주택에는 큰 크기의 중온수보일러를 통해, 물을 가열하여 이를 각 세대별로 공급해주는 중앙난방시스템과, 각 세대별로 각각 개별보일러가 설치되어 이를 통해 각 세대별로 개별적인 난방을 하는 개별난방 시스템의 2가지 방식중 어느 하나의 방식이 적용되어 난방 및 급탕기능을 수행하고 있다.In general, apartment houses such as apartments have a central heating system that heats water and supplies it to each household through a large-sized hot water boiler, and individual boilers are installed for each household to provide individual heating for each household. One of two methods of individual heating system is applied to perform heating and hot water supply function.

상기한 시스템들중에서 중앙난방 시스템은 모든 세대별로 동일한 온도를 갖 는 물을 공급해주게 되므로 관이가 용이한 이점은 있으나, 사람마다 취향이 다르고 자신이 원하는 시간에 난방을 행할 수 없는 단점을 가지고 있다.Among the above systems, the central heating system provides water with the same temperature for all households, so it is easy to pipe, but each person's taste is different and he / she can not heat at the desired time. .

이에 반하여, 개별난방 시스템은 필요에 따라 각 세대별에 구비되어 있는 보일러를 독립적으로 구동할 수 있고, 또한 각 세대별로 난방 에너지 사용량을 조절할 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 각 세대별로 대용량의 보일러를 설치할 수 없어 시수를 고온으로 가열하는 데, 많은 시간이 소요됨으로서 사용상에 많은 불편함을 가져오는 단점이 있다.On the other hand, the individual heating system has the advantage that it is possible to independently operate the boilers provided for each household as needed, and also to control the heating energy consumption for each household, but to install a large-capacity boiler for each household There is a disadvantage in that it takes a lot of time to heat the time to high temperature, which brings a lot of inconvenience in use.

한편, 근래 들어서는 개별난방 시스템의 사용상 편의성과 함께 에너지 절감효과를 동시에 구현할 수 있도록 개별난방 시스템에 열병합 발전시스템을 접목시킨 기술이 개시된 바 있다.On the other hand, in recent years, a technology that combines the cogeneration system with the individual heating system has been disclosed to realize the energy saving effect with the convenience of use of the individual heating system.

상기 열병합 발전시스템은 열병합 발전기를 통해 전기에너지와 열에너지를 동시에 발생시켜 이를 세대별로 공급해주는 방식으로서, 상기 열병합 발전기에서 발생한 전기는 각 세대별의 전기에너지원으로 사용하고, 또한 전기를 발생시키는 과정에서 필연적으로 발생하는 폐열은 개별난방 시스템의 열에너지원으로 사용토록 하여 개별난방 시스템의 연료비 절감과 동시에 사용상의 편의성을 모도할 수 있게 된다.The cogeneration system generates electric energy and heat energy at the same time through a cogeneration generator and supplies them by generation. The electricity generated by the cogeneration generator is used as an electric energy source for each generation, and also in the process of generating electricity. Inevitably, the waste heat generated is used as a heat energy source of the individual heating system, thereby reducing the fuel cost of the individual heating system and at the same time increasing the convenience of use.

그러나, 위와 같이 열병합 발전시스템을 이용한 개별난방 시스템은 오직 난방기능만을 구현할 수 있도록 하고 있으며, 냉방기능을 구현할 수 있는 시스템은 아직 접목되어 있지 못함에 따라 각 세대별 사용자는 냉방장치를 각각 별도로 비치해야 하는 번거로움이 있다.However, the individual heating system using the cogeneration system as described above can implement only the heating function, and the system capable of implementing the cooling function is not yet grafted. There is a hassle to do.

한편, 근래 들어 아파트와 같은 공동주택에는 가스를 연소시켜 전기를 생산할 수 있는 연료전지가 장착되어 사용되고 있는 데, 이러한 연료전지는 전기를 생산하는 과정에서 필연적으로 열을 발생시키게 되나, 종래 공동주택에는 연료전지에서 발생하는 열을 하절기에는 재활용할 수 있는 별다른 수단이 개시되어 있지 못하다는 문제점이 있었다.On the other hand, in recent years, apartment houses such as apartments are equipped with a fuel cell capable of producing electricity by burning gas. Such fuel cells inevitably generate heat in the process of producing electricity. There has been a problem that no other means for recycling heat generated from a fuel cell in summer is disclosed.

종래기술의 문헌정보Literature Information of the Prior Art

[문헌 1] 등록특허공보 등록번호 제 10-0626993 호(발명의 명칭: 도시가스 연료원 개별난방과 열병합발전 중앙난방을 연계한 에너지 절약형 복합난방 시스템)[Patent 1] Registered Patent Publication No. 10-0626993 (Invention name: Energy-saving combined heating system combining individual heating of city gas fuel source and central heating of cogeneration)

[문헌 2] 등록특허공보 등록번호 제 10-0713620 호(발명의 명칭: 열병합발전과 개별난방 통합시스템)[Document 2] Registered Patent Publication No. 10-0713620 (Name of Invention: Cogeneration and Individual Heating Integrated System)

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 각 세대별 천정에 냉난방기구인 FCU(Fan Coil Unit)를 설치하고, 상기 FCU로 냉수 및 온수를 선택적으로 공급하도록 하여 냉방기능외에 급속냉방 기능을 함께 구현할 수 있도록 한 에너지 절약형 냉난방 시스템을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems is to install a fan heating unit (FCU), which is a cooling and heating mechanism on the ceiling for each generation, and to provide cold water and hot water selectively to the FCU to provide rapid cooling in addition to the cooling function. It is to provide an energy-saving heating and cooling system that can be implemented together.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, FCU와 다기능 열교환기에서 환수되는 냉수 혹은 온수를 연료전지의 냉각에 필요한 냉각제로 사용할 수 있도록 한 에너지 절약형 냉난방 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an energy-saving cooling and heating system that enables the use of cold or hot water returned from an FCU and a multifunctional heat exchanger as a coolant for cooling a fuel cell.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 열병합발전소에서 발생한 폐열을 이용하여 난방수를 가열토록 함으로서 연료낭비를 줄여줄 수 있는 에너지 절약형 냉난방 시스템을 제공함에 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide an energy-saving heating and cooling system that can reduce fuel consumption by heating the heating water by using waste heat generated in the cogeneration plant.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 난방수의 가열온도가 설정온도 이하일 경우에는 개별 보일러의 버너를 자동으로 구동시키도록 하여 보다 안정적으로 난방기능을 행할 수 있도록 한 에너지 절약형 냉난방 시스템을 제공함에 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide an energy-saving air-conditioning system that enables the burner of an individual boiler to be automatically driven when the heating temperature of the heating water is lower than the set temperature. have.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 시수를 연료전지의 냉각에 사용되는 냉각제로 사용한 후, 일정온도로 데워진 시수를 급탕수로 재사용할 수 있도록 한 에너지 절약형 냉난방 시스템을 제공함에 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide an energy-saving heating and cooling system in which time water is used as a coolant used for cooling a fuel cell, and the water used at a predetermined temperature can be reused as a hot water supply.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 에너지 절약형 냉난방 시스템에 있어서, 열병합발전소에서 발생한 폐열을 열원으로 하는 열교환기를 순환하며 열교환된 온수나 혹은 냉수기에서 냉각 처리된 냉수를 선택적으로 공급받는 냉온수공급관과, 상기 냉온수공급관을 통해 온수를 공급받아 난방배관을 순환하는 난방수와, 급탕배관으로 공급된 급탕수를 열교환시키게 되는 다기능 열교환기와, 상기 냉온수공급관에 설치되어 있는 선택밸브에 연결 구성되며 상기 선택밸브의 동작에 따라 상기 냉온수공급관으로 공급된 온수 또는 냉수를 공급받는 FCU냉온수공급라인과, 상기 FCU냉온수공급라인에서 공급된 온수 또는 냉수를 이용하여 대류난방 또는 대류냉방을 행하게 되는 FCU와, 상기 FCU를 통과한 온수 또는 냉수를 환수시키며, 또한 상기 다기능 열교환기를 통과한 온수를 각각 환수시키는 냉온수환수관 및 상기 냉온수환수관에 설치되며 상기 냉온수환수관으로 유입된 온수 또는 냉수를 상기 열교환기나 혹은 냉수기로 각각 선택적으로 유입시키는 환수헤드를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an energy-saving cooling and heating system, comprising: a cold / hot water supply pipe circulating a heat exchanger using waste heat generated from a cogeneration plant as a heat source and selectively receiving heat-exchanged hot water or cold water cooled by a cold water machine; And a multifunctional heat exchanger for heat-exchanging the hot water supplied through the cold / hot water supply pipe to circulate a heating pipe, and the hot water supplied to the hot water supply pipe, and the selection valve installed in the cold / hot water supply pipe. According to the operation of the FCU cold and hot water supply line receiving the hot or cold water supplied to the cold and hot water supply pipe, the FCU to perform convection heating or convection cooling using hot or cold water supplied from the FCU cold and hot water supply line, and the FCU Returning hot or cold water that has passed, and also It is installed in the cold and hot water return pipe and the cold and hot water return pipe for returning the hot water passed through the ventilation respectively, and comprises a return head for selectively introducing the hot or cold water introduced into the cold and hot water return pipe to the heat exchanger or cold water respectively. It features.

상기 냉온수공급관에는 온도센서가 부착되며, 상기 온도센서는 냉온수공급관으로 공급된 온수의 온도를 감지하여 난방배관을 가열하는 보일러의 버너를 자동으로 동작시키도록 함이 바람직하다.A temperature sensor is attached to the cold / hot water supply pipe, and the temperature sensor preferably detects the temperature of hot water supplied to the cold / hot water supply pipe to automatically operate a burner of the boiler for heating the heating pipe.

상기 난방밸브에는 선택밸브가 설치되며, 상기 선택밸브에는 급탕배관을 경유하는 난방수분기관을 연결하여 상기 선택밸브의 동작에 따라 상기 난방밸브를 순환하는 난방수를 공급받아 급탕배관으로 공급된 시수를 열교환 시키도록 구성함이 바람직하다.A selection valve is installed in the heating valve, and the selection valve is connected to a heating water pipe via a hot water supply pipe to receive the water supplied to the hot water supply pipe by receiving the heating water circulating in the heating valve according to the operation of the selection valve. It is preferable to configure to heat exchange.

또한 본 발명은 에너지 절약형 냉난방 시스템에 있어서, 열병합발전소에서 발생한 폐열을 열원으로 하는 열교환기를 순환하며 가열된 온수를 공급하는 냉온수공급관과, 상기 냉온수공급관을 통해 온수를 공급받아 난방배관을 순환하는 난방수와 급탕배관으로 공급된 급탕수를 열교환시키게 되는 다기능 열교환기와, 상기 다기능 열교환기에서 배출되는 온수를 상기 열교환기로 환수시키는 냉온수환수관을 포함하며, 상기 에너지 절약형 냉난방 시스템에는 전기에너지를 생산하는 연료전지가 더 포함되어 설치되며, 상기 연료전지에는 연료전지 냉각수 공급라인의 일단이 연결되고, 상기 연료전지 냉각수 공급라인의 타단은 상기 냉온수환수관에 설치되어 있는 선택밸브에 연결 구성하여, 상기 선택밸브의 개폐동작에 따라 상기 냉온수환수관으로 환수되는 온수를 상기 연료전지 냉각수 공급라인을 통해 상기 연료전지로 공급시켜 연료전지에서 발생한 폐열을 냉각시키도록 함을 특징으로 한다.In addition, the present invention is an energy-saving cooling and heating system, a hot and cold water supply pipe for circulating a heat exchanger using the waste heat generated from the cogeneration plant as a heat source and supplying heated hot water, and a heating water circulating the heating pipe by receiving hot water through the cold and hot water supply pipe. And a multi-functional heat exchanger for exchanging hot water supplied to the hot water supply pipe, and a cold / hot water return pipe for returning hot water discharged from the multi-functional heat exchanger to the heat exchanger, wherein the energy-saving heating and cooling system includes a fuel cell for producing electric energy. The fuel cell cooling water supply line is connected to one end of the fuel cell, and the other end of the fuel cell cooling water supply line is connected to a selection valve installed in the cold / hot water return pipe, Return to the cold and hot water return pipe according to the opening and closing operation The hot water is supplied to the fuel cell through the fuel cell cooling water supply line to cool waste heat generated in the fuel cell.

상기 연료전지에는 냉각수로 사용된 온수를 상기 냉온수환수관으로 환수시키는 연료전지 냉온수 환수라인이 더 구비되도록 함이 바람직하다.Preferably, the fuel cell further includes a fuel cell cold / hot water return line for returning hot water used as cooling water to the cold / hot water return pipe.

상기 연료전지에는 상기 급탕배관을 연결 구성하여 시수구를 통해 상기 급탕배관으로 공급되는 시수에 의해 연료전지를 냉각시키도록 함이 바람직하다.The fuel cell may be connected to the hot water supply pipe to cool the fuel cell by the time water supplied to the hot water supply pipe through the water discharge port.

본 발명에 따른 에너지 절약형 냉난방 시스템은 다음과 같은 작용효과들을 구현한다.Energy-saving heating and cooling system according to the present invention implements the following effects.

첫 번째로 본 발명은 각 세대별 천정에 냉난방기구인 FCU(Fan Coil Unit)를 설치하고, 상기 FCU로 냉수 및 온수를 선택적으로 공급하도록 하여 급속난방 혹은 냉방 기능을 함께 구현할 수 있는 작용효과를 가진다.Firstly, the present invention has an effect of installing a fast heating or cooling unit (FCU) which is a cooling and heating mechanism on each ceiling, and selectively supplying cold water and hot water to the FCU.

두 번째로 본 발명은 연료전지로 시수(수돗물)를 통과시켜 급탕수로 사용되는 시수의 온도를 일차적으로 데워줄 수 있도록 구성하고, 또한 열병합 발전소의 폐열을 이용하여 난방수 및 급탕수를 가열시키도록 함으로서 에너지 낭비를 최소화할 수 있는 작용효과를 가진다.Secondly, the present invention is configured to primarily heat the temperature of the time water used as the hot water by passing the water (tap water) through the fuel cell, and also to heat the heating water and the hot water using the waste heat of the cogeneration plant. By doing so, it has the effect of minimizing energy waste.

세 번째로 본 발명은 난방수의 가열온도가 설정온도 이하일 경우에는 개별 보일러의 버너를 자동으로 동작시키록함으로서 보다 안정적으로 난방기능을 행할 수 있는 작용효과를 가진다.Thirdly, when the heating temperature of the heating water is less than the set temperature, the present invention has an effect of more stably heating by operating the burners of the individual boilers automatically.

네 번째로 본 발명은 FCU에서 환수되는 냉수와 다기능 열교환기에서 환수되는 온수를 연료전지의 냉각에 필요한 냉각수로 사용할 수 있도록 하여 설비 부담을 경감시킬 수 있는 작용효과를 구현한다.Fourthly, the present invention implements the effect of reducing the burden on the facility by allowing the cold water returned from the FCU and the hot water returned from the multifunctional heat exchanger to be used as cooling water for cooling the fuel cell.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도 1은 본 발명에서 구현하고자 하는 에너지 절약형 냉난방 시스템의 전체 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the overall configuration of the energy-saving heating and cooling system to be implemented in the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 에너지 절약형 냉난방 시스템은 개별 난방기구, 열병합 발전소(26), FCU(48) 및 연료전지(54)를 포함하여 구성한다.As shown, the energy-saving heating and cooling system of the present invention includes an individual heating device, a cogeneration plant 26, an FCU 48, and a fuel cell 54.

상기 개별 난방기구는 아파트 등의 공동주택에서 각 세대별 마다 개별적으로 설치되는 난방기구로서, 아파트 등에 설치된 가스관을 통해 공급되는 도시가스 혹은 전기를 연료로 하여 시수(수돗물)를 가열하여 난방수 및 급탕수로 사용할 수 있도록 하는 보일러(10)를 포함한다. 상기 보일러(10)에는 도시가스 혹은 전기를 연료로하는 버너(12)와, 다기능 열교환기(24) 그리고 난방배관(14) 및 급탕배관(20)이 각각 구비된다.The individual heating device is a heating device that is installed separately for each household in a multi-family house such as an apartment. The city water or electricity supplied through a gas pipe installed in the apartment is used as a fuel to heat the city water (tap water), thereby heating and supplying hot water. It includes a boiler (10) for use with water. The boiler 10 is provided with a burner 12 that uses city gas or electricity as a fuel, a multifunctional heat exchanger 24, a heating pipe 14, and a hot water supply pipe 20, respectively.

상기 다기능 열교환기(24)는 열병합발전소(26)의 폐열로 가열된 온수의 온도 로 난방배관(14)을 순환하는 난방수를 일정온도로 열교환시키는 수단으로서, 이때 난방수는 버너(12)의 사용없이 상기 다기능 열교환기(24)를 경유하는 것만으로 난방에 필요한 온도로 열교환될 수 있게 된다. The multi-function heat exchanger 24 is a means for heat-exchanging the heating water circulating in the heating pipe 14 to a temperature of the hot water heated by the waste heat of the cogeneration plant 26 to a predetermined temperature, wherein the heating water of the burner 12 It is possible to heat exchange to the temperature required for heating only by passing through the multi-function heat exchanger 24 without use.

상기 버너(12)는 다기능 열교환기(24)를 경유하는 난방수의 온도가 설정온도 이하로 데워질 때에만 선택적으로 가동하며 난방수를 직접 가열시키도록 한다. 이때 버너(12)의 동작은 후술하는 냉온수공급관(40)에 설치되어 있는 온도센서의 측정여부를 통한 제어부의 제어동작에 따라 자동으로 동작하도록 한다.The burner 12 selectively operates only when the temperature of the heating water passing through the multi-functional heat exchanger 24 is heated below the set temperature, thereby directly heating the heating water. At this time, the operation of the burner 12 is automatically operated according to the control operation of the control unit through the measurement of the temperature sensor installed in the cold / hot water supply pipe 40 to be described later.

상기 난방배관(14)은 난방수 순환펌프(15)의 펌핑 동작에 따라 난방수를 계속적으로 순환시키는 폐루프 타입의 배관으로서, 상기 난방배관(14)은 보일러(10)의 다기능 열교환기(24)와 버너(12)를 함께 경유하도록 구성한다. 상기 난방배관(14)으로 순환하는 난방수는 다기능 열교환기(24)를 경유하는 과정에서 열교환된 후, 실내 난방처(19)로 공급되어 난방기능(즉, 복사난방)을 수행하게 된다. 이때 난방배관을 순환하는 난방수의 온도가 설정온도 이하일 경우에는 버너(12)를 가동시켜 난방수를 설정온도 이상으로 가열시켜 실내 난방처(19)로 공급토록 하는 데, 이러한 동작은 앞서 언급한 바와 같이 냉온수공급관(40)에 설치되어 있는 온도센서(41)의 측정을 통해 자동으로 이루어지도록 구성한다. 즉, 상기 온도센서(41)는 냉온수공급관(40)을 통과하는 온수의 온도를 측정한 후, 설정온도, 예를 들어 온수의 온도가 45℃이하로 측정될 경우에는 제어부(미 도시 함)로 신호를 출력하여 버너(12)를 자동 동작시키도록 함으로서 난방수를 설정온도 이상으로 자동으로 데워줄 수 있는 것이다. The heating pipe 14 is a closed loop type pipe that continuously circulates the heating water according to the pumping operation of the heating water circulation pump 15. The heating pipe 14 is a multifunctional heat exchanger 24 of the boiler 10. And burner 12 together. The heating water circulated to the heating pipe 14 is heat-exchanged in the process of passing through the multi-function heat exchanger 24 and then supplied to the indoor heating unit 19 to perform a heating function (ie, radiant heating). At this time, when the temperature of the heating water circulating the heating pipe is lower than the set temperature to operate the burner 12 to heat the heating water above the set temperature to supply to the indoor heating destination 19, this operation is described above As configured to be made automatically through the measurement of the temperature sensor 41 installed in the cold and hot water supply pipe (40). That is, the temperature sensor 41 measures the temperature of the hot water passing through the cold / hot water supply pipe 40, and then, if the set temperature, for example, the temperature of the hot water is measured to be 45 ° C. or lower, the controller (not shown). By outputting a signal to automatically operate the burner 12, the heating water can be automatically heated above the set temperature.

상기 난방배관(14)에는 선택밸브(16)(삼방변밸브)가 설치되며, 상기 선택밸브(16)에는 급탕배관(20)을 경유하는 난방수분기관(18)이 연결 구성된다. 상기 난방수분기관(18)은 급탕배관(20)으로 공급되어 열교환 된 시수의 온도가 낮을 경우, 상기 선택밸브(16)의 동작에 따라 난방배관(14)을 순환하는 난방수를 공급받아 상기 난방수의 온도로 급탕배관(20)으로 공급된 시수를 열교환시켜 데워주도록 한다.The heating pipe 14 is provided with a selection valve 16 (three-way valve), the heating valve 14 is connected to the heating valve 14 via the hot water supply pipe 20. The heating water supply pipe 18 is supplied to the hot water supply pipe 20 when the temperature of the heat exchanged time water is low, receiving the heating water circulating in the heating pipe 14 in accordance with the operation of the selection valve 16 the heating Heat the time water supplied to the hot water supply pipe 20 at a temperature of water to heat it.

상기 급탕배관(20)은 시수구(22)에서 공급된 시수(수돗물)를 급탕시키는 배관으로서, 보일러(10)의 다기능 열교환기(24)를 경유하도록 구성하여 상기 급탕배관(20)으로 유입된 시수는 다기능 열교환기(24)에서 열교환된 후, 급탕수로 가열되어 사용처로 배출된다. 이때 급탕배관(20)으로 공급된 시수는 필요에 따라 전술한 난방배관(14)에서 분기 형성된 난방수분기관(18)으로 공급된 난방수의 온도를 통해 급탕수로 열교환될 수 있게 된다.The hot water supply pipe 20 is a pipe for supplying hot water (tap water) supplied from the water supply port 22, and is configured to pass through the multifunctional heat exchanger 24 of the boiler 10 and flowed into the hot water supply pipe 20. The time water is heat-exchanged in the multifunctional heat exchanger 24, and then heated with hot water and discharged to the place of use. At this time, the time water supplied to the hot water supply pipe 20 may be heat-exchanged with the hot water through the temperature of the heating water supplied to the heating water supply pipe 18 branched from the above-described heating pipe 14 as necessary.

한편, 상기 열병합 발전소(26)는 도시가스등의 연료를 이용하여 전기에너지를 생산하는 과정에서 필연적으로 발생하는 폐열을 회수하여 유용하게 이용하는 고효율 에너지 기술을 말한다.On the other hand, the cogeneration plant 26 refers to a high-efficiency energy technology that recovers waste heat inevitably generated in the process of producing electrical energy using fuel such as city gas.

상기 열병합 발전소(26)에는 열교환기(32)를 경유하는 폐열순환관(30)을 설치하여, 열병합 발전소(26)에서 발생한 폐열을 상기 폐열순환관(30)을 통해 열교환기(32)로 순환시키도록 구성한다.The cogeneration plant 26 is installed with a waste heat circulation tube 30 via the heat exchanger 32, and the waste heat generated in the cogeneration plant 26 is circulated to the heat exchanger 32 through the waste heat circulation tube 30. Configure it to

상기 열교환기(32)에는 온수순환관(34)이 경유하며, 상기 온수순환관(34)은 후술하는 냉온수환수관(44)을 통해 다기능 열교환기(24)에서 열교환된 후, 온도가 떨어진 온수를 환수받아 상기 열교환기(32)로 순환시키게 되며, 이 과정에서 온수 는 열병합 발전소(26)의 폐열에 의해 일정온도 이상으로 열교환되어 진다. 상기 열교환기(23)를 경유하여 일정온도로 데워진 온수는 후술하는 냉온수공급관(40)으로 공급된 후, 다시 다기능 열교환기(24)로 공급되어, 상기 다기능 열교환기(24)를 통과하는 난방수 및 급탕수를 열교환시키게 된다. The heat exchanger 32 is passed through a hot water circulation pipe 34, and the hot water circulation pipe 34 is heat-exchanged in the multi-functional heat exchanger 24 through the cold and hot water return pipe 44, which will be described later, and then the temperature of the hot water is dropped. The water is circulated to the heat exchanger 32 and hot water is heat-exchanged above a predetermined temperature by the waste heat of the cogeneration plant 26. The hot water warmed to a predetermined temperature via the heat exchanger 23 is supplied to the cold / hot water supply pipe 40 to be described later, and then supplied to the multifunctional heat exchanger 24, and the heating water passing through the multifunctional heat exchanger 24. And hot water is exchanged.

상기 열병합 발전소(26)가 설치되는 지하에는 별도의 냉수기(36)가 더 설치되며, 상기 냉수기(36)는 냉온수공급관(40) 및 냉온수환수관(44)을 통해 전술한 FCU(48)로 냉수를 순환시켜 하절기에 각 세대별로 냉각기능을 구현할 수 있도록 한다. 즉, 상기 냉온수공급관(40) 및 냉온수환수관(44)은 열교환기(32)를 거쳐 가열된 온수를 다기능 열교환기(24)로 공급 및 환수시키는 기능과 함께 냉수기(36)에서 냉각 처리된 냉수를 FCU(48)로 공급 및 환수시키는 역활을 병행하게 된다. In the basement where the cogeneration plant 26 is installed, a separate chiller 36 is further installed, and the chiller 36 is the aforementioned FCU 48 through the chilled and hot water supply pipe 40 and the chilled and hot water return pipe 44. By circulating the cold water, the cooling function can be implemented for each generation in the summer. That is, the cold and hot water supply pipe 40 and the cold and hot water return pipe 44 are cooled by the cold water cooler 36 together with the function of supplying and returning hot water heated through the heat exchanger 32 to the multifunctional heat exchanger 24. The role of supplying and returning cold water to the FCU 48 is performed in parallel.

상기 냉온수환수관(44)에는 밸브 기능을 수행하는 환수헤드(38)가 설치되며, 상기 환수헤드(38)는 온수 사용시(즉, 난방 작동시)에는 냉온수환수관(44)을 통해 환수된 온수를 온수순환관(34)으로만 배출시키게 되고, 냉수(즉, 냉방 작동시) 사용시에는 냉온수환수관(44)을 통해 환수된 냉수를 냉수기(36)로만 선택적으로 배출시키게 된다.The cold and hot water return pipe 44 is provided with a return head 38 that performs a valve function, the return head 38 is hot water returned through the cold and hot water return pipe 44 when using hot water (that is, during the heating operation). It is discharged only to the hot water circulation pipe 34, and when the cold water (that is, during the cooling operation) is used to selectively discharge the cold water returned through the cold and hot water return pipe 44 only to the cold water cooler (36).

한편, 상기 FCU(Fan Coil Unit)(48)는 각 세대별 실내 천정에 개별적으로 설치되어 냉수 및 온수의 공급에 따라 대류냉방 및 대류난방 기능을 각각 구현하는 수단이다. 상기 FCU(48)에는 FCU냉온수공급라인(50) 및 FCU냉온수환수라인(52)이 각각 연결되는 데, 이때 상기 FCU냉온수공급라인(50)은 전술한 냉온수공급관(40)에 설치되어 있는 선택밸브(42)에 연결 구성하여, 상기 선택밸브(42)의 동작에 따라 상기 냉온수공급관(40)을 통해 공급되는 냉수 및 온수를 상기 FCU(48)로 공급시키게 된다. 또한 상기 FCU냉온수환수라인(52)은 FCU에서 배출되는 냉수 및 온수를 상기 냉온수환수관(44)으로 환수시키게 된다. 상기 냉온수공급관(40)에 설치되는 선택밸브(42)는 비례제어가 가능하도록 구성하여 온수의 공급시, 상기 온수를 다기능 열교환기(24)와 FCU(48)로 동시에 공급할 수 있도록 함이 바람직하며, 이는 급속난방시 상기 FCU(48)로 온수를 공급하여 FCU(48)가 대류난방을 행하는 과정에서 난방배관(14)을 순환하는 난방수를 통한 복사난방이 함께 이루어지도록 함으로서 보다 빠른시간 안에 실내를 난방시킬 수 있도록 하기 위함인 바, 이에 대한 상세한 설명은 하기의 작용설명란에서 보다 더 상세하게 기술하기로 한다.On the other hand, the FCU (Fan Coil Unit) (48) is a means for implementing the convective cooling and convection heating function respectively installed in the indoor ceiling for each household according to the supply of cold water and hot water. The FCU 48 is connected to the FCU cold and hot water supply line 50 and the FCU cold and hot water return line 52, respectively, wherein the FCU cold and hot water supply line 50 is a selection valve installed in the above-mentioned cold and hot water supply pipe (40) By connecting to 42, the cold water and hot water supplied through the cold and hot water supply pipe 40 in accordance with the operation of the selection valve 42 is supplied to the FCU (48). In addition, the FCU cold and hot water return line 52 is to return the cold and hot water discharged from the FCU to the cold and hot water return pipe 44. The selection valve 42 installed in the cold / hot water supply pipe 40 is configured to enable proportional control, so that when hot water is supplied, the hot water can be simultaneously supplied to the multifunctional heat exchanger 24 and the FCU 48. This is to supply hot water to the FCU (48) during rapid heating, so that the radiant heating through the heating water circulating the heating pipe 14 in the process of the convection heating of the FCU (48) is made together in a faster time In order to be able to heat the bar, a detailed description thereof will be described in more detail in the following description.

한편, 상기 연료전지(54)는 가스를 연소시켜 전기를 생산할 수 있도록 고안된 것으로서, 상기 연료전지(54)는 전기를 생산하는 과정에서 부산물로 다량의 열을 함께 발생시키게 되는 데, 이때 상기 연료전지(54)에서 발생하는 열을 이용하여 급탕수로 공급되는 시수를 일차 열교환시키는 데 사용토록 하여 급탕에 사용되는 에너지 낭비를 최소화시키도록 한다. On the other hand, the fuel cell 54 is designed to produce electricity by burning a gas, the fuel cell 54 generates a large amount of heat as a by-product in the process of producing electricity, wherein the fuel cell The heat generated in (54) is used for primary heat exchange of the time water supplied to the hot water supply to minimize energy waste used in the hot water supply.

한편, 연료전지(54)는 전술한 FCU(52)에서 환수되는 냉수를 공급받아 연료전지의 냉각에 사용되는 냉각수로 사용토록 한다. On the other hand, the fuel cell 54 receives the cold water returned from the FCU 52 described above to be used as the cooling water used for cooling the fuel cell.

구체적으로 FCU냉온수환수라인(52)이 연결되어 있는 냉온수환수관(44)에 선택밸브(46)를 설치하고, 상기 선택밸브(46)에는 연료전지 냉각수공급라인(56)을 분기 형성하고, 상기 연료전지 냉각수공급라인(56)을 상기 연료전지(54)에 연결 구성한 상태에서 냉방 가동시 FCU냉온수환수라인(52)을 통해 냉온수환수관(44)으로 냉 수가 환수되면, 환수된 냉수는 상기 선택밸브(46)의 동작에 따라 상기 연료전지 냉각수공급라인(56)으로 유입된 후, 연료전지(54)로 공급되도록 함으로서 연료전지(54)를 냉각시키는 냉각수로 사용할 수 있게 된다. Specifically, the selection valve 46 is installed in the cold and hot water return pipe 44 to which the FCU cold and hot water return line 52 is connected, and the fuel cell cooling water supply line 56 is branched to the selection valve 46. When cold water is returned to the cold / hot water return pipe 44 through the FCU cold / hot water return line 52 during cooling operation in a state in which a fuel cell cooling water supply line 56 is connected to the fuel cell 54, the returned cold water is selected as the above. After entering the fuel cell coolant supply line 56 according to the operation of the valve 46, the fuel cell 54 may be supplied to the fuel cell 54 so as to be used as the coolant for cooling the fuel cell 54.

상기 연료전지(56)에는 별도의 연료전지 냉각수환수라인(58)의 일단을 연결하고, 상기 연료전지 냉각수환수라인(58)의 타단은 냉온수환수관(44)에 설치되어 있는 환수헤드(38)에 설치하여 연료전지(54)를 냉각시킨 후, 배출되는 냉수를 다시 냉수기(36)로 환수시키도록 한다. 이때 상기 환수헤드(38)는 유입된 냉수를 온수순환관(34)으로 유입시키지 않고, 냉각수로만 유입될 수 있도록 제어동작을 수행하여야 한다.One end of an additional fuel cell cooling water return line 58 is connected to the fuel cell 56, and the other end of the fuel cell cooling water return line 58 is a return head 38 installed in the cold / hot water return pipe 44. After cooling to cool the fuel cell 54, the discharged cold water is returned to the chiller 36 again. At this time, the return head 38 should perform a control operation so that the introduced cold water does not flow into the hot water circulation pipe 34, but only into the cooling water.

한편, 상기 연료전지(54)는 전술한 다기능 열교환기(24)에서 환수되는 낮은 온도의 온수(중온수)를 공급받아 연료전지(54)의 냉각에 사용되는 냉각수로도 사용할 수 있도록 한다.On the other hand, the fuel cell 54 is supplied with the low-temperature hot water (medium temperature water) returned from the multi-function heat exchanger 24 described above to be used as the cooling water used for cooling the fuel cell 54.

즉, 난방 가동시 다기능 열교환기(24)에서 환수되는 낮은 온도의 온수(중온수)는 상기 냉온수환수관(44)으로 환수된 후, 선택밸브(46)의 동작에 따라 연료전지 냉각수공급라인(56)으로 유입된 후, 연료전지(54)로 공급되도록 함으로서 냉각수로 사용토록 한 후, 연료전지 냉각수환수라인(58)을 통해 환수헤드(38)로 배출시키도록 한다. 이때 환수헤드(38)는 유입된 온수가 온수순환관(34)으로만 유입될 수 있도록 제어동작을 수행하게 된다.That is, the low temperature hot water (medium temperature water) returned from the multifunction heat exchanger 24 during heating operation is returned to the cold / hot water return pipe 44, and then the fuel cell cooling water supply line according to the operation of the selection valve 46 56, the fuel cell 54 is supplied to the fuel cell 54 to be used as cooling water, and then discharged to the return head 38 through the fuel cell cooling water return line 58. At this time, the return head 38 performs a control operation so that the introduced hot water can only flow into the hot water circulation pipe 34.

이하, 본 발명에 따른 에너지 절약형 냉난방 시스템의 작용을 첨부된 도 2 내지 도 5b를 참조하여 기술하기로 한다.Hereinafter, the operation of the energy-saving heating and cooling system according to the present invention will be described with reference to FIGS.

첨부된 도 2는 동절기시 일반난방을 행하기 위한 에너지 절약형 냉난방 시스템의 구성을 발췌하여 도시한 도면이다.2 is a view showing an extract of the configuration of the energy-saving heating and cooling system for performing general heating during the winter season.

도시된 바와 같이, 동절기시 일반난방을 행할 때에는 열병합 발전소(26)에서 발생되는 폐열을 이용하여 일반 난방기능을 행하도록 한다. 즉, 온수순환관(34)을 순환하는 온수는 열병합 발전소(26)에서 발생한 폐열이 순환하는 열교환기(32)를 통과하는 과정에서 상기 폐열이 가진 열원에 의해 열교환되어 일정온도로 데워진 상태에서 냉온수공급관(40)을 통해 다기능 열교환기(24)로 유입된 후, 냉온수환수관(44)을 통해 온수순환관(34)으로 환수된다. 이때 온수는 냉온수환수관(44)에 설치된 환수헤드(38)의 제어동작을 통해 냉수기(36)로는 공급되지 않고, 온수순환관(34)으로만 유입될 수 있게 된다.As shown in the drawing, when performing general heating during the winter, the general heating function is performed using waste heat generated from the cogeneration plant 26. That is, the hot water circulating in the hot water circulation pipe 34 is cold and hot water in a state in which the waste heat generated in the cogeneration plant 26 is heat-exchanged by a heat source having the waste heat in the course of passing through the heat exchanger 32 in which the waste heat is circulated. After flowing into the multifunctional heat exchanger 24 through the supply pipe 40, it is returned to the hot water circulation pipe 34 through the cold and hot water return pipe 44. At this time, the hot water is not supplied to the cold water heater 36 through the control operation of the return head 38 installed in the cold / hot water return pipe 44, and may be introduced only into the hot water circulation pipe 34.

이와 함께 난방밸브(14)를 순환하는 난방수는 다기능 열교환기(24)를 경유하는 과정에서 상기 다기능 열교환기(24)로 유입된 온수의 열원으로 열교환되어 일정온도로 데워진 상태에서 실내 난방처(29)로 순환하게 됨으로서 실내의 일반난방 기능을 행하게 된다. 즉, 난방배관(14)을 순환하는 난방수는 보일러(10)의 버너(12)를 사용치 않고, 상기 다기능 열교환기(24)를 통과하는 것만으로 실내를 난방시킬 수 있는 온도로 데워질 수 있게 된다. 만일 다기능 열교환기(24)를 통과하는 난방수가 설정온도 이하로 데워질 경우에는 온도센서(41)가 이를 감지한 후, 제어부로 신호를 출력해 버너(12)를 자동으로 동작시켜 난방수를 설정온도까지 데워주도록 함으로서 보다 안정적인 난방기능을 행할 수 있도록 한다.In addition, the heating water circulating in the heating valve 14 is heat-exchanged with the heat source of hot water introduced into the multi-functional heat exchanger 24 in the process of passing through the multi-functional heat exchanger 24, and is heated to a predetermined temperature. 29), the general heating function of the room is performed. That is, the heating water circulating in the heating pipe 14 may be heated to a temperature capable of heating the room only by passing through the multifunctional heat exchanger 24 without using the burner 12 of the boiler 10. Will be. If the heating water passing through the multi-functional heat exchanger 24 is heated below the set temperature, the temperature sensor 41 detects this, and outputs a signal to the controller to automatically operate the burner 12 to set the heating water. By warming up to a temperature, more stable heating can be performed.

한편, 급탕수를 사용할 때에는 시수구(22)를 통해 시수(수돗물)를 연료전 지(54)로 통과시켜, 상기 연료전지(54)에서 발생한 폐열로 일차 열교환시킨 상태에서 급탕배관(20)으로 배출시키도록 하고, 이어서 상기 급탕밸브(20)로 유입된 시수는 다기능 열교환기(24)를 경유하는 과정에서 상기 다기능 열교환기(24)로 유입된 온수의 열원에 의해 열교환되어 급탕수로 데워진 상태에서 사용처로 배출된다. 이때 급탕수의 온도가 설정온도 이하일 경우에는 난방밸브(14)에 설치된 선택밸브(16)를 동작시켜 급탕밸브(20)를 경유하는 난방수분기관(18)으로 난방수를 순환시키도록 함으로서 급탕밸브(20)내의 급탕수를 설정온도로 데워줄 수 있게 된다.On the other hand, when the hot water is used, the hot water (tap water) passes through the water sulcus 22 to the fuel cell 54, and the hot water is supplied to the hot water supply pipe 20 in the state where it is primarily heat-exchanged with the waste heat generated by the fuel cell 54. Then, the time water flowing into the hot water supply valve 20 is heat-exchanged by the heat source of hot water introduced into the multi-functional heat exchanger 24 in the process of passing through the multi-functional heat exchanger 24 to be heated by the hot water supply. Is discharged to the place of use. At this time, when the temperature of the hot water supply water is lower than the set temperature, by operating the selection valve 16 installed in the heating valve 14 to circulate the heating water to the heating water supply pipe 18 via the hot water supply valve 20 to supply the hot water valve It is possible to warm the hot water in the set temperature (20).

첨부된 도 3은 동절기시 급속난방을 행하기 위한 에너지 절약형 냉난방 시스템의 구성을 발췌하여 도시한 도면이다.Attached Figure 3 is a view showing an extract of the configuration of the energy-saving cooling and heating system for rapid heating during the winter season.

도시된 바와 같이, 동절기시 급속난방을 행할 때에는 난방배관(14)을 순환하는 난방수에 의한 복사난방과 함께 천정에 설치되어 있는 FCU(48)에서 대류난방이 함께 행해지도록 하여 실내를 신속하게 난방시키도록 한다.As shown in the figure, when rapid heating is performed in winter, the room is rapidly heated by conducting convection heating in the FCU 48 installed on the ceiling together with radiant heating by the heating water circulating the heating pipe 14. Let's do it.

즉, 열병합발전소(26)의 폐열에 의해 열교환된 온수는 냉온수공급관(40)으로 공급되는 과정에서 상기 냉온수공급관(40)에 설치되어 있는 선택밸브(42)의 비례제어방식을 통해 일부의 온수는 FCU냉온수공급라인(50)으로 유입되고, 나머지 온수는 다기능 열교환기(24)로 유입되도록 한다. That is, the hot water heat-exchanged by the waste heat of the cogeneration plant 26 is part of the hot water through the proportional control method of the selection valve 42 installed in the cold / hot water supply pipe 40 in the process of being supplied to the cold / hot water supply pipe 40. FCU cold and hot water supply line 50 is introduced, the remaining hot water is to be introduced into the multi-function heat exchanger (24).

상기 선택밸브(42)의 비례제어방식을 통해 FCU냉온수공급라인(50)으로 유입된 온수는 FCU(48)로 공급되어 대류난방에 필요한 열원을 제공하게 되고, 이와 함께 다기능 열교환기(24)로 공급된 온수는 난방밸브(14)를 순환하는 난방수를 열교환시키는 열원으로 사용되도록 함으로서 실내는 FCU(48)에서 제공되는 대류난방과, 난방배관(14)을 순환하는 난방수가 제공하는 복사난방을 통한 이중의 난방효과를 구현하게 됨으로서 보다 신속하게 난방될 수 있게 된다.The hot water introduced into the FCU cold / hot water supply line 50 through the proportional control method of the selection valve 42 is supplied to the FCU 48 to provide a heat source necessary for convective heating, and together with the multifunction heat exchanger 24. The supplied hot water is used as a heat source for heat-exchanging the heating water circulating the heating valve 14, so that the indoor room provides convective heating provided by the FCU 48 and radiant heating provided by the heating water circulating the heating pipe 14. By realizing the dual heating effect through it can be heated more quickly.

첨부된 도 4는 하절기시 냉방기능을 구현하기 위한 에너지 절약형 냉난방 시스템의 구성을 발췌하여 도시한 도면이다.4 is a view showing an extract of a configuration of an energy-saving cooling and heating system for implementing a cooling function in summer.

도시된 바와 같이, 하절기시 냉방기능을 구현하고자 할 때에는 냉수기(36)에서 냉각 처리된 냉수를 FCU(48)로 공급하여 상기 FCU(48)에서 대류냉방이 행해지도록 함으로서 냉방기능을 구현토록 한다.As shown in the drawing, when the cooling function is to be implemented during the summer season, the cooling water cooled in the water cooler 36 is supplied to the FCU 48 so that convection cooling is performed in the FCU 48 to implement the cooling function. .

즉, 냉수기(36)에서 냉각 처리된 냉수는 냉온수공급관(40)으로 유입되어 지는 데, 이때 상기 냉온수공급관(40)에 설치되어 있는 선택밸브(42)의 동작을 통해 냉수는 다기능 열교환기(24)로 유입되지 않고, 상기 선택밸브(42)에 분기 형성되어 있는 FCU냉온수공급라인(50)을 통해 실내 천정에 설치되어 있는 FCU(48)로 공급되어 짐으로서 FCU(48)는 대류냉방을 행하게 된다.That is, the cold water cooled by the cold water heater 36 is introduced into the cold / hot water supply pipe 40. At this time, the cold water is operated by the selection valve 42 installed in the cold / hot water supply pipe 40. 24 is supplied to the FCU 48 installed on the indoor ceiling through the FCU cold and hot water supply line 50 branched to the selection valve 42, so that the FCU 48 prevents convection cooling. Will be done.

이어서, 상기 FCU(48)를 통과한 냉수는 FCU냉온수환수라인(52)을 통해 냉온수환수관(44)으로 유입된 후, 상기 냉온수환수관(44)을 통해 냉수기(36)로 환수되어 진다. 이때 상기 냉온수환수관(44)을 통과하는 냉수는 환수헤드(38)의 제어동작을 통해 온수순환관(34)으로는 유입되지 않고, 냉수기(36)로만 전량 유입될 수 있게 된다.Subsequently, the cold water passing through the FCU 48 is introduced into the cold / hot water return pipe 44 through the FCU cold / hot water return line 52, and then is returned to the cold water machine 36 through the cold / hot water return pipe 44. . At this time, the cold water passing through the cold / hot water return pipe 44 is not introduced into the hot water circulation pipe 34 through the control operation of the return head 38, and only the entire amount of cold water may flow into the cold water cooler 36.

한편, 하절기시에도 개개인의 취향에 따라 난방 및 급탕이 이루어져야 하며, 이때에는 열병합발전소(26)의 폐열을 이용하지 않고, 보일러(10)의 버너(12)를 이용하여 난방배관(14)의 난방수를 데워주도록 하고, 또한 급탕은 상기 난방배관(14) 에서 선택밸브(16)로 분기 형성된 난방수분기관(18)으로 유입된 난방수에 의해 열교환되도록 하여 급탕이 이루어지도록 한다.On the other hand, even during the summer season, heating and hot water supply should be made according to individual preferences. In this case, the heating pipe 14 is heated by using the burner 12 of the boiler 10 without using the waste heat of the cogeneration plant 26. The water is heated, and the hot water is heated so that the hot water is exchanged by the heating water introduced into the heating water supply pipe 18 branched from the heating pipe 14 to the selection valve 16 so that the hot water is made.

첨부된 도 5a는 본 발명인 에너지 절약형 냉난방 시스템에 접목된 연료전지의 구성을 발췌하여 도시한 도면이다.5A is a view showing an extract of the configuration of a fuel cell incorporated in the present inventors' energy-saving heating and cooling system.

도시된 바와 같이, 본 발명은 연료전지(54)에서 전기에너지를 생산하는 과정에서 발생한 폐열을 이용하여 시수(수돗물)를 일차적으로 데워줄 수 있는 열원으로 사용토록 한다.As shown, the present invention uses the waste heat generated in the process of producing electrical energy in the fuel cell 54 to be used as a heat source that can primarily heat the water (tap water).

즉, 시수구(22)를 통해 연료전지(54) 내부로 시수(수돗물)가 공급되면 연료전지(54)에서 발생한 폐열에 의해 시수는 열교환되어 일차적으로 일정온도까지 데워진 후, 급탕배관(20)으로 배출된다. That is, when the time water (tap water) is supplied into the fuel cell 54 through the water hole 22, the time water is heat-exchanged by the waste heat generated from the fuel cell 54, and is first heated to a predetermined temperature, and then the hot water supply pipe 20 Is discharged.

다음, 상기 급탕배관(20)으로 유입된 시수는 다기능 열교환기(24)를 통과하는 과정에서 재차 열교환되어 필요로 하는 온도의 급탕수로 데워진 후, 사용처로 배출되어 진다. 즉, 본 고안은 연료전지(54)의 폐열을 이용하여 급탕수에 사용되는 시수를 일차적으로 데워줄 수 있도록 함으로서 급탕수 가열에 따른 에너지 낭비를 줄여줄 수 있는 것이다.Next, the time water introduced into the hot water supply pipe 20 is heat-exchanged again in the process of passing through the multi-functional heat exchanger 24, and is heated to the hot water of the required temperature, and then discharged to the place of use. That is, the present invention can reduce the waste of energy due to the hot water heating by allowing the hot water used for the hot water to be primarily heated by using the waste heat of the fuel cell 54.

한편, 본 발명은 다기능 열교환기(24)에서 환수되는 낮은 온도의 온수나 혹은 FCU(48)에서 환수되는 냉수를 이용하여 연료전지(54)의 냉각에 필요한 냉각수로 사용할 수 있도록 한다.On the other hand, the present invention can be used as the cooling water required for cooling the fuel cell 54 by using the low temperature hot water returned from the multi-function heat exchanger 24 or the cold water returned from the FCU 48.

먼저, 난방 가동시 도 5a에서와 같이 다기능 열교환기(24)로 공급된 온수는 열교환작용을 거쳐 냉온수환수관(44)으로 환수되는 데, 이때 환수되는 온수는 상기 냉온수환수관(44)에 설치되어 있는 선택밸브(46)의 동작에 따라 상기 선택밸브(46)에 연결되어 있는 연료전지 냉각수공급라인(56)을 통해 연료전지(54)로 공급되도록 함으로서 연료전지(54)를 냉각시키는 냉각수로 사용되어 지며, 이어서 사용된 온수는 연료전지 냉각수환수라인(58)을 통해 환수헤드(38)로 유입된 후, 상기 환수헤드(38)의 제어동작에 따라 온수순환관(34)으로 환수되도록 한다.First, during heating operation, the hot water supplied to the multi-functional heat exchanger 24 is returned to the cold / hot water return pipe 44 through a heat exchange operation, as the hot water is returned to the cold / hot water return pipe 44. According to the operation of the selector valve 46, the coolant is supplied to the fuel cell 54 through the fuel cell coolant supply line 56 connected to the selector valve 46 to cool the fuel cell 54. Then, the used hot water is introduced into the return head 38 through the fuel cell cooling water return line 58 and then returned to the hot water circulation pipe 34 according to the control operation of the return head 38. .

한편, 냉방 가동시에는 도 5b에서와 같이 FCU(48)로 공급된 냉수는 사용 후, FCU냉온수환수관(52)을 통해 냉온수환수관(44)으로 환수되는 데, 이때 상기 냉수 역시 냉온수환수관(44)에 설치되어 있는 선택밸브(46)의 동작에 따라 연료전지 냉각수공급라인(56)을 통해 연료전지(54)로 공급되도록 함으로서 연료전지(54)를 냉각시키는 냉각수로 사용된 후, 연료전지 냉각수환수라인(58)을 통해 환수헤드(38)로 유입된 다음, 상기 환수헤드(38)의 제어동작에 따라 냉수기(36)로 환수되어 진다.On the other hand, during cooling operation, the cold water supplied to the FCU 48 is returned to the cold / hot water return pipe 44 through the FCU cold / hot water return pipe 52 as shown in FIG. 5B, wherein the cold water is also a cold / hot water return pipe. The fuel is used as cooling water for cooling the fuel cell 54 by supplying the fuel cell 54 through the fuel cell cooling water supply line 56 according to the operation of the selection valve 46 installed in the 44. After the battery cooling water return line 58 is introduced into the return head 38, the cell is returned to the chiller 36 according to the control operation of the return head 38.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 에너지 절약형 냉난방 시스템의 전체 구성을 도시한 도면.1 is a view showing the overall configuration of an energy-saving heating and cooling system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 동절기시 일반난방을 행하기 위한 에너지 절약형 냉난방 시스템의 구성을 발췌하여 도시한 도면.Figure 2 is a view showing an extract of the configuration of the energy-saving heating and cooling system for performing general heating during the winter season.

도 3은 동절기시 급속난방을 행하기 위한 에너지 절약형 냉난방 시스템의 구성을 발췌하여 도시한 도면.Figure 3 is a view showing an extract of the configuration of the energy-saving cooling and heating system for rapid heating during the winter season.

도 4는 하절기시 냉방기능을 구현하기 위한 에너지 절약형 냉난방 시스템의 구성을 발췌하여 도시한 도면.Figure 4 is a view showing an extract of the configuration of the energy-saving cooling and heating system for implementing the cooling function during the summer.

도 5a는 본 발명인 에너지 절약형 냉난방 시스템에 접목된 연료전지의 연결 구성을 발췌하여 난방 작동시 연료전지의 냉각수 공급상태를 도시한 도면.Figure 5a is a view showing a cooling water supply state of the fuel cell during the heating operation by extracting the connection configuration of the fuel cell grafted to the present inventors energy-saving heating and cooling system.

도 5b는 본 발명인 에너지 절약형 냉난방 시스템에 접목된 연료전지의 연결 구성을 발췌하여 냉방 작동시 연료전지의 냉각수 공급상태를 도시한 도면.Figure 5b is a view showing a cooling water supply state of the fuel cell during the cooling operation by extracting the connection configuration of the fuel cell grafted to the present inventors energy-saving cooling and heating system.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

14: 난방배관 20: 급탕배관14: heating piping 20: hot water supply piping

24: 다기능 열교환기 26: 열병합 발전소24: multi-functional heat exchanger 26: cogeneration plant

32: 열교환기 36: 냉수기32: heat exchanger 36: cold water

40: 냉온수공급관 44: 냉온수환수관40: cold and hot water supply pipe 44: cold and hot water return pipe

48: FCU(Fan Coil Unit) 54: 연료전지48: FCU (Fan Coil Unit) 54: fuel cell

Claims

A cold / hot water supply pipe (40) for circulating a heat exchanger (32) using waste heat generated in the cogeneration plant (26) as a heat source and selectively receiving heat-exchanged hot water or cold water cooled by a cold water cooler (36);

A multifunctional heat exchanger 24 for exchanging hot water supplied through the cold / hot water supply pipe 40 to circulate the heating pipe 14, and hot water supplied to the hot water supply pipe 20;

FCU cold and hot water supply line 50 is connected to the selection valve 42 installed in the cold and hot water supply pipe 40 and receives the hot or cold water supplied to the cold and hot water supply pipe 40 according to the operation of the selection valve 42. )and;

FCU (48) to perform convection heating or convection cooling using hot or cold water supplied from the FCU cold and hot water supply line (50);

A cold / hot water return pipe (44) for returning hot water or cold water passing through the FCU (48) and returning hot water respectively passing through the multifunction heat exchanger (24);

It is installed in the cold and hot water return pipe 44 and includes a return head 38 for selectively introducing the hot or cold water introduced into the cold and hot water return pipe 44 to the heat exchanger 32 or the cold water cooler 36, respectively. Energy-saving heating and cooling system characterized in that the configuration.

The method of claim 1,

A temperature sensor 41 is attached to the cold / hot water supply pipe 40, and the temperature sensor 41 detects the temperature of hot water supplied to the cold / hot water supply pipe 40 to heat the heating pipe 14. Energy-saving heating and cooling system, characterized in that to operate the burner (12) automatically.

The method according to claim 1 or 2,

A selection valve 16 is installed in the heating pipe 14, and the selection valve 16 is connected to a heating water supply pipe 18 via a hot water supply pipe 20, according to the operation of the selection valve 16. Energy-saving heating and heating system, characterized in that for receiving the heating water circulating the heating pipe 14 to heat exchange the time water supplied to the hot water supply pipe (20).

In energy-saving heating and cooling system,

The hot and cold water supply pipe 40 which circulates the heat exchanger 32 using the waste heat generated by the cogeneration plant 26 as a heat source and supplies the heated hot water, and receives the hot water through the cold and hot water supply pipe 40 to heat the heating pipe 14. The multi-functional heat exchanger 24 to heat-exchange the hot water circulated to the hot water supplied to the hot water supply pipe 20 and the hot water discharged from the multi-functional heat exchanger 24 to the heat exchanger 32 A return pipe 44;

The energy-saving cooling and heating system is further provided with a fuel cell (54) for producing electrical energy;

One end of the fuel cell cooling water supply line 56 is connected to the fuel cell 54, and the other end of the fuel cell cooling water supply line 56 is connected to the selection valve 46 installed in the cold / hot water return pipe 44. In connection configuration, the hot water returned to the cold / hot water return pipe 44 according to the opening / closing operation of the selection valve 46 is supplied to the fuel cell 54 through the fuel cell cooling water supply line 56 to supply a fuel cell ( Energy-saving heating and cooling system characterized in that for cooling the waste heat generated in (54).

The method of claim 4, wherein

The fuel cell (54) is an energy-saving heating and cooling system characterized in that it is further provided with a fuel cell cold and hot water return line (58) for returning hot water used as cooling water to the cold and hot water return pipe (58).

The method according to claim 4 or 5,

The fuel cell 54 is connected to the hot water supply pipe 20 so as to cool the fuel cell 54 by the time water supplied to the hot water supply pipe 20 through the water supply port 22. Energy-saving air conditioning system.