KR101221092B1 - Flue Gas Heat Source Hot and Cold Water Making System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공장 및 산업현장에서 발생되고 버려지는 배기가스 폐열을 열원으로 이젝터 냉열 제조 시스템을 통해 시수를 냉각시켜 냉열을 공급하고, 지역난방 등에서 사용되어 리턴된 물을 가열하여 온열을 공급하며, 상기 냉,온열을 동시에 공급할 수 있으며, 상기 이젝터 냉열 제조 시스템에서 시수를 냉각시키기 위해 흡수한 열을 히트펌프 시스템의 열원으로 이용하고, 상기 히트펌프 시스템의 응축열을 이용하여 온열을 공급하는 특징이 있다.The present invention relates to a cold and hot manufacturing system using an exhaust gas heat source, and more particularly, to supply cold heat by cooling the water from the exhaust gas waste heat generated and discarded in factories and industrial sites through an ejector cold heat production system. It is used in district heating, heating the returned water to supply the heat, and supply the cold and heat at the same time, using the heat absorbed to cool the time in the ejector cold heat manufacturing system as a heat source of the heat pump system And it is characterized by supplying heat using the heat of condensation of the heat pump system.

Description

배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템{Flue Gas Heat Source Hot and Cold Water Making System}Cold Gas Heat Source Hot and Cold Water Making System

본 발명은 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공장 및 산업현장에서 발생되고 버려지는 배기가스 폐열을 열원으로 이젝터 냉열 제조 시스템을 통해 시수를 냉각시켜 냉열을 공급하고, 지역난방 등에서 사용되어 리턴된 물을 가열하여 온열을 공급하며, 상기 냉,온열을 동시에 공급할 수 있으며, 상기 이젝터 냉열 제조 시스템에서 시수를 냉각시키기 위해 흡수한 열을 히트펌프 시스템의 열원으로 이용하고, 상기 히트펌프 시스템의 응축열을 이용하여 온열을 공급하는 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a cold and hot manufacturing system using an exhaust gas heat source, and more particularly, to supply cold heat by cooling the water from the exhaust gas waste heat generated and discarded in factories and industrial sites through an ejector cold heat production system. It is used in district heating, heating the returned water to supply the heat, and supply the cold and heat at the same time, using the heat absorbed to cool the time in the ejector cold heat manufacturing system as a heat source of the heat pump system The present invention relates to a cold and hot manufacturing system using an exhaust gas heat source for supplying heat using the heat of condensation of the heat pump system.

일반적으로 열병합 발전소 등의 대형 보일러 및 산업체에서 발생하는 약 100 ~ 200℃의 중저온의 배가스는 현재 대개 그대로 대기로 배출되고 있다. In general, the low-temperature flue gas of about 100 ~ 200 ℃ generated in large boilers and industries, such as cogeneration plants, is usually discharged to the atmosphere as it is.

그러나, 이러한 중저온의 배가스는 냉,온열 생산을 위한 에너지 원으로 재사용 될 수 있다. 특히, 대형 보일러의 경우, 배가스로부터 얻을 수 있는 에너지의 양이 매우 크므로, 이 열을 이용하여 지역 냉,난방 공급 등에 활용할 수 있다면, 큰 에너지 절약 효과를 기대할 수 있다.
However, such low-temperature exhaust gas can be reused as an energy source for cold and hot production. In particular, in the case of a large boiler, since the amount of energy that can be obtained from the flue gas is very large, if this heat can be utilized for local cooling, heating supply, etc., a large energy saving effect can be expected.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art,

공장 및 산업현장에서 발생되고 버려지는 배기가스 폐열을 열원으로 이젝터 냉열 제조 시스템을 통해 시수를 냉각시켜 냉열을 공급하고, 지역난방 등에서 사용되어 리턴된 물을 가열하여 온열을 공급하며, 상기 냉,온열을 동시에 공급할 수 있는 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템을 제공하는데 목적이 있다.The exhaust gas waste heat generated and discarded in factories and industrial sites is used as a heat source to supply cooling heat through the ejector cold heat manufacturing system, and to supply heat by heating the returned water used in district heating and the like. It is an object of the present invention to provide a cold and hot manufacturing system using an exhaust gas heat source that can supply simultaneously.

또한, 상기 이젝터 냉열 제조 시스템에서 시수를 냉각시키기 위해 흡수한 열을 히트펌프 시스템의 열원으로 이용하고, 상기 히트펌프 시스템의 응축열을 이용하여 온열을 공급하는 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
In addition, the cold and hot manufacturing system using an exhaust gas heat source using the heat absorbed to cool the time in the ejector cold heat manufacturing system as a heat source of the heat pump system, and supplying heat using the heat of condensation of the heat pump system There is another purpose to provide.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 공장 및 산업현장에서 발생되는 배기가스 폐열을 이용하여 온열과 냉열을 동시에 제조하는 시스템에 있어서,
배기가스로부터 열을 받아 작동유체를 증발시키는 발생기와, 저온의 작동유체와 외부에서 이송된 시수와의 열교환을 통해 냉열을 생산하는 증발기와, 상기 발생기에서 생산된 증기 작동유체를 구동원으로 하여 상기 증발기에서 시수의 열을 흡수하여 증기가 된 작동유체를 흡입하는 이젝터와, 상기 이젝터를 통해 전달된 작동유체를 응축시켜 액상태가 되도록 함과 동시에 히트펌프 시스템에 열원을 제공하도록 하는 응축기와, 상기 응축기와 발생기 사이를 연결하는 관에 형성되어 상기 응축기 내에서 응축된 작동유체를 발생기로 이송시키는 펌프와, 상기 응축기와 증발기 사이를 연결하는 관에 형성되어 상기 증발기로 전달되는 작동유체를 저압으로 변환시키는 역할을 하는 팽창밸브를 포함하여 구성되는 이젝터 냉열 제조 시스템과;
상기 이젝터 냉열 제조 시스템의 응축기의 내부에 형성되어 이젝터 냉열 제조 시스템 응축기 내의 작동유체와 히트펌프 시스템의 작동유체 간의 열교환을 수행하도록 하는 히트펌프 시스템의 증발기와, 상기 히트펌프 시스템의 증발기로부터 전달받은 저온 저압의 작동유체를 고온고압의 작동유체로 변환시키는 히트펌프 시스템의 압축기와, 상기 히트펌프 시스템의 압축기로부터 전달받은 고온고압의 작동유체의 열을 이용하여 지역난방 등에서 사용되어 리턴된 물을 가열하여 온열을 공급하는 히트펌프 시스템의 응축기와, 상기 히트펌프 시스템의 응축기와 히트펌프 시스템의 증발기 사이를 연결하는 관에 형성되어 히트펌프 시스템의 증발기로 전달되는 응축된 작동유체를 저온저압으로 변환시키는 히트펌프 시스템의 팽창밸브를 포함하여 구성되는 히트펌프 시스템;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템에 관한 것이다.
In order to achieve the above object, the present invention is a system for producing hot and cold heat simultaneously using waste gas waste heat generated in factories and industrial sites,
A generator for receiving heat from the exhaust gas and evaporating the working fluid, an evaporator for producing cold heat through heat exchange between a low temperature working fluid and externally transported time water, and a vapor working fluid produced by the generator as a driving source. An ejector which absorbs the heat of the sisu and sucks the working fluid that has become a vapor, a condenser which condenses the working fluid delivered through the ejector to a liquid state and provides a heat source to the heat pump system, and the condenser A pump connected to the generator and connected to the generator to transfer the working fluid condensed in the condenser to the generator, and a pipe connected to the condenser and the evaporator to convert the working fluid delivered to the evaporator to a low pressure. An ejector cold heat production system configured to include an expansion valve that serves;
An evaporator of a heat pump system formed in the condenser of the ejector cold heat manufacturing system to perform heat exchange between the working fluid in the ejector cold heat manufacturing system condenser and the working fluid of the heat pump system, and the low temperature received from the evaporator of the heat pump system. By using a compressor of a heat pump system for converting a low pressure working fluid into a high temperature and high pressure working fluid, and using the heat of the high temperature and high pressure working fluid received from the compressor of the heat pump system, the water returned from the district heating is heated. Heat that is formed in the condenser of the heat pump system for supplying heat and the condenser of the heat pump system and the evaporator of the heat pump system to convert the condensed working fluid delivered to the evaporator of the heat pump system to low temperature low pressure Including expansion valve of pump system It relates to a cold, heat manufacturing system using an exhaust gas heat source, characterized in that comprising a; heat pump system.

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이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템은 공장 및 산업현장에서 발생되고 버려지는 배기가스 폐열을 열원으로 이젝터 냉열 제조 시스템을 통해 시수를 냉각시켜 냉열을 공급하고, 지역난방 등에서 사용되어 리턴된 물을 가열하여 온열을 공급하며, 상기 냉,온열을 동시에 공급할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the cold and hot manufacturing system using the exhaust gas heat source of the present invention, the exhaust gas waste heat generated and discarded in factories and industrial sites is used as a heat source to supply cold heat through the ejector cold heat manufacturing system. , Used in district heating and the like to supply the heat by heating the returned water, there is an effect that can supply the cold, heat at the same time.

또한, 상기 이젝터 냉열 제조 시스템에서 시수를 냉각시키기 위해 흡수한 열을 히트펌프 시스템의 열원으로 이용하고, 상기 히트펌프 시스템의 응축열을 이용하여 온열을 공급하는 효과가 있다.
In addition, there is an effect of using the heat absorbed in order to cool the time in the ejector cold heat production system as a heat source of the heat pump system, and supplying heat using the heat of condensation of the heat pump system.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템을 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이젝터 냉열제조 시스템의 응축기를 나타낸 부분 개략도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing a cold, heat producing system using an exhaust gas heat source according to an embodiment of the present invention,
2 is a partial schematic view showing a condenser of an ejector cold manufacturing system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.

본 발명은 공장 및 산업현장에서 발생되는 배기가스 폐열을 이용하여 온열과 냉열을 동시에 제조하는 시스템에 있어서,
배기가스로부터 열을 받아 작동유체를 증발시키는 발생기와, 저온의 작동유체와 외부에서 이송된 시수와의 열교환을 통해 냉열을 생산하는 증발기와, 상기 발생기에서 생산된 증기 작동유체를 구동원으로 하여 상기 증발기에서 시수의 열을 흡수하여 증기가 된 작동유체를 흡입하는 이젝터와, 상기 이젝터를 통해 전달된 작동유체를 응축시켜 액상태가 되도록 함과 동시에 히트펌프 시스템에 열원을 제공하도록 하는 응축기와, 상기 응축기와 발생기 사이를 연결하는 관에 형성되어 상기 응축기 내에서 응축된 작동유체를 발생기로 이송시키는 펌프와, 상기 응축기와 증발기 사이를 연결하는 관에 형성되어 상기 증발기로 전달되는 작동유체를 저압으로 변환시키는 역할을 하는 팽창밸브를 포함하여 구성되는 이젝터 냉열 제조 시스템과;
상기 이젝터 냉열 제조 시스템의 응축기의 내부에 형성되어 이젝터 냉열 제조 시스템 응축기 내의 작동유체와 히트펌프 시스템의 작동유체 간의 열교환을 수행하도록 하는 히트펌프 시스템의 증발기와, 상기 히트펌프 시스템의 증발기로부터 전달받은 저온 저압의 작동유체를 고온고압의 작동유체로 변환시키는 히트펌프 시스템의 압축기와, 상기 히트펌프 시스템의 압축기로부터 전달받은 고온고압의 작동유체의 열을 이용하여 지역난방 등에서 사용되어 리턴된 물을 가열하여 온열을 공급하는 히트펌프 시스템의 응축기와, 상기 히트펌프 시스템의 응축기와 히트펌프 시스템의 증발기 사이를 연결하는 관에 형성되어 히트펌프 시스템의 증발기로 전달되는 응축된 작동유체를 저온저압으로 변환시키는 히트펌프 시스템의 팽창밸브를 포함하여 구성되는 히트펌프 시스템;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The present invention is a system for producing hot and cold heat simultaneously using waste gas waste heat generated in factories and industrial sites,
A generator for receiving heat from the exhaust gas and evaporating the working fluid, an evaporator for producing cold heat through heat exchange between a low temperature working fluid and externally transported time water, and a vapor working fluid produced by the generator as a driving source. An ejector which absorbs the heat of the sisu and sucks the working fluid that has become a vapor, a condenser which condenses the working fluid delivered through the ejector to a liquid state and provides a heat source to the heat pump system, and the condenser A pump connected to the generator and connected to the generator to transfer the working fluid condensed in the condenser to the generator, and a pipe connected to the condenser and the evaporator to convert the working fluid delivered to the evaporator to a low pressure. An ejector cold heat production system configured to include an expansion valve that serves;
An evaporator of a heat pump system formed in the condenser of the ejector cold heat manufacturing system to perform heat exchange between the working fluid in the ejector cold heat manufacturing system condenser and the working fluid of the heat pump system, and the low temperature received from the evaporator of the heat pump system. By using a compressor of a heat pump system for converting a low pressure working fluid into a high temperature and high pressure working fluid, and using the heat of the high temperature and high pressure working fluid received from the compressor of the heat pump system, the water returned from the district heating is heated. Heat that is formed in the condenser of the heat pump system for supplying heat and the condenser of the heat pump system and the evaporator of the heat pump system to convert the condensed working fluid delivered to the evaporator of the heat pump system to low temperature low pressure Including expansion valve of pump system It is characterized in that it comprises a; heat pump system.

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이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such characteristics can be more clearly described by the preferred embodiments thereof.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.Before describing the various embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings, it can be seen that the application is not limited to the details of the configuration and arrangement of the components described in the following detailed description or shown in the drawings. will be. The invention may be embodied and carried out in other embodiments and carried out in various ways. It should also be noted that the device or element orientation (e.g., "front," "back," "up," "down," "top," "bottom, Expressions and predicates used herein for terms such as "left," " right, "" lateral, " and the like are used merely to simplify the description of the present invention, Or that the element has to have a particular orientation. Also, terms such as " first "and" second "are used herein for the purpose of the description and the appended claims, and are not intended to indicate or imply their relative importance or purpose.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이젝터 냉열제조 시스템의 응축기를 나타낸 부분 개략도이다.1 is a schematic view showing a cold and hot manufacturing system using an exhaust gas heat source according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a partial schematic view showing a condenser of the ejector cold manufacturing system according to an embodiment of the present invention.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템은 공장 및 산업현장(10)에서 발생되는 배기가스(20) 폐열을 이용하여 온열과 냉열을 동시에 제조하는 시스템으로써, 배기가스 폐열을 구동원으로 하여, 외부에서 유입된 시수를 냉각하여 냉열을 공급하는 이젝터 냉열 제조 시스템(200)과, 상기 이젝터 냉열 제조 시스템(200)과 연결되어, 이젝터 냉열 제조 시스템의 응축열을 열원으로 이용하여 리턴된 지역난방 온수를 가열시키는 히트펌프 시스템(300)으로 구성된다. As shown in Figure 1 and 2, the cold, hot heat production system using the exhaust gas heat source of the present invention by using the waste heat of the exhaust gas 20 generated in the factory and the industrial site 10 at the same time to produce the hot and cold heat The exhaust gas waste heat is used as a driving source, and is connected to the ejector cold heat production system 200 for cooling the time water introduced from the outside to supply cold heat, and the ejector cold heat production system 200, It consists of a heat pump system 300 for heating the returned district heating hot water using the heat of condensation as a heat source.

상기 이젝터 냉열 제조 시스템(200)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 발생기(210)와, 증발기(220)와, 이젝터(230)와, 응축기(240)와, 펌프(250)와, 팽창밸브(260)로 구성된다.The ejector cold heat production system 200, as shown in Figures 1 and 2, the generator 210, the evaporator 220, the ejector 230, the condenser 240, the pump 250, Expansion valve 260.

여기서, 상기 발생기(210)는 배기가스(20)로 부터 열을 받아 작동유체를 증발시킨다. 증발된 작동유체는 관을 따라 이젝터(230)로 전달된다.Here, the generator 210 receives heat from the exhaust gas 20 to evaporate the working fluid. The evaporated working fluid is delivered to the ejector 230 along the tube.

그리고, 상기 응축기(240)로부터 전달된 작동유체가 팽창밸브(260)를 거쳐 저온 상태가 된 후, 상기 증발기(220)로 유입되어 외부의 시수와 열교환을 수행하는데, 이 때, 상기 시수는 냉각되어 냉수로 변환된다.In addition, after the working fluid transferred from the condenser 240 becomes a low temperature state through the expansion valve 260, the working fluid is introduced into the evaporator 220 to perform heat exchange with external time water, wherein the time water is cooled. Is converted into cold water.

그렇게, 상기 증발기(220)에서 시수와 열교환하여 증발된 작동유체는 관을 통해 이젝터(230)로 전달된다.As such, the working fluid evaporated by heat exchange with time water in the evaporator 220 is transferred to the ejector 230 through a tube.

이때, 상기 이젝터(230)의 작동원리를 살펴보면, 우선 상기 이젝터(ejector)란, 고압의 유체를 구동노즐로 분출시켜 엔탈피를 속도 에너지를 변환시키고 압력을 낮춤으로써, 저압의 기체를 흡입하고 이를 압력보상 과정을 통하여 출구의 배압 상태로 변화시켜 흐르게 하는 장치이다.At this time, looking at the operation principle of the ejector 230, first, the ejector (ejector), by ejecting a high-pressure fluid into the drive nozzle to convert the enthalpy to the velocity energy and lower the pressure, to inhale low pressure gas and pressure It is a device that changes the flow to the back pressure of the outlet through the compensation process.

그리고, 상기 이젝터(230)를 이용한 이젝터 냉열 제조 시스템(200)의 작동원리는 다음과 같다. 이송된 증기상태의 작동유체가 이젝터(230)의 구동유체가 되어 이젝터(230) 내부의 구동노즐을 거치면서 흡입실(미도시)에 진공에 가까운 압력상태를 형성한다. 이렇게 형성된 압력차에 의하여 증발기(220)를 나온 증기상태의 작동유체가 이젝터(230) 내부로 흡입되게 되며, 이젝터(230) 내부에서 압력 보상과정을 거쳐 응축기(240)로 배출된다. In addition, the operation principle of the ejector cold heat production system 200 using the ejector 230 is as follows. The transferred working fluid becomes a driving fluid of the ejector 230 to form a pressure state close to a vacuum in the suction chamber (not shown) while passing through the driving nozzle inside the ejector 230. The working fluid in the vapor state exiting the evaporator 220 is sucked into the ejector 230 by the pressure difference thus formed, and is discharged to the condenser 240 through a pressure compensation process in the ejector 230.

이렇게, 상기 응축기(240)로 배출된 작동유체는 응축된 후 액상태가 된다. 이 중 일부는 펌프(250)에 의해 발생기(210)로 다시 전달되고, 나머지 일부는 이젝터(230)의 흡입력에 의해 팽창밸브(260)를 거쳐 감압된 후 증발기(220)로 이송된다. In this way, the working fluid discharged to the condenser 240 is in a liquid state after condensation. Some of these are delivered back to the generator 210 by the pump 250, and the other part is decompressed via the expansion valve 260 by the suction force of the ejector 230 and then transferred to the evaporator 220.

또한, 상기 펌프(250)는 응축기(240)와 발생기(210) 사이를 연결하는 관에 형성되어 상기 응축기(240) 내에서 응축된 일부 작동유체를 발생기에 이송시키는 역할을 하며, 설치위치는 상황에 따라 설계변경이 가능하다. 상기 팽창밸브(260)는 응축기(240)와 증발기(220) 사이를 연결하는 관에 형성되어 상기 증발기(220)로 전달되는 작동유체를 저압으로 변환시키는 역할을 한다.In addition, the pump 250 is formed in the pipe connecting between the condenser 240 and the generator 210 serves to transfer some working fluid condensed in the condenser 240 to the generator, the installation position is It is possible to change the design accordingly. The expansion valve 260 is formed in a pipe connecting the condenser 240 and the evaporator 220 serves to convert the working fluid delivered to the evaporator 220 to a low pressure.

여기서, 상기 응축기(240)는 본 특허에서 또 하나의 중요한 발명으로써, 도 2를 참고하여 설명하면, 이젝터(230)를 통해 전달된 작동유체가 하나의 탱크 내로 유입되고, 상기 응축기(240)의 탱크 양측으로 발생기와 증발기(220)로 각각 관들이 설치되며, 상기 이젝터(230)를 통해 전달된 작동유체가 응축기(240)에서 응축되도록 응축기(240) 내에 히트펌프 시스템의 증발기(310)가 더 설치된다.Here, the condenser 240 is another important invention in the present patent. Referring to FIG. 2, the working fluid delivered through the ejector 230 is introduced into one tank, and the condenser 240 is Tubes are installed at both sides of the tank to the generator and the evaporator 220, and the evaporator 310 of the heat pump system is further included in the condenser 240 so that the working fluid delivered through the ejector 230 is condensed in the condenser 240. Is installed.

이때, 상기 이젝터 냉열 제조 시스템(200)과 히트펌프 시스템(300)의 작동유체가 다른 경우, 상기 응축기(240)는 도 2의 <각각 다른 작동유체A>에서와 같이 응축기(240) 내에 히트펌프 시스템의 증발기(310)가 설치되어 상호 열교환되는 것이고, 반면, 이젝터 냉열 제조 시스템(200)과 히트펌프 시스템(300)의 작동유체가 같은 경우, 도 2의 <동일한 작동유체B>에서와 같이 별도의 히트펌프 시스템의 증발기(310)가 필요 없다. 이 이유는 상호 동일한 작동유체이기 때문에 상호 혼합할 수 있고, 그에 따라 상기 응축기(240)의 내부의 작동유체와 직접접촉식 열교환을 통해 히트펌프 시스템의 응축기(330)에서 이송된 히트펌프 시스템(300)의 작동유체를 증기로 변환시킬 수 있기 때문이다.At this time, when the working fluid of the ejector cold heat production system 200 and the heat pump system 300 is different, the condenser 240 is a heat pump in the condenser 240, as shown in <each different working fluid A> of FIG. If the evaporator 310 of the system is installed and heat exchanged with each other, on the other hand, if the working fluid of the ejector cold heat manufacturing system 200 and the heat pump system 300 are the same, as in <same working fluid B> of FIG. No evaporator 310 of the heat pump system is required. This is because the same working fluid can be mixed with each other, and thus the heat pump system 300 transferred from the condenser 330 of the heat pump system through direct contact heat exchange with the working fluid inside the condenser 240. This is because it can convert the working fluid of) into steam.

그렇게 증발된 작동유체는 응축기(240)의 탱크 내부 상부에 모이게 되고, 상기 응축기(240)의 탱크 상단부에 설치된 관을 통해 증발된 작동유체만 히트펌프 시스템의 압축기(320)로 전달되는 것이다. The evaporated working fluid is collected in the upper portion of the tank of the condenser 240, and only the working fluid evaporated through the pipe installed at the tank upper end of the condenser 240 is transferred to the compressor 320 of the heat pump system.

이렇게, 상기 응축기(240) 내에 히트펌프 시스템의 증발기(310)가 제거되면 히트펌프 시스템(300)의 증발온도가 높아지고, 동시에 히트펌프 시스템의 압축기(320)의 소비동력이 절감되어 효율이 높아지는 효과가 있다.Thus, when the evaporator 310 of the heat pump system is removed in the condenser 240, the evaporation temperature of the heat pump system 300 is increased, and at the same time, the power consumption of the compressor 320 of the heat pump system is reduced, thereby increasing efficiency. There is.

한편, 혹한기 등의 경우와 같이, 냉열 수요가 없고 온열 수요만 있을 경우에는 냉열을 제조할 필요가 없다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 발생기(210)에서 생산된 증기 작동유체가 이젝터(230)를 거치지 않고 바로 응축기(240)로 직접 전달되도록 바이패스 관(270)이 형성되고, 상기 바이패스 관(270)은 발생기(210)와 이젝터(230)를 상호 연결하는 관의 일단부에서 분기되어 응축기(240)와 연결되며, 상기 바이패스 관(270)에는 온열만을 생산하는 경우에만 개방되는 바이패스 밸브(280)가 형성된다. On the other hand, as in the case of cold weather, there is no need to manufacture cold heat when there is no cold heat demand and only heat demand. In order to achieve this purpose, the bypass pipe 270 is formed so that the steam working fluid produced in the generator 210 is directly passed to the condenser 240 without passing through the ejector 230, the bypass pipe 270 ) Is branched at one end of the tube interconnecting the generator 210 and the ejector 230 is connected to the condenser 240, the bypass pipe 270 is a bypass valve that is opened only when producing only heat ( 280 is formed.

즉, 상기 바이패스 밸브(280)가 개방되면 발생기(210)로부터 증발된 작동유체가 바이패스 관(270)을 통해 직접 응축기(240)로 전달되고, 따라서 상기 이젝터(230)로 작동유체가 유입/이송되지 않으므로 압력차가 발생하지 않아 응축기(240)로부터 증발기(220)로 작동유체의 유동이 발생하지 않으므로, 냉열 생산이 중단되어 난방에 필요한 온열만을 제조할 수 있는 특징이 있다.
That is, when the bypass valve 280 is opened, the working fluid evaporated from the generator 210 is transferred directly to the condenser 240 through the bypass pipe 270, and thus the working fluid flows into the ejector 230. Since the pressure difference does not occur since the transfer of the working fluid does not occur from the condenser 240 to the evaporator 220, the cold heat production is interrupted, and thus only the heat required for heating may be manufactured.

상기 히트펌프 시스템(300)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 이젝터 냉열 제조 시스템(200)의 응축열을 열원으로 하여 지역난방 등에서 리턴된 물을 가열하도록 히트펌프 시스템의 증발기(310)와, 히트펌프 시스템의 압축기(320)와, 히트펌프 시스템의 응축기(330)와 및 히트펌프 시스템의 팽창밸브(350)로 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the heat pump system 300 uses an evaporator 310 of the heat pump system to heat water returned from district heating using the condensation heat of the ejector cold heat manufacturing system 200 as a heat source. And a compressor 320 of the heat pump system, a condenser 330 of the heat pump system, and an expansion valve 350 of the heat pump system.

여기서, 상기 히트펌프 시스템의 증발기(310)는 상기에서 기술했듯이, 도 2를 참고하여, 상기 이젝터 냉열 제조 시스템의 응축기(240)의 내부에 형성되어 이젝터 냉열 제조 시스템 응축기(240) 내의 작동유체와 히트펌프 시스템(300)의 작동유체 간의 열교환을 수행하도록 한다. 상기 히트펌프 시스템의 압축기(320)는 히트펌프 시스템의 증발기(310)로부터 전달받은 저온 저압의 작동유체를 고온고압의 작동유체로 변환시킨 후, 히트펌프 시스템의 응축기(330)로 전달한다. Here, as described above, the evaporator 310 of the heat pump system is formed in the condenser 240 of the ejector cold heat production system with reference to FIG. 2 and the working fluid in the ejector cold heat production system condenser 240. Heat exchange between the working fluid of the heat pump system 300 is to be performed. The compressor 320 of the heat pump system converts the low temperature low pressure working fluid received from the evaporator 310 of the heat pump system into a high temperature high pressure working fluid, and then transfers it to the condenser 330 of the heat pump system.

그리고, 상기 히트펌프 시스템의 응축기(330)는 히트펌프 시스템의 압축기(320)와 관으로 연결되어, 히트펌프 시스템의 압축기(320)로부터 전달 받은 고온고압의 작동유체의 열을 이용하여 지역난방 등에서 사용되어 리턴된 물을 가열하여 온열을 공급한다. 이때, 작동유체의 열이 리턴된 물로 전달되면 작동유체는 냉각 및 응축된다.In addition, the condenser 330 of the heat pump system is connected to the compressor 320 of the heat pump system by a pipe, by using the heat of the high temperature and high pressure working fluid received from the compressor 320 of the heat pump system in the district heating, etc. Used to heat the returned water to supply heat. At this time, when the heat of the working fluid is transferred to the returned water, the working fluid is cooled and condensed.

이렇게, 상기 히트펌프 시스템의 응축기(330)에서 응축된 작동유체는 히트펌프 시스템의 팽창밸브(350)를 거쳐 감압된 후 다시 히트펌프 시스템의 증발기(310)로 전달되는 사이클을 반복한다.
In this way, the working fluid condensed in the condenser 330 of the heat pump system is depressurized through the expansion valve 350 of the heat pump system, and then the cycle is transmitted to the evaporator 310 of the heat pump system again.

상기의 본 발명에서 기술된 이젝터 냉열 제조 시스템(200)과 히트펌프 시스템(300)은 R134a, R600a, R1234yf, R152a 및 propyne 중 어떤 한 가지를 작동유체로 사용하며, 상기 이젝터 냉열 제조 시스템(200)과 상기 히트펌프 시스템(300)의 작동유체는 서로 다른 유체일 수도 있고, 동일한 유체일 수도 있다. 또한 상기 작동유체의 종류는 R134a, R600a, R1234yf, R152a 및 propyne 이외에 다른 것을 사용할 수도 있다.
The ejector cold heat production system 200 and the heat pump system 300 described in the present invention uses any one of R134a, R600a, R1234yf, R152a, and propyne as a working fluid, and the ejector cold heat manufacturing system 200 And the working fluid of the heat pump system 300 may be different fluids, or may be the same fluid. In addition, the kind of working fluid may be other than R134a, R600a, R1234yf, R152a and propyne.

10 : 공장 및 산업현장 20 : 배기가스
200 : 이젝터 냉열 제조 시스템 210 : 발생기
220 : 증발기 230 : 이젝터
240 : 응축기 250 : 펌프
260 : 팽창밸브 270 : 바이패스 관
280 : 바이패스 밸브 300 : 히트펌프 시스템
310 : 히트펌프 시스템의 증발기 320 : 히트펌프 시스템의 압축기
330 : 히트펌프 시스템의 응축기 350 : 히트펌프 시스템의 팽창밸브10: Factory and industrial site 20: Exhaust gas
200: ejector cold heat production system 210: generator
220: evaporator 230: ejector
240: condenser 250: pump
260: expansion valve 270: bypass pipe
280: bypass valve 300: heat pump system
310: evaporator of heat pump system 320: compressor of heat pump system
330: condenser of the heat pump system 350: expansion valve of the heat pump system

Claims (6)

공장 및 산업현장(10)에서 발생되는 배기가스(20) 폐열을 이용하여 온열과 냉열을 동시에 제조하는 시스템에 있어서,
배기가스(20)로부터 열을 받아 작동유체를 증발시키는 발생기(210)와, 저온의 작동유체와 외부에서 이송된 시수와의 열교환을 통해 냉열을 생산하는 증발기(220)와, 상기 발생기(210)에서 생산된 증기 작동유체를 구동원으로 하여 상기 증발기(220)에서 시수의 열을 흡수하여 증기가 된 작동유체를 흡입하는 이젝터(230)와, 상기 이젝터(230)를 통해 전달된 작동유체를 응축시켜 액상태가 되도록 함과 동시에 히트펌프 시스템(300)에 열원을 제공하도록 하는 응축기(240)와, 상기 응축기(240)와 발생기(210) 사이를 연결하는 관에 형성되어 상기 응축기(240) 내에서 응축된 작동유체를 발생기로 이송시키는 펌프(250)와, 상기 응축기(240)와 증발기(220) 사이를 연결하는 관에 형성되어 상기 증발기(220)로 전달되는 작동유체를 저압으로 변환시키는 역할을 하는 팽창밸브(260)를 포함하여 구성되는 이젝터 냉열 제조 시스템(200)과;
상기 이젝터 냉열 제조 시스템(200)의 응축기(240)의 내부에 형성되어 이젝터 냉열 제조 시스템 응축기(240) 내의 작동유체와 히트펌프 시스템(300)의 작동유체 간의 열교환을 수행하도록 하는 히트펌프 시스템의 증발기(310)와, 상기 히트펌프 시스템의 증발기(310)로부터 전달받은 저온 저압의 작동유체를 고온고압의 작동유체로 변환시키는 히트펌프 시스템의 압축기(320)와, 상기 히트펌프 시스템의 압축기(320)로부터 전달받은 고온고압의 작동유체의 열을 이용하여 지역난방 등에서 사용되어 리턴된 물을 가열하여 온열을 공급하는 히트펌프 시스템의 응축기(330)와, 상기 히트펌프 시스템의 응축기(330)와 히트펌프 시스템의 증발기(310) 사이를 연결하는 관에 형성되어 히트펌프 시스템의 증발기(310)로 전달되는 응축된 작동유체를 저온저압으로 변환시키는 히트펌프 시스템의 팽창밸브(350)를 포함하여 구성되는 히트펌프 시스템(300);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템.
In the system for producing hot and cold at the same time using the waste heat of the exhaust gas 20 generated in the factory and the industrial site 10,
A generator 210 receiving heat from the exhaust gas 20 to evaporate the working fluid, an evaporator 220 for producing cold heat through heat exchange between a low temperature working fluid and externally transferred time water, and the generator 210. By using the steam working fluid produced in the drive source to absorb the heat of the water from the evaporator 220, the ejector 230 to suck the working fluid became a vapor, and condensing the working fluid delivered through the ejector 230 In the condenser 240 and the condenser 240 to provide a heat source to the heat pump system 300 at the same time to the liquid state and the condenser 240 and the generator 210 is formed in the condenser 240 A pump 250 for transferring the condensed working fluid to the generator and a pipe connecting the condenser 240 and the evaporator 220 to convert the working fluid delivered to the evaporator 220 to low pressure. Expansion valve (260) Ejector cold production system 200 is configured to include the;
Evaporator of the heat pump system is formed in the condenser 240 of the ejector cold heat production system 200 to perform heat exchange between the working fluid in the ejector cold heat production system condenser 240 and the working fluid of the heat pump system 300. (310), the compressor 320 of the heat pump system for converting the low-temperature low-pressure working fluid received from the evaporator 310 of the heat pump system into a high-temperature high-pressure working fluid, and the compressor 320 of the heat pump system The condenser 330 of the heat pump system for supplying the heat by heating the returned water by using the heat of the high-temperature high-pressure working fluid received from the heat pump, the condenser 330 and the heat pump of the heat pump system The condensed working fluid which is formed in the pipe connecting between the evaporator 310 of the system and is delivered to the evaporator 310 of the heat pump system is converted into low temperature and low pressure. Bit of heat pump system including an expansion valve 350 of the pump system 300;
Cold, heat production system using an exhaust gas heat source, characterized in that comprises a.
제 1항에 있어서,
상기 발생기(210)에서 생산된 증기 작동유체가 이젝터(230)를 거치지 않고 바로 응축기(240)로 직접 전달되도록 바이패스 관(270)이 형성되고, 상기 바이패스 관(270)은 발생기(210)와 이젝터(230)를 상호 연결하는 관의 일단부에서 분기되어 응축기(240)와 연결되며, 상기 바이패스 관(270)에는 온열만을 생산하는 경우에만 개방되는 바이패스 밸브(280)가 형성되어 상황에 따라 온열만을 제조할 수는 것을 특징으로 하는 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템.
The method of claim 1,
The bypass pipe 270 is formed so that the steam working fluid produced by the generator 210 is directly passed to the condenser 240 without passing through the ejector 230, and the bypass pipe 270 is the generator 210. Branched at one end of the pipe interconnecting the and ejector 230 is connected to the condenser 240, the bypass pipe 270 is formed by the bypass valve 280 is opened only when producing only the heat situation Cooling, heat production system using an exhaust gas heat source, characterized in that only the heat can be produced according to.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 이젝터 냉열 제조 시스템(200)과 히트펌프 시스템(300)은 R134a, R600a, R1234yf, R152a 및 propyne 중 어떤 한 가지씩 각각 다른 유체를 작동유체로서 사용하는 것을 특징으로 하는 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
The ejector cold heat production system 200 and the heat pump system 300, each one of R134a, R600a, R1234yf, R152a and propyne each one using a different fluid as a working fluid, cold, hot heat using an exhaust gas heat source, characterized in that Manufacturing system.
제 3항에 있어서,
상기 이젝터 냉열 제조 시스템(200)과 히트펌프 시스템(300)의 작동유체가 R134a, R600a, R1234yf, R152a 및 propyne 중 어떤 한 가지로 동일한 경우, 상기 이젝터 냉열 제조 시스템(200)의 응축기(240) 내부에 형성되는 히트펌프 시스템의 증발기(310)를 제거함으로서, 히트펌프 시스템의 응축기(330)로부터 히트펌프 시스템의 팽창밸브(350)를 통해 상기 이젝터 냉열 제조 시스템(200)의 응축기(240)로 이송된 히트펌프 시스템(300)의 작동유체와 이젝터(230)를 통해 전달된 상기 이젝터 냉열 제조 시스템(200)의 작동유체가 상기 응축기(240) 내에서 직접접촉식 열교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 배기가스 열원을 이용한 냉,온열 제조시스템.
The method of claim 3, wherein
When the working fluid of the ejector cold manufacturing system 200 and the heat pump system 300 is the same as any one of R134a, R600a, R1234yf, R152a, and propyne, inside the condenser 240 of the ejector cold manufacturing system 200 By removing the evaporator 310 of the heat pump system is formed in the transfer from the condenser 330 of the heat pump system through the expansion valve 350 of the heat pump system to the condenser 240 of the ejector cold heat production system 200 The operating fluid of the heat pump system 300 and the operating fluid of the ejector cold heat production system 200 delivered through the ejector 230 is characterized in that the exhaust heat, characterized in that for performing direct contact heat exchange in the condenser 240 Cold and hot manufacturing system using gas heat source.
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