KR101328655B1 - Cogeneration system for house - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환을 통해 발생되는 증기를 이용하여 전기를 발생하고, 전기 발생시 사용하는 증기를 이용하여 주택용 난방 및 급탕에 필요한 열교환 매체를 사용함으로써, 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 열병합 발전 설비에 관한 것으로, 전기를 발생하여 주택으로 공급하는 발전부; 상기 발전부를 경유하여 발전 열매체가 순환하며, 상기 발전 열매체를 통해 상기 발전부의 발전터빈을 회전하는 발전 열매체 순환부; 주택의 난방수 및 급탕수를 상기 발전 열매체 순환부를 이용하여 가열하도록 상기 발전 열매체 순환부와 연결되며, 상기 발전 열매체와 열교환을 통해 상기 난방수 및 급탕수를 가열하여 상기 주택으로 공급하는 축열부; 및 상기 발전 열매체를 가열하도록 상기 발전 열매체 순환부와 연결되어 상기 발전 열매체를 열교환시키는 발전 열매체 가열부를 포함한다.The present invention relates to a cogeneration plant that generates electricity by using steam generated through heat exchange, and uses heat exchange media required for heating and hot water supply for homes by using steam used for electricity generation to improve energy efficiency. A power generation unit for generating electricity and supplying it to the house; A power generation heat medium for circulating the power generation heat medium through the power generation unit, and rotating the power generation turbine through the power generation heat medium; A heat storage unit connected to the power generation heat medium circulation part to heat the heating water and the hot water supply of the house by using the power generation heat medium circulation part, and heating the heating water and the hot water supply to the house through heat exchange with the power generation heat medium; And a power generation heat medium heating part connected to the power generation heat medium circulation part to heat the power generation heat medium and heat-exchanging the power generation heat medium.
Figure R1020110145290

Description

열병합 발전 설비{COGENERATION SYSTEM FOR HOUSE}Cogeneration System {COGENERATION SYSTEM FOR HOUSE}
본 발명은 열병합 발전 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환을 통해 발생되는 증기를 이용하여 전기를 발생하고, 전기 발생시 사용하는 증기를 이용하여 주택, 상업 시설, 산업 시설의 난방 및 급탕에 필요한 열교환 매체로 사용함으로써, 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 열병합 발전 설비에 관한 것이다.
The present invention relates to a cogeneration plant, and more particularly, to generate electricity by using steam generated through heat exchange, heat exchange for heating and hot water supply of houses, commercial facilities, industrial facilities using steam used in the generation of electricity. The present invention relates to a cogeneration plant that can improve energy efficiency by using as a medium.
일반적으로, 공동 주택이나 대단위 주거 단지등에 대한 에너지 공급 시스템은 전력을 공급하는 시스템과 냉난방을 공급하는 시스템으로 이원화되어 있다. 예를 들면, 전력은 한국 전력과 같은 전력 회사로부터 전기 선로를 통해 공급을 받게 되며, 냉난방은 중앙 집중식 냉난방이나 또는 세대별로 구비된 보일러나 에어컨과 같은 냉난방기를 통해서 자체적으로 실시하는 개별 냉난방이 이루어진다. 다른 예에서는 지역 난방 공사를 통해서 난방이 이루어질 수 있다.In general, the energy supply system for a multi-family house or a large residential complex is divided into a system for supplying power and a system for supplying air conditioning and heating. For example, electric power is supplied by electric lines from electric power companies such as Korea Electric Power, and heating and cooling is performed by individual heating and cooling by central heating or heating, or by air conditioners such as boilers or air conditioners provided by generations. In another example, heating may be accomplished through district heating work.
한편, 주택 뿐만 아니라, 상가, 학교, 빌딩 등과 같은 상업 시설, 공장, 창고 등과 같은 산업 시설 등에서도 에너지 공급 시스템은 전력을 공급하는 시스템과 냉난방을 공급하는 시스템으로 이원화되어 있다.Meanwhile, not only houses but also commercial facilities such as malls, schools, and buildings, and industrial facilities such as factories and warehouses, energy supply systems are dualized into systems for supplying power and systems for supplying air conditioning and heating.
상기와 같은 전력 공급 시스템과 냉난방 시스템의 이원화 및, 냉난방 기기의 다양화등은 많은 문제점을 내포하고 있다. 우선, 전력 회사로부터 전기 선로를 통해 공급 받는 전력 공급 시스템은 전기 선로가 연장될수록 전력의 손실이 증가하므로 전력 이용의 비효율화를 초래한다. 또한 전력 회사로부터의 전력 공급이 차단되면 그 어떤 대체 전력도 존재하지 않기 때문에 비상시에는 속수 무책이 될 수 밖에 없으며, 전력에 의존하는 냉난방기의 가동, 수돗물 공급, 승강기 운행 등이 전면적으로 중단되어 위기 상황을 초래하게 된다.
The dualization of the power supply system and the air conditioning system, and the diversification of the air conditioning equipment include many problems. First of all, the power supply system supplied by the electric company through the electric line causes the power loss to increase as the electric line is extended, resulting in inefficiency of power use. In addition, if there is no alternative power when the power supply is cut off from the power company, it is inevitable to be in emergency in case of emergency, and the operation of the air conditioner, the tap water supply, and the lift operation are completely stopped. Will result.
한편, 열병합 발전설비는 유입된 공기를 고압의 기체로 압축시키는 공기 압축기와, 연료가 유입되어 고압으로 압축시키는 연료 압축기와, 상기 연료 압축기를 통한 연료를 이용하여 재열 및 예열기를 통하여 예열된 압축공기를 가열시키는 연소기와, 상기 연소기를 통하여 공급된 고온 고압의 공기에 의해 구동되는 발전터빈으로 이루어지며, 상기 발전터빈의 일에 의해 발전기가 구동되어 전기를 발생시키도록 되어 있다. 또한 상기 구성에 의한 열병합 발전설비를 이용하여 발생된 전기를 이용하여 히트펌프를 구동하고, 상기 히트펌프에 의해 온수와 냉수를 공급하는 시스템을 구성하도록 되어 있다.On the other hand, the cogeneration plant is an air compressor for compressing the incoming air into a high-pressure gas, a fuel compressor for the fuel is introduced and compressed to high pressure, and compressed air preheated through the reheat and preheater using the fuel through the fuel compressor It consists of a combustor for heating and a power turbine driven by the high temperature and high pressure air supplied through the combustor, the generator is driven by the work of the power generator turbine to generate electricity. In addition, the heat pump is driven using electricity generated by the cogeneration system according to the above configuration, and a system is provided to supply hot water and cold water by the heat pump.
또한, 주택용 열병합시스템으로는 국내 등록특허공보 제10-0892160호의 "주택용 연료전지 열병합 발전 시스템의 성능 평가 장치" 및 등록특허공보 제10-0755322호의 "열병합 발전시스템 및 그의 전력제어방법"등이 개시되어 있다.
In addition, as a home cogeneration system, a "performance evaluation apparatus for a fuel cell cogeneration system for home use" and "cogeneration system and power control method thereof" in Korean Patent Application Publication No. 10-0892160 and No. 10-0755322 are disclosed. It is.
상기와 같은 종래의 열병합시스템은 발전터빈을 구동시 발생하는 다양한 형태의 폐열을 복합적으로 회수하여 사용할 수 없으므로, 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있다.In the conventional cogeneration system as described above, since various types of waste heat generated when driving a power generation turbine cannot be recovered and used in combination, energy efficiency is deteriorated.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 발전터빈을 구동하기 위한 구동력을 자연 에너지를 이용하여 발생시키고, 발전터빈을 구동시 사용되는 열매체의 폐열을 통해 주택, 상업 시설 및 산업 시설의 난방 및 급탕을 위한 열교환 매체로 사용함으로써, 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 열병합 발전 설비를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention was developed to improve the above-mentioned problems, and generates a driving force for driving a power turbine using natural energy, and through the heat of waste heat of the heat medium used when driving the power turbine, housing, commercial facilities and It is an object of the present invention to provide a cogeneration plant that can improve energy efficiency by using as a heat exchange medium for heating and hot water supply of industrial facilities.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전기를 발생하여 주택으로 공급하는 발전부; 상기 발전부를 경유하여 발전 열매체가 순환하며, 상기 발전 열매체를 통해 상기 발전부의 발전터빈을 회전하는 발전 열매체 순환부; 주택의 난방수 및 급탕수를 상기 발전 열매체 순환부를 이용하여 가열하도록 상기 발전 열매체 순환부와 연결되며, 상기 발전 열매체와 열교환을 통해 상기 난방수 및 급탕수를 가열하여 상기 주택으로 공급하는 축열부; 및 상기 발전 열매체를 가열하도록 상기 발전 열매체 순환부와 연결되어 상기 발전 열매체를 열교환시키는 발전 열매체 가열부를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention generates a power generation unit for supplying electricity; A power generation heat medium for circulating the power generation heat medium through the power generation unit, and rotating the power generation turbine through the power generation heat medium; A heat storage unit connected to the power generation heat medium circulation part to heat the heating water and the hot water supply of the house by using the power generation heat medium circulation part, and heating the heating water and the hot water supply to the house through heat exchange with the power generation heat medium; And a power generation heat medium heating part connected to the power generation heat medium circulation part to heat the power generation heat medium and heat-exchanging the power generation heat medium.
또한, 본 발명은 상기 발전 열매체 및 상기 발전 열매체 가열부의 열매체가 각각 다른 라인을 통해 경유하면서 열교환되는 제1 열교환기; 상기 발전 열매체가 상기 제1 열교환기의 열교환을 통해 기화하면 압력에 의해 상기 제1 열교환부에서 배출되어 상기 발전부로 공급되도록 상기 제1 열교환기와 연결되며, 상기 제1 열교환기에서 기화하는 상기 발전 열매체를 상기 발전부에 일정한 압력으로 공급하는 발전 열매체 공급기; 상기 발전부의 발전터빈을 경유하는 상기 발전 열매체와 상기 축열부의 난방수가 각각 다른 라인을 통해 경유하면서 열교환되는 제2 열교환기; 및 상기 제2 열교환기를 경유하는 상기 발전 열매체를 응축하여 상기 제1 열교환기로 강제 순환시키는 발전 열매체 응축 순환부로 이루어진 발전 열매체 순환부를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.The present invention also provides a heat exchanger comprising: a first heat exchanger in which the heat generating medium and the heat generating medium of the heat generating medium heating unit are heat-exchanged via different lines; When the heat generating medium is evaporated through heat exchange of the first heat exchanger, the heat generating medium is connected to the first heat exchanger so as to be discharged from the first heat exchanger by pressure and supplied to the power generating unit, and the heat generating medium is vaporized in the first heat exchanger. Power generation heat medium supply for supplying a constant pressure to the power generation unit; A second heat exchanger configured to exchange heat while passing through a different line between the power generating heating medium and the heating water of the heat storage unit via a power generation turbine of the power generation unit; And a power generation heat medium circulation unit including a power generation heat medium condensation circulation unit configured to condense the power generation heat medium via the second heat exchanger and forcibly circulate it to the first heat exchanger.
또한 본 발명은 발전 열매체 순환부에 상기 발전 열매체 응축 순환부를 경유한 상기 발전 열매체를 가열하고, 가열을 통해 기화되는 상기 발전 열매체를 상기 발전 열매체 공급기로 공급하는 발전 열매체 보조 가열부; 및 상기 발전 열매체 응축 순환부에서 배출되는 상기 발전 열매체를 상기 제1 열교환기 또는 상기 발전 열매체 보조 가열부에 선택적으로 공급하는 연결밸브가 더 구비되는 열병합 발전 설비를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a power generation heat medium auxiliary heating unit for heating the power generation heat medium via the power generation heat medium condensation circulation unit and supplying the power generation heat medium vaporized by heating to the power generation heat medium supply unit; And a connection valve for selectively supplying the power generation heat medium discharged from the power generation heat medium condensation circulation unit to the first heat exchanger or the power generation heat medium auxiliary heating unit.
또한, 본 발명은 상기 제1 열교환기와 연결되는 제1 체크밸브; 상기 제1 체크밸브와 연결되는 감압밸브; 및 상기 감암밸브 및 상기 발전터빈과 연결되는 팽창밸브;를 포함하며, 상기 발전 열매체 보조 가열부가 상기 제1 체크밸브와 상기 감압밸브 사이에 연결되는 발전 열매체 공급기를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.In addition, the present invention includes a first check valve connected to the first heat exchanger; A pressure reducing valve connected to the first check valve; And an expansion valve connected to the damping valve and the power generation turbine, wherein the power generation heat medium auxiliary heating unit includes a power generation heat medium supplyer connected between the first check valve and the pressure reducing valve.
또한, 본 발명은 상기 제2 열교환기와 연결되는 응축기; 상기 응축기와 연결되며, 응축되는 상기 열매체가 저장되는 저장탱크; 및 상기 저장탱크의 상기 열매체가 상기 발전 열매체 순환부를 순환하도록 상기 열매체를 상기 제1 열교환기로 펌핑하는 열매체 제1 펌프로 이루어진 발전 열매체 응축 순환부를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.In addition, the present invention includes a condenser connected to the second heat exchanger; A storage tank connected to the condenser and storing the heat medium to be condensed; And a power generation heat medium condensation circulation part including a heat medium first pump that pumps the heat medium to the first heat exchanger so that the heat medium of the storage tank circulates the power generation heat medium circulation part.
또한, 본 발명은 상기 연결밸브와 연결되며, 상기 열매체가 순환하는 제3 열교환기; 상기 제3 열교환기를 순환하는 상기 열매체를 가열하기 위한 온수를 제2 펌프를 통해 순환하면서 가열하는 히터; 및 상기 제3 열교환기를 경유하는 상기 열매체가 기화됨에 따라 상기 제3 열교환기에서 상기 발전 열매체 공급기로 공급되도록 상기 제3 열교환부와 연결되는 제2 체크밸브로 이루어진 발전 열매체 보조 가열부를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.In addition, the present invention is connected to the connecting valve, the heat exchanger is a third heat exchanger circulating; A heater configured to heat hot water for heating the heat medium circulating through the third heat exchanger while circulating through a second pump; And a heat generation auxiliary heating unit including a second check valve connected to the third heat exchange unit such that the heat medium passing through the third heat exchanger is vaporized and supplied from the third heat exchanger to the power generation heat medium supply unit. Provide facilities.
또한, 본 발명은 난방수가 저장되며, 상기 난방수가 상기 제2 열교환기를 경유하면서 상기 제2 열교환기를 경유하는 상기 열매체에 의해 가열되도록 제3 펌프를 통해 상기 난방수를 순환시키는 축열탱크; 상기 축열탱크의 난방수가 상기 주택을 경유하여 상기 축열탱크로 재유입되도록 제4 펌프를 통해 상기 축열탱크의 난방수를 순환시키는 난방수 공급라인; 및 외부로부터 공급되는 냉수를 상기 축열탱크의 내부를 순환시켜 상기 주택으로 공급하는 온수 공급라인으로 이루어진 축열부를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.In addition, the present invention is a heating tank is stored, the heat storage tank for circulating the heating water through a third pump so that the heating water is heated by the heat medium passing through the second heat exchanger while passing through the second heat exchanger; A heating water supply line configured to circulate the heating water of the heat storage tank through a fourth pump so that the heating water of the heat storage tank is reflowed into the heat storage tank via the house; And a heat storage unit including a hot water supply line circulating the inside of the heat storage tank to supply the cold water supplied from the outside to the house.
또한, 본 발명은 태양열을 집열하는 태양열 집열기; 상기 태양열 집열기에 의해 가열되는 태양열 열매체가 상기 제1 열교환기를 경유하는 상기 발전 열매체를 가열하도록 상기 태양열 집열기와 상기 제1 열교환기를 연결하는 태양열 열매체 순환라인; 및 상기 태양열 열매체 순환라인 상에 설치되어 상기 태양열 열매체를 강제 순환시키는 제5 펌프; 및 상기 제1 열교환기에서 배출되는 상기 태양열 열매체를 팽창하는 팽창탱크로 이루어진 발전 열매체 가열부를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.In addition, the present invention is a solar collector for collecting solar heat; A solar heat medium circulation line connecting the solar heat collector and the first heat exchanger such that the solar heat medium heated by the solar heat collector heats the power generation heat medium via the first heat exchanger; And a fifth pump installed on the solar heat medium circulation line to force circulation of the solar heat medium. And a power generation heat medium heating unit including an expansion tank configured to expand the solar heat medium discharged from the first heat exchanger.
또한, 본 발명은 일단이 상기 태양열 열매체 순환라인이 연결되고 타단이 상기 팽창탱크에 연결되며, 코일형태를 가지도록 상기 축열부에 결합되는 태양열 열매체 순환관; 및 일단이 상기 발전 열매체 응축 순환부에 연결되어 상기 열매체가 공급되고, 타단이 상기 발전 열매체 공급기와 연결되어 상기 열매체가 배출되며, 외경이 상기 태양열 열매체 순환관의 내경보다 작게 형성되어 상기 태양열 열매체 순환관의 내부에 위치되는 제1 발전 열매체 순환관;을 포함하며, 상기 팽창탱크가 상기 축열부의 내부에 구비되는 제1 열교환기를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.
In addition, the present invention is one end of the solar heat medium circulation line is connected to the other end is connected to the expansion tank, the solar heat medium circulation pipe coupled to the heat storage portion to have a coil form; And one end is connected to the power generation heat medium condensation circulation part to supply the heat medium, and the other end is connected to the power generation heat medium supplyer to discharge the heat medium, and an outer diameter is formed to be smaller than the inner diameter of the solar heat medium circulation pipe so that the solar heat medium circulation And a first heat generating medium circulation pipe positioned inside the pipe, wherein the expansion tank includes a first heat exchanger provided in the heat storage unit.
또한, 본 발명은 일단이 상기 발전터빈에 연결되고 타단이 상기 발전 열매체 순환부와 연결되며, 코일형태를 가지도록 상기 축열탱크에 결합되는 발전 열매체 순환관; 및 일단이 상기 제4 펌프를 통해 축열탱크의 하단에 연결되고 타단이 상기 축열탱크의 중앙부에 연결되어 상기 축열탱크의 난방수가 순환되며, 외경이 상기 발전 열 열매체 순환관의 내경보다 작게 형성되어 상기 발전 열매체 순환관의 내부에 위치되는 제2 발전 열매체 순환관으로 이루어진 제2 열교환기를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.In addition, the present invention is one end is connected to the power generation turbine and the other end is connected to the power generation heat medium circulation portion, the power generation heat medium circulation pipe coupled to the heat storage tank to have a coil shape; And one end is connected to the lower end of the heat storage tank through the fourth pump and the other end is connected to the center portion of the heat storage tank so that the heating water of the heat storage tank is circulated, and the outer diameter is smaller than the inner diameter of the power generation heat medium circulation pipe. Provided is a cogeneration plant including a second heat exchanger comprising a second power generating heat medium circulation pipe positioned inside the power generating heat medium circulation pipe.
또한, 본 발명은 코일형태를 가지도록 상기 축열탱크에 결합되어 일단이 상기 제2 펌프에 연결되고 타단이 상기 히터에 연결되며, 내부로 상기 발전 열매체를 가열하기 위한 열매체가 순환하는 열매체 순환관; 및 일단이 상기 상기 열매체 공급기에 연결되고 타단이 상기 연결밸브와 연결되며, 외경이 상기 열매체 순환관의 내경보다 작게 형성되어 상기 열매체 순환관의 내부에 위치되는 제3 발전 열매체 순환관으로 이루어진 제3 열교환기를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.In addition, the present invention is connected to the heat storage tank to have a coil shape, one end is connected to the second pump and the other end is connected to the heater, the heat medium circulation pipe circulating the heat medium for heating the power generation heat medium therein; And a third generation heat medium circulation pipe having one end connected to the heat medium supplyer and the other end connected to the connection valve, and the outer diameter of which is smaller than the inner diameter of the heat medium circulation pipe, which is located inside the heat medium circulation pipe. It provides a cogeneration plant comprising a heat exchanger.
또한, 본 발명은 상기 발전 열매체가 가열되도록 상기 제1 열교환기로 열매체인 물을 가열하고 공급하는 버너; 상기 제1 열교환기의 열매체를 상기 버너로 강제 순환하는 제5 펌프; 및 상기 버너로 열매체인 물을 공급하는 물공급탱크로 이루어진 발전 열매체 가열부를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.In addition, the present invention includes a burner for heating and supplying water that is a heat medium to the first heat exchanger to heat the power generation heat medium; A fifth pump forcibly circulating the heat medium of the first heat exchanger to the burner; And it provides a cogeneration plant comprising a power generation heat medium heating unit consisting of a water supply tank for supplying water which is a heat medium to the burner.
또한, 본 발명은 내부로 상기 발전 열매체를 가열하기 위한 지열 열매체가 순환하며, 지면에 매입되어 지열에 의해 상기 지열 열매체가 가열되는 지열 집열관; 상기 지열 열매체가 상기 제1 열교환기를 경유하도록 상기 지열 집열관과 상기 제1 열교환기를 연결하는 지열 열매체 순환라인; 및 상기 순환라인 상에 설치되어 상기 지열 열매체를 강제 순환시키는 제5 펌프; 및 상기 제1 열교환기에서 배출되는 상기 태양열 열매체를 팽창하는 팽창탱크로 이루어진 발전 열매체 가열부를 포함하는 열병합 발전 설비를 제공한다.
In addition, the present invention is a geothermal heat collector for circulating the geothermal heat medium for heating the power generation heat medium therein, the geothermal heat collecting tube is embedded in the ground is heated geothermal heat medium by geothermal heat; A geothermal heat medium circulation line connecting the geothermal heat collecting pipe and the first heat exchanger such that the geothermal heat medium passes through the first heat exchanger; And a fifth pump installed on the circulation line to forcibly circulate the geothermal heat medium. And a power generation heat medium heating unit including an expansion tank configured to expand the solar heat medium discharged from the first heat exchanger.
상기와 같은 본 발명에 따른 열병합 발전 설비에 의하면, 발전터빈을 구동하기 위한 구동력을 자연 에너지를 이용하여 발생시키고, 발전터빈 구동시 사용되는 열매체의 폐열을 통해 주택, 상업 시설 및 산업 시설의 난방 및 급탕을 위한 열교환 매체로 사용함으로써, 에너지 효율이 향상되는 이점이 있다.
According to the cogeneration plant according to the present invention as described above, the driving force for driving the power generation turbine is generated by using natural energy, the heating of houses, commercial facilities and industrial facilities through the waste heat of the heat medium used when driving the power generation turbine and By using it as a heat exchange medium for hot water supply, there is an advantage that the energy efficiency is improved.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열병합 발전 설비를 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 열병합 발전 설비를 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 열병합 발전 설비를 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 열병합 발전 설비를 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 열교환기, 제2 열교환기 및 제3 열교환기의 구성을 나타낸 사시도이다.
1 is a block diagram of a cogeneration plant according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a cogeneration plant according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a cogeneration plant according to a third embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a cogeneration plant according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a perspective view illustrating the configuration of a first heat exchanger, a second heat exchanger, and a third heat exchanger according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims are to be interpreted in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can properly define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It must be interpreted in terms of meaning and concept.
이하, 본 발명에 따른 열병합 발전 설비를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a cogeneration plant according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 열병합 발전 설비를 설명한다.First, a cogeneration plant according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시 예에 따른 열병합 발전 설비는 전기를 발생하여 주택으로 공급하는 발전부(100), 발전부(100)에서 전기가 발생하도록 발전부(100)를 구동시키는 발전 열매체 순환부(200), 발전 열매체 순환부(200)의 잔열에 의해 열교환되는 축열부(300), 및 발전 열매체 순환부(200)의 발전 열매체를 가열하기 위한 발전 열매체 가열부(400)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the cogeneration plant according to the first embodiment may be configured to drive the power generation unit 100 to generate electricity from the power generation unit 100 and the power generation unit 100 to generate electricity and to supply the house. The power generation heat medium circulation part 200, the heat storage part 300 which is heat-exchanged by the residual heat of the power generation heat medium circulation part 200, and the power generation heat medium heating part 400 for heating the power generation heat medium of the power generation heat medium circulation part 200. Include.
이러한, 열병합 발전 설비는 발전부(100)에서 컨트롤러(도시생략)의 제어를 통해 발전된 전기를 축전하여 주택으로 공급하고, 잉여(剩餘)전기에 대해서는 한전선로를 통해 한국전력공사로 공급한다. 이로 인하여, 주택의 전기사용료를 줄임은 물론 전력의 판매를 통해 주택거주자가 수익을 올릴 수 있게 된다. Such a cogeneration plant stores electricity generated through control of a controller (not shown) in the power generation unit 100 and supplies it to a house, and supplies surplus electricity to KEPCO through KEPCO. As a result, the residential residents can make a profit through the sale of electricity as well as reducing the electric bill of the house.
발전부(100)는 발전 열매체 순환부의 발전 열매체가 기화되어 공급되는 발전터빈(110)과, 발전터빈(110)의 회전을 통해 전기를 발생하는 발전기(120) 및 이 발전기(120)에서 발생된 전기를 충전하는 축전기(130)를 포함한다. 이러한, 발전부(100)는 축전기(130)가 주택의 부하 및 한전선로와 연결되며, 상기 컨트롤러의 제어를 통해 주택의 부하 또는 한전선로로 전력을 공급하게 된다.The power generation unit 100 includes a power generation turbine 110 in which the power generation heat medium of the power generation heat circulation unit is vaporized, and a generator 120 generating electricity through rotation of the power generation turbine 110, and generated in the power generation unit 120. And a capacitor 130 for charging electricity. The power generation unit 100 is a capacitor 130 is connected to the load and the KEPCO line of the house, and supplies power to the load or the KEPCO line of the house through the control of the controller.
또한, 발전부(100)는 발전터빈(110)으로 공급되는 발전 열매체가 고압으로 공급되도록 발전터빈 노즐(도시생략)을 통해 발전 열매체 순환부(200)의 발전 열매체가 공급된다.In addition, the power generation unit 100 is supplied with the power generation heat medium of the power generation heat medium circulation part 200 through a power generation turbine nozzle (not shown) so that the power generation heat medium supplied to the power generation turbine 110 is supplied at high pressure.
발전 열매체 순환부(200)는 발전 열매체를 발전부(100)의 발전터빈(110)을 순환하도록 발전부(100)와 연결되며, 발전터빈(110)이 회전하도록 기화된 발전 열매체를 발전터빈(110)으로 공급한다.The power generation heat medium circulation part 200 is connected to the power generation part 100 to circulate the power generation heat generator 110 of the power generation heat medium, and the power generation heat medium vaporized so that the power generation turbine 110 rotates. 110).
또한, 발전 열매체 순환부(200)는 발전 열매체를 이용하여 주택의 난방수 및 급탕수를 가열하도록 주택의 난방을 위한 축열부(300)와의 열교환시킨다.In addition, the heat generating medium heat circulation unit 200 heat-exchanges with the heat storage unit 300 for heating the house to heat the heating water and the hot water supply of the house using the power generating heat medium.
이를 위하여, 발전 열매체 순환부(200)는 발전 열매체를 가열하기 위한 제1 열교환기(210), 제1 열교환기(210)에서 기화되는 발전 열매체를 발전터빈(110)으로 공급하는 발전 열매체 공급기(220), 발전터빈(110)을 경유한 발전 열매체를 이용하여 축열부(300)를 가열하는 제2 열교환기(230) 및 발전 열매체를 응축하기 위한 발전 열매체 응축 순환부(240)를 포함한다.To this end, the power generation heat medium circulation unit 200 is a power generation heat medium supplyer for supplying power generation heat medium vaporized in the first heat exchanger 210 and the first heat exchanger 210 to heat the power generation heat medium ( 220, a second heat exchanger 230 for heating the heat storage unit 300 using the power generation heat medium via the power generation turbine 110, and a power generation heat medium condensation circulation unit 240 for condensing the power generation heat medium.
또한, 발전 열매체 순환부(200)는 발전 열매체 응축 순환부(240)를 경유한 발전 열매체를 가열하고, 가열을 통해 기화되는 발전 열매체를 발전 열매체 공급기(220)로 공급하는 발전 열매체 보조 가열부(250), 발전 열매체 응축 순환부(240)에서 배출되는 발전 열매체를 제1 열교환기(210) 또는 발전 열매체 보조 가열부(240)에 선택적으로 공급하는 연결밸브(260)를 더 포함한다.In addition, the power generation heat medium circulation unit 200 is a power generation heat medium auxiliary heating unit for heating the power generation heat medium via the power generation heat medium condensation circulation unit 240, and supplies the power generation heat medium vaporized by heating to the power generation heat medium supplyer 220 ( 250, a connection valve 260 selectively supplying the power generation heat medium discharged from the power generation heat medium condensation circulation unit 240 to the first heat exchanger 210 or the power generation heat medium auxiliary heating unit 240.
제1 열교환기(210)는 발전 열매체 가열부(400)의 열매체와 발전 열매체 순환부(200)의 발전 열매체가 각각 다른 라인을 통해 경유하면서 열교환된다. 이때, 제1 열교환기(210)로 공급되는 발전 열매체 가열부(400)의 열매체에 의해 발전 열매체 순환부(200)의 발전 열매체가 가열되면서 기화된다.The first heat exchanger 210 exchanges heat while the heat medium of the heat generating medium heating unit 400 and the heat generating medium of the heat generating medium circulation unit 200 pass through different lines. At this time, the power generation heat medium of the power generation heat medium circulation part 200 is evaporated by the heat medium of the power generation heat medium heating part 400 supplied to the first heat exchanger 210.
본 실시 예에 따른 발전 열매체로는 낮은 온도에서 기화할 수 있는 열매체유를 사용하는 것이 바람직하다.As the heat generating medium according to the present embodiment, it is preferable to use a heat medium oil that can be vaporized at a low temperature.
또한, 제1 열교환기(210)는 기화되어 발전 열매체 공급기(220)로 배출되는 발전 열매체의 온도를 감지하도록 제1 온도감지센서(210a)를 구비한다.In addition, the first heat exchanger 210 is provided with a first temperature sensor 210a to detect the temperature of the power generation heat medium vaporized and discharged to the power generation heat medium supplyer 220.
발전 열매체 공급기(220)는 발전 열매체가 제1 열교환기(210)의 열교환을 통해 기화하면 압력에 의해 제1 열교환부(210)에서 배출되어 발전터빈(110)으로 안정되게 공급하도록 공급되도록 제1 열교환기(210)와 연결되며, 제1 열교환기(210)에서 기화하는 발전 열매체를 발전터빈(110)에 일정한 압력으로 공급한다.The power generation heat medium supplyer 220 is discharged from the first heat exchange part 210 by pressure when the power generation heat medium is vaporized through heat exchange of the first heat exchanger 210 so that the power supply heat medium is supplied to the power generation turbine 110 stably. It is connected to the heat exchanger 210, and supplies the power generation heat medium vaporized in the first heat exchanger 210 to the power generation turbine 110 at a constant pressure.
이를 위하여, 발전 열매체 공급기(220)는 제1 열교환기(210)와 연결되는 제1 체크밸브(221), 제1 체크밸브(221)와 연결되는 감압밸브(223); 감암밸브(223)와 발전터빈(110)을 연결하는 팽창밸브(225)를 포함한다.To this end, the power generation heat supply 220 includes a first check valve 221 connected with the first heat exchanger 210, and a pressure reducing valve 223 connected with the first check valve 221; It includes an expansion valve 225 for connecting the reduction valve 223 and the power generation turbine 110.
제1 체크밸브(221)는 발전 열매체가 제1 열교환기(210)에서 기화되어 압력이 증가하여 설정 압력이상이 되면 개방된다.The first check valve 221 is opened when the heat generating medium is evaporated in the first heat exchanger 210 and the pressure increases to be higher than the set pressure.
감압밸브(223)는 제1 체크밸브(221)를 통해 배출되는 기화된 발전 열매체의 압력을 일정하게 유지시킨다.The pressure reducing valve 223 maintains a constant pressure of the vaporized power generation heating medium discharged through the first check valve 221.
팽창밸브(225)는 발전터빈(110)으로 공급되는 발전 열매체의 공급량을 조절한다.The expansion valve 225 regulates the supply amount of power generation heat medium supplied to the power generation turbine 110.
제2 열교환기(230)는 발전터빈(110)에서 배출되는 발전 열매체와 축열부(300)의 난방수가 각각 다른 라인을 통해 경유하면서 열교환하여 축열부(300)의 난방수 및 급당수를 가열하게 된다. 이러한, 제2 열교환기(230)는 기화된 발전 열매체를 난방수와의 열교환을 통해 응축함과 동시에 난방수를 가열하게 된다. 이로 인하여, 기화된 발전 열매체로 난방수 및 급탕수를 가열하면서 응축이 이루어지므로, 주택의 난방비용을 현저히 줄일 수 있음은 물론 발전 열매체를 발전 열매체 응축 순환부(240)에서 응축하기 전 예비 응축 효과를 가지게 된다.The second heat exchanger 230 heats the heat generating medium discharged from the power generation turbine 110 and the heating water of the heat storage unit 300 while passing through different lines, thereby heating the heating water and the feed water of the heat storage unit 300. do. The second heat exchanger 230 condenses the vaporized power generation heat medium through heat exchange with the heating water and simultaneously heats the heating water. Because of this, condensation takes place while heating the heating water and the hot water with the vaporized power generation heating medium, it is possible to significantly reduce the heating cost of the house, as well as preliminary condensing effect before condensing the power generation heating medium in the power generation heating medium condensation circulation unit 240 Will have
즉, 제2 열교환기(230)를 통해 발전터빈(110)에서 배출되는 발전 열매체의 응축과 주택의 난방수 가열이 동시에 진행되므로, 폐열의 이용효율을 더욱 향상시킬 수 있음은 물론 에너지 사용 효율을 더욱 극대화 시킬 수 있다.That is, since the condensation of the power generation heat medium discharged from the power generation turbine 110 and the heating water heating of the house are performed at the same time through the second heat exchanger 230, the utilization efficiency of waste heat can be further improved, as well as energy use efficiency. It can be maximized further.
발전 열매체 응축 순환부(240)는 제2 열교환기(230)를 경유하면서 예비 응축이 이루어진 발전 열매체를 응축하여 제1 열교환기(210) 및 발전 열매체 보조 가열부(250)로 강제 순환시킨다.The power generation heat medium condensation circulation unit 240 condenses the power generation heat medium in which the preliminary condensation is performed while passing through the second heat exchanger 230, and forces the power generation heat medium condensation circulation unit 240 to the first heat exchanger 210 and the power generation heat medium auxiliary heating unit 250.
이를 위하여, 발전 열매체 응축 순환부(240)는 제2 열교환기(230)와 연결되는 응축기(241), 응축기(241)와 연결되며 응축되는 발전 열매체가 저장되는 저장탱크(243), 저장탱크(243)의 발전 열매체를 펌핑하는 제1 펌프(245)로 구성된다.To this end, the power generation heat medium condensation circulation unit 240 is a condenser 241 connected to the second heat exchanger 230, a storage tank 243 connected to the condenser 241, and storing the power generation heat medium condensed, and a storage tank ( And a first pump 245 for pumping the heat generating medium of 243.
이러한, 발전 열매체 응축 순환부(240)는 응축기(241)로 공랭식을 사용하게 되며, 응축효과가 향상되도록 응축 순환부(240)에 팬모터(241a)가 구비된다. 또한, 제1 펌프(245)는 응축기(241)의 응축을 통해 액화되어 저장탱크(243)에 저장되는 발전 열매체를 연결밸브(260)로 강제 순환시킨다.The power generation heat medium condensation circulation unit 240 uses an air cooling type as the condenser 241, and a fan motor 241a is provided in the condensation circulation unit 240 to improve the condensation effect. In addition, the first pump 245 is liquefied through the condensation of the condenser 241 is forced to circulate the power generation heat medium stored in the storage tank 243 to the connection valve 260.
연결밸브(260)는 제1 열교환기(210), 발전 열매체 보조 가열부(240) 및 발전 열매체 응축 순환부(240)와 각각 연결되며, 발전 열매체 응축 순환부(240)에서 공급되는 발전 열매체를 제1 열교환기(210)와 발전 열매체 보조 가열부(240) 중 선택된 어느 하나로 공급한다. 이를 위하여, 본 실시 예에 따른 연결밸브(260)로는 제1 펌프(245)를 통해 강제 순환되는 발전 열매체를 발전 열매체 보조 가열부(250) 또는 제1 열교환기(210)로 선택적으로 공급할 수 있도록 3방 밸브를 사용하는 것이 바람직하다.The connection valve 260 is connected to each of the first heat exchanger 210, the power generation heating medium auxiliary heating unit 240, and the power generation heating medium condensation circulation unit 240, and generates power generation heating medium supplied from the power generation heating medium condensation circulation unit 240. The first heat exchanger 210 and the power generation heating medium auxiliary heating unit 240 is supplied to any one selected. To this end, the connection valve 260 according to the present embodiment may be selectively supplied to the power generation heat medium auxiliary heating unit 250 or the first heat exchanger 210 to the power generation heat medium forcedly circulated through the first pump 245. It is preferable to use a three-way valve.
발전 열매체 보조 가열부(250)는 야간 또는 하절기와 같이 발전 열매체 가열부(400)의 사용이 제한적이거나 가열효과가 저하될 때 사용되며, 보일러와 같은 보조열원을 통해 발전 열매체유를 가열하게 된다.The power generation heating medium auxiliary heating unit 250 is used when the use of the power generation heating medium 400 is limited or the heating effect is reduced, such as at night or in the summer, and heats the power generating heating medium oil through an auxiliary heat source such as a boiler.
이를 위하여, 발전 열매체 보조 가열부(250)는 연결밸브(260)와 연결되며, 발전 열매체가 순환하는 제3 열교환기(251), 제3 열교환기(251)를 순환하는 발전 열매체를 가열하기 위한 온수를 제2 펌프(253a)를 통해 순환하면서 가열하는 히터(253), 제3 열교환기(251)를 경유하는 발전 열매체가 기화됨에 따라 제3 열교환기(251)에서 발전 열매체 공급기(220)로 공급되도록 제3 열교환부(251)와 연결되는 제2 체크밸브(255)를 포함한다. 이때, 제2 체크밸브(255)는 연결관을 통해 제1 체크밸브(221)와 감압밸브(223) 사이에 연결된다.To this end, the heat generating medium auxiliary heating unit 250 is connected to the connection valve 260, for heating the power generating heat medium circulating the third heat exchanger 251, the third heat exchanger 251 circulating the power generation heat medium As the heat generating medium heats through the heater 253 and the third heat exchanger 251, which is heated while circulating the hot water through the second pump 253a, the third heat exchanger 251 to the power generating heat medium supplyer 220. The second check valve 255 is connected to the third heat exchange part 251 to be supplied. At this time, the second check valve 255 is connected between the first check valve 221 and the pressure reducing valve 223 through a connecting pipe.
축열부(300)는 주택의 난방수 및 급탕수를 발전 열매체 순환부(200)를 이용하여 가열하도록 제2 열교환기(230)와 연결되며, 발전 열매체와 열교환을 통해 상기 난방수 및 급탕수를 가열하여 주택을 난방하고 및 주택으로 온수를 공급한다.The heat storage unit 300 is connected to the second heat exchanger 230 to heat the heating water and the hot water of the house by using the power generation heat medium circulation part 200, and heats the heating water and the hot water through heat exchange with the power generation heat medium. Heating to heat the house and supply hot water to the house.
이를 위하여, 축열부(300)는 발전 열매체와의 열교환을 위하여 난방수가 저장되는 축열탱크(310), 주택을 난방하기 위한 난방수 공급라인(320), 및 주택을 온수 공급을 위한 온수 공급라인(330)을 포함한다.To this end, the heat storage unit 300 is a heat storage tank 310 for storing the heating water for heat exchange with the power generation heat medium, a heating water supply line 320 for heating the house, and a hot water supply line for supplying hot water to the house ( 330).
축열탱크(310)는 난방수가 저장되며 난방수가 제2 열교환기(230)를 경유하면서 제2 열교환기(230)를 경유하는 발전 열매체에 의해 가열되도록 제3 펌프(310a)를 통해 난방수를 강제 순환시키고, 열교환을 통해 가열되는 난방수가 저장된다. 이러한, 축열탱크(310)는 내부에 저장되는 난방수의 온도를 감지하도록 난방수 감지센서(311)가 하단부에 마련된다.The heat storage tank 310 forces the heating water through the third pump 310a so that the heating water is stored and the heating water is heated by the heat generating medium passing through the second heat exchanger 230 while the heating water passes through the second heat exchanger 230. The heating water is circulated and heated by heat exchange. The heat storage tank 310 is provided with a heating water detection sensor 311 at the lower end to detect the temperature of the heating water stored therein.
난방수 공급라인(320)은 일단이 축열탱크(310)의 상단에 연결되고, 타단인 축열탱크(310)의 하단부에 연결된다. 이때, 온수 공급라인(33)은 난방수가 주택을 경유하여 축열탱크(310)로 재유입되도록 제4 펌프(320a)를 통해 축열탱크(310)의 난방수를 강제 순환시키며, 제4 펌프(320a)가 타단부에 마련된다.One end of the heating water supply line 320 is connected to the upper end of the heat storage tank 310, and the other end is connected to the lower end of the heat storage tank 310. At this time, the hot water supply line 33 forcibly circulates the heating water of the heat storage tank 310 through the fourth pump 320a so that the heating water is re-introduced into the heat storage tank 310 via the housing, and the fourth pump 320a. ) Is provided at the other end.
온수 공급라인(330)은 외부로부터 공급되는 냉수가 축열탱크(310)의 내부에서 가열하여 주택으로 공급하도록 일부가 코일 형태로 형성되어 축열탱크(310)의 내부에 위치된다. 이러한, 온수 공급라인(330)은 주택에서 온수를 사용하게 되면 상수도 연결밸브를 통해 냉수가 공급되고 냉수가 축열탱크(310)의 내부를 순환하는 동안 가열하여 주택으로 공급한다.The hot water supply line 330 is formed in a coil shape so that the cold water supplied from the outside is heated in the heat storage tank 310 to be supplied to the house, and is located inside the heat storage tank 310. When the hot water supply line 330 uses hot water in the house, the cold water is supplied through the tap water connection valve, and the cold water is heated while the cold water circulates inside the heat storage tank 310 to be supplied to the house.
발전 열매체 가열부(400)는 발전 열매체를 가열하도록 발전 열매체 순환부(200)와 연결되어 제1 열교환기(210)를 순환하는 발전 열매체를 열교환시켜 가열한다.The power generation heating medium 400 is connected to the power generation heating medium 200 to heat the power generation heating medium to heat the heat generating heating medium circulating through the first heat exchanger 210.
구체적으로, 발전 열매체 가열부(400)는 태얄열 집열기(410), 태양열 열매체 순환라인(420) 및 태양열 열매체를 강제 순환시키는 제5 펌프(430) 및 제1 열교환기(210)에서 배출되는 태양열 열매체를 팽창하는 팽창탱크(440)를 포함한다.Specifically, the heat generating medium heating unit 400 is solar heat discharged from the fifth heat pump 430 and the first heat exchanger 210 forcibly circulating the solar heat collector 410, the solar heat medium circulation line 420 and the solar heat medium. Expansion tank 440 for expanding the heat medium.
태양열 집열기(410)는 태양열을 집열하여 내부를 순환하는 태양열 열매체를 가열한다. 또한, 태양열 집열기(410)는 태양열 열매체 순환라인(420)으로 배출되는 태양열 열매체의 온도를 감지하기 위한 태양열 열매체 감지센서(410a)가 구비된다.The solar collector 410 collects solar heat and heats the solar thermal medium circulating therein. In addition, the solar collector 410 is provided with a solar heat medium sensor 410a for sensing the temperature of the solar heat medium discharged to the solar heat medium circulation line 420.
태양열 열매체 순환라인(420)은 태양열 집열기(410)에 의해 가열되는 태양열 열매체가 제1 열교환기(210)를 경유하는 발전 열매체를 가열하도록 태양열 집열기(410)와 제1 열교환기(210)를 연결한다.The solar heat medium circulation line 420 connects the solar heat collector 410 and the first heat exchanger 210 so that the solar heat medium heated by the solar heat collector 410 heats the power generation heat medium passing through the first heat exchanger 210. do.
제5 펌프(430)는 태양열 열매체 순환라인(420) 상에 설치되어 태양열 열매체를 제1 열교환기(210)에서 태양열 집열기(410)로 강제 순환시킨다. 이러한, 제5 펌프(430)는 제1 열교환기(210)와 팽창탱크(440) 사이에 마련된다.
The fifth pump 430 is installed on the solar heat medium circulation line 420 to forcibly circulate the solar heat medium from the first heat exchanger 210 to the solar heat collector 410. The fifth pump 430 is provided between the first heat exchanger 210 and the expansion tank 440.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 태양열을 이용한 열 교환 장치의 작용을 설명한다.The operation of the heat exchange apparatus using solar heat according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described.
먼저, 태양열 집열기(410)에서 가열된 태양열 열매체는 태양열 열매체 순환라인(420)을 통해 제1 열교환기(210)를 순환하면서 제1 열교환기(210)를 순환하는 발전 열매체를 열교환하여 기화시킨다.First, the solar heat medium heated in the solar collector 410 heats and vaporizes the heat generating heat medium circulating the first heat exchanger 210 while circulating the first heat exchanger 210 through the solar heat medium circulation line 420.
그리고, 제1 열교환기(210)에서 태양열 열매체와의 열교환을 통해 기화되는 발전 열매체는 발전터빈(110)으로 배출되고, 발전터빈(110)의 회전을 통해 발전기(120)에서 전기가 발생하여 주택으로 공급된다. 또한, 주택에서 사용하고 남게되는 잉여전기는 한전선로를 통해 한국전력으로 공급된다.In addition, the power generation heat medium vaporized through heat exchange with the solar heat medium in the first heat exchanger 210 is discharged to the power generation turbine 110, and electricity is generated from the power generator 120 through the rotation of the power generation turbine 110. Supplied by. In addition, surplus electricity used and left in the house is supplied to KEPCO through KEPCO line.
또한, 발전터빈(110)을 회전시킨 발전 열매체는 제2 열교환기(230)로 경유하면서 주택의 난방수를 가열함과 동시에 응축된 후 발전 열매체 응축 순환부(240)에서 응축된다. 이와 같이, 기화된 발전 열매체와 난방수의 열교환을 통해 난방수 및 온수를 가열하게 되므로, 발전 열매체의 폐열을 이용효율을 향상시킬 수 있음은 물론 주택의 난방 및 온수의 가열을 위한 별도의 연료 소비를 방지할 수 있어 에너지 사용효율을 더욱 향상할 수 있다.In addition, the power generation heat medium that rotates the power generation turbine 110 is condensed at the same time as the heating water of the house while condensed by the second heat exchanger 230 and then condensed in the power generation heat medium condensation circulation unit 240. As such, since the heating water and hot water are heated through heat exchange between the vaporized power generation heat medium and the heating water, the waste heat of the power generation heat medium can be improved, as well as the consumption of a separate fuel for heating the house and heating the hot water. It can be prevented to further improve the energy use efficiency.
또한, 태양열을 이용하여 발전 열매체를 가열하게 되므로, 전력 생산 및 주택의 난방과 온수를 태양광 에너지로만 할 수 있어 에너지 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
In addition, since the heat generating power medium is heated using solar heat, power generation and heating of the house and hot water can be used only as solar energy, thereby further improving energy efficiency.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 열병합 발전 설비를 설명한다.Next, a cogeneration plant according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.
제2 실시예에 따른 열병합 발전 설비를 설명함에 있어 제1 실시예와 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하며, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In the description of the cogeneration plant according to the second embodiment, the same reference numerals are used for the same components as those of the first embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.
도 2에 도시된 바와 같이 제2 실시 예에 따른 열병합 발전 설비는 지열을 이용하여 발전 열매체를 가열한다.As shown in FIG. 2, the cogeneration plant according to the second embodiment heats the heat generating medium using geothermal heat.
구체적으로, 제2 실시 예에 따른 열병합 발전 설비는 발전부(100), 발전 열매체 순환부(200), 축열부(300) 및 발전 열매체 가열부(400)를 포함한다.In detail, the cogeneration plant according to the second embodiment includes a power generation unit 100, a power generation heat medium circulation part 200, a heat storage unit 300, and a power generation heat medium heating part 400.
그리고 발전 열매체 가열부(400)는 내부로 상기 발전 열매체를 가열하기 위한 지열 열매체가 순환하며, 지면에 매입되어 지열에 의해 상기 지열 열매체가 가열되는 지열 집열관(470), 지열 열매체가 제1 열교환기(210)를 경유하도록 지열 집열관(470)과 제1 열교환기(210)를 연결하는 지열 열매체 순환라인(480) 및 순환라인(480) 상에 설치되어 지열 열매체를 강제 순환시키는 제5 펌프(490)를 포함한다.And the heat generating medium heating unit 400 is a geothermal heat medium for heating the heat generating heat medium therein, the geothermal heat collecting tube 470, the geothermal heat medium is buried in the ground and the geothermal heat medium is heated by geothermal heat, the geothermal heat medium is the first heat exchange A fifth pump installed on the geothermal heat medium circulation line 480 and the circulation line 480 for connecting the geothermal heat collecting pipe 470 and the first heat exchanger 210 to pass through the gas 210, forcibly circulating the geothermal heat medium 490.
이러한, 제2 실시예에 따른 열병합 발전 설비는 발전 열매체 가열부(400)가 지열을 통해 지열 열매체를 가열한 후, 이 지열 열매체와 발전 열매체를 열교환하게 되므로, 제1 실시예보다 설치비용을 줄일 수 있다.
In the cogeneration plant according to the second embodiment, since the heat generating medium heating unit 400 heats the geothermal heat medium through the geothermal heat, the geothermal heat medium and the heat generating heat medium are heat-exchanged, thereby reducing the installation cost than the first embodiment. Can be.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열병합 발전 설비를 도시한 것으로, 제3 실시예에 따른 열병합 발전 설비는 제1 열교환기(210), 제2 열교환기(230) 및 제3 열교환기(251)의 열교환 효율을 향상시킬 수 있도록 형성된다.3 illustrates a cogeneration plant according to a third embodiment of the present invention. The cogeneration plant according to the third embodiment includes a first heat exchanger 210, a second heat exchanger 230, and a third heat exchanger. 251 is formed to improve the heat exchange efficiency.
이러한, 제3 실시예에 따른 열병합 발전 설비를 설명함에 있어 제1 실시예 및 제2 실시예와 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하며, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In the description of the cogeneration plant according to the third embodiment, the same reference numerals are used for the same components as those of the first and second embodiments, and a detailed description thereof will be omitted.
도 3에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 열병합 발전 설비는 제1 열교환기(210), 제2 열교환기(230) 및 제3 열교환기(251)가 축열부(300)의 축열탱크(310)에 결합된다.As shown in FIG. 3, in the cogeneration plant according to the third embodiment, the first heat exchanger 210, the second heat exchanger 230, and the third heat exchanger 251 are heat storage tanks of the heat storage unit 300. Coupled to 310.
이러한, 제1 열교환기(210), 제2 열교환기(230) 및 제3 열교환기(251)는 도 5에 도시된 바와 같이 동일한 구조를 가지며, 각각 연결이 다르게 이루어진다.The first heat exchanger 210, the second heat exchanger 230, and the third heat exchanger 251 have the same structure as shown in FIG. 5, and are connected differently.
구체적으로, 제1 열교환기(210)는 태양열 열매체 순환관(211) 및 제1 발전 열매체 순환관(213)을 포함하며, 팽창탱크(440)가 축열탱크(310)의 내부에 구비된다. In detail, the first heat exchanger 210 includes a solar heat medium circulation tube 211 and a first power generation heat medium circulation tube 213, and an expansion tank 440 is provided inside the heat storage tank 310.
태양열 열매체 순환관(211)은 일단이 태양열 열매체 순환라인(420)에 연결되고 타단이 팽창탱크(310)에 연결된다. 이러한, 제1 열교환기(210)는 태양열 열매체와 발전 열매체의 열교환 효율이 향상되도록 코일형태를 가지며, 축열탱크(310)의 외면에 결합된다.The solar heat medium circulation pipe 211 has one end connected to the solar heat medium circulation line 420 and the other end connected to the expansion tank 310. The first heat exchanger 210 has a coil shape to improve heat exchange efficiency of the solar heat medium and the power generation heat medium, and is coupled to an outer surface of the heat storage tank 310.
제1 발전 열매체 순환관(213)은 일단이 연결밸브(260)를 통해 발전 열매체 응축 순환부(240)에 연결되어 발전 열매체가 공급되고 타단이 발전 열매체 공급기(220)와 연결되어 발전 열매체가 배출된다. 이러한 제1 발전 열매체 순환관(213)은 외경이 태양열 열매체 순환관(211)의 내경보다 작게 형성되어 태양열 열매체 순환관(211)의 내부에 삽입된다.One end of the first heat generating medium circulation pipe 213 is connected to the power generating heat medium condensing circulation unit 240 through the connecting valve 260 is supplied with the power generating heat medium, and the other end is connected to the power generating heat medium feeder 220 to discharge the power generating heat medium. do. The first power generation heat medium circulation pipe 213 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the solar heat medium circulation pipe 211 and is inserted into the solar heat medium circulation pipe 211.
이와 같은 제1 열교환기(210)는 태양열 열매체와 발전 열매체가 역방향으로 순환되도록 태양열 열매체가 태양열 열매체 순환관(211)의 상단으로 유입되어 하단으로 배출되고, 발전 열매체가 제1 발전 열매체 순환관(213)의 하단으로 유입되어 상단으로 배출된다. 이로 인하여, 태양열 열매체 순환관(211)을 순환하는 태양열 열매체와 제1 발전 열매체 순환관(213)을 순환하는 발전 교환매체가 서로 역방향으로 순환되어 태양열 열매체와 발전 열교환매체의 열 교환효율이 더욱 향상됨과 동시에 빠르게 진행된다.The first heat exchanger 210 is such that the solar heat medium is introduced into the upper end of the solar heat medium circulation pipe 211 and discharged to the lower end so that the solar heat medium and the power generation heat medium are circulated in the reverse direction, and the power generating heat medium is the first power generation heat medium circulation pipe ( 213 is introduced into the lower end and discharged to the upper end. As a result, the solar heat medium circulating in the solar heat medium circulation pipe 211 and the power generation exchange medium circulating in the first heat generating medium circulation pipe 213 are circulated in opposite directions to further improve the heat exchange efficiency of the solar heat medium and the power generation heat exchange medium. And at the same time is fast.
제2 열교환기(230) 또한 제1 열교환기(210)와 동일한 형태로 형성되며, 축열탱크(310)의 하단부에 결합된다.The second heat exchanger 230 is also formed in the same shape as the first heat exchanger 210 and is coupled to the lower end of the heat storage tank 310.
구체적으로, 제2 열교환기(230)는 난방수 순환관(231) 및 이 발전 열매체 순환관(231)에 삽입되는 제2 발전 열매체 순환관(233)으로 이루어진다.Specifically, the second heat exchanger 230 is composed of a heating water circulation pipe 231 and a second power generation heat medium circulation pipe 233 inserted into the power generation heat medium circulation pipe 231.
난방수 순환관(231)은 일단이 축열탱크(310)의 중앙부와 연결되고 타단이 축열탱크(310)의 하단부와 연결되어 제4 펌프(310a)를 통해 축열탱크(310)의 난방수가 순환된다. 이러한, 난방수 순환관(231)은 코일형태를 가지도록 축열탱크(310)의 하단부에 결합된다.The heating water circulation pipe 231 has one end connected to the central portion of the heat storage tank 310 and the other end connected to the lower end of the heat storage tank 310 so that the heating water of the heat storage tank 310 is circulated through the fourth pump 310a. . The heating water circulation pipe 231 is coupled to the lower end of the heat storage tank 310 to have a coil shape.
제2 발전 열매체 순환관(233)은 일단이 발전터빈(110)과 연결되고 타단이 발전 열매체 응축 순환부(240)와 연결되어 발전 열매체가 순환되며, 열교환을 통해 난방수를 가열하게 된다. 이러한, 제2 발전 열매체 순환관(233)은 외경이 난방수 순환관(231)의 내경보다 작게 형성되어 난방수 순환관(231)의 내부에 삽입된다.One end of the second power generation heat medium circulation pipe 233 is connected to the power generation turbine 110 and the other end is connected to the power generation heat medium condensation circulation part 240 to circulate the power generation heat medium, thereby heating the heating water through heat exchange. The second power generation heat medium circulation pipe 233 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the heating water circulation pipe 231 and is inserted into the heating water circulation pipe 231.
이와 같은 제2 열교환기(230) 또한 난방수와 발전 열매체가 열교환 효율이 향상되도록 난방수와 발전 열매체가 역방향으로 순환된다. 이를 위하여, 제2 열교환기(230)는 난방수가 난방수 순환관(231)의 하단으로 유입되어 상단으로 배출되고, 발전 열매체가 제1 발전 열매체 순환관(213)의 상단으로 유입되어 하단으로 배출된다.The second heat exchanger 230 also circulates the heating water and the heating medium in the reverse direction so that the heat exchange efficiency of the heating water and the heating medium is improved. To this end, the second heat exchanger 230 is the heating water flows into the lower end of the heating water circulation pipe 231 and is discharged to the upper end, the power generation heat medium is introduced into the upper end of the first power generation heat medium circulation pipe 213 and discharged to the lower end do.
이로 인하여, 난방수 순환관(231)을 순환하는 난방수와 제2 발전 열매체 순환관(233)을 순환하는 발전 열매체가 역방향으로 순환하게 되므로, 난방수와 발전 열매체의 열교환 효율이 더욱 향상됨과 동시에 빠르게 진행될 수 있다.As a result, the heating water circulating in the heating water circulation pipe 231 and the power generation heat medium circulating in the second power generation heat medium circulation pipe 233 are circulated in the reverse direction, thereby further improving heat exchange efficiency between the heating water and the power generation heat medium. Can be fast.
제 3 열교환기(251)는 코일형태를 가지도록 축열부(300)의 축열탱크(310)에 결합되어 일단 및 타단이 히터(253)에 각각 연결되어 내부로 발전 열매체를 가열하기 위한 열매체가 순환하는 열매체 순환관(251a) 및 일단이 열매체 공급기(220)에 연결되고 타단이 연결밸브(260)와 연결되며 외경이 열매체 순환관(251a)의 내경보다 작게 형성되어 열매체 순환관(251a)의 내부에 삽입되는 제3 발전 열매체 순환관(251b)을 포함한다.The third heat exchanger 251 is coupled to the heat storage tank 310 of the heat storage unit 300 to have a coil shape, and one end and the other end are respectively connected to the heater 253 to circulate the heat medium for heating the power generation heat medium. The heat medium circulation pipe 251a and one end are connected to the heat medium feeder 220, the other end is connected to the connection valve 260, and the outer diameter is smaller than the inner diameter of the heat medium circulation pipe 251a, so that the inside of the heat medium circulation pipe 251a is It includes a third power generation heat medium circulation pipe 251b inserted into the.
이러한, 제 3열교환기(251) 또한 열매체와 발전 열매체가 역방향으로 순환되도록 히터에 의해 가열되는 열매체가 열매체 순환관(251a)의 상단으로 유입되어 하단으로 배출되고, 발전 열매체가 제3 발전 열매체 순환관(251b)의 하단으로 유입되어 상단으로 배출된다.The third heat exchanger 251 also flows into the upper end of the heat medium circulation pipe 251a so that the heat medium heated by the heater is discharged to the lower end so that the heat medium and the power generating heat medium are circulated in the reverse direction, and the power generating heat medium is circulated in the third power generating heat medium. Inflow to the bottom of the tube (251b) and discharged to the top.
이로 인하여, 열매체 순환관(251a)을 순환하는 열매체와 제3 발전 열매체 순환관(251b)을 순환하는 발전 교환매체가 서로 역방향으로 순환되어 열매체와 발전 열매체의 열 교환효율이 더욱 향상됨과 동시에 빠르게 진행된다.
As a result, the heat medium circulating the heat medium circulation pipe 251a and the power generation exchange medium circulating in the third power generation heat medium circulation pipe 251b are circulated in the opposite directions, so that the heat exchange efficiency of the heat medium and the heat generating heat medium is further improved and rapidly progressed. do.
한편, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 제4 실시예에 따른 열병합 발전 설비는 발전 열매체 가열부(400)가 발전 열매체가 가열되도록 제1 열교환기(220)로 열매체인 물을 가열하여 공급하는 버너(450), 제1 열교환기(220)의 열매체를 버너(450)로 강제 순환하는 제5 펌프(430) 및 버너(450)로 열매체인 물을 공급하는 물공급탱크(460)를 포함한다.Meanwhile, referring to FIG. 4, the cogeneration plant according to the fourth embodiment of the present invention heats and supplies water that is a heat medium to the first heat exchanger 220 such that the heat generating medium heating unit 400 heats the power generating heat medium. Burner 450, a fifth pump 430 forcibly circulating the heat medium of the first heat exchanger 220 to the burner 450, and a water supply tank 460 for supplying water of the heat medium to the burner 450; do.
이러한, 제 4실시예에 따른 발전 열매체 가열부(400)는 발전 열매체를 가열하기 위하여 버너(450)를 사용하므로, 발전 열매체 보조 가열부(250)를 형성할 필요가 없게 된다. 이로 인하여, 제 4실시예에 따른 발전 열매체 가열부(400)는 그 구조가 단순하여 제작을 용이하게 할 수 있다.Since the power generation heating medium 400 according to the fourth embodiment uses the burner 450 to heat the power generation heating medium, it is not necessary to form the power generation heating medium auxiliary heating unit 250. For this reason, the heat generating medium heating unit 400 according to the fourth embodiment may have a simple structure and facilitate manufacture.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiment described above, but may be embodied in various other forms without departing from the spirit of the invention, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
100 : 발전부 110 : 발전터빈
120 : 발전기 130 : 축전기
200 : 발전 열매체 순환부 210 : 제1 열교환기
211 : 태양열 열매체 순환관 213 : 제1 발전 열매체 순환관
220 : 발전 열매체 공급기 230 : 제2 열교환기
231 : 난방수 순환관 233 : 제2 발전 열매체 순환관
230 : 발전 열매체 응축 순환부 240 : 발전 열매체 응축 순환부
250 : 발전 열매체 보조 가열부 260 : 연결밸브
300 : 축열부 310 : 축열탱크
320 : 난방수 공급라인 330 : 온수 공급라인
400 : 발전 열매체 가열부 410 : 태양열 집열기
420 : 태양열 열매체 순환라인 430 : 제5 펌프
440 : 팽창탱크
100: power generation unit 110: power generation turbine
120: generator 130: capacitor
200: power generation heat medium circulation portion 210: the first heat exchanger
211: solar heat medium circulation tube 213: first generation heat medium circulation tube
220: power generation heat medium feeder 230: second heat exchanger
231: heating water circulation pipe 233: second generation heat medium circulation pipe
230: power generation heat medium condensation circulation unit 240: power generation heat medium condensation circulation unit
250: heating medium auxiliary heating unit 260: connecting valve
300: heat storage unit 310: heat storage tank
320: heating water supply line 330: hot water supply line
400: power generation heating medium 410: solar collector
420: solar thermal medium circulation line 430: fifth pump
440: expansion tank

Claims (13)

  1. 전기를 발생하여 주택으로 공급하는 발전부; 상기 발전부를 경유하여 발전 열매체가 순환하며, 상기 발전 열매체를 통해 상기 발전부의 발전터빈을 회전하는 발전 열매체 순환부; 주택의 난방수 및 급탕수를 상기 발전 열매체 순환부를 이용하여 가열하도록 상기 발전 열매체 순환부와 연결되며, 상기 발전 열매체와 열교환을 통해 상기 난방수 및 급탕수를 가열하여 상기 주택으로 공급하는 축열부; 및 상기 발전 열매체를 가열하도록 상기 발전 열매체 순환부와 연결되어 상기 발전 열매체를 열교환시키는 발전 열매체 가열부;를 포함하며,
    상기 발전 열매체 순환부는, 상기 발전 열매체 및 상기 발전 열매체 가열부의 열매체가 각각 다른 라인을 통해 경유하면서 열교환되는 제1 열교환기; 상기 발전 열매체가 상기 제1 열교환기의 열교환을 통해 기화하면 압력에 의해 상기 제1 열교환부에서 배출되어 상기 발전부로 공급되도록 상기 제1 열교환기와 연결되며, 상기 제1 열교환기에서 기화하는 상기 발전 열매체를 상기 발전부에 일정한 압력으로 공급하는 발전 열매체 공급기; 상기 발전부의 발전터빈을 경유하는 상기 발전 열매체와 상기 축열부의 난방수가 각각 다른 라인을 통해 경유하면서 열교환되는 제2 열교환기; 및 상기 제2 열교환기를 경유하는 상기 발전 열매체를 응축하여 상기 제1 열교환기로 강제 순환시키는 발전 열매체 응축 순환부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    A power generation unit generating electricity and supplying the house; A power generation heat medium for circulating the power generation heat medium through the power generation unit, and rotating the power generation turbine through the power generation heat medium; A heat storage unit connected to the power generation heat medium circulation part to heat the heating water and the hot water supply of the house by using the power generation heat medium circulation part, and heat the heating water and the hot water supply to the house through heat exchange with the power generation heat medium; And a power generation heat medium heating part connected to the power generation heat medium circulation part to heat the power generation heat medium to heat exchange the power generation heat medium.
    The power generation heat medium circulation part may include: a first heat exchanger in which the power generation heat medium and the heat medium of the power generation heat medium heating part exchange heat while passing through different lines; When the heat generating medium is evaporated through heat exchange of the first heat exchanger, the heat generating medium is connected to the first heat exchanger so as to be discharged from the first heat exchanger by pressure and supplied to the power generating unit, and the heat generating medium is vaporized in the first heat exchanger. Power generation heat medium supply for supplying a constant pressure to the power generation unit; A second heat exchanger configured to exchange heat while passing through a different line between the power generating heating medium and the heating water of the heat storage unit via a power generation turbine of the power generation unit; And a power generation heat medium condensation circulation unit configured to condense the power generation heat medium via the second heat exchanger and to force circulation of the power generation heat medium through the first heat exchanger.
    Cogeneration plant characterized in that it comprises a.
  2. 삭제delete
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 발전 열매체 순환부는,
    상기 발전 열매체 응축 순환부를 경유한 상기 발전 열매체를 가열하고, 가열을 통해 기화되는 상기 발전 열매체를 상기 발전 열매체 공급기로 공급하는 발전 열매체 보조 가열부; 및
    상기 발전 열매체 응축 순환부에서 배출되는 상기 발전 열매체를 상기 제1 열교환기 또는 상기 발전 열매체 보조 가열부에 선택적으로 공급하는 연결밸브;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    According to claim 1, wherein the heat generating medium circulation unit,
    A power generation heat medium auxiliary heating unit which heats the power generation heat medium via the power generation heat medium condensation circulation unit, and supplies the power generation heat medium vaporized through heating to the power generation heat medium supplyer; And
    A connection valve for selectively supplying the power generation heat medium discharged from the power generation heat medium condensation circulation unit to the first heat exchanger or the power generation heat medium auxiliary heating unit;
    Cogeneration plant characterized in that it further comprises.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 발전 열매체 공급기는
    상기 제1 열교환기와 연결되는 제1 체크밸브;
    상기 제1 체크밸브와 연결되는 감압밸브; 및
    상기 감암밸브 및 상기 발전터빈과 연결되는 팽창밸브;를 포함하며, 상기 발전 열매체 보조 가열부가 상기 제1 체크밸브와 상기 감압밸브 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    The method of claim 3, wherein the power generation medium supply unit
    A first check valve connected to the first heat exchanger;
    A pressure reducing valve connected to the first check valve; And
    And an expansion valve connected to the damping valve and the power generation turbine, wherein the power generation heating medium auxiliary heating unit is connected between the first check valve and the pressure reducing valve.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 발전 열매체 응축 순환부는,
    상기 제2 열교환기와 연결되는 응축기;
    상기 응축기와 연결되며, 응축되는 상기 열매체가 저장되는 저장탱크; 및
    상기 저장탱크의 상기 열매체가 상기 발전 열매체 순환부를 순환하도록 상기 열매체를 상기 제1 열교환기로 펌핑하는 제1 펌프;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    According to claim 1, wherein the heat generating medium condensation circulation unit,
    A condenser connected to the second heat exchanger;
    A storage tank connected to the condenser and storing the heat medium to be condensed; And
    A first pump pumping the heat medium to the first heat exchanger such that the heat medium of the storage tank circulates the power generation heat medium circulation part;
    Cogeneration plant characterized in that it comprises a.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 발전 열매체 보조 가열부는,
    상기 연결밸브와 연결되며, 상기 열매체가 순환하는 제3 열교환기;
    상기 제3 열교환기를 순환하는 상기 열매체를 가열하기 위한 온수를 제2 펌프를 통해 순환하면서 가열하는 히터; 및
    상기 제3 열교환기를 경유하는 상기 열매체가 기화됨에 따라 상기 제3 열교환기에서 상기 발전 열매체 공급기로 공급되도록 상기 제3 열교환부와 연결되는 제2 체크밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    According to claim 3, The heat generating medium auxiliary heating unit,
    A third heat exchanger connected to the connection valve and through which the heat medium circulates;
    A heater configured to heat hot water for heating the heat medium circulating through the third heat exchanger while circulating through a second pump; And
    A second check valve connected to the third heat exchange part to be supplied from the third heat exchanger to the power generation heat medium supplyer as the heat medium passing through the third heat exchanger is vaporized;
    Cogeneration plant characterized in that it comprises a.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 축열부는,
    난방수가 저장되며, 상기 난방수가 상기 제2 열교환기를 경유하면서 상기 제2 열교환기를 경유하는 상기 열매체에 의해 가열되도록 제3 펌프를 통해 상기 난방수를 순환시키는 축열탱크;
    상기 축열탱크의 난방수가 상기 주택을 경유하여 상기 축열탱크로 재유입되도록 제4 펌프를 통해 상기 축열탱크의 난방수를 순환시키는 난방수 공급라인; 및
    외부로부터 공급되는 냉수를 상기 축열탱크의 내부를 순환시켜 상기 주택으로 공급하는 온수 공급라인;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    The method of claim 1, wherein the heat storage unit,
    A heat storage tank storing heating water and circulating the heating water through a third pump such that the heating water is heated by the heat medium passing through the second heat exchanger while passing through the second heat exchanger;
    A heating water supply line configured to circulate the heating water of the heat storage tank through a fourth pump so that the heating water of the heat storage tank is re-introduced into the heat storage tank via the house; And
    A hot water supply line circulating the inside of the heat storage tank to supply cold water supplied from the outside to the house;
    Cogeneration plant characterized in that it comprises a.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 발전 열매체 가열부는,
    태양열을 집열하는 태양열 집열기;
    상기 태양열 집열기에 의해 가열되는 태양열 열매체가 상기 제1 열교환기를 경유하는 상기 발전 열매체를 가열하도록 상기 태양열 집열기와 상기 제1 열교환기를 연결하는 태양열 열매체 순환라인; 및
    상기 태양열 열매체 순환라인 상에 설치되어 상기 태양열 열매체를 강제 순환시키는 제5 펌프; 및
    상기 제1 열교환기에서 배출되는 상기 태양열 열매체를 팽창하는 팽창탱크;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    According to claim 1, The heat generating medium heating unit,
    A solar collector that collects solar heat;
    A solar heat medium circulation line connecting the solar heat collector and the first heat exchanger such that the solar heat medium heated by the solar heat collector heats the power generation heat medium via the first heat exchanger; And
    A fifth pump installed on the solar heat medium circulation line to force circulation of the solar heat medium; And
    An expansion tank for expanding the solar thermal medium discharged from the first heat exchanger;
    Cogeneration plant characterized in that it comprises a.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 열교환기는,
    일단이 상기 태양열 열매체 순환라인이 연결되고 타단이 상기 팽창탱크에 연결되며, 코일형태를 가지도록 상기 축열부에 결합되는 태양열 열매체 순환관; 및
    일단이 상기 발전 열매체 응축 순환부에 연결되어 상기 열매체가 공급되고, 타단이 상기 발전 열매체 공급기와 연결되어 상기 열매체가 배출되며, 외경이 상기 태양열 열매체 순환관의 내경보다 작게 형성되어 상기 태양열 열매체 순환관의 내부에 위치되는 제1 발전 열매체 순환관;을 포함하며,
    상기 팽창탱크가 상기 축열부의 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    The method of claim 8, wherein the first heat exchanger,
    A solar heat medium circulation pipe having one end connected to the solar heat medium circulation line and the other end connected to the expansion tank and coupled to the heat storage unit to have a coil shape; And
    One end is connected to the power generation heat medium condensation circulation part to supply the heat medium, and the other end is connected to the power generation heat medium supplyer to discharge the heat medium, and the outer diameter is smaller than the inner diameter of the solar heat medium circulation pipe so that the solar heat medium circulation pipe Includes; the first power heating medium circulation pipe located inside the
    The cogeneration plant, characterized in that the expansion tank is provided in the heat storage unit.
  10. 제 7 항에 있어서, 제2 열교환기는,
    일단이 상기 축열탱크의 중앙부와 연결되고, 타단이 상기 축열탱크의 하단부와 연결되어 상기 제4 펌프를 통해 상기 축열탱크의 난방수가 순환되며, 코일형태를 가지도록 상기 축열탱크에 결합되는 난방수 순환관; 및
    일단이 상기 발전터빈과 연결되고 타단이 상기 발전 열매체 응축 순환부와 연결되어 상기 발전 열매체가 순환되며, 외경이 상기 난방수 순환관의 내경보다 작게 형성되어 상기 난방수 순환관의 내부에 위치되는 제2 발전 열매체 순환관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    The method of claim 7, wherein the second heat exchanger,
    One end is connected to the central portion of the heat storage tank, the other end is connected to the lower end of the heat storage tank circulating the heating water of the heat storage tank through the fourth pump, the heating water circulation coupled to the heat storage tank to have a coil form tube; And
    One end is connected to the power generation turbine, the other end is connected to the power generation heat medium condensation circulation portion circulating the power generation heat medium, the outer diameter is formed smaller than the inner diameter of the heating water circulation pipe is located inside the heating water circulation pipe 2 developing heat medium circulation;
    Cogeneration plant characterized in that it comprises a.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 제3 열교환기는,
    코일형태를 가지도록 상기 축열부의 축열탱크에 결합되어 일단 및 타단이 상기 히터에 각각 연결되어 상기 발전 열매체를 가열하기 위한 열매체가 순환하는 열매체 순환관; 및
    일단이 상기 열매체 공급기에 연결되고 타단이 상기 연결밸브와 연결되며, 외경이 상기 열매체 순환관의 내경보다 작게 형성되어 상기 열매체 순환관의 내부에 위치되는 제3 발전 열매체 순환관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    The method of claim 6, wherein the third heat exchanger,
    A heat medium circulation pipe coupled to the heat storage tank of the heat storage unit so as to have a coil shape, and having one end and the other end connected to the heater to circulate a heat medium for heating the power generation heat medium; And
    A third power generation heat medium circulation pipe having one end connected to the heat medium supplyer and the other end connected to the connection valve, and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the heat medium circulation pipe and positioned inside the heat medium circulation pipe;
    Cogeneration plant characterized in that it comprises a.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 발전 열매체 가열부는,
    상기 발전 열매체가 가열되도록 상기 제1 열교환기로 열매체인 물을 가열하고 공급하는 버너;
    상기 제1 열교환기의 열매체를 상기 버너로 강제 순환하는 제5 펌프; 및
    상기 버너로 열매체인 물을 공급하는 물공급탱크;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    According to claim 1, The heat generating medium heating unit,
    A burner for heating and supplying water, which is a heat medium, to the first heat exchanger so that the power generation heat medium is heated;
    A fifth pump forcibly circulating the heat medium of the first heat exchanger to the burner; And
    A water supply tank for supplying water having a heat medium to the burner;
    Cogeneration plant characterized in that it comprises a.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 발전 열매체 가열부는,
    내부로 상기 발전 열매체를 가열하기 위한 지열 열매체가 순환하며, 지면에 매입되어 지열에 의해 상기 지열 열매체가 가열되는 지열 집열관;
    상기 지열 열매체가 상기 제1 열교환기를 경유하도록 상기 지열 집열관과 상기 제1 열교환기를 연결하는 지열 열매체 순환라인; 및
    상기 순환라인 상에 설치되어 상기 지열 열매체를 강제 순환시키는 제5 펌프;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 설비.
    According to claim 1, The heat generating medium heating unit,
    A geothermal heat collecting tube for circulating the geothermal heat medium for heating the power generating heat medium and being embedded in the ground to heat the geothermal heat medium by geothermal heat;
    A geothermal heat medium circulation line connecting the geothermal heat collecting pipe and the first heat exchanger such that the geothermal heat medium passes through the first heat exchanger; And
    A fifth pump installed on the circulation line to forcibly circulate the geothermal heat medium;
    Cogeneration plant characterized in that it comprises a.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080010587A (en) * 2006-07-27 2008-01-31 엘지전자 주식회사 Cogeneration system
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080010587A (en) * 2006-07-27 2008-01-31 엘지전자 주식회사 Cogeneration system
KR20100029548A (en) * 2008-09-08 2010-03-17 엘지전자 주식회사 Co-generation and control method of the same
KR20100110637A (en) * 2009-04-03 2010-10-13 주식회사 동흥산업개발 Multiple purpose integrated power cogeneration system using solar energy and wind power
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