KR101391071B1 - 대기(공기)잠열을 이용한 전기 발생 장치 - Google Patents

대기(공기)잠열을 이용한 전기 발생 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기(대기) 잠열을 이용한 전기 발생 장치에 관한 것으로서, 암모니아를 작동유체로 하고 25℃에서의 잠열을 장치 내로 흡수하여 유체의 자체 순환으로 발생되는 에너지를 이용함으로써, 자체적으로 동력 또는 전기에너지를 생산하기 위하여 대기 중에 포함된 잠열을 장치 내로 끌어들여 그 내부의 배관에 암모니아(NH3)를 통과시켜 상기 암모니아(NH3)를 기화시켜 열기를 흡수하는 암모니아 증발기; 이용된 대기(공기)를 외부로 배출시키는 제1강제 환풍기; 기화한 암모니아(NH3) 냉매를 압축하여 온도를 더욱 높이는 히트펌프; 배관 내부로 압축된 기화한 암모니아(NH3) 냉매를 통과시켜 내부에 수용된 R-123용액을 끓게 하여 증기를 발생시키는 열교환기; 발생된 증기를 단열팽창시켜 작동되는 증기기관; 상기 증기기관의 작동에 의해 전기를 발생시키는 BL발전기; 배관 내부로 단열팽창 후 습증기 상태가 된 R-123을 제2압축모터로 압축하여 통과시켜 액화시킨 후, 액화된 R-123을 더욱 냉각시키는 습증기 냉각기; 주변의 열기를 외부로 배출시키는 제2강제 환풍기; 상기 습증기 냉각기를 통과한 R-123을 가속시켜 상기 열교환기의 내부로 투입시키는 제1압축모터; 상기 열교환기를 통과한 고압의 암모니아를 상기 암모니아 증발기에 보내기 전에 저압으로 감압시키고 암모니아의 유량을 조절하는 팽창밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

대기(공기)잠열을 이용한 전기 발생 장치{ELECTRIC GENERATING APPARATUS USING LATENT HEAT AIR}
본 발명은 대기(공기)잠열을 이용한 전기 발생 장치에 관한 것으로서, 냉동장치의 작동 유체인 암모니아(NH3)를 대기 중의 잠열을 끌어들어기 위한 작동유체로 하고, 히트펌프를 이용하여 흡수된 열을 압축하여 열원을 생산한 후 R-123 냉매를 제2차의 작동 유체로 하여 기화한 유체를 단열팽창시켜 발전기가 장착된 증기기관을 작동함으로써, 전기를 생산하는 대기(공기)잠열을 이용한 전기 발생 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 '내연기관'은 연료를 연소시켜서 생긴 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 동력발생장치를 말하는 것으로서, 탄화수소계의 연료(석탄, 석유류 등)와 공기를 적절한 비율로 혼합하여 기관의 내부에서 연소시키면 고온, 고압의 가스가 발생하는데, 이 가스의 팽창압력을 이용하여 동력을 얻는 것이다. 이러한 내연기관으로는 실린더 안에서 연료를 연소 폭발시켜 생긴 가스의 팽창력으로 동력을 일으키는 기관 즉, 디젤 기관, 가솔린 기관, 가스 터빈 기관 등이 있다.
또한, '외연기관'은 보일러 또는 가열기의 전열면(傳熱面)을 통해서 가열된 유체(作動流體：물 또는 기체)에 의해 동력을 일으키도록 하는 열기관으로서, 외연기관의 몸체와는 별도로 연소장치가 구비되어야 하며, 이 때문에 비교적 나쁜 연료를 이용할 수 장점이 있으나, 일반적으로 전열효율이 나쁘고 대형이다. 이러한 외연기관으로는 증기기관, 증기터빈 및 클로즈드 가스터빈 등이 있으나 효율이 낮아서 특수한 곳에서만 사용된다.
이러한 내연기관 및 외연기관은 그 자체에서 발생된 동력을 이용하여 운전되거나 전기에너지를 생산하는데, 근래에는 환경 문제와 더불어서 지하자원인 화석에너지의 매장량이 급격히 감소하면서 에너지절약이 중요시되고 있는 한편, 대체 에너지를 생산하기 위한 다각적인 방법이 시도되고 있다.
한편, 냉동기의 성적계수(Coefficient Of Performance, C.O.P)는 냉동기의 열효율이 좋고 나쁨을 판정하는 척도로서, 성적계수(C.O.P)는 대기온도(증발온도), 응축기 온도, 응축방법, 열전달 방법 및 재질, 압축방법 및 압축기 성능 등의 변수에 따라 다르게 나타난다.
일반적인 냉동기는 이들 성적계수의 변수를 적용하여 성적계수(C.O.P)를 산출하여 보면, 6.5 이하로서, 이 정도 성적계수(C.O.P)로는 자체에서 발생된 동력을 이용하여 외부 전원으로는 전혀 사용할 수 없을 뿐만 아니라, 시스템 내부의 자체 부하조차 감당할 수 없는 실정이다.
본 발명은 상기의 개발의 필요성에 따라 안출된 것으로, 암모니아를 작동 유체로 하고 25℃에서의 잠열을 장치 내로 흡수하여 유체의 자체 순환으로 발생되는 에너지를 이용함으로써, 자체적으로 동력 또는 전기에너지를 생산하여 이를 외부 전원으로 사용할 수 있는 대기(공기) 잠열을 이용한 전기 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적에 따른 본 발명의 대기(공기) 잠열을 이용한 전기 발생 장치는 대기 중에 포함된 잠열을 장치 내로 끌어들여 그 내부의 배관에 암모니아(NH3)를 통과시켜 상기 암모니아(NH3)를 기화시켜 열기를 흡수하는 암모니아 증발기; 이용된 대기(공기)를 외부로 배출시키는 제1강제 환풍기; 기화한 암모니아(NH3) 냉매를 압축하여 온도를 더욱 높이는 히트펌프; 배관 내부로 압축된 기화한 암모니아(NH3) 냉매를 통과시켜 내부에 수용된 R-123용액을 끓게 하여 증기를 발생시키는 열교환기; 발생된 증기를 단열팽창시켜 작동되는 증기기관; 상기 증기기관의 작동에 의해 전기를 발생시키는 BL발전기; 배관 내부로 단열팽창 후 습증기 상태가 된 R-123을 제2압축모터로 압축하여 통과시켜 R-123을 액화시키기 위해 냉각시키는 습증기 냉각기; 상기 습증기 냉각기에서 방출된 주변의 열기를 외부로 배출시키는 제2강제 환풍기; 상기 습증기 냉각기를 통과한 R-123을 가속시켜 상기 열교환기의 내부로 투입시키는 제1압축모터; 상기 열교환기를 통과한 고압의 암모니아를 상기 암모니아 증발기에 보내기 전에 저압으로 감압시키고 암모니아의 유량을 조절하는 팽창밸브;를 포함하는 대기(공기) 잠열을 이용한 전기 발생 장치를 제공한다.
상기 R-123냉매(CHCL2CF3)는 현재 공장의 폐열이나 지하열 등의 열원을 이용하여 작은 규모의 전기를 생산하기 위한 물 대신 증기를 발생시키는 유체로 널리 사용되는 유체로서, 상기 열교환기 내부에 수용된 R-123을 0.61Mpa(89℃)까지 자연 압축시킨 후 기존의 증기기관처럼 증기기관 내부에서 단열팽창(단열팽창하기 위한 조건은 순간 온도를 낮추거나 기압을 떨어뜨리는 방법이 있다.)시켜 열에너지를 운동에너지로 전환하여 발전기를 180RPM/MIN으로 회전시켜 산업에 필요한 전기를 생산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 대기온도 25℃에서의 잠열을 사용하므로 89℃의 영역에서 0.6Mpa의 압력을 얻을 수 있는 R-123 유체의 사용이 필요하며, 상기 R-123의 단열팽창 후 습증기를 냉각시켜 액화하여 영구적으로 재사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 대기 중의 잠열을 장치 내로 흡수하고, 암모니아를 작동 유체로 사용함과 동시에, 열교환기 냉매로 R-123(CHCL2CF3)을 사용하여 강재 대류 시킴으로써, 열에너지를 전기에너지로 전환시켜 부족한 전력난을 해소시킴과 동시에, 현재 지구의 환경조건에서 석탄, 석유와 같은 탄소를 매개로 한 고열원의 사용 억제를 통해 이산화탄소의 증가와 대기중의 잠열의 증가 문제를 해결할 수 있는 특별한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 공기(대기) 잠열을 이용한 전기 발생 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 T-S(온도-엔트로피)선도 및 구간별 열효율을 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 대기(공기) 잠열을 이용한 전기 발생 장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 T-S(온도-엔트로피)선도 및 구간별 열효율을 도시한 도면이다.
대기(10) 중에 포함된 열기(잠열) 중 25℃의 대기를 열원으로 하여 암모니아 증발기(20)에서 배관 내의 암모니아(NH3) 냉매를 이용하여 열기를 흡수한다.
이용된 대기(공기)를 제1강제환풍기(50)을 통해 외부로 배출시킨다.
히트펌프(30)를 통해 기화한 암모니아(NH3) 냉매를 압축하여 4.94 압축비로의 토출온도는1687.7kj/kg+44.4kj/kg=1732.1kj/kg이므로, 과열증기표를 보면 약 118℃~119℃까지 상승한 온도를 이용하여 열교환기(100)의 R-123 냉매(110)를 기화시키기 위한 고열원 에너지로 사용한다.
여기서 압축 후 온도의 상승은 열역학 제2법칙의 표현 중 Clausius 표현에 따라 외부로부터 동력을 받는 압축기의 도움으로 가능한 것이며, 또한 보일-샤를의 법칙에 따라 일정한 기체는 압력을 받으면 온도가 증가한다는 원리에 따라 상승시킨 온도를 단열팽창시켜 기계에너지를 얻기 위한 열원으로 사용한다.
또한, 열역학 법칙 중 다른 하나인 켈빈 프랑크의 서술처럼 "이상적으로 작동하는 열기관도 열효율이 100%가 될 수 없다."는 논리에 따라 증기기관을 작동하는 단열팽창 과정의 열효율(이후에 계산시 14.86%)을 산출하여 출력을 계산한다.
압축된 암모니아(NH3)의 약 118℃ 정도의 증기를 고열원으로 하여 R-123 용액(CHCL2CF3)을 기화시키는데, 증기기관(120)은 0.61MPa 상태에서 R-123 냉매(110)의 포화증기를 열원으로 하여 단열팽창시킴으로써 열을 일로 전환시켜 증기기관(120)을 작동시키고, 상기 증기기관(120)과 연동된 BL발전기(130)에 의해 전기를 생산한다.
여기서 압축된 암모니아(NH3)의 약 118℃정도의 증기를 고열원으로 하여 R-123 용액(CHCL2CF3)을 기화시키는데 R-123의 특성은 표 1과 같다.
성적계수를 가중 산출을 유도하기 위한 기초 상태량 R-123 용액의 열상태량
압력(MPa) 온도(℃) 포화액(kj/kg) 포화증기(kj/kg)
0..098 26.85 224.43 393.14
0.61 88.95 288.95 429.14
상기 증기기관(120)은 위 표에서와 같이 0.61MPa(88.935℃) 상태의 R-123 포화증기를 열원으로 하여 단열팽창시킴으로써 열을 일로 전환시키는 작용을 한다.
상기 증기기관(120)을 빠져나온 습증기는 제2압축모터(90)을 통해 압축되어 습증기 냉각기(70)를 통과하면서 액화시키고, 방출된 주변의 열기를 제2강제 환풍기(60)를 통해 배출시킨다.
R-123 냉매를 계속 반복하여 사용하기 위해 액화시켜 압축모터(80)를 통해 가속시켜 열교환기(100) 내로 재투입하여야 하는데 냉각기는 별도의 전력이 소비되는 냉각 장치를 만들지 않고 냉풍이 발생하는 암모니아 증발기(20) 뒤에 상기 습증기 냉각기(70)를 설치하여 자연 냉각시키는 방법을 사용한다.
한편, 상기 열교환기(100)를 통과한 고압의 암모니아를 상기 암모니아 증발기(20)에 보내기 전에 팽창밸브(40)를 통해 저압으로 감압시키고 암모니아의 유량을 조절한다.
여기서 대기 중의 잠열을 흡수하는 열에너지 양은 냉동장치 효율을 나타내는 성적계수(C.O.P)로 설명되는데, 상기 성적계수(C.O.P)는 대기온도(증발온도), 응축기 온도, 응축방법, 열전달 방법 및 재질, 압축방법 및 압축기 성능, 인버터 방식 적용 여부 등 여러 변수에 의해 다르게 나타난다.
본 발명은 대기온도는 25℃를 기준으로 하고, 응축온도에서 온도 상승구간에서는 57.893℃으로, 기화구간은 89℃로 하고, 작동 유체로는 암모니아(NH3)와 R-123 냉매 등을 사용하여 성적계수(C.O.P)를 산출 및 R-123 용액의 열전달 과정의 변화에 따른 열량 산출은 다음과 같이 기화 온도까지 온도를 상승시키는 단계와 88.935℃에서 기화되는 과정의 단계로 구별해서 열에너지 소비하는 비율을 구하여 보면,
1) 온도상승구간(R-123 냉매의 27℃에서 89℃까지 상승구간)에서의 성적계수 및 열소모량 산출
(273.15+57.893)/(273.15+57.893)-(273.15+25)=10.064이고(27℃는 R-123 냉매의 통상 온도, 89℃는 R-123 냉매가 기화하기 직전 온도이다), (여기서 57.893은 위 출원의 R-123 온도 상승 과정의 중간 응축 온도임), R-123 재투입 후 (26.85℃에서 88.935℃까지 상승시키기 위한 열량산출단계(제1단계로 표현함)는 288.95Kj/kg-224.43Kj/kg=64.52Kj/kg 의 열량이 소모된다.
2) 기화구간(89℃에서 기화하는 구간)에서의 성적계수 및 열소모량 산출
(273.15+89)/[273.15+89)-(273.15+25)]=5.66이고, R-123 냉매가 88.93℃ 포화액 상태에서 포화증기로 상변화를 일으켜 기화시키는데 소요되는 열량 산출 단계(제2단계로 표현함)는 429.14Kj/kg - 288.95Kj/kg = 140.19Kj/kg의 열량이 소모된다. 요약하면 아래 표 2와 같다.
R-123의 온도 상승구간 및 기화구간에서의 열소모량
증발기 온도 응축기 온도 온도 차이 공식에 대입한 성적계수 열소모 비율
일반 냉동기 -15℃ 34.5℃ 49.5℃ 5.16
본 발명의 실시예 25℃(대기)
 57.893℃ 32.893℃ 10.064 온도 상승구간
(64.52)
89℃ 64℃ 5.66 기화구간
(140.19)
여기서 응축방법을 온도 상승구간에서 강제대기가 아닌 강제대류로 바꾸고, 기화구간에서 강제대류보다 열전달이 월등히 빠른 상변화를 이용하여 실제 성적계수를 산출하면 아래 표 3과 같다.
성적계수(C.O.P) 산출의 비교 분석

일반 냉동기
(비교예)
 본 발명의 실시예 (T/S선도)
온도 상승구간 기화구간
증발기 온도 -15℃ 25℃ 25℃
응축기 온도 30℃ 57.893℃ 89℃
응축방법 강제대기
 강제대류
(R-123)		 상변화
(기화)
열전달계수
h(w/m2,k)		 85 3,500~11,000 5,000~100,000
온도 차이 45℃ 32.893℃ 64℃
NH3 압축 온도 98℃ 118℃ 118℃
실제 성적계수 4.94 18.2 10.24
가중 평균치 12.74 이상
비고 강제대류 및 상변화이므로, 최소 81% 상승 예상으로 계산된 것임.
위의 표 3에서 본 바와 같이, 온도 상승구간 성적계수와 기화구간 성적계수의 가중 평균치를 구하면, 가중평균계산[(64.52*18.2)+(140.19*10.24)/(64.52+140.19)]=12.74이므로, 따라서 성적계수 12.74 이상 가능하다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 성적계수 개념으로 T-S선도(온도와 엔트로피의 상관관계)를 보면, 열역학 제1법칙에 따른 총 에너지 Q=h+(w* 열펌프 성적계수) (여기서 h은 R-123의 재투입시의 열 상태량(아래 T-S선도의 면적 a), w은 열펌프 소요 전기량이므로, 아래 T-S선도에서 Q= a+b이다.
T-S(온도-엔트로피)선도 및 구간별 설명(R-123일 경우)을 상세히 살펴보면,
h3→0 단열팽창과정
0→h4 단열팽창과정 및 이후의 자연 냉각 및 손실과정
h4→h1 단열팽창과정 이후의 작동 유체(습증기)의 냉각을 통한 수분화(응축) 과정
h1→h2 강제 압축 투입과정(영구적으로 재사용)하며 계산시 h1≒h2로 한다.
h2→p 열 방출기의 예열과정(온도상승 과정) (R-123 냉매의 온도 상승과정, 1단계로 표현함)
p→h3 등압 증발과정(R-123 냉매의 기화 과정, 2단계로 표현함)이다.
또한, 열효율을 산출에서 압축기 용량을 4.2402 kw/h라고 가정하여 상기 성적계수(C.O.P) 12.74를 대입하고 계산하여 보면 표 4와 같다.
열효율 계산
압축기 용량 4.2402 kw/h 열흡수량 (NH3 성적계수12.74)
4.2402×12.74=54.02		 재투입에너지 산출
54.02×1.096=59.20kj/kg
방열량(증발잠열) 54.02kj/kg
(T-S선도의 면적 b)		 재투입에너지 59.20kj/kg
(T-S선도의 면적 a)
총 엔탈피 : a+b = 54.02+59.20 = 113.22kj/kg
본 발명은 R-123 작동 유체의 기화에너지를 단열팽창시키므로, 랭킨사이클 공식에 대입하여 열효율을 계산하여 보면 표 5와 같다.
랭킨사이클 공식에 대입하여 열효율 계산
온도(℃)
 압력(MPa)
 엔탈피(kj/kg) 엔트로피(kj/kgK)
포화액 hf 포화증기hg 포화액sf 포화증기sg
26.85 0.098 224.43 393.14 1.0851 1.6475
88.93 0.610 288.95 429.14 1.2789 1.6661
여기서 h1≒h2이므로,
S4=S1f+X4(Slfg)에서
X4=(1.6661-1.0815)/(1.6475-1.0851)=1.03307
h4=224.43+1.03307(393.14-224.43)=398.72
따라서 열효율 = 1-(h4-h1)/(h3-h2)
= 1-(398.72-224.43)/(429.14-224.43)
= 0.1486
= 14.86%(열효율)이다.
앞에서 살펴 본 바와 같이, 성적계수가 산출되고, 열효율의 계산치가 나왔으므로
성적계수*열효율=전기생산량이 되므로 이에따라 전기생산량을 구해보면,
입력일을 4.2402kw/h (히트펌프 성능)이라고 가정하면,
4.2402 × 12.74(성적계수) = 54.02kj/kg
54.02kj/kg * 14.86%(열효율) = 8.02kw/h이다.
즉, 성적계수가 12.74이면 출력일은 8.02kw/h이고 아래 표 6과 같이 시스템의 자체 각 부하에서 소모되는 입력일의 합은 5.1402kw/h 이므로, 발전량인 출력일이 시스템 내부에서 소모되는 입력일보다 더 크다.
본 발명의 장치에서 각 부하의 전기소요량과 발전량과의 비교
구분 전기량(kw/h) 비고
압축기(콤프레샤) 4.2402 시스템의 각 부하에서 소모되는 전기량
즉 입력일 합 5.1402kw/h
강제환풍기 2대 0.15×2= 0.30
압축(순환)모터 2대 0.30×2= 0.60
발전량 8.02kw/h
여유 전기량 8.02-5.1402=2.8798kw/h 외부 전원으로 사용할 수 있음.
산업에 필요한 잉여 전기 생산이 가능한 성적계수를 역으로 계산하면,
y × 14.86%=5.1402kw/h(시스템의 각 부하에서 소모되는 전기량) 여기서 y=34.59kj/kg이고, 4.2402 × x=34.59kj/kg이므로,
성적계수(x)=8.15이다.
결과적으로 성적계수가 8.15 이상부터 산업에 필요한 전기를 생산할 수 있으며, 본 발명의 경우 실질적으로 성적계수가 12,74 이상 실현할 수 있으므로, 25의 대기 중의 열기를 장치 내로 끌어들이고, 응축방법에서 온도상승구간에서 강제대기가 아닌 강제대류로 바꾸고, 기화구간에서 강제대류보다 열전달이 월등히 빠른 상변화를 이용하며, 작동 유체로는 암모니아(NH3)와 R-123 냉매 등을 사용함으로써, 12,74 이상 실현함으로써, 8.02kw/h 이상의 발전량을 생산할 수 있으므로, 시스템의 내부 각 부하에서 소모되는 전기량인 5.1402kw/h을 사용하여도 2.8798kw/h 이상을 외부 전원으로 사용할 수 있는 잉여 전기를 생산할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 통해 설명하였으나, 이는 본 발명의 기술적 내용에 대한 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아니다.
즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.
10 : 대기(공기) 20 : 암모니아 증발기
30 : 히트펌프 40 : 팽창밸브
50 : 제1강제순환기 60 : 제2강제순환기
70 : 습증기 냉각기 80 : 제1압축모터
90 : 제2압축모터 100 : 열교환기
110 : R-123 냉매 120 : 증기기관
130 : BL발전기

Claims (1)

  1. 대기 중에 포함된 잠열을 장치 내로 끌어들여 그 내부의 배관에 암모니아(NH3)를 통과시켜 상기 암모니아(NH3)를 기화시켜 열기를 흡수하는 암모니아 증발기;
    이용된 대기(공기)를 외부로 배출시키는 제1강제 환풍기;
    기화한 암모니아(NH3) 냉매를 압축하여 온도를 더욱 높이는 히트펌프;
    배관 내부로 압축된 기화한 암모니아(NH3) 냉매를 통과시켜 내부에 수용된 R-123용액을 끓게 하여 증기를 발생시키는 열교환기;
    발생된 증기를 단열팽창시켜 작동되는 증기기관;
    상기 증기기관의 작동에 의해 전기를 발생시키는 BL발전기;
    배관 내부로 단열팽창 후 습증기 상태가 된 R-123을 제2압축모터로 압축하여 통과시켜 R-123을 액화시키기 위해 냉각시키는 습증기 냉각기;
    상기 습증기 냉각기에서 방출된 주변의 열기를 외부로 배출시키는 제2강제 환풍기;
    상기 습증기 냉각기를 통과한 R-123을 가속시켜 상기 열교환기의 내부로 투입시키는 제1압축모터;
    상기 열교환기를 통과한 고압의 암모니아를 상기 암모니아 증발기에 보내기 전에 저압으로 감압시키고 암모니아의 유량을 조절하는 팽창밸브;를 포함하는 공기(대기) 잠열을 이용한 전기 발생 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105317485A (zh) * 2014-12-08 2016-02-10 忻元敏 一种新型能量转换系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010099302A (ko) * 2001-09-20 2001-11-09 이은진 히트펌프 온도차를 이용하는 유체기기 동력회수장치
KR20070020449A (ko) * 2004-06-01 2007-02-21 노보루 마사다 고효율 열 사이클 장치
KR20100103771A (ko) * 2009-03-15 2010-09-28 임효진 복수기 폐열 발전시스템

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990245A (en) * 1976-01-30 1976-11-09 Volkmar Heilemann Energy converter device
US7019412B2 (en) * 2002-04-16 2006-03-28 Research Sciences, L.L.C. Power generation methods and systems
US20120102996A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 General Electric Company Rankine cycle integrated with absorption chiller

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010099302A (ko) * 2001-09-20 2001-11-09 이은진 히트펌프 온도차를 이용하는 유체기기 동력회수장치
KR20070020449A (ko) * 2004-06-01 2007-02-21 노보루 마사다 고효율 열 사이클 장치
KR20100103771A (ko) * 2009-03-15 2010-09-28 임효진 복수기 폐열 발전시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105317485A (zh) * 2014-12-08 2016-02-10 忻元敏 一种新型能量转换系统

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