KR101507440B1 - 열병합 발전기 및 그 운전 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 열병합 발전기는 전력과 열을 발생하고, 발생된 전력을 전력 소비기기로 전달하며, 발생된 열을 급탕 열교환기로 전달하는 열병합 발전 유닛과; 상기 급탕 열교환기와 급탕 순환 유로로 연결된 저탕조와; 상기 저탕조와 방열 유로로 연결된 방열 유닛을 포함하여, 급탕에 이용되는 열과 방열시키는 열이 저탕조로 모두 회수되고, 저탕조와 방열 유로로 연결된 방열 유닛에서 방열되므로, 열병합 발전 유닛의 운전시 저탕조가 항상 고온의 온수를 공급할 수 있는 이점이 있다.

열병합 발전기, 전력 소비기기, 급탕 열교환기, 열병합 발전 유닛, 저탕조, 방열 유로, 방열 유닛

Description

열병합 발전기 및 그 운전 방법{Co generation and Control method of the same}

본 발명은 열병합 발전기 및 그 운전 방법에 관한 것으로서, 특히 엔진의 열이 저탕조에 회수되는 열병합 발전기 및 그 운전 방법에 관한 것이다.

일반적으로 열병합 발전기는 발전기와, 발전기를 작동시키는 엔진 등의 구동원을 포함하고, 발전기에서 발생된 전력을 전력 수요처로 공급하고, 엔진 등의 구동원에서 발생된 열을 축열조 등의 열 수요처로 공급한다.

종래 기술에 따른 열병합 발전기는, 엔진 등의 구동원의 열을 회수하는 열 회수부와, 열 회수부를 통과하면서 열을 회수한 열매체가 통과하도록 열 회수부와 열매체 순환 유로로 연결된 급탕 열교환기와, 급탕 열교환기와 급탕 순환 유로로 연결된 급탕조를 포함한다.

상기와 같은 열병합 발전기는 열매체가 열 회수부와 급탕 열교환기를 순환하면서 엔진의 열을 급탕 열교환기로 전달하고, 물이 급탕조와 급탕 열교환기를 순환하면서 급탕 열교환기로 전달된 열에 의해 가열된다.

상기 열병합 발전기는 열 회수부에 회수된 열을 외부로 방열하는 방열 열교 환기를 더 포함하고, 방열 열교환기는 열 회수부와 급탕 열교환기를 연결하는 열매체 순환 유로와 방열 유로로 연결된다.

그리고, 열매체 순환 유로에는 엔진 등의 구동원의 열을 회수한 열매체가 급탕 열교환기와 방열 열교환기 중 하나를 통과한 후 열 회수부로 회수되도록 열매체의 흐름을 절환하는 열매체 조절밸브가 설치된다.

열매체 조절밸브는 방열 운전시 열매체를 방열 열교환기로 안내하여 열매체가 방열 열교환기에서 방열되게 하고, 급탕 운전시 열매체를 급탕 열교환기로 안내하여 열매체가 급탕 열교환기를 가열되게 한다.

그러나, 종래 기술에 따른 열병합 발전기는 급탕 운전에서 방열 운전으로 절환될 때 방열 열교환기로의 열매체 유동이 원활하지 않아 일시적으로 방열량이 미약하게 되고, 이때 열매체의 온도가 가장 높게 되는데, 이러한 온도 상승을 고려할 때 저탕조의 온도를 고온으로 형성시키기 곤란한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저탕조에 급탕과 방열을 위한 열이 모두 회수되고 저탕조와 연결된 방열 유닛에서 방열되어 저탕조가 보다 고온의 온수를 공급하게 할 수 있는 열병합 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 방열 유닛의 방열 모드과 비방열 모드가 저탕조의 온도나 물 순환 유로의 온도에 따라 실시되어 효율적인 방열이 가능한 열병합 발전기의 운전 방법을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전기는 전력과 열을 발생하고, 발생된 전력을 전력 소비기기로 전달하며, 발생된 열을 급탕 열교환기로 전달하는 열병합 발전 유닛과; 상기 급탕 열교환기와 급탕 순환 유로로 연결된 저탕조와; 상기 저탕조와 방열 유로로 연결된 방열 유닛을 포함한다.

상기 방열 유닛은 상기 방열 유로와 연결되고 상기 저탕조의 물이 통과하는 물 유로를 갖는 방열 열교환기와; 상기 방열 열교환기로 실외 공기를 유동시키는 방열 팬을 포함한다.

상기 방열 유닛은 상기 방열 열교환기와 방열 팬이 설치된 방열 케이스를 더 포함하고, 상기 방열 케이스는 실외 공기가 흡입되는 실외 공기 흡입구와 상기 방열 열교환기와 열교환된 실외 공기가 토출되는 실외 공기 토출구가 형성된다.

상기 방열 유로는 상기 저탕조의 물이 상기 방열 열교환기의 물 유로로 유출되도록 상기 저탕조와 상기 방열 열교환기의 물 유로를 연결하는 물 유출관과, 상기 방열 열교환기의 물 유로의 물이 저탕조로 유입되도록 저탕조와 방열 열교환기의 물 유로를 연결하는 물 유입관을 포함한다.

상기 물 유출관과 물 유입관 중 하나에 설치된 방열 펌프를 더 포함한다.

상기 급탕 순환 유로와 저탕조 중 적어도 하나의 온도를 감지하는 온도 감지부와; 상기 온도 감지부에서 감지된 온도에 따라 상기 방열 펌프와 방열 팬을 제어하는 제어부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 열병합 발전기의 운전 방법은 부하를 감지하는 부하 감지 단계와; 상기 부하 감지 단계에서 부하가 감지되면 열병합 발전 유닛을 운전시키는 열병합 발전 유닛 운전단계와; 상기 열병합 발전 유닛 운전단계의 도중에 상기 열병합 발전기 유닛과 저탕조 사이에 설치된 급탕 순환 유로의 온도나 상기 저탕조의 온도가 방열 설정온도 이상이면 방열 유닛에 설치된 열교환기와 상기 저탕조를 연결하는 방열 유로에 설치된 방열 펌프를 구동시키고, 상기 방열 열교환기로 공기를 유동시키는 방열 팬을 회전시키는 방열 단계와; 상기 방열 단계의 도중에 상기 열병합 발전기 유닛과 저탕조 사이에 설치된 급탕 순환 유로의 온도나 상기 저탕조의 온도가 방열 설정온도 미만이면 상기 방열 펌프를 정지시키고 상기 방열 팬을 정지시키는 방열 정지 단계를 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열병합 발전기는 급탕에 이용되는 열과 방열시키는 열이 저탕조로 모두 회수되고, 방열 유닛이 저탕조와 방열 유로로 연결되어 저탕조 내의 물을 방열시키므로, 열병합 발전 유닛의 운전시 저탕조가 항상 고온의 온수를 공급할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 열병합 발전기는 방열 유닛이 열병합 발전 유닛과 별 도로 이루어지고 저탕조에서 공급된 물을 실외 공기로 방열시켜, 열병합 발전 유닛을 방열 유닛과 함께 실외에 설치할 필요 없으므로, 열병합 발전 유닛의 설치가 용이한 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 열병합 발전기는 방열 열교환기와 방열 팬가 방열 케이스에 설치되므로, 방열 열교환기와 방열 팬이 방열 케이스에 의해 보호될 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 열병합 발전기는 방열 유로가 저탕조와 상기 방열 열교환기의 물 유로를 연결하는 물 유출관 및 물 유입관으로 이루어져 방열 유로의 시공이 손쉬운 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 열병합 발전기는 급탕 순환 유로와 저탕조 중 적어도 하나의 온도에 따라 방열 펌프와 방열 팬이 제어되므로 방열 모드와 비방열 모드의 절환이 손쉬운 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 열병합 발전기의 운전 방법은, 급탕 순환 유로의 온도나 저탕조의 온도에 따라 방열 단계와 비방열 단계가 실시되면서, 효율적인 방열이 가능한 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 열병합 발전기 일실시예의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전기 일실시예의 제어 블럭도이다.

본 발명에 따른 열병합 발전기는 도 1에 도시된 바와 같이, 열병합 발전 유닛(1)과, 저탕조(30)를 포함한다.

열병합 발전 유닛(1)은 전력과 열을 발생하고, 발생된 전력을 전력소비기기인 조명이나 가전기기 등으로 공급하며, 발생된 열을 열수요처인 저탕조(30)로 전달한다.

열병합 발전 유닛(1)은 그 외관을 형성하는 샤시(2)와; 샤시(2)의 내부에 설치된 엔진(3)과; 샤시(2)의 내부에 설치되고 엔진(3)에 연결되어 전력을 생성하는 발전기(8)와; 샤시(2)의 내부에 설치되고 저탕조(30)와 급탕 순환 유로(32)로 연결된 급탕 열교환기(14)와, 샤시(2)의 내부에 설치되고 엔진(3)과 발전기(8) 중 적어도 하나의 열을 회수하여 급탕 열교환기(14)로 전달하는 열전달부(20)를 포함한다.

엔진(3)은 가스 또는 석유 등 화석 연료로 구동되어 발전기(8)를 구동시키는 것으로서, 가스나 석유 등의 연료가 공급되는 연료 공급관(4)과, 엔진(3)으로 공기가 흡입되는 흡기관(5)과, 엔진(3)에서 배기된 배기 가스가 통과하는 배기관(6)이 연결된다.

엔진(3)은 발전기(8)에서 생성된 전력이 축전되는 전장부품인 배터리(9)와 전력선으로 연결되어 배터리(9)의 전력으로 시동된다.

발전기(8)는 엔진(3)의 출력축에 회전자가 연결되어 출력축의 회전시 전력을 생산하고, 생산된 전력을 전력선을 통해 열병합 발전기가 설치된 건물 내의 조명이나 가전기기 등의 전력 소비기기로 공급한다.

발전기(8)에서 생산된 전력은 전력선을 통해 전력 소비기기로 직접 공급되거 나, 발전기(8)에 연결된 배터리(9)에 축전된 후 배터리(9)에서 전력 소비기기와 엔진(3)으로 공급된다.

발전기(8)와 전력 소비기기의 사이에는 전력 소비기기의 전력 부하를 감지하는 전력 부하 감지부(10)가 설치된다.

급탕 열교환기(14)는 엔진(3)에서 회수한 열을 전달하는 열매체가 통과하는 열매체 유로(16)와, 저탕조(30)에서 공급된 물이 통과하는 물 유로(18)가 형성된다.

열전달부(20)는 엔진(3)이나 발전기(8)에서 발생된 열을 급탕 열교환기(14)로 전달하는 것으로서, 열매체가 엔진(3)을 직접 통과하면서 엔진(3)의 열 즉, 엔진 동체의 열을 회수하는 것도 가능하고, 별도의 엔진 냉각 열교환기를 포함하여 냉각수가 엔진(3)과 엔진 냉각 열교환기를 순환하면서 엔진의 열을 엔진 냉각 열교환기로 전달하고, 열매체가 엔진 냉각 열교환기를 통과하면서 엔진 냉각 열교환기로 전달된 열을 회수하는 것도 가능하며, 이하 열매체가 엔진(3)을 직접 통과하는 것으로 설명한다. 그리고, 열전달부(20)는 열매체가 엔진(3)의 배기가스 열도 회수하여 급탕 열교환기(14)로 전달하는 것으로 설명한다.

열전달부(20)는 열매체가 엔진(3)의 열을 회수하는 열회수부(21)와, 열회수부(21)와 급탕 열교환기(14)의 열매체 유로(16)를 연결하는 열매체 순환 유로(22)를 포함한다.

열 회수부(21)는 배기가스 열을 회수하는 배기가스 열회수 유로(23)를 갖는 배기가스 열교환기(24)와, 유체가 엔진(3)을 직접 통과하도록 엔진(3)에 형성된 엔 진 열회수 유로(25)와, 배기가스 열회수 유로(23)와 엔진 열회수 유로(25)를 연결하는 배기가스 열교환기-엔진 연결 유로(26)를 포함한다.

즉, 열전달부(20)는 유체가 배기가스 열회수 유로(23)를 통과하면서 배기가스의 열을 회수하고, 배기가스 열교환기-엔진 연결 유로(26)를 지나 엔진 열회수 유로(25)를 통과하면서 엔진 동체의 열을 회수한다.

열매체 순환 유로(22)는 엔진 열회수 유로(25)를 통과한 열매체가 급탕 열교환기(14)의 열매체 유로(16)로 유입되도록 엔진(3)과 급탕 열교환기(14)에 연결된 열매체 공급관(27)과, 급탕 열교환기(14)의 열매체 유로(16)를 통과한 열매체가 배기가스 열회수 유로(23)로 유입되도록 급탕 열교환기(14)와 배기가스 열교환기(24)를 연결하는 열매체 회수관(28)을 포함한다.

열매체 순환 유로(22)에는 열매체가 열 회수부(21)와 급탕 열교환기(14)를 순환하도록 열매체를 펌핑시키는 열매체 순환펌프(29)가 열매체 공급관(27)과 열매체 회수관(28) 중 적어도 하나에 설치된다.

즉, 열매체 순환펌프(29)의 구동시 열매체 회수관(26)의 열매체는 배기가스 열교환기(24)의 배기가스 열회수 유로(23)와 엔진 열회수 유로(25)를 통과하면서 열을 회수하고 열매체 공급관(25)을 통과한 후 급탕 열교환기(14)의 열매체 유로(16)로 유입되어 급탕 열교환기(14)로 열을 전달하며, 이후 열매체 회수관(26)으로 순환된다.

한편, 배기가스 열교환기(24)는 엔진(3)의 배기구(6)에 복수개 설치될 경우, 배기가스 열교환기(24) 각각에 형성된 배기가스 열회수 유로(23)가 배기가스 열교 환기 연결 유로로 연결된다.

저탕조(30)는 열병합 발전기의 외부에 설치되고, 건물 내의 수도관이나 난방 배관과 연결되며, 내부에 급탕 등에 사용되는 물이 담겨진다.

저탕조(30)는 그 내부의 물이 급탕 열교환기(14)의 물 유로(18)와 저탕조(30)를 순환하도록 급탕 열교환기(14)의 물 유로(18)와 급탕 순환 유로(32)로 연결된다.

급탕 순환 유로(32)는 저탕조(30)의 물이 급탕 열교환기(14)의 물 유로(18)로 유입되도록 저탕조(30)와 급탕 열교환기(14)의 물 유로(18)를 연결하는 물 공급관(33)과, 급탕 열교환기(14)의 물 유로(18)를 통과한 물이 저탕조(30)로 유입되도록 급탕 열교환기(14)의 물 유로(18)와 저탕조(30)를 연결하는 물 회수관(34)을 포함한다.

급탕 순환 유로(32)에는 저탕조(30) 내의 물이 급탕 열교환기(14)와 저탕조(30)를 순환하도록 펌핑시키는 열회수 급탕 펌프(36)가 물 공급관(33)과 물 회수관(34) 중 적어도 하나에 설치된다.

즉, 급탕 펌프(36)의 구동시 저탕조(30)의 물은 물 공급관(33)을 통과한 후 급탕 열교환기(14)의 물 유로(18)로 유입되어 급탕 열교환기(14)로부터 열을 전달받고, 이후 물 회수관(34)을 통해 저탕조(30)로 회수된다.

한편, 본 실시예에 따른 열병합 발전기는 저탕조(30)의 온도와 물 공급관(33)의 온도 중 적어도 하나의 온도를 감지하는 온도 감지부(42)와, 사용자 등이 저탕조(30)의 온도를 셋팅하는 온도 셋팅부(44)를 갖는다.

온도 감지부(42)에서 감지된 저탕조(30)의 온도가 온도셋팅부(44)에서 셋팅된 급탕온도의 하한치(예를 들면, 50℃) 미만이면, 급탕 부하가 있는 것으로 감지하고, 온도 감지부(42)에서 감지된 저탕조(30)의 온도가 온도셋팅부(44)에서 셋팅된 급탕온도의 상한치(예를 들면, 60℃) 이상일 경우 급탕 부하가 없는 것으로 감지한다.

한편, 본 실시예에 따른 열병합 발전기는 열병합 발전 유닛(1)의 운전시 전력과 함께 열을 생성하는 것으로서, 저탕조(30)로부터의 급탕 부하와 전력 소비기기의 전력 부하가 함께 있을 경우 열병합 발전 유닛(1)이 운전되는 것이 가장 바람직하나, 전력 부하와 급탕 부하 중 어느 하나만 있더라도 열병합 발전 유닛(1)이 운전될 수 있고, 전력 부하가 있고 급탕 부하가 없거나 저탕조(30) 내의 물 온도가 과다하게 높을 경우 엔진(3)을 보호함과 아울러 저탕조(30) 내의 물이 너무 뜨겁지 않도록 하기 위해 엔진(3)으로부터 열을 회수하여 방열 유닛(50)을 통해 외부로 방열시킬 필요가 있다.

방열 유닛(50)은 열병합 발전 유닛(1)의 내부에 설치되고 열매체 순환 유로(22)와 방열 유로로 연결되는 것도 가능하고, 열병합 발전 유닛(1)의 외부에 설치되고 저탕조(30)와 방열 유로로 연결되는 것도 가능하다.

열병합 발전 유닛(1)은 방열 유닛(50)이 열매체 순환 유로(22)와 방열 유로로 연결될 경우, 열매체가 방열 유닛(50)과 급탕 열교환기(14) 중 하나와 열회수부(21)를 순환되도록 열매체의 유로를 조절하는 열매체 조절밸브(미도시)를 더 포함하게 되고, 열매체 조절밸브는 급탕 열교환기(14)로 열매체를 공급하는 급탕모드 와 방열 유닛(50)으로 열매체를 공급하는 방열 모드를 갖게 되는데, 이 경우 열매체의 온도가 가장 높은 순간(즉, 열매체의 최대 온도)은 열매체 조절밸브를 급탕모드에서 방열 모드로 절환될 때이고, 열매체 순환 유로(22)의 최대 온도를 관리하면서 급탕모드에서 방열모드로 전환되는 순간의 온도 상승분을 고려하게 되면, 열매체 순환 유로(22)의 열매체 온도가 과도하게 높아지지 않도록 관리하기 위해서 저탕조(30)에 고온의 온수를 형성하기 어렵게 된다.

반면에, 방열 유닛(50)이 열병합 발전 유닛(1)의 외부에 설치되고 저탕조(30)와 방열 유로(52)로 연결할 경우, 열병합 발전 유닛(1) 특히 엔진(3)의 구동시 발생된 열은 급탕 열교환기(14)를 통해 저탕조(30) 내의 물로 항상 전달되게 되고, 저탕조(30)의 온도가 고온일 때에만 저탕조(30)의 물을 방열 유닛(50)에서 방열하게 되면, 열매체의 온도는 급격하게 상승되지 않게 되고, 저탕조(30)는 수도배관이나 바닥 배관으로 고온의 온수를 항상 공급할 수 있게 된다.

즉, 저탕조(30)에는 급탕/방열을 위한 열이 모두 회수되고, 열병합 발전기는 방열모드로 전환되는 순간의 온도 상승분을 고려할 필요가 없으므로, 항상 고온의 온수를 공급할 수 있는 상태가 된다.

이하, 방열 유닛(50)에 대해 상세히 설명한다.

방열 유닛(50)은 저탕조(30)에 방열 유로(52)로 연결되어 열병합 발전 유닛(1)에서 발생되어 저탕조(30)로 전달된 열을 외부로 방출하는 것으로서, 방열 유로(52)와 연결되고 저탕조(30)의 물이 통과하는 물 유로(54)를 갖는 방열 열교환기(56)와, 방열 열교환기(56)로 공기를 유동시키는 방열 팬(58)을 포함한다.

방열 유닛(50)은 방열 열교환기(56)와 방열 팬(58)이 설치되고 실외 공기가 통과하는 실외 공기 유로가 형성된 방열 케이스(60)를 더 포함한다.

방열 케이스(60)에는 실외 공기가 흡입되는 실외 공기 흡입구(62)와, 방열 열교환기(56)와 열교환된 실외 공기가 실외로 배출되는 실외 공기 배출구(64)가 형성된다.

한편, 방열 유로(52)에는 저탕조(30)의 물이 방열 열교환기(56)의 방열 유로(52)를 통과한 후 저탕조(30)로 순환되게 하는 방열 펌프(66)가 설치된다.

방열 유로(52)는 저탕조(30)의 물이 방열 열교환기(56)의 물 유로(54)로 유출되도록 저탕조(30)와 방열 열교환기(56)의 물 유로(54)를 연결하는 물 유출관(68)과, 방열 열교환기(56)의 물 유로(54)의 물이 저탕조(30)로 유입되도록 저탕조(30)와 방열 열교환기(56)의 물 유로(54)를 연결하는 물 유입관(70)을 포함한다.

방열 펌프(66)는 물 유출관(68)과 물 유입관(70) 중 하나에 설치된다.

방열 펌프(66)는 물 유출관(68)과 물 유입관(70) 중 방열 케이스(60)과 저탕조(30) 사이에 위치하는 부분에 설치되는 것도 가능하고, 방열 케이스(60) 내부에 위치하는 부분에 설치하는 것도 가능하며, 방열 케이스(60)에 의해 보호되도록 방열 케이스(60) 내부에 설치되어 방열 유닛(50)을 구성하는 것이 바람직하다.

방열 펌프(66)의 구동시 저탕조(30)의 물은 물 유출관(68)을 통과한 후 방열 열교환기(56)의 물 유로(54)로 유입되어 방열 열교환기(56)로 열을 전달하고, 이후 물 유입관(70)을 통해 저탕조(30)로 회수된다.

방열 유닛(50)은 실외 공기로 방열 열교환기(56)를 냉각시키는 것으로서, 실 외 공기가 방열 케이스(60) 내부로 직접 흡입된 후 실외로 토출되도록 실외에 설치된다.

한편, 본 실시예에 따른 공기조화기는 전력부하 감지부(10)나 온도감지부(42)의 감지 결과에 따라 엔진(3)과 열매체 순환펌프(29)와 급탕 펌프(36)를 제어하고, 온도감지부(42)에서 감지된 온도에 따라 방열 펌프(66)와 방열 팬(58)을 제어하는 제어부(80)를 더 포함한다.

도 3은 본 발명에 따른 열병합 발전기의 운전 방법 일실시예가 도시된 순서도이다.

본 실시예에 따른 열병합 발전기의 운전 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 부하 감지 단계(S1)와, 열병합 발전 유닛 운전단계(S2)를 포함한다.

부하 감지 단계(S1)는 열병합 발전기의 부하를 감지하는 단계로서, 전력부하 감지부(4)는 전력 부하를 감지하여 제어부(80)로 출력하고, 온도 감지부(42)는 온도를 감지하여 제어부(80)로 출력한다.

제어부(80)는 전력부하 감지부(4)와 온도 감지부(42)의 감지 결과에 따라 부하를 감지하고, 부하가 있는 것으로 감지되면, 열병합 발전 유닛(1)을 운전시키고, 열병합 발전 유닛 운전단계(S2)는 실시된다.

제어부(80)는 열병합 발전 유닛 운전단계(S2)시 엔진(3)을 구동시키고, 열매체 순환 펌프(29) 및 급탕 펌프(36)를 구동시킨다.

엔진(3)의 구동시, 발전기(8)는 전력을 발생하여 전력 소비기기로 공급하고, 열회수부(21)인 엔진(3)과 배기가스 열교환기(24)는 가열된다.

열매체 순환 펌프(29)의 구동시, 열매체 회수관(26)의 열매체는 배기가스 열교환기(24)의 배기가스 열회수 유로(23)와 엔진 열회수 유로(25)를 통과하면서 열을 회수하고 열매체 공급관(25)을 통과한 후 급탕 열교환기(14)의 열매체 유로(16)로 유입되어 급탕 열교환기(14)로 열을 전달한다.

급탕 펌프(36)의 구동시, 저탕조(30)의 물은 물 공급관(33)을 통과한 후 급탕 열교환기(14)의 물 유로(18)로 유입되어 급탕 열교환기(14)로부터 열을 전달받고, 이후 물 회수관(34)을 통해 저탕조(30)로 회수되어 저탕조(30) 내의 물을 가열시킨다.

즉, 엔진(3)에서 발생된 열은 급탕 열교환기(14)를 통해 저탕조(30) 내부로 모두 전달된다.

한편, 상기와 같은 열병합 발전 유닛의 운전 도중에, 방열 유닛(50)는 방열 단계(S3)(S4)와 비방열 단계(S5)(S6)를 실시한다.

방열 단계(S3)(S4)와 비방열 단계(S5)(S6)는 열병합 발전 유닛 운전단계(S2)의 도중에 열병합 발전기 유닛(1)과 저탕조(30) 사이에 설치된 급탕 순환 유로(32)의 온도나 저탕조(30)의 온도의 온도에 따라 급탕 유닛(50)을 동작/정지시키는 일종의 급탕 유닛 조절단계로서, 급탕 순환 유로(32)의 온도나 저탕조(30)의 온도 중 하나를 방열 설정온도와 비교하여 그 대소에 따라 급탕 유닛(50)을 동작/정지시킨다.

여기서, 방열 설정온도는 급탕 부하를 판단하는 급탕온도의 상한치와 같게 설정되는 것도 가능하고, 급탕온도의 상한치 보다 설정치 높게 설정되는 것도 가능하다.

방열 단계(S3)(S4)는 열병합 발전 유닛 운전단계(S2)의 도중에 급탕 순환 유로(32)의 온도나 저탕조(30)의 온도가 방열 설정온도(예를 들면, 60℃) 이상이면 방열 유로(52)에 설치된 방열 펌프(66)를 구동시키고, 방열 열교환기(56)로 실외 공기를 유동시키는 방열 팬(58)을 회전시킨다.

상기와 같은 방열 펌프(66)의 구동시, 저탕조(30)의 물은 물 유출관(68)을 통과한 후 방열 열교환기(56)의 물 유로(54)로 유입되어 방열 열교환기(56)로 열을 전달하고, 이후 물 유입관(70)을 통해 저탕조(30)로 회수되어 방열 열교환기(56)의 물 유로(54)와 저탕조(30)를 순환하고. 방열 팬(58)의 회전의 회전시 방열 열교환기(56)의 물 유로(54)를 통과하는 물은 실외 공기에 의해 방열된다.

즉, 방열 펌프(66)의 구동과 방열 팬(58)의 회전시, 엔진(3)에서 회수되어 급탕 열교환기(14)를 통해 저탕조(30)로 저장된 열은 방열 열교환기(56)를 통해 실외로 방출되고, 저탕조(30) 내의 물 온도는 점차 낮아지게 된다.

비방열 단계(S5)(S6)는 방열 단계(S3)(S4)의 도중에 급탕 순환 유로(32)의 온도나 저탕조(30)의 온도가 방열 설정온도 미만이면 방열 펌프(66)를 정지시키고 방열 팬(58)을 정지시키다.

방열 단계(S3)(S4)에서 방열 펌프(66)의 구동과 방열 팬(58)이 회전이 계속될 경우, 급탕 순환 유로(32)의 온도나 저탕조(30)의 온도는 방열 설정온도 미만으로 낮아지게 되고, 방열 펌프(66) 및 방열 팬(58)이 정지되면 급탕 순환 유로(32) 의 온도나 저탕조(30)의 온도는 다시 승온되고 저탕조(30) 내의 물이 너무 낮아지지 않게 된다.

한편, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고, 급탕 순환 유로(32)의 온도나 저탕조(30)의 온도가 방열 상한 설정온도 이상이면, 방열 단계가 실시되어, 방열 펌프(66)를 구동시킴과 아울러 방열 팬(58)을 회전시키고, 급탕 순환 유로(32)의 온도나 저탕조(30)의 온도가 방열 상한 설정온도 보다 낮게 설정된 방열 하한 설정온도 미만이면, 비방열 단계가 실시되어 방열 펌프(66) 및 방열 팬(58)을 정지시키는 것도 가능하고, 이 발명이 속하는 기술적 범주 내에서 그 다양한 실시가 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 열병합 발전기 일실시예의 개략 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전기 일실시예의 제어 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 열병합 발전기의 운전 방법 일실시예가 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1: 열병합 발전 유닛 2: 샤시

3: 엔진 8: 발전기

14: 급탕 열교환기 20: 열전달부

21: 열회수부 22: 열매체 순환 유로

29: 열매체 순환 펌프 30: 저탕조

32: 급탕 순환 유로 36: 급탕 펌프

42: 온도 감지부 50: 방열 유닛

54; 물 유로 56: 방열 열교환기

58: 방열 팬 60: 방열 케이스

62: 실외 공기 흡입구 64: 실외 공기 토출구

66: 방열 펌프

Claims (7)

1. 전력과 열을 발생하고, 발생된 전력을 전력 소비기기로 전달하며, 발생된 열을 급탕 열교환기로 전달하는 열병합 발전 유닛과;

   상기 급탕 열교환기와 급탕 순환 유로로 연결된 저탕조와;

   상기 저탕조와 방열 유로로 연결된 방열 유닛과;

   상기 급탕 순환 유로에 설치된 급탕 펌프와;

   상기 방열 유로에 설치된 방열 펌프를 포함하고,

   상기 방열 유닛은 상기 방열 유로와 연결되고 상기 저탕조의 물이 통과하는 물 유로를 갖는 방열 열교환기와; 상기 방열 열교환기로 실외 공기를 유동시키는 방열 팬을 포함하며,

   상기 급탕 순환유로는 상기 저탕조의 물이 상기 급탕 열교환기의 물 유로로 유입되도록 상기 저탕조와 상기 급탕 열교환기의 물 유로를 연결하는 물 공급관과; 상기 급탕 열교환기의 물 유로를 통과한 물이 상기 저탕조로 유입되도록 상기 급탕 열교환기의 물 유로와 상기 저탕조를 연결하는 물 회수관을 포함하고,

   상기 방열 유로는 상기 저탕조의 물이 상기 방열 열교환기의 물 유로로 유출되도록 상기 저탕조와 상기 방열 열교환기의 물 유로를 연결하는 물 유출관과; 상기 방열 열교환기의 물 유로의 물이 저탕조로 유입되도록 저탕조와 방열 열교환기의 물 유로를 연결하는 물 유입관을 포함하며,

   상기 급탕 펌프는 상기 물 공급관과 물 회수관 중 하나에 설치되고,

   상기 방열 펌프는 상기 물 유출관과 물 유입관 중 하나에 설치된 열병합 발전기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열 유닛은 상기 방열 열교환기와 방열 팬이 설치된 방열 케이스를 더 포함하고,

   상기 방열 케이스는 실외 공기가 흡입되는 실외 공기 흡입구와 상기 방열 열교환기와 열교환된 실외 공기가 토출되는 실외 공기 토출구가 형성된 열병합 발전기.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 전력 소비기기의 전력 부하를 감지하는 전력 부하 감지부와;

   상기 급탕 순환 유로와 저탕조 중 적어도 하나의 온도를 감지하는 온도 감지부와;

   상기 전력부하 감지부 또는 온도감지부의 감지 결과에 따라 상기 급탕 펌프를 제어하고, 상기 온도 감지부에서 감지된 온도에 따라 상기 방열 펌프와 방열 팬을 제어하는 제어부를 더 포함하는 열병합 발전기.
7. 삭제

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