KR101668040B1 - Device for using waste gas in substation - Google Patents

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강민철
박석환
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Abstract

An apparatus for using waste heat in a substation using waste heat discarded from a transformer and a circuit breaker inside a substation comprises: the transformer or the circuit breaker installed inside the substation having a high-capacity energy storage system (ESS) battery having an internal frequency control function; a heat exchanger exchanging heat with high-temperature insulation oil discharged from the transformer or the circuit breaker to generate hot water; and an absorption type heat pump connected to the heat exchanger and receiving the hot water generated by the heat exchanger to use the hot water as an operation heat source.

Description

변전소 내 폐열 이용 장치{DEVICE FOR USING WASTE GAS IN SUBSTATION}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a waste heat utilization apparatus in a substation,

본 발명은 변전소 내 폐열 이용 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변전소 내의 장비(변압기 및 차단기)에서 버려지는 폐열을 활용하여 주파수조절 ESS 운용시 발생하는 열을 냉각시켜, 변전소 내 장비의 전체 효율을 향상할 수 있도록 한 변전소 내 폐열 이용 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a waste heat utilization apparatus in a substation, and more particularly, to a system and a method for using waste heat discharged from equipment (a transformer and a circuit breaker) in a substation to cool heat generated by a frequency control ESS operation, The present invention relates to a waste heat utilization apparatus in a substation.

일반적으로, 효율적인 전력설비를 운영할 목적으로 변전소 내 주파수 조절 기능을 갖춘 대용량 ESS(Energy Storage System) 배터리를 설치하고 있다.Generally, we have installed a large-capacity ESS (Energy Storage System) battery with frequency control within the substation for the purpose of operating efficient power facilities.

이러한 ESS는 별도의 공간, 예컨대, 컨테이너 박스 또는 컨트롤(Control room) 등에 각 단위 모듈을 여러 층으로 적층하여 대용량화 하고 있다.The ESS has a plurality of unit modules stacked in a separate space, for example, a container box or a control room.

변전소 내 주파수 조절시 ESS는 충전 또는 방전하기 때문에 ESS 자체 많은 열이 발생하고 있으며, 이러한 열은 ESS 성능 및 효율을 저하시키며, 배터리 수명단축과 같은 악영향을 미친다. Since the ESS charges or discharges during the frequency control in the substation, the ESS itself generates a lot of heat. Such heat degrades the ESS performance and efficiency, and has an adverse effect such as shortening the battery life.

또한, 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System) 등 ESS 컨트롤러에 영향을 미쳐 오작동을 발생시킬 가능성이 있다. 따라서, 이를 방지하고자 에어컨 등 냉방 설비를 갖추어 배터리 룸(Room)을 냉각시키고 있다.In addition, there is a possibility of causing a malfunction by affecting an ESS controller such as a battery management system (BMS: Battery Management System). Therefore, in order to prevent this, the cooling room is provided by cooling facilities such as air conditioner.

또한, 송/배전시 소모전력을 최소화 해야 효율이 높아지나, 에어컨 등의 소모전력으로 인해 ESS 전체 효율이 저하되고 있으며, 겨울철 낮은 외기 온도로 ESS 초기 기동시 효율 저하 또는 운전 불가 상태가 발생하기 때문에, ESS 룸(Room) 내부 별도 난방 시설이 필요하게 된다.In addition, efficiency is increased by minimizing power consumption during transmission / distribution, but the efficiency of the ESS is lowered due to power consumption of the air conditioner, etc., , And ESS room (room).

본 발명은 변전소 내의 장비(변압기 및 차단기)에서 버려지는 폐열을 활용하여 주파수조절 ESS 운용시 발생하는 열을 냉각시켜, 변전소 내 장비의 전체 효율을 향상할 수 있도록 한 변전소 내 폐열 이용 장치를 제공하고자 한다.The present invention provides a waste heat utilization device in a substation that can utilize the waste heat from equipment (transformer and circuit breaker) in the substation to cool the heat generated by frequency control ESS operation and improve the overall efficiency of the equipment in the substation do.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 변전소 내의 변압기 및 차단기에서 버려지는 폐열을 이용하기 위한 변전소 내 폐열 이용 장치로서,According to an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for using waste heat in a substation for using waste heat discharged from a transformer and a circuit breaker in a substation,

내부에 주파수 조절 기능을 갖춘 대용량 ESS(Energy Storage System) 배터리를 구비하고 있는 변전소 내에 설치된 변압기 또는 차단기,A transformer or circuit breaker installed in a substation equipped with a large-capacity ESS (Energy Storage System) battery with internal frequency control,

상기 변압기 또는 차단기로부터 배출되는 고온의 절연유와 열교환을 행하여 온수를 발생하기 위한 열교환기, 및A heat exchanger for generating hot water by performing heat exchange with the high-temperature insulating oil discharged from the transformer or the breaker, and

상기 열교환기와 연결되고, 상기 열교환기에 의하여 발생된 온수를 공급받아 구동 열원으로 사용하기 위한 흡수식 히트 펌프(Heat pump)를 포함하는 변전소 내 폐열 이용 장치가 제공될 수 있다.And an absorption type heat pump connected to the heat exchanger and adapted to receive hot water generated by the heat exchanger as a driving heat source.

상기 열교환기와 상기 변압기 또는 차단기 사이에는 상기 변압기 또는 차단기로부터 배출되는 고온의 절연유를 상기 열교환기에 공급하기 위한 고온 절연유 공급관이 연결될 수 있다.A high-temperature insulating oil supply pipe for supplying high-temperature insulating oil discharged from the transformer or the breaker to the heat exchanger may be connected between the heat exchanger and the transformer or the breaker.

상기 열교환기와 상기 변압기 또는 차단기 사이에는 상기 열교환기로부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기 또는 차단기에 공급하기 위한 저온 절연유 공급관이 연결될 수 있다.A low-temperature insulating oil supply pipe for supplying the low-temperature insulating oil discharged from the heat exchanger to the transformer or the breaker may be connected between the heat exchanger and the transformer or the breaker.

상기 저온 절연유 공급관에는 상기 열교환기로부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기 또는 차단기에 일정한 압력으로 가압 공급하기 위한 가압 펌프가 설치될 수 있다.The low-temperature insulating oil supply pipe may be provided with a pressurizing pump for pressurizing and supplying low-temperature insulating oil discharged from the heat exchanger to the transformer or the breaker at a constant pressure.

상기 열교환기와 상기 히트 펌프 사이에는 상기 열교환기에 의하여 발생된 온수를 상기 히트 펌프에 구동 열원으로 공급하기 위한 온수 공급관이 연결될 수 있다.A hot water supply pipe for supplying hot water generated by the heat exchanger to the heat pump as a driving heat source may be connected between the heat exchanger and the heat pump.

상기 열교환기와 상기 히트 펌프 사이에는 상기 히트 펌프의 냉수를 상기 열교환기에 공급하기 위한 냉수 공급관이 연결될 수 있다.A cold water supply pipe for supplying cold water of the heat pump to the heat exchanger may be connected between the heat exchanger and the heat pump.

상기 히트 펌프에는 변전소 내의 냉방 또는 난방을 위한 냉난방 장치가 연결되고, 상기 히트 펌프와 상기 냉난방 장치 사이에는 상기 히트 펌프와 냉난방 장치 사이에 온수를 이송하기 위한 온수 이송관이 연결될 수 있다.The heating pump is connected to a cooling / heating device for cooling or heating in a substation, and a hot water pipe for transferring hot water between the heat pump and the cooling / heating device may be connected between the heat pump and the cooling / heating device.

상기 히트 펌프와 상기 냉난방 장치 사이에는 상기 히트 펌프와 냉난방 장치 사이에 냉수를 이송하기 위한 냉수 이송관이 연결될 수 있다.A cold water conveyance pipe for conveying cold water may be connected between the heat pump and the cooling / heating device between the heat pump and the cooling / heating device.

상기 히트 펌프는 ESS 룸 내부의 냉각을 위하여 ESS 룸의 열교환기와 연결되고, 상기 히트 펌프와 상기 ESS 룸의 열교환기 사이에는 상기 히트 펌프의 냉수를 상기 ESS 룸의 열교환기에 공급하기 위한 제2 냉수 공급관이 연결될 수 있다.The heat pump is connected to a heat exchanger of the ESS room for cooling the inside of the ESS room and a second cold water supply pipe for supplying cold water of the heat pump to the heat exchanger of the ESS room is provided between the heat pump and the heat exchanger of the ESS room. Can be connected.

상기 히트 펌프와 상기 ESS 룸의 열교환기 사이에는 상기 ESS 룸의 열교환기에서 발생된 온수를 상기 히트 펌프에 공급하기 위한 제2 온수 공급관이 연결될 수 있다.A second hot water supply pipe for supplying hot water generated in the heat exchanger of the ESS room to the heat pump may be connected between the heat pump and the heat exchanger of the ESS room.

또한, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 변전소 내의 변압기 및 차단기에서 버려지는 폐열을 이용하기 위한 변전소 내 폐열 이용 장치로서,According to another embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for using waste heat in a substation for using waste heat discharged from a transformer and a circuit breaker in a substation,

내부에 주파수 조절 기능을 갖춘 대용량 ESS(Energy Storage System) 배터리를 구비하고 있는 변전소 내에 설치된 변압기 또는 차단기,A transformer or circuit breaker installed in a substation equipped with a large-capacity ESS (Energy Storage System) battery with internal frequency control,

상기 변압기 또는 차단기로부터 배출되는 고온의 절연유와 열교환을 행하여 온수를 발생하기 위한 열교환기, A heat exchanger for generating hot water by performing heat exchange with the high-temperature insulating oil discharged from the transformer or the breaker,

상기 열교환기와 연결되고, 상기 열교환기에 의하여 발생된 온수를 공급받아 구동 열원으로 사용하기 위한 흡수식 히트 펌프(Heat pump), 및An absorption type heat pump connected to the heat exchanger and supplied with hot water generated by the heat exchanger and used as a driving heat source,

상기 히트 펌프와 연결되고, ESS 룸 내부의 냉각을 위한 ESS 룸의 열교환기를 포함하는 변전소 내 폐열 이용 장치가 제공될 수 있다.A waste heat utilization device in the substation including the heat exchanger connected to the heat pump and the ESS room for cooling the interior of the ESS room may be provided.

상기 열교환기와 상기 변압기 또는 차단기 사이에는 상기 변압기 또는 차단기로부터 배출되는 고온의 절연유를 상기 열교환기에 공급하기 위한 고온 절연유 공급관이 연결될 수 있다.A high-temperature insulating oil supply pipe for supplying high-temperature insulating oil discharged from the transformer or the breaker to the heat exchanger may be connected between the heat exchanger and the transformer or the breaker.

상기 열교환기와 상기 변압기 또는 차단기 사이에는 상기 열교환기로부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기 또는 차단기에 공급하기 위한 저온 절연유 공급관이 연결될 수 있다.A low-temperature insulating oil supply pipe for supplying the low-temperature insulating oil discharged from the heat exchanger to the transformer or the breaker may be connected between the heat exchanger and the transformer or the breaker.

상기 저온 절연유 공급관에는 상기 열교환기로부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기 또는 차단기에 일정한 압력으로 가압 공급하기 위한 가압 펌프가 설치될 수 있다.The low-temperature insulating oil supply pipe may be provided with a pressurizing pump for pressurizing and supplying low-temperature insulating oil discharged from the heat exchanger to the transformer or the breaker at a constant pressure.

상기 히트 펌프와 상기 ESS 룸의 열교환기 사이에는 상기 히트 펌프의 냉수를 상기 ESS 룸의 열교환기에 공급하기 위한 제2 냉수 공급관이 연결될 수 있다.A second cold water supply pipe for supplying cold water of the heat pump to the heat exchanger of the ESS room may be connected between the heat pump and the heat exchanger of the ESS room.

상기 히트 펌프와 상기 ESS 룸의 열교환기 사이에는 상기 ESS 룸의 열교환기에서 발생된 온수를 상기 히트 펌프에 공급하기 위한 제2 온수 공급관이 연결될 수 있다.A second hot water supply pipe for supplying hot water generated in the heat exchanger of the ESS room to the heat pump may be connected between the heat pump and the heat exchanger of the ESS room.

본 발명의 구현예에 따르면, 기존 에어컨에서 사용하는 에너지보다 적은 에너지원으로도 동일한 냉각효과 가능하며, 또한, 변전소에 설치된 장비(변압기 및 차단기)에서 발생된 폐열을 활용하여 장비 효율을 증대할 수 있고, 동절기 저온으로 인한 ESS 초기 가동 문제 발생 시 폐열을 활용하여 난방 열원의 공급이 가능하다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to achieve the same cooling effect with less energy than the energy used in the conventional air conditioner, and to improve the equipment efficiency by utilizing the waste heat generated in the equipment (transformer and circuit breaker) installed in the substation In case of early operation problem of ESS due to low temperature in winter, heating heat source can be supplied by using waste heat.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 변전소 내 폐열 이용 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 변전소 내 폐열 이용 장치를 냉난방 장치에 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 변전소 내 폐열 이용 장치를 ESS 룸에 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A선 단면을 도시한 도면이다.1 is a schematic block diagram of an apparatus for using waste heat in a substation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view illustrating a state of a waste heat utilizing apparatus in a substation according to an embodiment of the present invention in a heating and cooling apparatus.
3 is a view illustrating a state of the waste heat utilizing apparatus in a substation in an ESS room according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA in Fig.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 구현예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As will be readily understood by those skilled in the art, the following embodiments may be modified in various ways within the scope and spirit of the present invention. Wherever possible, the same or similar parts are denoted using the same reference numerals in the drawings.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 구현예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 변전소 내 폐열 이용 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 변전소 내 폐열 이용 장치를 냉난방 장치에 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 변전소 내 폐열 이용 장치를 ESS 룸에 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a waste heat utilizing apparatus in a substation according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a state of a waste heat using apparatus in a substation according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view showing a state of the waste heat utilizing apparatus in a substation according to an embodiment of the present invention in an ESS room, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 변전소 내 폐열 이용 장치는, 변전소 내의 변압기 및 차단기에서 버려지는 폐열을 이용하기 위한 장치로서,1 to 4, an apparatus for using waste heat in a substation according to an embodiment of the present invention is a device for using waste heat discharged from a transformer and a circuit breaker in a substation,

내부에 주파수 조절 기능을 갖춘 대용량 ESS(Energy Storage System) 배터리를 구비하고 있는 변전소 내에 설치된 변압기(100) 또는 차단기,A transformer 100 or a circuit breaker installed in a substation equipped with a large-capacity ESS (Energy Storage System)

상기 변압기(100) 또는 차단기로부터 배출되는 고온의 절연유와 열교환을 행하여 온수를 발생하기 위한 열교환기(200), 및A heat exchanger 200 for exchanging heat with the high temperature insulating oil discharged from the transformer 100 or the breaker to generate hot water,

상기 열교환기(200)와 연결되고, 상기 열교환기에 의하여 발생된 온수를 공급받아 구동 열원으로 사용하기 위한 흡수식 히트 펌프(Heat pump)(300)를 포함할 수 있다.And an absorption type heat pump 300 connected to the heat exchanger 200 and used as a driving heat source by receiving hot water generated by the heat exchanger.

상기 열교환기(200)와 상기 변압기(100) 또는 차단기 사이에는 상기 변압기(100) 또는 차단기로부터 배출되는 고온의 절연유를 상기 열교환기(200)에 공급하기 위한 고온 절연유 공급관(210)이 연결될 수 있다.A high temperature insulating oil supply pipe 210 for supplying high temperature insulating oil discharged from the transformer 100 or the breaker to the heat exchanger 200 may be connected between the heat exchanger 200 and the transformer 100 or the breaker .

상기 열교환기(200)와 상기 변압기(100) 또는 차단기 사이에는 상기 열교환기로(200)부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기(100) 또는 차단기에 공급하기 위한 저온 절연유 공급관(220)이 연결될 수 있다.A low temperature insulating oil supply pipe 220 for supplying low temperature insulating oil discharged from the heat exchanger 200 to the transformer 100 or the breaker may be connected between the heat exchanger 200 and the transformer 100 or the breaker .

상기 저온 절연유 공급관(220)에는 상기 열교환기(200)로부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기(100) 또는 차단기에 일정한 압력으로 가압 공급하기 위한 가압 펌프(230)가 설치될 수 있다.The low-temperature insulating oil supply pipe 220 may be provided with a pressurizing pump 230 for pressurizing and supplying low-temperature insulating oil discharged from the heat exchanger 200 to the transformer 100 or the breaker at a constant pressure.

또한, 상기 열교환기(200)와 상기 히트 펌프(300) 사이에는 상기 열교환기(200)에 의하여 발생된 온수를 상기 히트 펌프에 구동 열원으로 공급하기 위한 온수 공급관(310)이 연결될 수 있다.A hot water supply pipe 310 for supplying hot water generated by the heat exchanger 200 to the heat pump as a driving heat source may be connected between the heat exchanger 200 and the heat pump 300.

상기 열교환기(200)와 상기 히트 펌프(300) 사이에는 상기 히트 펌프(300)의 냉수를 상기 열교환기(200)에 공급하기 위한 냉수 공급관(320)이 연결될 수 있다.A cold water supply pipe 320 for supplying the cold water of the heat pump 300 to the heat exchanger 200 may be connected between the heat exchanger 200 and the heat pump 300.

또한, 상기 히트 펌프(300)에는 변전소 내의 냉방 또는 난방을 위한 냉난방 장치(400)가 연결될 수 있으며, Also, the heat pump 300 may be connected to an air conditioner 400 for cooling or heating the substation,

상기 히트 펌프(300)와 상기 냉난방 장치(400) 사이에는 상기 히트 펌프(300)와 냉난방 장치(400) 사이에 온수를 이송하기 위한 온수 이송관(410)이 연결될 수 있다. A hot water conveyance pipe 410 for conveying hot water between the heat pump 300 and the cooling and heating device 400 may be connected between the heat pump 300 and the cooling and heating device 400.

상기 히트 펌프(300)와 상기 냉난방 장치(400) 사이에는 상기 히트 펌프(300)와 냉난방 장치(400) 사이에 냉수를 이송하기 위한 냉수 이송관(420)이 연결될 수 있다.A cold water conveyance pipe 420 for conveying cold water between the heat pump 300 and the cooling and heating device 400 may be connected between the heat pump 300 and the cooling and heating device 400.

또한, 상기 히트 펌프(300)는 ESS 룸(500) 내부의 냉각을 위하여 ESS 룸(500)의 열교환기(510)와 연결될 수 있으며, The heat pump 300 may be connected to the heat exchanger 510 of the ESS room 500 for cooling the inside of the ESS room 500,

상기 히트 펌프(300)와 상기 ESS 룸(500)의 열교환기(510) 사이에는 상기 히트 펌프(300)의 냉수를 상기 ESS 룸(500)의 열교환기(510)에 공급하기 위한 제2 냉수 공급관(520)이 연결될 수 있다. A second cold water supply pipe for supplying cold water of the heat pump 300 to the heat exchanger 510 of the ESS room 500 is provided between the heat pump 300 and the heat exchanger 510 of the ESS room 500, (520) may be connected.

상기 히트 펌프(300)와 상기 ESS 룸(500)의 열교환기(510) 사이에는 상기 ESS 룸(500)의 열교환기(510)에서 발생된 온수를 상기 히트 펌프(300)에 공급하기 위한 제2 온수 공급관(530)이 연결될 수 있다.A second heat pump 300 for supplying hot water generated in the heat exchanger 510 of the ESS room 500 to the heat pump 300 is provided between the heat pump 300 and the heat exchanger 510 of the ESS room 500, A hot water supply pipe 530 can be connected.

상기 ESS 룸(500) 내부에는 상기 열교환기(510)의 냉수와의 열교환에 의하여 냉각된 공기의 흐름을 일정한 방향으로 발생하기 위한 쿨링 팬(Cooling Fan)(540)이 설치될 수 있다.A cooling fan 540 may be installed in the ESS room 500 to generate a flow of the cooled air by heat exchange with the cold water of the heat exchanger 510 in a predetermined direction.

또한, 상기 히트 펌프의 냉수를 상기 ESS 룸(500)의 열교환기(510)에 공급하여 상기 ESS 룸(500) 내부를 냉각하고 있으나, 이와는 반대로 상기 히트 펌프의 온수를 상기 ESS 룸(500)의 열교환기(510)에 공급하여 상기 ESS 룸(500) 내부를 난방할 수 있다.The hot water of the heat pump is supplied to the heat exchanger 510 of the ESS room 500 to cool the inside of the ESS room 500. On the contrary, It is possible to supply heat to the heat exchanger 510 to heat the inside of the ESS room 500.

그리고, 상기 장치들은 기존 설비에 영향이 없는 플러그인 타입(plug-in type)으로 구성하여 열매체 누설 없이 운전 가능하도록 구성될 수 있으며, 특히 열교환기(200)와 상기 변압기(100) 또는 차단기 내부의 절연유 온도 및 순환 유량 유지할 수 있다.In addition, the devices may be configured as a plug-in type that does not affect existing equipment and can be operated without leakage of heat medium. In particular, the devices may be configured to operate with heat exchanger 200, Temperature and circulation flow rate can be maintained.

이하에서, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 변전소 내 폐열 이용 장치의 작동에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the waste heat utilization apparatus in a substation according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

하기에서는 변전소 내에 설치된 변압기(100)의 폐열을 이용하여 ESS 룸의 열교환기를 냉방하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, the case where the heat exchanger of the ESS room is cooled using the waste heat of the transformer 100 installed in the substation will be described as an example.

먼저, 상기 변압기(100)로부터 배출되는 고온의 절연유는 고온 절연유 공급관(210)을 통하여 상기 열교환기(200)로 공급되고, 상기 열교환기(200)에서는 고온 절연유와 열교환을 행하여 온수를 발생한다. First, the high-temperature insulating oil discharged from the transformer 100 is supplied to the heat exchanger 200 through a high-temperature insulating oil supply pipe 210, and the heat exchanger 200 performs heat exchange with the high-temperature insulating oil to generate hot water.

상기 열교환기(200)와 열교환된 고온의 절연유는 저온의 절연유로 되어 상기 저온 절연유 공급관(220)를 통하여 상기 변압기(100)로 다시 공급된다The high-temperature insulating oil heat-exchanged with the heat exchanger 200 is supplied as low-temperature insulating oil to the transformer 100 through the low-temperature insulating oil supply pipe 220

그리고, 상기 저온 절연유 공급관(220)에는 가압 펌프(230)가 설치되어 있으므로, 상기 열교환기(200)로부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기(100)에 일정한 압력으로 가압 공급할 수 있다.Since the low-temperature insulating oil supply pipe 220 is provided with the pressurizing pump 230, the low-temperature insulating oil discharged from the heat exchanger 200 can be pressurized and supplied to the transformer 100 at a constant pressure.

또한, 상기 열교환기(200)와 상기 히트 펌프(300) 사이에 설치된 온수 공급관(310)은 상기 열교환기(200)에 의하여 발생된 온수를 상기 히트 펌프에 구동 열원으로 공급한다. The hot water supply pipe 310 provided between the heat exchanger 200 and the heat pump 300 supplies hot water generated by the heat exchanger 200 to the heat pump as a driving heat source.

상기 열교환기(200)와 상기 히트 펌프(300) 사이에 연결된 냉수 공급관(320)은 상기 히트 펌프(300)에서 발생된 냉수를 상기 열교환기(200)에 공급한다.The cold water supply pipe 320 connected between the heat exchanger 200 and the heat pump 300 supplies the cold water generated from the heat pump 300 to the heat exchanger 200.

그리고, 상기 히트 펌프(300)와 상기 냉난방 장치(400) 사이에 연결된 온수이송관(410)은 상기 히트 펌프(300)에서 발생된 온수를 냉난방 장치(400)로 이송하며, 또한, 상기 히트 펌프(300)와 상기 냉난방 장치(400) 사이에 연결된 냉수 이송관(420)은 상기 냉난방 장치(400)의 냉수를 상기 히트 펌프(300)로 이송한다.The hot water piping 410 connected between the heat pump 300 and the cooling and heating unit 400 transfers the hot water generated from the heat pump 300 to the cooling and heating unit 400, 300 and the cooling / heating unit 400 transfer the cold water of the cooling / heating unit 400 to the heat pump 300. The cold /

또한, 상기 히트 펌프(300)와 상기 ESS 룸(500)의 열교환기(510) 사이에 연결된 제2 냉수 공급관(520)은 상기 히트 펌프(300)에서 발생된 냉수를 상기 ESS 룸(500)의 열교환기(510)에 공급하며, 이 냉수는 ESS 룸(500)의 열교환기(510)와 열교환이 이루어진다. The second cold water supply pipe 520 connected between the heat pump 300 and the heat exchanger 510 of the ESS room 500 is connected to the ESS room 500 through the heat pump 300, To the heat exchanger (510), and this cold water is exchanged with the heat exchanger (510) of the ESS room (500).

상기 히트 펌프(300)와 상기 ESS 룸(500)의 열교환기(510) 사이에 연결된 제2 온수 공급관(530)은 상기 히트 펌프(300)에서 공급된 냉수와 상기 ESS 룸(500)의 열교환기(510)의 열교환에 의해서 발생된 온수를 상기 히트 펌프(300)에 공급한다.The second hot water supply pipe 530 connected between the heat pump 300 and the heat exchanger 510 of the ESS room 500 is connected to the cold water supplied from the heat pump 300 and the heat exchanger The hot water generated by the heat exchange of the heat pump 510 is supplied to the heat pump 300.

100: 변압기 200: 열교환기
210: 고온 절연유 공급관 220: 저온 절연유 공급관
230: 가압 펌프 300: 히트 펌프
310: 온수 공급관 320: 냉수 공급관
400: 냉난방 장치 410: 온수 이송관
420: 냉수 이송관 500: ESS 룸
510: ESS 룸 열교환기 520: 제2 냉수 공급관
530: 제2 온수 공급관100: Transformer 200: Heat exchanger
210: high temperature insulating oil supply pipe 220: low temperature insulating oil supply pipe
230: pressure pump 300: heat pump
310: hot water supply pipe 320: cold water supply pipe
400: Heating / cooling unit 410: Hot water conveying pipe
420: cold water conveyance pipe 500: ESS room
510: ESS room heat exchanger 520: second cold water supply pipe
530: Second hot water supply pipe

Claims (16)

변전소 내의 변압기 및 차단기에서 버려지는 폐열을 이용하기 위한 변전소 내 폐열 이용 장치로서,
내부에 주파수 조절 기능을 갖춘 대용량 ESS(Energy Storage System) 배터리를 구비하고 있는 변전소 내에 설치된 변압기 또는 차단기,
상기 변압기 또는 차단기로부터 배출되는 고온의 절연유와 열교환을 행하여 온수를 발생하기 위한 열교환기, 및
상기 열교환기와 연결되고, 상기 열교환기에 의하여 발생된 온수를 공급받아 구동 열원으로 사용하기 위한 흡수식 히트 펌프(Heat pump)
를 포함하고,
상기 히트 펌프는 ESS 룸 내부의 냉각을 위하여 ESS 룸의 열교환기와 연결되고,
상기 히트 펌프와 상기 ESS 룸의 열교환기 사이에는 상기 히트 펌프에서 발생된 냉수를 상기 ESS 룸의 열교환기에 공급하기 위한 제2 냉수 공급관이 연결되고,
상기 ESS 룸 내부에는 열교환기의 냉수와의 열교환에 의하여 냉각된 공기의 흐름을 일정한 방향으로 발생하기 위한 쿨링 팬(Cooling Fan)이 열교환기를 따라 일정한 간격으로 복수개 설치되는 변전소 내 폐열 이용 장치.An apparatus for using waste heat in a substation for using waste heat discharged from a transformer and a circuit breaker in a substation,
A transformer or circuit breaker installed in a substation equipped with a large-capacity ESS (Energy Storage System) battery with internal frequency control,
A heat exchanger for generating hot water by performing heat exchange with the high-temperature insulating oil discharged from the transformer or the breaker, and
An absorption type heat pump connected to the heat exchanger for receiving hot water generated by the heat exchanger and used as a driving heat source,
Lt; / RTI >
The heat pump is connected to the heat exchanger of the ESS room for cooling inside the ESS room,
A second cold water supply pipe for supplying cold water generated from the heat pump to the heat exchanger of the ESS room is connected between the heat pump and the heat exchanger of the ESS room,
Wherein a plurality of cooling fans for generating a flow of cooled air by heat exchange with cold water of the heat exchanger are installed in the ESS room at regular intervals along the heat exchanger. 제1항에 있어서,
상기 열교환기와 상기 변압기 또는 차단기 사이에는 상기 변압기 또는 차단기로부터 배출되는 고온의 절연유를 상기 열교환기에 공급하기 위한 고온 절연유 공급관이 연결되는 변전소 내 폐열 이용 장치.The method according to claim 1,
And a high temperature insulating oil supply pipe for supplying high temperature insulating oil discharged from the transformer or the breaker to the heat exchanger is connected between the heat exchanger and the transformer or the breaker. 제2항에 있어서,
상기 열교환기와 상기 변압기 또는 차단기 사이에는 상기 열교환기로부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기 또는 차단기에 공급하기 위한 저온 절연유 공급관이 연결되는 변전소 내 폐열 이용 장치.3. The method of claim 2,
And a low-temperature insulating oil supply pipe for supplying low-temperature insulating oil discharged from the heat exchanger to the transformer or the breaker is connected between the heat exchanger and the transformer or the breaker. 제3항에 있어서,
상기 저온 절연유 공급관에는 상기 열교환기로부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기 또는 차단기에 일정한 압력으로 가압 공급하기 위한 가압 펌프가 설치되는 변전소 내 폐열 이용 장치.The method of claim 3,
Wherein the low-temperature insulating oil supply pipe is provided with a pressurizing pump for pressurizing and supplying low-temperature insulating oil discharged from the heat exchanger to the transformer or the breaker at a constant pressure. 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 열교환기와 상기 히트 펌프 사이에는 상기 열교환기에 의하여 발생된 온수를 상기 히트 펌프에 구동 열원으로 공급하기 위한 온수 공급관이 연결되는 변전소 내 폐열 이용 장치.The method according to claim 3 or 4,
And a hot water supply pipe for supplying hot water generated by the heat exchanger to the heat pump as a drive heat source is connected between the heat exchanger and the heat pump. 제5항에 있어서,
상기 열교환기와 상기 히트 펌프 사이에는 상기 히트 펌프의 냉수를 상기 열교환기에 공급하기 위한 냉수 공급관이 연결되는 변전소 내 폐열 이용 장치.6. The method of claim 5,
And a cold water supply pipe for supplying cold water of the heat pump to the heat exchanger is connected between the heat exchanger and the heat pump. 제6항에 있어서,
상기 히트 펌프에는 변전소 내의 냉방 또는 난방을 위한 냉난방 장치가 연결되고, 상기 히트 펌프와 상기 냉난방 장치 사이에는 상기 히트 펌프에서 발생된 온수를 냉난방 장치로 이송하기 위한 온수 이송관이 연결되는 는 변전소 내 폐열 이용 장치.The method according to claim 6,
The heat pump is connected to a cooling / heating device for cooling or heating in a substation, and a hot water transfer pipe for transferring hot water generated from the heat pump to the heating / cooling device is connected between the heat pump and the cooling / Usage device. 제7항에 있어서,
상기 히트 펌프와 상기 냉난방 장치 사이에는 상기 냉난방 장치의 냉수를 상기 히트 펌프로 이송하기 위한 냉수 이송관이 연결되는 변전소 내 폐열 이용 장치.8. The method of claim 7,
And a cold water conveyance pipe for conveying the cold water of the cooling / heating unit to the heat pump is connected between the heat pump and the cooling / heating unit. 삭제delete 삭제delete 변전소 내의 변압기 및 차단기에서 버려지는 폐열을 이용하기 위한 변전소 내 폐열 이용 장치로서,
내부에 주파수 조절 기능을 갖춘 대용량 ESS(Energy Storage System) 배터리를 구비하고 있는 변전소 내에 설치된 변압기 또는 차단기,
상기 변압기 또는 차단기로부터 배출되는 고온의 절연유와 열교환을 행하여 온수를 발생하기 위한 열교환기,
상기 열교환기와 연결되고, 상기 열교환기에 의하여 발생된 온수를 공급받아 구동 열원으로 사용하기 위한 흡수식 히트 펌프(Heat pump), 및
상기 히트 펌프와 연결되고, ESS 룸 내부의 냉각을 위한 ESS 룸의 열교환기
를 포함하고,
상기 히트 펌프와 상기 ESS 룸의 열교환기 사이에는 상기 히트 펌프에서 발생된 냉수를 상기 ESS 룸의 열교환기에 공급하기 위한 제2 냉수 공급관이 연결되고,
상기 히트 펌프와 상기 ESS 룸의 열교환기 사이에는 상기 히트 펌프에서 공급된 냉수와 상기 ESS 룸의 열교환기의 열교환에 의해서 발생된 온수를 상기 히트 펌프에 공급하기 위한 제2 온수 공급관이 연결되고,
상기 ESS 룸 내부에는 열교환기의 냉수와의 열교환에 의하여 냉각된 공기의 흐름을 일정한 방향으로 발생하기 위한 쿨링 팬(Cooling Fan)이 열교환기를 따라 일정한 간격으로 복수개 설치되는 변전소 내 폐열 이용 장치.An apparatus for using waste heat in a substation for using waste heat discharged from a transformer and a circuit breaker in a substation,
A transformer or circuit breaker installed in a substation equipped with a large-capacity ESS (Energy Storage System) battery with internal frequency control,
A heat exchanger for generating hot water by performing heat exchange with the high-temperature insulating oil discharged from the transformer or the breaker,
An absorption type heat pump connected to the heat exchanger and supplied with hot water generated by the heat exchanger and used as a driving heat source,
A heat exchanger connected to the heat pump for cooling the inside of the ESS room,
Lt; / RTI >
A second cold water supply pipe for supplying cold water generated from the heat pump to the heat exchanger of the ESS room is connected between the heat pump and the heat exchanger of the ESS room,
A second hot water supply pipe for supplying hot water generated by heat exchange between the cold water supplied from the heat pump and the heat exchanger of the ESS room to the heat pump is connected between the heat pump and the heat exchanger of the ESS room,
Wherein a plurality of cooling fans for generating a flow of cooled air by heat exchange with cold water of the heat exchanger are installed at predetermined intervals along the heat exchanger in the ESS room. 제11항에 있어서,
상기 열교환기와 상기 변압기 또는 차단기 사이에는 상기 변압기 또는 차단기로부터 배출되는 고온의 절연유를 상기 열교환기에 공급하기 위한 고온 절연유 공급관이 연결되는 변전소 내 폐열 이용 장치.12. The method of claim 11,
And a high temperature insulating oil supply pipe for supplying high temperature insulating oil discharged from the transformer or the breaker to the heat exchanger is connected between the heat exchanger and the transformer or the breaker. 제12항에 있어서,
상기 열교환기와 상기 변압기 또는 차단기 사이에는 상기 열교환기로부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기 또는 차단기에 공급하기 위한 저온 절연유 공급관이 연결되는 변전소 내 폐열 이용 장치.13. The method of claim 12,
And a low-temperature insulating oil supply pipe for supplying low-temperature insulating oil discharged from the heat exchanger to the transformer or the breaker is connected between the heat exchanger and the transformer or the breaker. 제13항에 있어서,
상기 저온 절연유 공급관에는 상기 열교환기로부터 배출되는 저온의 절연유를 상기 변압기 또는 차단기에 일정한 압력으로 가압 공급하기 위한 가압 펌프가 설치되는 변전소 내 폐열 이용 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the low-temperature insulating oil supply pipe is provided with a pressurizing pump for pressurizing and supplying low-temperature insulating oil discharged from the heat exchanger to the transformer or the breaker at a constant pressure. 삭제delete 삭제delete
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