KR101795668B1 - Regenerative heat pump system converged new renewable energy - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a renewable energy hybrid thermal storage heat pump system.
지중 열교환기란, 지중에 매립되어 그 내부를 유동하는 지하수와 같은 열교환 유체와 지중 사이의 열교환이 이루어지는 것이다. 선행특허문헌(대한민국 등록특허공보 제0989992호)에는 지중 열교환기를 포함하는 히트 펌트 시스템이 개시되어 있다. 선행특허문헌을 참조하면, 종래에는, 다수개의 심정도관(SC), 즉 지중 열교환기와 제2열교환기(10) 사이를 유동하는 지하수와 제2열교환기(10)와 히트 펌프(HP) 사이를 순환하는 냉매 사이의 열교환이 이루어진다.In the underground heat exchanger, the heat exchange fluid such as the ground water that is buried in the ground and flows inside thereof is exchanged with the earth. In the prior patent document (Korean Patent Registration No. 0989992), a heat pump system including an underground heat exchanger is disclosed. In the related art, there has been conventionally known a method in which a plurality of groundwater conduits (SC), that is, groundwater flowing between an underground heat exchanger and a second heat exchanger 10, groundwater flowing between a second heat exchanger 10 and a heat pump HP Heat exchange occurs between circulating refrigerants.
한편 최근에는, 에너지 효율이나 환경에 대한 관심 증가로 일반 주택이나 공장 등에도 태양광이나 태양열 발전과 같은 신재생 에너지의 생산을 위한 설비가 구비되고 있다. 통상적으로 에너지 공급 업체는, 신재생 에너지 생산 설비에서 생산된 에너지 중 일정양을 구매한다. 예를 들면, 한국전력 등이, 신재생 에너지 생산 설비당 10KW정도의 에너지를 구매한다. 따라서 신재생 에너지 생산 설비에 의하여 생산된 에너지 중 사용 및 판매 후에도 남는 여분의 에너지의 경우에는, 별도의 저장을 위한 설비가 구비되는 경우를 제외하면 활용되지 못하고 소멸될 우려가 발생된다.On the other hand, with increasing interest in energy efficiency and the environment, facilities for the production of new and renewable energy such as solar power and solar power are installed in general houses and factories. Typically, energy suppliers purchase a certain amount of energy from renewable energy production facilities. For example, KEPCO purchases about 10KW of energy per renewable energy production facility. Therefore, in the case of extra energy remaining after the use and sale of the energy produced by the renewable energy production facility, there is a fear that it can not be utilized and it is extinguished except for the case where the facility for separate storage is provided.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 구성되는 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art and it is an object of the present invention to provide a new and renewable energy hybrid regenerative heat pump system configured to use energy generated from a renewable energy facility more efficiently, .
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템의 일 양태는, 지중에 매립되어 열교환 유체와 지중 사이의 열교환이 이루어지는 적어도 1개의 지중 열교환기; 상기 지중 열교환기에서 열교환된 열교환 유체가 저장되는 축열 탱크; 상기 지중 열교환기 또는 축열 탱크로부터 공급받은 열교환 유체가 저장되고, 저장된 열교환 유체를 가열 또는 냉각시키는 급탕용 히트 펌프; 상기 급탕용 히트 펌프에 저장되는 열교환 유체와 열교환되는 급탕수가 저장되는 급탕 탱크; 상기 지중 열교환기 또는 축열 탱크로부터 공급받은 열교환 유체가 저장되는 공조용 히프 펌프; 상기 공조용 히프 펌프에 저장되는 열교환 유체와 열교환되는 냉매가 유동되는 공조 부하; 상기 축열 탱크에 저장된 열교환 유체를 가열 또는 냉각하기 위하여 발열 또는 흡열하는 열전소자부; 상기 급탕용 히트 펌프 또는 열전소자부에 공급되는 에너지를 생산하는 신재생 에너지 설비; 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지의 양에 따라서 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지를 상기 열전소자부 및 급탕용 히트 펌프에 선택적으로 공급되도록 제어하는 제어부; 를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat pump system for a combined heat accumulation type renewable energy combined heat regenerator, comprising: at least one underground heat exchanger buried in the earth and performing heat exchange between the heat exchange fluid and the earth; A heat storage tank in which the heat exchange fluid heat-exchanged in the underground heat exchanger is stored; A heat pump for hot water storage for storing the heat exchange fluid supplied from the underground heat exchanger or the heat storage tank and heating or cooling the stored heat exchange fluid; A hot water tank in which hot water to be heat-exchanged with the heat exchange fluid stored in the hot water supply heat pump is stored; A heat pump for air conditioning in which the heat exchange fluid supplied from the underground heat exchanger or the heat storage tank is stored; An air conditioning load in which a refrigerant to be heat-exchanged with a heat exchange fluid stored in the air conditioning bottom pump flows; A thermoelectric element for heating or absorbing heat to heat or cool the heat exchange fluid stored in the heat storage tank; A renewable energy facility for producing energy supplied to the hot water heat pump or the thermoelectric element unit; A control unit for controlling the energy generated by the renewable energy facility to be selectively supplied to the thermoelectric element and the hot water heat pump according to the amount of energy produced in the new and renewable energy facility; .
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어부는, 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지의 양이 기설정된 기준 에너지량 초과의 값으로 설정되는 설정 에너지량 이상인 경우에는, 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지 중 상기 기준 에너지량을 초과하는 여분의 에너지가 상기 급탕용 히트 펌프로 공급되도록 제어하고, 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지의 양이 상기 기준 에너지량 초과 및 상기 설정 에너지량 미만인 경우에는, 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지 중 상기 기준 에너지량을 초과하는 여분의 에너지가 상기 열전소자부로 공급되도록 제어한다. In an aspect of the embodiment of the present invention, when the amount of energy produced in the renewable energy facility is equal to or greater than a preset energy amount set to a value exceeding a predetermined reference energy amount, When the amount of energy produced by the renewable energy facility is less than the reference energy amount and less than the preset energy amount, , So that excess energy exceeding the reference energy amount among the energy produced by the renewable energy facility is supplied to the thermoelectric element unit.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어부는, 상기 신재생 에너지 설비에서 상기 급탕용 히트 펌프로 공급된 에너지에 의하여 가열 또는 냉각된 열교환 유체가 상기 급탕 탱크, 축열 탱크 및 지중 열교환기에 순차적으로 공급되도록 제어한다.In one aspect of the embodiment of the present invention, the control unit controls the supply of the heat-exchange fluid heated or cooled by the energy supplied from the renewable energy facility to the hot water supply heat pump sequentially to the hot water tank, the heat storage tank and the underground heat exchanger Respectively.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어부는, 상기 급탕 탱크에 저장된 급탕수의 온도가 기설정된 제1기준 온도에 도달할 때까지, 상기 신재생 에너지 설비에서 상기 급탕용 히트 펌프로 공급된 에너지에 의하여 가열된 열교환 유체를 상기 급탕용 히트 펌프 및 급탕 탱크 사이에서 순환시키는 제1펌프가 동작되도록 제어하고, 상기 급탕 탱크에 저장된 급탕수의 온도가 상기 제1기준 온도에 도달하면, 상기 제1펌프가 정지되고, 상기 축열 탱크에 저장된 열교환 유체의 온도가 기설정된 제2기준 온도에 도달할 때까지, 상기 신재생 에너지 설비에서 상기 급탕용 히트 펌프로 공급된 에너지에 의하여 가열 또는 냉각된 열교환 유체를 상기 급탕용 히트 펌프 및 축열 탱크 사이에서 순환시키는 제2펌프가 동작되도록 제어하며, 상기 축열 탱크에 저장된 열교환 유체의 온도가 상기 제2기준 온도에 도달하면, 상기 제2펌프가 정지되고, 상기 축열 탱크 및 지중 열교환기를 순환하는 열교환 유체의 온도가 기설정된 제3기준 온도에 도달할 때까지, 상기 신재생 에너지 설비에서 상기 급탕용 히트 펌프로 공급된 에너지에 의하여 가열 또는 냉각된 열교환 유체를 상기 지중 열교환기 및 축열 탱크 사이에서 순환시키는 제3펌프가 동작되도록 제어한다. In one aspect of the embodiment of the present invention, the control unit controls the energy supplied from the renewable energy facility to the hot water heat pump until the temperature of the hot water stored in the hot water tank reaches a predetermined first reference temperature For controlling the operation of the first pump for circulating the heat exchange fluid heated by the hot water supply heat pump and the hot water tank when the temperature of the hot water stored in the hot water tank reaches the first reference temperature, The pump is stopped and the heat exchange fluid heated or cooled by the energy supplied from the renewable energy facility to the hot water heat pump until the temperature of the heat exchange fluid stored in the heat storage tank reaches a predetermined second reference temperature And a second pump for circulating the heat pump between the hot water heat pump and the heat accumulation tank, When the temperature of the exchange fluid reaches the second reference temperature, the second pump is stopped, and the temperature of the heat exchange fluid circulating through the heat accumulation tank and the underground heat exchanger reaches a predetermined third reference temperature, A third pump for circulating the heat exchange fluid heated or cooled by the energy supplied to the hot water supply heat pump from the regeneration energy facility between the underground heat exchanger and the heat storage tank is operated.
본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제어부는, 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지의 양이 상기 기준 에너지량 초과 및 상기 설정 에너지량 미만인 경우에는, 상기 신재생 에너지 설비에서 상기 열전소자부로 공급된 에너지에 의하여 상기 축열 탱크에 저장된 열교환 유체가 가열 또는 냉각되도록 제어한다.In an aspect of the embodiment of the present invention, when the amount of energy produced in the renewable energy facility is greater than the reference energy amount and less than the preset energy amount, the control unit may supply the renewable energy facility to the thermoelectric element unit The heat exchange fluid stored in the heat storage tank is heated or cooled by the energy.
본 발명의 실시예의 다른 양태는, 지중에 매립되어 열교환 유체와 지중 사이의 열교환이 이루어지는 적어도 1개의 지중 열교환기; 상기 지중 열교환기에서 열교환된 열교환 유체가 저장되는 축열 탱크; 상기 지중 열교환기 또는 축열 탱크로부터 공급받은 열교환 유체가 저장되는 급탕용 히트 펌프; 상기 급탕용 히트 펌프에 저장되는 열교환 유체와 열교환되는 급탕수가 저장되는 급탕 탱크; 신재생 에너지 설비로부터 선택적으로 에너지를 공급받아서 발열 또는 흡열하여 상기 급탕용 히트 펌프에 저장된 열교환 유체를 가열 또는 냉각하는 열전소자부; 상기 급탕용 히트 펌프 및 급탕 탱크 사이에서 열교환 유체를 순환시키는 제1펌프; 상기 축열 탱크 및 급탕용 히트 펌프 사이에서 열교환 유체를 순환시키는 제2펌프; 상기 지중 열교환기 및 축열 탱크 사이에서 열교환 유체를 순환시키는 제3펌프; 및 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지의 양에 따라서 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지의 일부가 상기 급탕용 히트 펌프로 공급되어 상기 급탕용 히트 펌프에서 가열 또는 냉각된 열교환 유체가 상기 급탕 탱크, 축열 탱크 및 지중 열교환기에 순차적으로 공급되도록 상기 제1 내지 제3펌프의 동작을 제어하거나 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지의 일부가 상기 열전소자부로 공급되어 상기 급탕 탱크에 저장된 열교환 유체가 가열 또는 냉각되도록 제어하는 제어부; 를 포함한다.Another aspect of an embodiment of the present invention is directed to a heat exchanger comprising: at least one underground heat exchanger buried in the earth to effect heat exchange between the heat exchange fluid and the earth; A heat storage tank in which the heat exchange fluid heat-exchanged in the underground heat exchanger is stored; A heat pump for hot water supply in which the heat exchange fluid supplied from the underground heat exchanger or the heat storage tank is stored; A hot water tank in which hot water to be heat-exchanged with the heat exchange fluid stored in the hot water supply heat pump is stored; A thermoelectric element part for heating or cooling the heat exchange fluid stored in the hot water heat pump by selectively receiving energy from a renewable energy facility and generating heat or absorbing heat; A first pump circulating a heat exchange fluid between the hot water heat pump and the hot water tank; A second pump circulating a heat exchange fluid between the heat storage tank and the heat pump for hot water supply; A third pump circulating a heat exchange fluid between the underground heat exchanger and the heat storage tank; And a part of the energy produced by the renewable energy facility is supplied to the hot water heat pump according to the amount of energy produced in the renewable energy facility so that heat exchange fluid heated or cooled in the hot water heat pump is supplied to the hot water tank , The regeneration tank and the underground heat exchanger, or a part of the energy produced by the renewable energy facility is supplied to the thermoelectric element portion so that the heat exchange fluid stored in the hot water tank is heated Or to be cooled; .
본 발명의 실시예의 다른 양태에서, 상기 제어부는, 상기 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지의 양이 기설정된 기준 에너지량 초과의 값으로 설정되는 설정 에너지량 이상인 경우에는, 상기 급탕 탱크에 저장된 급탕수의 온도가 기설정된 제1기준 온도에 도달할 때까지, 상기 급탕용 히트 펌프 및 급탕 탱크 사이에서 상기 급탕용 히트 펌프에 의하여 가열된 열교환 유체가 순환되도록 상기 제1펌프의 동작을 제어하고, 상기 급탕 탱크에 저장된 급탕수의 온도가 상기 제1기준 온도에 도달하면, 상기 축열 탱크에 저장된 열교환 유체의 온도가 기설정된 제2기준 온도에 도달할 때까지 상기 급탕용 히트 펌프 및 축열 탱크 사이에서 상기 급탕용 히트 펌프에서 가열 또는 냉각된 열교환 유체가 순환되도록 상기 제2펌프의 동작을 제어하며, 상기 축열 탱크에 저장된 열교환 유체의 온도가 상기 제2기준 온도에 도달하면, 상기 축열 탱크 및 지중 열교환기를 순환하는 열교환 유체의 온도가 기설정된 제3기준 온도에 도달할 때까지 상기 지중 열교환기 및 축열 탱크 사이에서 상기 급탕용 히트 펌프에서 가열 또는 냉각된 열교환 유체가 순환되도록 상기 제3펌프의 동작을 제어한다.In another aspect of the embodiment of the present invention, when the amount of energy produced in the renewable energy facility is equal to or greater than a preset energy amount set to a value exceeding a preset reference energy amount, Controls the operation of the first pump so that the heat exchange fluid heated by the hot water supply heat pump is circulated between the hot water supply heat pump and the hot water supply tank until the temperature of the hot water supply heat pump reaches the predetermined first reference temperature, Wherein when the temperature of the hot water stored in the hot water tank reaches the first reference temperature, the temperature of the hot water stored in the hot water tank and the heat storage tank is increased until the temperature of the heat exchange fluid stored in the heat storage tank reaches a predetermined second reference temperature Controls the operation of the second pump so that the heat-exchange fluid heated or cooled in the heat-pump-use heat pump is circulated, and the heat- Exchanging fluid between the underground heat exchanger and the heat storage tank until the temperature of the heat-exchange fluid circulating through the heat storage tank and the underground heat exchanger reaches a predetermined third reference temperature, when the temperature of the stored heat exchange fluid reaches the second reference temperature. The operation of the third pump is controlled so that the heat-exchange fluid heated or cooled in the heat-pump-use heat pump is circulated.
본 발명의 실시예에 의한 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템에서는, 여분의 에너지가 급탕 탱크, 축열조 및 지중의 순서로 저장된다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면, 신재생 에너지 설비에서 생산된 에너지를 보다 경제적이고 효율적으로 사용할 수 있는 효과를 기대할 수 있게 된다.In the renewable energy hybrid thermal storage type heat pump system according to the embodiment of the present invention, extra energy is stored in the order of the hot water tank, the heat storage tank, and the ground. Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to expect the effect that the energy produced in the renewable energy facility can be used more economically and efficiently.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템의 실시예를 보인 구성도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 지신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템에서 유체의 흐름을 보인 유체 흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a new-energy-energy hybrid regenerative heat pump system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 to FIG. 5 are fluid flow charts showing the flow of fluid in the combined-cycle regenerative energy hybrid regenerative heat pump system according to the embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the structure of a new and renewable energy hybrid regenerative heat pump system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템의 실시예를 보인 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a new and renewable energy hybrid regenerative heat pump system according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템은, 적어도 1개의 지중 열교환기(100), 축열 탱크(200), 급탕용 히트 펌프(300), 급탕 탱크(400), 공조용 히프 펌프(500), 공조 부하(600), 열전소자부(700), 신재생 에너지 설비(800), 및 제어부(900)를 포함한다. 특히, 본 실시예에서는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산되는 에너지의 양에 따라서 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 일부가, 상기 급탕용 히트 펌프(300) 또는 열전소자부(700)로 선택적으로 공급된다.1, the renewable energy hybrid thermal storage type heat pump system according to the present embodiment includes at least one
보다 상세하게는, 상기 지중 열교환기(100)는, 건축물의 외부에 해당하는 지중에 매립되어 열교환 유체와 지중 사이의 열교환이 이루어지는 곳이다. 도 1에는 상기 지중 열교환기(100)가 다수개로 구성되는 것으로 도시되었으나, 상기 지중 열교환기(100)가 1개로 구성되어도 무방하다. More specifically, the underground heat exchanger (100) is a place where the heat exchange fluid is buried in the earth corresponding to the outside of the building and the heat exchange is performed between the earth and the earth. In FIG. 1, the
상기 축열 탱크(200)는 상기 지중 열교환기(100)에서 열교환된 열교환 유체가 저장되는 곳이다. 예를 들면, 상기 축열 탱크(200)는, 기계실과 같은 건축물의 내부에 설치될 수 있다. The
그리고 상기 급탕용 히트 펌프(300)는, 상기 지중 열교환기(100) 또는 축열 탱크(200)로부터 열교환 유체를 공급받는다. 상기 급탕용 히트 펌프(300)는, 저장된 열교환 유체를 가열하여 상기 급탕 탱크(400)에 공급하거나 가열 또는 냉각하여 상기 축열 탱크(200)에 공급한다. 본 실시예에서는, 상기 급탕용 히트 펌프(300)가 일반적인 상용 전원뿐만 아니라 상기 신재생 에너지 설비(800)로부터 에너지를 공급받아서 동작한다.The hot water
상기 급탕 탱크(400)에는 급탕을 위한 급탕수가 저장된다. 실질적으로 상기 급탕 탱크(400)에 저장된 급탕수는, 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 가열된 열교환 유체와 열교환된 후 급탕된다.The hot water for hot water is stored in the
또한 상기 공조용 히프 펌프(500)는, 상기 지중 열교환기(100) 또는 축열 탱크(200)로부터 열교환 유체를 공급받는다. 상기 공조용 히프 펌프(500)에 저장된 열교환 유체는, 상기 공조 부하(600)를 순환하는 냉매와 열교환된다. In addition, the air conditioning
상기 공조 부하(600)는, 건축물의 내부 공간에 대한 냉방과 난방과 같은 공조를 위한 것으로, 일반적으로, 냉방사이클을 구성하는 실내 열교환기(10) 또는/및 실외 열교환기(20)로 이해될 수 있다. 상기 공조 부하(600)도, 상기 축열 탱크(200)와 동일하게, 기계실과 같은 건축물의 내부에 설치될 수 있다.The
한편 상기 열전소자부(700)는, 상기 신재생 에너지 설비(800)로부터 에너지를 공급받아서 상기 급탕용 히트 펌프(300)에 저장된 열교환 유체를 가열 또는 냉각하는 역할을 한다. 실질적으로 상기 열전소자부(700)는, 흡열 또는 발열하여 상기 급탕용 히트 펌프(300)에 저장된 열교환 유체를 가열 또는 냉각할 수 있다.On the other hand, the
상기 신재생 에너지 설비(800)는, 일반적으로 널리 공지된 태양광 발전이나 태양열 발전, 풍력 발전 등과 같은 방식으로 에너지를 생산할 수 있다. 그리고 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지는 축열식 히트 펌프 시스템이 설치되는 건축물 등의 부하의 동작을 위하여 사용되거나 일정량이 한국전력과 같은 에너지회사에 판매될 수 있다. The
그리고 상기 제어부(900)는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 양에 따라서 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지 중 일부를 상기 급탕용 히트 펌프(300) 또는 열전소자부(700)로 공급한다. 다시 말하면, 상기 제어부(900)는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지 중 기설정된 기준 에너지량을 초과하는 여분의 에너지를 상기 급탕용 히트 펌프(300) 또는 열전소자부(700)로 공급한다. 여기서 '기준 에너지량'이란, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지가 공급되는 부하량과 에너지회사에 판매 가능한 또는 허가된 판매량의 합으로 이해될 수 있을 것이다.The
보다 상세하게는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 양이 기설정된 기준 에너지량 초과의 값으로 설정되는 설정 에너지량 이상인 경우에는, 상기 제어부(900)가, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지 중 상기 기준 에너지량을 초과하는 여분의 에너지가 상기 급탕용 히트 펌프(300)로 공급되도록 제어한다. 여기서 '설정 에너지량'은, 상기 기준 에너지량에 상기 급탕용 히트 펌프(300)의 동작을 위하여 필요한 최소 에너지량을 합한 값으로 이해될 수 있다. 그리고 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 양이 상기 기준 에너지량 초과 및 상기 설정 에너지량 미만인 경우에는, 상기 제어부(900)가 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지 중 상기 기준 에너지량을 초과하는 여분의 에너지가 상기 열전소자부(700)로 공급되도록 제어할 수 있다. 정리하면, 본 실시예에서는, 상기 제어부(900)가, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산되는 에너지 중 상기 기준 에너지량을 초과하는 여분의 에너지가 상기 급탕용 히트 펌프(300)의 동작이 가능한 정도의 에너지량이면, 상기 급탕용 히트 펌프(300)로 여분의 에너지를 공급한다. 그리고 상기 제어부(900)는, 상기 제어부(900)가 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산되는 에너지 중 상기 기준 에너지량을 초과하는 여분의 에너지가 상기 급탕용 히트 펌프(300)의 동작이 가능한 정도의 에너지량에 미치지 못하는 경우에는, 상기 열전소자부(700)로 여분의 에너지를 공급한다. More specifically, when the amount of energy produced by the
또한 상기 제어부(900)는, 상기 급탕용 히트 펌프(300)로 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 여분의 에너지가 공급되는 경우에는, 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 가열 또는 냉각된 열교환 유체가 상기 급탕 탱크(400), 축열 탱크(200) 및 지중 열교환기(100) 중 어느 하나에 공급되도록 제어한다. 이때, 상기 제어부(900)는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 여분의 에너지를 공급받은 상기 급탕용 히트 펌프(300)에 의하여 가열 또는 냉각된 열교환 유체가 상기 급탕 탱크(400), 축열 탱크(200) 및 지중 열교환기(100)의 순서로 공급되도록 제어한다.When the extra energy produced by the
보다 상세하게는, 상기 제어부(900)는, 제1온도 센서(S1)가 감지한 상기 급탕 탱크(400)에 저장된 급탕수의 온도가 기설정된 제1기준 온도에 도달할 때까지, 상기 급탕용 히트 펌프(300) 및 급탕 탱크(400) 사이에서 열교환 유체를 순환시키는 제1펌프(P1)가 동작되도록 제어한다. 즉, 상기 제어부(900)는, 상기 급탕 탱크(400)에 저장된 급탕수의 온도가 상기 제1기준 온도에 도달할 때까지, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지가 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 상기 급탕 탱크(400)로 공급되도록 제어한다. 상기 급탕 탱크(400)로는, 계절과 무관하게 온수의 공급을 위하여 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 가열된 열교환 유체가 공급될 것이다.More specifically, the
그리고 상기 제어부(900)는, 상기 급탕 탱크(400)에 저장된 급탕수의 온도가 상기 제1기준 온도에 도달하면, 상기 제1펌프(P1)가 정지되도록 제어한다. 또한 상기 제어부(900)는, 상기 급탕 탱크(400)에 저장된 급탕수의 온도가 상기 제1기준 온도에 도달하면, 제2온도 센서(S2)가 감지한 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체의 온도가 기설정된 제2기준 온도에 도달할 때까지 상기 급탕용 히트 펌프(300) 및 축열 탱크(200) 사이에서 열교환 유체를 순환시키는 제2펌프(P2)가 동작되도록 제어한다. 다시 말하면, 상기 제어부(900)는, 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체의 온도가 상기 제2기준 온도에 도달할 때까지, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지가 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 상기 축열 탱크(200)로 공급되도록 제어한다. The
상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 상기 축열 탱크(200)로 공급되는 열교환 유체는, 계절, 실질적으로 상기 공조 부하(600)에 발생하는 부하가 냉방 부하 또는 공조 부하인지 여부에 따라서 냉각 또는 가열될 것이다. 예를 들면, 여름철의 경우에는, 상기 공조 부하(600)에서의 냉방에 의하여 상기 공조용 히트 펌프(500)에 저장된 열교환 유체의 온도가 증가되므로, 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 냉각된 열교환 유체가 상기 축열 탱크(200)로 공급될 것이다. 그리고 겨울철의 경우에는, 여름철과 반대로, 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 가열된 열교환 유체가 상기 축열 탱크(200)로 공급될 것이다.The heat exchange fluid supplied from the hot water
다음으로 상기 제어부(900)는, 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체의 온도가 상기 제2기준 온도에 도달하면, 상기 제2펌프(P2)가 정지되도록 제어한다. 또한 상기 제어부(900)는, 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체의 온도가 상기 제2기준 온도에 도달하면, 제3온도 센서(S3)가 감지한 지중 열교환기(100)를 순환하는 열교환 유체의 온도가 기설정된 제3기준 온도에 도달할 때까지 상기 지중 열교환기(100) 및 축열 탱크(200) 사이에서 열교환 유체를 순환시키는 제3펌프(P3)가 동작되도록 제어한다. 즉, 상기 제어부(900)는, 상기 지중 열교환기(100)를 유동하는 열교환 유체의 온도가 상기 제3기준 온도에 도달할 때까지, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지가 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 상기 지중 열교환기(100)로 공급되도록 제어한다. 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 상기 지중 열교환기(100)로 공급되는 열교환 유체도, 계절에 따른 상기 공조 부하(600)에 발생하는 부하가 냉방 부하 또는 공조 부하인지 여부에 따라서 냉각 또는 가열될 것이다. Next, the
한편 상기 제어부(900)는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 양이 상기 기준 에너지량 초과 및 상기 설정 에너지량 미만인 경우에는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 상기 열전소자부(700)로 공급된 에너지에 의하여 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체가 가열 또는 냉각되도록 제어한다. 상기 열전소자부(700)도, 계절에 따른 상기 공조 부하(600)에 발생하는 부하가 냉방 부하 또는 공조 부하인지 여부에 따라서 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체를 냉각 또는 가열할 것이다. Meanwhile, when the amount of energy produced by the
미설명 도면 부호 P4 및 P5는, 각각 제4펌프 및 제5펌프이다. 상기 제4펌프(P4)는, 상기 지중 열교환기(100) 및 축열 탱크(200) 사이에서 열교환 유체를 순환시킨다. 그리고 상기 제5펌프(P5)는, 상기 축열 탱크(200) 및 공조용 히프 펌프(500) 사이에서 열교환 유체를 순환시킨다.P4 and P5 are the fourth pump and the fifth pump, respectively. The fourth pump (P4) circulates the heat exchange fluid between the underground heat exchanger (100) and the heat storage tank (200). The fifth pump P5 circulates the heat exchange fluid between the
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the operation of a new and renewable energy hybrid regenerative heat pump system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템에서 유체의 흐름을 보인 유체 흐름도이다.FIGS. 2 to 5 are fluid flow charts showing the flow of fluid in a renewable energy hybrid thermal storage type heat pump system according to an embodiment of the present invention. FIG.
본 실시예에서는, 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지가 기설정된 설정 에너지량 초과인 경우에, 제어부(900)가 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지 중 기준 에너지량을 초과하는 여분의 에너지를 열교환 유체를 매개로 급탕 탱크(400), 축열 탱크(200) 및 지중 열교환기(100)의 순서로 공급한다. 그리고 상기 제어부(900)는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지가 기준 에너지량 초과 및 상기 설정 에너지량 미만인 경우에는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 여분의 에너지를 열교환 유체를 매개로 축열 탱크(200)에 공급한다. 실질적으로 상기 제어부(900)는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 여분의 에너지로 급탕용 히트 펌프(300)에 저장된 열교환 유체를 가열 또는 냉각하고, 이를 상기 급탕 탱크(400), 축열 탱크(200) 및 지중 열교환기(100)의 순서로 공급하거나, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 여분의 에너지를 사용하여 상기 열전소자부(700)에 의하여 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체가 가열 또는 냉각되도록 제어한다.In the present embodiment, when the energy produced by the
먼저 도 2를 참조하면, 상기 제어부(900)는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지가 상기 설정 에너지량 초과인 경우에, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 여분의 에너지를 상기 급탕용 히트 펌프(300)에 공급되록 제어한다. 상기 급탕용 히트 펌프(300)는 공급받은 에너지에 의하여 저장된 열교환 유체를 가열한다. 그리고 상기 제어부(900)는, 제1펌프(P1)가 동작되도록 제어하여 상기 급탕용 히트 펌프(300) 및 급탕 탱크(400) 사이에서 가열된 열교환 유체가 순환되도록 한다. 따라서 실질적으로 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 상기 급탕 탱크(400)로 에너지가 전달된다.Referring to FIG. 2, the
다음으로 도 3을 참조하면, 제1온도 센서(S1)가 감지한 상기 급탕 탱크(400)에 저장된 급탕수의 온도가 기설정된 제1온도에 도달하면, 상기 제어부(900)는, 상기 급탕용 히트 펌프(300)에 저장된 열교환 유체가 상기 축열 탱크(200)로 공급되도록 제어한다. 실질적으로 상기 제어부(900)는, 상기 제1펌프(P1)가 정지되고, 제2펌프(P2)가 동작되도록 제어한다. 따라서 상기 급탕용 히트 펌프(300)에 저장된 열교환 유체가 가열 또는 냉각되어 상기 축열 탱크(200)로 전달된다.3, when the temperature of the hot water stored in the
마지막으로 도 4를 참조하면, 상기 제어부(900)는, 제2온도 센서(S2)가 감지한 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체의 온도가 기설정된 제2온도에 도달하면, 상기 급탕용 히트 펌프(300)에 저장된 열교환 유체가 상기 지중 열교환기(100)로 전달되도록 제어한다. 이를 위하여 상기 제어부(900)는, 상기 제2펌프(P2)가 정지되고, 제3펌프(P3)가 동작되도록 제어한다. 따라서 상기 급탕용 히트 펌프(300)에 저장된 열교환 유체가 가열 또는 냉각되어 상기 지중 열교환기(100)로 전달될 것이다.4, when the temperature of the heat exchange fluid stored in the
한편 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지가 상기 기준 에너지량 초과 및 설정 에너지량 미만인 경우에는, 상기 제어부(900)가 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 여분의 에너지가 상기 열전소자부(700)로 공급되도록 제어한다. 따라서 상기 열전소자부(700)에 의하여 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체가 가열 또는 냉각될 것이다. 그리고 도 5를 참조하면, 상기 제어부(900)에 의하여 제4펌프(P4)가 동작되도록 제어되면, 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체가 상기 공조용 히트 펌프(500)를 통과하여 상기 지중 열교환기(100)로 전달된다.Meanwhile, when the energy produced by the
이와 같이 구성되는 본 실시예에서는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지 중 여분의 에너지가 상기 급탕 탱크(400)로 전달되어 급탕에 소요되는 에너지를 감소시킬 수 있다. 또한 본 실시예에서는, 추가적으로 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 여분의 에너지가 상기 축열 탱크(200) 및 지중 열교환기(100)에 순차적으로 저장되므로, 상기 공조 부하(600)의 동작을 위하여 사용되는 에너지를 절감할 수 있게 된다.In this embodiment configured as described above, extra energy among the energy produced by the
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be.
100: 지중 열교환기 200: 축열 탱크
300: 급탕용 히트 펌프 400: 급탕 탱크
500: 공조용 히트 펌프 600: 공조 부하
700: 열전소자부 800: 신재생 에너지 설비
900: 제어부100: Underground heat exchanger 200: Heat storage tank
300: Heat pump for hot water supply 400: Hot water tank
500: Heat pump for air conditioning 600: Air conditioning load
700: Thermoelectric element part 800: Renewable energy equipment
900:
Claims (7)
상기 지중 열교환기(100)에서 열교환된 열교환 유체가 저장되는 축열 탱크(200);
상기 지중 열교환기(100) 또는 축열 탱크(200)로부터 공급받은 열교환 유체가 저장되고, 저장된 열교환 유체를 가열 또는 냉각시키는 급탕용 히트 펌프(300);
상기 급탕용 히트 펌프(300)에 저장되는 열교환 유체와 열교환되는 급탕수가 저장되는 급탕 탱크(400);
상기 지중 열교환기(100) 또는 축열 탱크(200)로부터 공급받은 열교환 유체가 저장되는 공조용 히프 펌프(500);
상기 공조용 히프 펌프(500)에 저장되는 열교환 유체와 열교환되는 냉매가 유동되는 공조 부하(600);
상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체를 가열 또는 냉각하기 위하여 발열 또는 흡열하는 열전소자부(700);
상기 급탕용 히트 펌프(300) 또는 열전소자부(700)에 공급되는 에너지를 생산하는 신재생 에너지 설비(800);
상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 양에 따라서 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지를 상기 열전소자부(700) 및 급탕용 히트 펌프(300)에 선택적으로 공급되도록 제어하는 제어부(900); 를 포함하고,
상기 제어부(900)는,
상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 양이 기설정된 기준 에너지량 초과의 값으로 설정되는 설정 에너지량 이상인 경우에는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지 중 상기 기준 에너지량을 초과하는 여분의 에너지가 상기 급탕용 히트 펌프(300)로 공급되도록 제어하고,
상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 양이 상기 기준 에너지량 초과 및 상기 설정 에너지량 미만인 경우에는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지 중 상기 기준 에너지량을 초과하는 여분의 에너지가 상기 열전소자부(700)로 공급되도록 제어하는 지중 열교환기를 포함하는 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템.
At least one underground heat exchanger (100) buried in the earth to perform heat exchange between the heat exchange fluid and the earth;
A heat storage tank 200 in which the heat exchange fluid heat-exchanged in the underground heat exchanger 100 is stored;
A heat pump 300 for storing hot water supplied from the underground heat exchanger 100 or the heat storage tank 200 and heating or cooling the stored heat exchange fluid;
A hot water tank 400 in which hot water to be heat-exchanged with the heat exchange fluid stored in the hot water heat pump 300 is stored;
A heat pump 500 for storing the heat exchange fluid supplied from the underground heat exchanger 100 or the heat storage tank 200;
An air conditioning load 600 in which a refrigerant to be heat-exchanged with a heat exchange fluid stored in the air conditioning bottom pump 500 flows;
A thermoelectric element part (700) which generates heat or absorbs heat to heat or cool the heat exchange fluid stored in the heat storage tank (200);
A renewable energy facility 800 for producing energy supplied to the hot water supply heat pump 300 or the thermoelectric module 700;
The energy generated in the renewable energy facility 800 is selectively supplied to the thermoelectric element unit 700 and the hot water heat pump 300 according to the amount of energy produced in the renewable energy facility 800 A control unit (900) Lt; / RTI >
The control unit (900)
When the amount of energy produced in the renewable energy facility 800 is equal to or greater than a predetermined energy amount set to a value exceeding a preset reference energy amount, Is supplied to the hot water supply heat pump 300,
When the amount of energy produced in the renewable energy facility 800 is greater than the reference energy amount and less than the predetermined energy amount, an excess of the energy generated in the renewable energy facility 800 And an underground heat exchanger for controlling the supply of energy to the thermoelectric element part (700).
상기 제어부(900)는,
상기 신재생 에너지 설비(800)에서 상기 급탕용 히트 펌프(300)로 공급된 에너지에 의하여 가열 또는 냉각된 열교환 유체가 상기 급탕 탱크(400), 축열 탱크(200) 및 지중 열교환기(100)에 순차적으로 공급되도록 제어하는 지중 열교환기를 포함하는 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템.
The method according to claim 1,
The control unit (900)
The heat exchange fluid heated or cooled by the energy supplied from the renewable energy facility 800 to the hot water supply heat pump 300 is supplied to the hot water tank 400, the heat storage tank 200, and the underground heat exchanger 100 A regenerative energy hybrid regenerative heat pump system including an underground heat exchanger which is controlled to be supplied sequentially.
상기 제어부(900)는,
상기 급탕 탱크(400)에 저장된 급탕수의 온도가 기설정된 제1기준 온도에 도달할 때까지, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 상기 급탕용 히트 펌프(300)로 공급된 에너지에 의하여 가열된 열교환 유체를 상기 급탕용 히트 펌프(300) 및 급탕 탱크(400) 사이에서 순환시키는 제1펌프(P1)가 동작되도록 제어하고,
상기 급탕 탱크(400)에 저장된 급탕수의 온도가 상기 제1기준 온도에 도달하면, 상기 제1펌프(P1)가 정지되고, 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체의 온도가 기설정된 제2기준 온도에 도달할 때까지, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 상기 급탕용 히트 펌프(300)로 공급된 에너지에 의하여 가열 또는 냉각된 열교환 유체를 상기 급탕용 히트 펌프(300) 및 축열 탱크(200) 사이에서 순환시키는 제2펌프(P2)가 동작되도록 제어하며,
상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체의 온도가 상기 제2기준 온도에 도달하면, 상기 제2펌프(P2)가 정지되고, 상기 축열 탱크(200) 및 지중 열교환기(100)를 순환하는 열교환 유체의 온도가 기설정된 제3기준 온도에 도달할 때까지, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 상기 급탕용 히트 펌프(300)로 공급된 에너지에 의하여 가열 또는 냉각된 열교환 유체를 상기 지중 열교환기(100) 및 축열 탱크(200) 사이에서 순환시키는 제3펌프(P3)가 동작되도록 제어하는 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템.
The method according to claim 1,
The control unit (900)
The heat of the hot water stored in the hot water tank 400 is heated by the energy supplied from the renewable energy facility 800 to the hot water heat pump 300 until the temperature of the hot water reaches a predetermined first reference temperature The first pump P1 for circulating the heat exchange fluid between the hot water supply heat pump 300 and the hot water supply tank 400 is controlled to operate,
When the temperature of the hot water stored in the hot water tank 400 reaches the first reference temperature, the first pump P1 is stopped, and the temperature of the heat exchange fluid stored in the heat storage tank 200 reaches a predetermined second The heat exchange fluid heated or cooled by the energy supplied from the renewable energy facility 800 to the hot water supply heat pump 300 is supplied to the hot water heat pump 300 and the heat storage tank 200 to be operated by the second pump P2,
When the temperature of the heat exchange fluid stored in the heat accumulation tank 200 reaches the second reference temperature, the second pump P2 is stopped and heat exchange is performed through the heat accumulation tank 200 and the underground heat exchanger 100 The heat exchange fluid heated or cooled by the energy supplied to the hot water supply heat pump 300 from the renewable energy facility 800 is supplied to the underground heat exchanger 800 until the temperature of the fluid reaches a predetermined third reference temperature. (100) and the heat storage tank (200) to operate the third pump (P3) circulating the heat pump (100) and the heat storage tank (200).
상기 제어부(900)는,
상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 양이 상기 기준 에너지량 초과 및 상기 설정 에너지량 미만인 경우에는, 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 상기 열전소자부(700)로 공급된 에너지에 의하여 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체가 가열 또는 냉각되도록 제어하는 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템.
The method according to claim 1,
The control unit (900)
When the amount of energy produced by the renewable energy facility 800 is greater than the reference energy amount and less than the preset energy amount, energy is supplied from the renewable energy facility 800 to the thermoelectric element unit 700 Thereby controlling the heat exchange fluid stored in the heat storage tank 200 to be heated or cooled.
상기 지중 열교환기(100)에서 열교환된 열교환 유체가 저장되는 축열 탱크(200);
상기 지중 열교환기(100) 또는 축열 탱크(200)로부터 공급받은 열교환 유체가 저장되는 급탕용 히트 펌프(300);
상기 급탕용 히트 펌프(300)에 저장되는 열교환 유체와 열교환되는 급탕수가 저장되는 급탕 탱크(400);
신재생 에너지 설비(800)로부터 선택적으로 에너지를 공급받아서 발열 또는 흡열하여 상기 급탕용 히트 펌프(300)에 저장된 열교환 유체를 가열 또는 냉각하는 열전소자부(700);
상기 급탕용 히트 펌프(300) 및 급탕 탱크(400) 사이에서 열교환 유체를 순환시키는 제1펌프(P1);
상기 축열 탱크(200) 및 급탕용 히트 펌프(300) 사이에서 열교환 유체를 순환시키는 제2펌프(P2);
상기 지중 열교환기(100) 및 급탕용 히트 펌프(300) 사이에서 열교환 유체를 순환시키는 제3펌프(P3); 및
상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 양에 따라서 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 일부가 상기 급탕용 히트 펌프(300)로 공급되어 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 가열 또는 냉각된 열교환 유체가 상기 급탕 탱크(400), 축열 탱크(200) 및 지중 열교환기(100)에 순차적으로 공급되도록 상기 제1 내지 제3펌프(P1)(P2)(P3)의 동작을 제어하거나 상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 일부가 상기 열전소자부(700)로 공급되어 상기 급탕 탱크(400)에 저장된 열교환 유체가 가열 또는 냉각되도록 제어하는 제어부(900); 를 포함하는 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템.
At least one underground heat exchanger (100) buried in the earth to perform heat exchange between the heat exchange fluid and the earth;
A heat storage tank 200 in which the heat exchange fluid heat-exchanged in the underground heat exchanger 100 is stored;
A heat pump 300 for hot water supply in which the heat exchange fluid supplied from the underground heat exchanger 100 or the heat storage tank 200 is stored;
A hot water tank 400 in which hot water to be heat-exchanged with the heat exchange fluid stored in the hot water heat pump 300 is stored;
A thermoelectric element part (700) for heating or cooling the heat exchange fluid stored in the hot water heat pump (300) by selectively receiving energy from the renewable energy facility (800) and generating heat or absorbing heat;
A first pump (P1) circulating a heat exchange fluid between the hot water supply heat pump (300) and the hot water supply tank (400);
A second pump P2 for circulating a heat exchange fluid between the heat storage tank 200 and the hot water heat pump 300;
A third pump (P3) circulating the heat exchange fluid between the underground heat exchanger (100) and the hot water heat pump (300); And
A part of the energy produced by the renewable energy facility 800 is supplied to the hot water supply heat pump 300 according to the amount of energy produced in the renewable energy facility 800, P2, and P3 so that the heat-exchanging fluid heated or cooled by the first to third pumps P1, P2, and P3 is sequentially supplied to the hot water tank 400, the heat storage tank 200, and the underground heat exchanger 100, A control unit 900 for controlling the heating or cooling of the heat exchange fluid stored in the hot water tank 400 by supplying a part of the energy produced by the renewable energy facility 800 to the thermoelectric element unit 700; And a heat pump system for regenerative energy combined regenerative heat pump.
상기 제어부(900)는,
상기 신재생 에너지 설비(800)에서 생산된 에너지의 양이 기설정된 기준 에너지량 초과의 값으로 설정되는 설정 에너지량 이상인 경우에는,
상기 급탕 탱크(400)에 저장된 급탕수의 온도가 기설정된 제1기준 온도에 도달할 때까지, 상기 급탕용 히트 펌프(300) 및 급탕 탱크(400) 사이에서 상기 급탕용 히트 펌프(300)에 의하여 가열된 열교환 유체가 순환되도록 상기 제1펌프(P1)의 동작을 제어하고,
상기 급탕 탱크(400)에 저장된 급탕수의 온도가 상기 제1기준 온도에 도달하면, 상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체의 온도가 기설정된 제2기준 온도에 도달할 때까지 상기 급탕용 히트 펌프(300) 및 축열 탱크(200) 사이에서 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 가열 또는 냉각된 열교환 유체가 순환되도록 상기 제2펌프(P2)의 동작을 제어하며,
상기 축열 탱크(200)에 저장된 열교환 유체의 온도가 상기 제2기준 온도에 도달하면, 상기 축열 탱크(200) 및 지중 열교환기(100)를 순환하는 열교환 유체의 온도가 기설정된 제3기준 온도에 도달할 때까지 상기 지중 열교환기(100) 및 축열 탱크(200) 사이에서 상기 급탕용 히트 펌프(300)에서 가열 또는 냉각된 열교환 유체가 순환되도록 상기 제3펌프(P3)의 동작을 제어하는 신재생에너지 융복합 축열식 히트 펌프 시스템.The method according to claim 6,
The control unit (900)
When the amount of energy produced by the renewable energy facility 800 is equal to or greater than a predetermined energy amount set to a value exceeding a preset reference energy amount,
The hot water supply heat pump 300 is provided between the hot water supply heat pump 300 and the hot water supply tank 400 until the temperature of the hot water stored in the hot water supply tank 400 reaches a predetermined first reference temperature Controls the operation of the first pump (P1) so that the heated heat exchange fluid is circulated,
When the temperature of the hot water stored in the hot water tank 400 reaches the first reference temperature, the temperature of the heat-exchanging fluid stored in the heat storage tank 200 reaches the predetermined second reference temperature, Controls the operation of the second pump (P2) so that the heat-exchange fluid heated or cooled by the hot water heat pump (300) is circulated between the pump (300) and the heat storage tank (200)
When the temperature of the heat exchange fluid stored in the heat storage tank 200 reaches the second reference temperature, the temperature of the heat exchange fluid circulating through the heat storage tank 200 and the underground heat exchanger 100 is lowered to a predetermined third reference temperature Controlling the operation of the third pump P3 so that the heat-exchange fluid heated or cooled in the hot water heat pump 300 is circulated between the underground heat exchanger 100 and the heat storage tank 200 until the heat- Regenerative Energy Combined Heat Regenerative Heat Pump System.
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KR1020160152660A KR101795668B1 (en) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | Regenerative heat pump system converged new renewable energy |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20180098180A (en) | 2017-02-24 | 2018-09-03 | 주식회사 케이티 | Heat storagy system for controlling hvac system |
KR102593978B1 (en) | 2022-08-11 | 2023-10-26 | 주식회사 에너지컨설팅 | Regenerative heat pump system comprising geothermal exchanger |
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JP5751599B2 (en) * | 2013-09-09 | 2015-07-22 | クラフトワーク株式会社 | Hot water heating / cooling system |
KR101568847B1 (en) * | 2015-08-10 | 2015-11-12 | 주식회사 에너지컨설팅 | Regenerative heat pump system comprising geothermal exchanger |
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- 2016-11-16 KR KR1020160152660A patent/KR101795668B1/en active IP Right Grant
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