KR102343475B1 - 하수열과 지역냉난방 연계시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하수열과 지역냉난방 연계시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수열을 회수하기 위한 하수열 열교환기; 상기 하수열 열교환기에서 회수한 열을 급수회수라인을 통해 공급되는 급수에 제공하여 온수공급라인을 통해 온수를 사용자 측으로 공급하는 히트펌프; 상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제1삼방밸브; 상기 제1삼방밸브와, 지역난방공급관 사이에 구비되어 온수공급라인 측으로 지역난방열원수를 공급하는 지역난방열원수 공급라인; 상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제2삼방밸브; 상기 제2삼방밸브와, 지역난방회수관 사이에 구비되어 급수회수라인에서 지역난방회수관 측으로 급수 일부를 회수하는 지역난방 회수라인; 및사용자 측 부하에 따라 상기 제1삼방밸브와 제2삼방밸브를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 하수열과 지역냉난방을 연계한 시스템에 관한 것이다.
최근 들어 도심 내 미활용 열원 활용에 대한 관심이 증가되고 있다. 다양한 미활용 열원 중에 하수열은 풍부하고 년 중 온도가 일정하기 때문에 적극 활용할 가치가 있다.
종래의 활용되고 있는 하수열 활용기술은 직접 하수열을 회수하여 사용자측에 활용하는 방식이 존재한다. 도 1은 종래 하수열을 이용한 난방시스템(1)의 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하수관거(2)에 설치되는 하수열 열교환기(20)와, 히트펌프(10) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 하수열 열교환기(20)를 통해, 제1열매체가 하수열을 공급받아 히트펌프에 열원으로 공급한다. 즉 제1열매체 순환라인(50)은 제1열매체가 제1열매체 공급라인(51)과 회수라인(52)을 통해 하수열 열교환기(20)과 히트펌프(10)사이를 순환하면서 하수열을 히트펌프(10)에 공급하게 된다. 그리고 히트펌프(10)는 급수라인의 급수 회수라인(40)을 통해 회수된 급수를 가열하여 온수 공급라인(30)을 통해 사용자에게 공급되는 방식이다. 그러나, 이러한 방식은 개별 사용처의 열부하 변동에 대응하기 위해 추가적인 대체열원(보일러)이 필요하며 집단에너지 활용방식에 비해 에너지 이용효율이 낮아진다는 단점을 갖는다.
또한, 종래 사용자 측으로부터 멀리 떨어져 있는 하수처리장에서 처리수 또는 미처리수를 이용하여 열을 회수하여 집단에너지의 열원에 공급하고 난 뒤, 다시 이를 재가열하여 사용자측으로 보내 활용하는 방식이 존재한다. 도 2는 종래 하수처리장의 하수열과, 집단에너지 열원을 활용한 난방시스템의 구성도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하수열 열교환기(20)를 통해 하수처리장의 하수열을 공급받은 히트펌프(10)는 급수회수라인(40) 통해 급수를 가열하고, 히트펌프(10) 열을 공급받은 급수는 다시 집단에너지 열원을 공급받아 온수공급라인(30)을 통해 분배기를 거쳐 사용자에게 공급되게 된다.
도 2의 경우에는 전체 시스템 이용 효율이 낮아지는 단점을 갖고 있다. 이는 하절기 경우에 지역난방 회수온도가 높기 때문에 히트펌프를 가동할 수 없는 상황이 종종 발생되기 때문이다. 또한, 일반적으로 하수처리장은 사용자 시설과의 거리가 멀리 떨어져 위치하므로 하수열 활용도가 낮아지게 된다. 따라서 하수열 활용 시 보다 안정적으로 하수열과 연계하여 활용할 수 있는 시스템 기술이 요구되었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 미활용 열원인 하수열과 기존의 지역냉난방 시스템을 연계하는 새로운 시스템으로서, 기존 하수열 이용 방식과는 다른 형태로 하수열을 이용하는 것을 목적으로 한다.
하수열을 이용시 이용효율을 극대화하고 안정적으로 사용자 측으로의 필요하는 열을 공급하기 위해서는 기존 하수열 활용방식을 개선해야 한다. 따라서 이를 해결하기 위한 방안으로 본 발명의 실시예에 따르면, 하수열과 지역난방시스템을 연계한 새로운 시스템을 활용하는 것을 목적으로 하고 있다..
본 발명의 제1실시예에 따르면, 사용자 측에서 가까운 하수관거에서 하수열을 회수하고 지역난방 열원수공급라인을 연계함으로써 평상시에는 사용자에 하수열을 공급하고 열 부하 부족시에는 지역난방 열원수를 공급함으로 안정적인 운영이 가능하며, 하수열 회수지점이 사용자측에 가까운 곳에 설치되므로 하수열 활용을 극대화 할 수 있는, 하수열과 지역냉난방 연계시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 하수열 기반으로 사용자에 필요한 열로 승온하기 위해 사용되는 히트펌프로써 전기식 히트펌프 이외에 지역난방 열원수를 이용하는 흡수식 히트펌프를 적용한, 하수열과 지역냉난방 연계시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 연료전지 배열과 연계하는 흡수식 히트펌프를 적용하고, 지역난방 열원수공급라인과 삼방밸브가 연계된 방식을 통해 하수열 이용을 극대화하고 안정적인 열 공급이 가능한 시스템을 구축하여, 이러한 시스템 구성을 통해 능동적으로 사용자측이 원하는 온도 및 열을 공급할 수 있는, 하수열과 지역냉난방 연계시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1목적은, 하수열을 회수하기 위한 하수열 열교환기; 상기 하수열 열교환기에서 회수한 열을 급수회수라인을 통해 공급되는 급수에 제공하여 온수공급라인을 통해 온수를 사용자 측으로 공급하는 히트펌프; 상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제1삼방밸브; 상기 제1삼방밸브와, 지역난방공급관 사이에 구비되어 온수공급라인 측으로 지역난방열원수를 공급하는 지역난방열원수 공급라인; 상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제2삼방밸브; 상기 제2삼방밸브와, 지역난방회수관 사이에 구비되어 급수회수라인에서 지역난방회수관 측으로 급수 일부를 회수하는 지역난방 회수라인; 및 사용자 측 부하에 따라 상기 제1삼방밸브와 제2삼방밸브를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템으로서 달성될 수 있다.
그리고 하수열 열교환기와 상기 히트펌프 사이를 순환하는 제1열매체 순환라인을 포함하며, 상기 제1열매체 순환라인은 하수열 열교환기에서 열을 공급받아 히트펌프로 공급하는 제1열매체 공급라인과, 히트펌프에서 열을 방출한 제1열매체가 상기 하수열 열교환기 측으로 회수되는 제1열매체 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 온수공급라인 일측에 구비되어 사용자 측으로 공급되는 온수의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 급수회수라인 일측에 구비되어 사용자 측에서 회수되는 급수의 온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브와 제2삼방밸브를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 제1열매체 회수라인 일측에 구비되는 제3삼방밸브; 상기 제1열매체 공급라인 일측에 구비되는 제4삼방밸브; 및 상기 제3삼방밸브에서 분기되어 일부 제1열매체를 냉방공간에 공급하는 냉방공급라인과, 상기 냉방공간에서의 열을 흡수한 제1열매체를 상기 제4삼방밸브를 통해 상기 제1열매체 공급라인으로 회수시키는 냉방회수라인;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제5삼방밸브; 상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제6삼방밸브; 상기 제5삼방밸브에서 분기되어 온수 일부를 상기 하수열 열교환기 측으로 유입시키는 제1분기라인; 및 상기 하수열 열교환기 측으로 열을 방출한 온수를 상기 제6삼방밸브를 통해 상기 급수회수라인 측으로 회수시키는 제2분기라인;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 제어부는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브, 제2삼방밸브, 제3삼방밸브, 제4삼방밸브, 제5삼방밸브와, 제6삼방밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은 하수열을 회수하기 위한 하수열 열교환기; 상기 하수열 열교환기에서 회수한 열과, 지역난방 열원수의 열을 공급받아, 급수회수라인을 통해 공급되는 급수에 제공하여 온수공급라인을 통해 온수를 사용자 측으로 공급하는 흡수식 히트펌프; 지역난방공급관으로부터 지역난방 열원수를 공급받아 상기 흡수식 히트펌프로 공급하는 지역난방 열원수 공급라인; 및 상기 흡수식 히트펌프로 열을 제공한 열원수를 지역난방회수관 측으로 회수시키는 지역난방 회수라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템으로서 달성될 수 있다.
그리고 하수열 열교환기와 상기 흡수식 히트펌프 사이를 순환하는 제1열매체 순환라인을 포함하며, 상기 제1열매체 순환라인은 하수열 열교환기에서 열을 공급받아 상기 흡수식 히트펌프로 공급하는 제1열매체 공급라인과, 상기 흡수식 히트펌프에서 열을 방출한 제1열매체가 상기 하수열 열교환기 측으로 회수되는 제1열매체 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 제1열매체 회수라인 일측에 구비되는 제3삼방밸브; 상기 제1열매체 공급라인 일측에 구비되는 제4삼방밸브; 및 상기 제3삼방밸브에서 분기되어 일부 제1열매체를 냉방공간에 공급하는 냉방공급라인과, 상기 냉방공간에서의 열을 흡수한 제1열매체를 상기 제4삼방밸브를 통해 상기 제1열매체 공급라인으로 회수시키는 냉방회수라인;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제5삼방밸브; 상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제6삼방밸브; 상기 제5삼방밸브에서 분기되어 온수 일부를 상기 하수열 열교환기 측으로 유입시키는 제1분기라인; 및 상기 하수열 열교환기 측으로 열을 방출한 온수를 상기 제6삼방밸브를 통해 상기 급수회수라인 측으로 회수시키는 제2분기라인;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 온수공급라인 일측에 구비되어 사용자 측으로 공급되는 온수의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 급수회수라인 일측에 구비되어 사용자 측에서 회수되는 급수의 온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값에 기반하여 상기 제3삼방밸브, 제4삼방밸브, 제5삼방밸브와, 제6삼방밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 흡수식 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은, 하수열을 회수하기 위한 하수열 열교환기; 연료전지 배열을 회수하기 위한 연료전지 열교환기; 상기 하수열 열교환기에서 회수한 열과, 상기 연료전지 열교환기에서 회수한 열을 공급받아, 급수회수라인을 통해 공급되는 급수에 제공하여 온수공급라인을 통해 온수를 사용자 측으로 공급하는 흡수식 히트펌프; 상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제1삼방밸브; 상기 제1삼방밸브와, 지역난방공급관 사이에 구비되어 온수공급라인 측으로 지역난방열원수를 공급하는 지역난방열원수 공급라인; 상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제2삼방밸브; 상기 제2삼방밸브와, 지역난방회수관 사이에 구비되어 급수회수라인에서 지역난방회수관 측으로 급수 일부를 회수하는 지역난방 회수라인; 및 사용자 측 부하에 따라 상기 제1삼방밸브와 제2삼방밸브를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 흡수식 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템으로서 달성될 수 있다.
그리고 하수열 열교환기와 상기 흡수식 히트펌프 사이를 순환하는 제1열매체 순환라인을 포함하며, 상기 제1열매체 순환라인은 하수열 열교환기에서 열을 공급받아 흡수식 히트펌프로 공급하는 제1열매체 공급라인과, 흡수식 히트펌프에서 열을 방출한 제1열매체가 상기 하수열 열교환기 측으로 회수되는 제1열매체 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 연료전지 열교환기와 상기 흡수식 히트펌프 사이를 순환하는 제2열매체 순환라인을 포함하며, 상기 제2열매체 순환라인은 연료전지 열교환기에서 열을 공급받아 흡수식 히트펌프로 공급하는 제2열매체 공급라인과, 흡수식 히트펌프에서 열을 방출한 제2열매체가 상기 연료전지 열교환기 측으로 회수되는 제2열매체 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 연료전지는 인산형연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC)인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 연료전지 열교환기는, 연료전지 배열과 상기 제2열매체가 열교환되는 제1열교환기와, 상기 급수회수라인에서 공급되는 급수와, 연료전지 배가스와 열교환되는 제2열교환기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 온수공급라인 일측에 구비되어 사용자 측으로 공급되는 온수의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 급수회수라인 일측에 구비되어 사용자 측에서 회수되는 급수의 온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브와 제2삼방밸브를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 흡수식 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 제1열매체 회수라인 일측에 구비되는 제3삼방밸브; 상기 제1열매체 공급라인 일측에 구비되는 제4삼방밸브; 및 상기 제3삼방밸브에서 분기되어 일부 제1열매체를 냉방공간에 공급하는 냉방공급라인과, 상기 냉방공간에서의 열을 흡수한 제1열매체를 상기 제4삼방밸브를 통해 상기 제1열매체 공급라인으로 회수시키는 냉방회수라인;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제5삼방밸브; 상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제6삼방밸브; 상기 제5삼방밸브에서 분기되어 온수 일부를 상기 하수열 열교환기 측으로 유입시키는 제1분기라인; 및 상기 하수열 열교환기 측으로 열을 방출한 온수를 상기 제6삼방밸브를 통해 상기 급수회수라인 측으로 회수시키는 제2분기라인;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 제어부는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브, 제2삼방밸브, 제3삼방밸브, 제4삼방밸브, 제5삼방밸브와, 제6삼방밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 흡수식 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 미활용 열원인 하수열과 기존의 지역냉난방 시스템을 연계하는 새로운 시스템으로서, 기존 하수열 이용 방식과는 다른 형태로 하수열을 이용할 수 있다.
하수열을 이용시 이용효율을 극대화하고 안정적으로 사용자 측으로의 필요하는 열을 공급하기 위해서는 기존 하수열 활용방식을 개선해야 한다. 따라서 이를 해결하기 위한 방안으로 본 발명의 실시예에 따르면, 하수열과 지역난방시스템을 연계한 새로운 시스템을 활용할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템에 따르면, 사용자 측에서 가까운 하수관거에서 하수열을 회수하고 지역난방 열원수공급라인을 연계함으로써 평상시에는 사용자에 하수열을 공급하고 열 부하 부족시에는 지역난방 열원수를 공급함으로 안정적인 운영이 가능하며, 하수열 회수지점이 사용자측에 가까운 곳에 설치되므로 하수열 활용을 극대화 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템에 따르면, 하수열 기반으로 사용자에 필요한 열로 승온하기 위해 사용되는 히트펌프로써 전기식 히트펌프 이외에 지역난방 열원수를 이용하는 흡수식 히트펌프를 적용할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템에 따르면, 연료전지 배열과 연계하는 흡수식 히트펌프를 적용하고, 지역난방 열원수공급라인과 삼방밸브가 연계된 방식을 통해 하수열 이용을 극대화하고 안정적인 열 공급이 가능한 시스템을 구축하여, 이러한 시스템 구성을 통해 능동적으로 사용자측이 원하는 온도 및 열을 공급할 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 하수열을 이용한 난방시스템의 구성도,
도 2는 종래 하수처리장의 하수열과, 집단에너지 열원을 활용한 난방시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도,
도 4는 냉방이 가능한 본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도,
도 6은 냉방이 가능한 본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도,
도 8은 냉방이 가능한 본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도를 도시한 것이다.
도 1은 종래 하수열을 이용한 난방시스템의 구성도,
도 2는 종래 하수처리장의 하수열과, 집단에너지 열원을 활용한 난방시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도,
도 4는 냉방이 가능한 본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도,
도 6은 냉방이 가능한 본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도,
도 8은 냉방이 가능한 본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템의 구성도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)의 구성, 기능에 대해 설명하도록 한다. 본 발명에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)은 미활용 열원인 하수열과 기존의 지역냉난방 시스템(100)을 연계하는 새로운 시스템(100)으로서, 기존 하수열 이용 방식과는 다른 형태로 하수열을 이용하도록 구성된다.
먼저 본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)의 구성, 기능 및 그 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)에 따르면, 사용자 측에서 가까운 하수관거(2)에서 하수열을 회수하고 지역난방 열원수공급라인(5)을 연계함으로써 평상시에는 사용자에 하수열을 공급하고 열 부하 부족시에는 지역난방 열원수를 공급함으로 안정적인 운영이 가능하며, 하수열 회수지점이 사용자측에 가까운 곳에 설치되므로 하수열 활용을 극대화 할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 지역난방 공급관(3)과, 지역난방 회수관(4)과, 사용자 측으로 공급되는 온수의 유량과, 온도를 조절하게 되는 변온소(110)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 변온소(110)는 하수열 열교환기(20), 히트펌프(10), 제1삼방밸브(31), 제2삼방밸브(41) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
하수열 열교환기(20)는 하수열을 회수하기 위해 하수관거(2) 일측에 설치되어질 수 있다. 그리고 히트펌프(10)는 하수열 열교환기(20)에서 회수한 열을 급수회수라인(40)을 통해 공급되는 급수에 제공하여 온수공급라인(30)을 통해 온수를 사용자 측으로 공급하도록 구성된다.
즉, 히트펌프(10) 내에 순환되는 냉매는 하수열 열교환기(20)에서 회수된 열을 열원으로 하며, 증발되며 압축기를 통해 토출된 고온 고압의 냉매열을 급수라인 측에 공급하여 온수를 생산하고 응축된 후, 팽방밸브를 지나 증발기로 순환되게 된다.
그리고 온수공급라인(30) 일측에는 제1삼방밸브(31)가 구비될 수 있다. 그리고 제1삼방밸브(31)와, 지역난방공급관(3) 사이에 구비되는 지역난방열원수 공급라인(5)을 통해 온수공급라인(30) 측으로 지역난방열원수가 공급될 수 있다.
또한, 급수회수라인(40) 일측에 제2삼방밸브(41)가 구비되며, 제2삼방밸브(41)와 지역난방회수관(4) 사이에 구비되는 지역난방 회수라인(6)을 통해 급수회수라인(40)에서 지역난방회수관(4) 측으로 급수 일부가 회수되게 된다.
따라서 본 발명의 제1실시예에 따르면, 사용자 측 부하에 따라 제1삼방밸브(31)와 제2삼방밸브(41)를 제어하여, 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 히트펌프(10)로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하게 된다.
그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)은 하수열 열교환기(20)와 히트펌프(10) 사이를 순환하는 제1열매체 순환라인(50)을 포함하며, 제1열매체 순환라인(50)은 하수열 열교환기(20)에서 열을 공급받아 히트펌프(10)로 공급하는 제1열매체 공급라인(51)과, 히트펌프(10)에서 열을 방출한 제1열매체가 하수열 열교환기(20) 측으로 회수되는 제1열매체 회수라인(54)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
또한, 온수공급라인(30) 일측에 구비되어 사용자 측으로 공급되는 온수의 온도를 측정하는 제1온도센서(71)와, 급수회수라인(40) 일측에 구비되어 사용자 측에서 회수되는 급수의 온도를 측정하는 제2온도센서(72)를 포함하여 구성된다.
따라서 제어부는 상기 제1온도센서(71)와 상기 제2온도센서(72)에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브(31)와 제2삼방밸브(41)를 제어하여, 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 히트펌프(10)로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하게 된다.
도 4는 냉방이 가능한 본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 본 발명의 제1실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)에서 난방과 동시에 냉방 활용이 가능하도록 하기 위하여, 제3 내지 제6삼방밸브(55, 52, 32, 42)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
제3삼방밸브(55)는 제1열매체 회수라인(54) 일측에 구비되고, 제4삼방밸브(52)는 제1열매체 공급라인(51) 일측에 구비되게 된다.
그리고 제3삼방밸브(55)에서 분기되는 냉방공급라인(56)을 통해 일부 제1열매체가 냉방공간에 공급하게 된다. 그리고 냉방공간에서의 열을 흡수한 제1열매체는 냉방회수라인(53)을 통해 제4삼방밸브(52)와 연결되어, 제1열매체 공급라인(51)으로 회수되게 된다. 따라서 히트펌프(10)에 열을 공급하여 회수되는 제1열매체 일부가 냉방공간에 공급되어 냉방공간의 열을 흡수한 후, 제1열매체 공급라인(51)으로 합류될 수 있다.
그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 온수공급라인(30) 일측에 제5삼방밸브(32)가 구비되고, 급수회수라인(40) 일측에는 제6삼방밸브(42)가 구비될 수 있음을 알 수 있다.
그리고 제5삼방밸브(32)에서 분기된 제1분기라인(33)을 통해 온수 일부가 하수열 열교환기(20) 측으로 유입될 수 있고, 하수열 열교환기(20) 측으로 열을 방출한 온수는 제2분기라인(43)과 제6삼방밸브(42)를 통해 급수회수라인(40) 측으로 회수되도록 구성될 수 있다.
따라서 제어부는 제1온도센서(71)와 제2온도센서(72)에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브(31), 제2삼방밸브(41), 제3삼방밸브(55), 제4삼방밸브(52), 제5삼방밸브(32)와, 제6삼방밸브(42) 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 히트펌프(10)로 공급되는 급수의 온도와 유량을 조절할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)의 구성, 기능 및 그 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)에 따르면, 하수열 기반으로 사용자에 필요한 열로 승온하기 위해 사용되는 히트펌프로써 전기식 히트펌프 이외에 지역난방 열원수를 이용하는 흡수식 히트펌프(11)를 적용할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)은, 지역난방 공급관(3)과, 지역난방회수관(4)과, 변온소(110)를 포함하여 구성될 수 있으며, 변온소(110)는 하수열 열교환기(20), 흡수식 히트펌프(11), 지역난방 열원수 공급라인(5), 지역난방 회수라인(6)을 포함하여 구성될 수 있다.
하수열 열교환기(20)는 하수열을 회수하기 위해 하수관거(2) 일측에 설치되어질 수 있다.
그리고 흡수식 히트펌프(11)는 하수열 열교환기(20)에서 회수한 열과, 지역난방 열원수의 열을 공급받아, 급수회수라인(40)을 통해 공급되는 급수에 제공하여 온수공급라인(30)을 통해 온수를 사용자 측으로 공급하도록 구성된다.
즉, 지역난방공급관(3)으로부터 지역난방 열원수를 공급받아 지역난방 열원수 공급라인(5)을 통해 흡수식 히트펌프(11)로 공급하게 된다. 그리고 흡수식 히트펌프(11)로 열을 제공한 열원수는 지역난방 회수라인(6)을 통해 지역난방회수관(4) 측으로 회수되게 된다.
또한, 하수열 열교환기(20)와 상기 흡수식 히트펌프(11) 사이를 순환하는 제1열매체 순환라인(50)을 포함하며, 제1열매체 순환라인(50)은 하수열 열교환기(20)에서 열을 공급받아 상기 흡수식 히트펌프(11)로 공급하는 제1열매체 공급라인(51)과, 상기 흡수식 히트펌프(11)에서 열을 방출한 제1열매체가 상기 하수열 열교환기(20) 측으로 회수되는 제1열매체 회수라인(54)을 포함하여 구성된다.
도 6은 냉방이 가능한 본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다
본 발명의 제2실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)에서 난방과 동시에 냉방 활용이 가능하도록 하기 위하여, 제3 내지 제6삼방밸브(55, 52, 32, 42)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
제3삼방밸브(55)는 제1열매체 회수라인(54) 일측에 구비되고, 제4삼방밸브(52)는 제1열매체 공급라인(51) 일측에 구비되게 된다.
그리고 제3삼방밸브(55)에서 분기되는 냉방공급라인(56)을 통해 일부 제1열매체가 냉방공간에 공급하게 된다. 그리고 냉방공간에서의 열을 흡수한 제1열매체는 냉방회수라인(53)을 통해 제4삼방밸브(52)와 연결되어, 제1열매체 공급라인(51)으로 회수되게 된다. 따라서 흡수식 히트펌프(11)에 열을 공급하여 회수되는 제1열매체 일부가 냉방공간에 공급되어 냉방공간의 열을 흡수한 후, 제1열매체 공급라인(51)으로 합류될 수 있다.
그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 온수공급라인(30) 일측에 제5삼방밸브(32)가 구비되고, 급수회수라인(40) 일측에는 제6삼방밸브(42)가 구비될 수 있음을 알 수 있다.
그리고 제5삼방밸브(32)에서 분기된 제1분기라인(33)을 통해 온수 일부가 하수열 열교환기(20) 측으로 유입될 수 있고, 하수열 열교환기(20) 측으로 열을 방출한 온수는 제2분기라인(43)과 제6삼방밸브(42)를 통해 급수회수라인(40) 측으로 회수되도록 구성될 수 있다.
따라서 제어부는 제1온도센서(71)와 제2온도센서(72)에서 측정된 값에 기반하여 제3삼방밸브(55), 제4삼방밸브(52), 제5삼방밸브(32)와, 제6삼방밸브(42) 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 흡수식 히트펌프(11)로 공급되는 급수의 온도와 유량을 조절할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)의 구성, 기능 및 그 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)에 따르면, 연료전지 배열과 연계하는 흡수식 히트펌프(11)를 적용하고, 지역난방 열원수공급라인(5)과 삼방밸브가 연계된 방식을 통해 하수열 이용을 극대화하고 안정적인 열 공급이 가능한 시스템(100)을 구축하여, 이러한 시스템 구성을 통해 능동적으로 사용자측이 원하는 온도 및 열을 공급할 수 있게 된다.
본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)은, 지역난방 공급관(3)과, 지역난방회수관(4)과, 변온소(110)를 포함하여 구성될 수 있으며, 변온소(110)는 하수열 열교환기(20), 연료전지 열교환기(60), 흡수식 히트펌프(11), 지역난방 열원수 공급라인(5), 지역난방 회수라인(6), 제1삼방밸브(31), 제2삼방밸브(41) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
하수열 열교환기(20)는 하수열을 회수하기 위해 하수관거(2) 일측에 설치되어질 수 있다.
그리고 본 발명의 제3실시예에서는 연료전지 배열을 회수하기 위한 연료전지 열교환기(60)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 제3실시예에 따른 연료전지는 인산형연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC)일 수 있다.
또한, 흡수식 히트펌프(11)는, 하수열 열교환기(20)에서 회수한 열과, 연료전지 열교환기(60)에서 회수한 열을 공급받아, 급수회수라인(40)을 통해 공급되는 급수에 제공하여 온수공급라인(30)을 통해 온수를 사용자 측으로 공급하도록 구성된다.
그리고 온수공급라인(30) 일측에는 제1삼방밸브(31)가 구비된다. 따라서 제1삼방밸브(31)와, 지역난방공급관(3) 사이에 구비되는 지역난방열원수 공급라인(5)을 통해 온수공급라인(30) 측으로 지역난방열원수가 공급될 수 있다.
그리고, 급수회수라인(40) 일측에는 제2삼방밸브(41)가 구비되며, 제2삼방밸브(41)와 지역난방회수관(4) 사이에 구비되는 지역난방 회수라인(6)을 통해 급수회수라인(40)에서 지역난방회수관(4) 측으로 급수 일부가 회수되게 된다.
따라서 제어부는 사용자 측 부하에 따라 제1삼방밸브(31)와 제2삼방밸브(41)를 제어하여, 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 흡수식 히트펌프(11)로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절할 수 있게 된다.
또한, 하수열 열교환기(20)와 상기 흡수식 히트펌프(11) 사이를 순환하는 제1열매체 순환라인(50)을 포함하며, 제1열매체 순환라인(50)은 하수열 열교환기(20)에서 열을 공급받아 흡수식 히트펌프(11)로 공급하는 제1열매체 공급라인(51)과, 흡수식 히트펌프(11)에서 열을 방출한 제1열매체가 상기 하수열 열교환기(20) 측으로 회수되는 제1열매체 회수라인(54)을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 연료전지 열교환기(60)와 흡수식 히트펌프(11) 사이를 순환하는 제2열매체 순환라인(62)을 포함하며, 제2열매체 순환라인(62)은 연료전지 열교환기(60)에서 열을 공급받아 흡수식 히트펌프(11)로 공급하는 제2열매체 공급라인과, 흡수식 히트펌프(11)에서 열을 방출한 제2열매체가 상기 연료전지 열교환기(60) 측으로 회수되는 제2열매체 회수라인을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 연료전지 열교환기(60)는 제1열교환기(61)와 제2열교환기(65)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1열교환기(61)는 상대적으로 고온인 연료전지 배열과 제2열매체가 열교환되도록 구성되며, 제2열교환기(65)는 급수회수라인(40)에서 공급되는 급수와, 상대적으로 저온인 연료전지 배가스와 열교환되도록 구성된다.
따라서 제2열매체는 제1열교환기(61)에서 연료전지 배열을 회수하여 흡수식 히트펌프(11)에 공급하게 된다. 또한, 급수회수라인(40)의 급수는 제2열교환기(65)에서 연료전지 배가스 열을 흡수하여 가열된 후, 흡수식 히트펌프(11)를 지나면서 더욱 가열되어 온수로서 온수공급라인(30)을 통해 사용자 측으로 공급되게 된다.
또한, 온수공급라인(30) 일측에 제1온도센서(71)가 구비되어 사용자 측으로 공급되는 온수의 온도를 측정할 수 있으며, 급수회수라인(40) 일측에 제2온도센서(72)가 구비되어 사용자 측에서 회수되는 급수의 온도를 측정할 수 있다.
따라서 제어부는 제1온도센서(71)와 제2온도센서(72)에서 측정된 값에 기반하여 제1삼방밸브(31)와 제2삼방밸브(41)를 제어하여, 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 흡수식 히트펌프(11)로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절할 수 있게 된다.
도 8은 냉방이 가능한 본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 하수열과 지역냉난방 연계시스템(100)에서 난방과 동시에 냉방 활용이 가능하도록 하기 위하여, 제3 내지 제6삼방밸브(55, 52, 32, 42)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
제3삼방밸브(55)는 제1열매체 회수라인(54) 일측에 구비되고, 제4삼방밸브(52)는 제1열매체 공급라인(51) 일측에 구비되게 된다.
그리고 제3삼방밸브(55)에서 분기되는 냉방공급라인(56)을 통해 일부 제1열매체가 냉방공간에 공급하게 된다. 그리고 냉방공간에서의 열을 흡수한 제1열매체는 냉방회수라인(53)을 통해 제4삼방밸브(52)와 연결되어, 제1열매체 공급라인(51)으로 회수되게 된다. 따라서 흡수식 히트펌프(11)에 열을 공급하여 회수되는 제1열매체 일부가 냉방공간에 공급되어 냉방공간의 열을 흡수한 후, 제1열매체 공급라인(51)으로 합류될 수 있다.
그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 온수공급라인(30) 일측에 제5삼방밸브(32)가 구비되고, 급수회수라인(40) 일측에는 제6삼방밸브(42)가 구비될 수 있음을 알 수 있다.
그리고 제5삼방밸브(32)에서 분기된 제1분기라인(33)을 통해 온수 일부가 하수열 열교환기(20) 측으로 유입될 수 있고, 하수열 열교환기(20) 측으로 열을 방출한 온수는 제2분기라인(43)과 제6삼방밸브(42)를 통해 급수회수라인(40) 측으로 회수되도록 구성될 수 있다.
따라서 제어부는 제1온도센서(71)와 제2온도센서(72)에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브(31), 제2삼방밸브(41), 제3삼방밸브(55), 제4삼방밸브(52), 제5삼방밸브(32)와, 제6삼방밸브(42) 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 흡수식 히트펌프(11)로 공급되는 급수의 온도와 유량을 조절할 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:종래 하수열을 이용한 난방시스템
2:하수관거
3:지역난방 공급관
4:지역난방 회수관
5:지역난방 열원수 공급라인
6:지역난방 회수라인
10:히트펌프
11:흡수식 히트펌프
20:하수열 열교환기
30:온수공급라인
31:제1삼방밸브
32:제5삼방밸브
33:제1분기라인
40:급수회수라인
41:제2삼방밸브
42:제6삼방밸브
43:제2분기라인
50:제1열매체 순환라인
51:제1열매체 공급라인
52:제4삼방밸브
53:냉방회수라인
54:제1열매체 회수라인
55:제3삼방밸브
56:냉방공급라인
60:연료전지 열교환기
61:제1열교환기
62:제2열매체 순환라인
65:제2열교환기
71:제1온도센서
72:제2온도센서
100:하수열과 지역냉난방 연계시스템
110:변온소
2:하수관거
3:지역난방 공급관
4:지역난방 회수관
5:지역난방 열원수 공급라인
6:지역난방 회수라인
10:히트펌프
11:흡수식 히트펌프
20:하수열 열교환기
30:온수공급라인
31:제1삼방밸브
32:제5삼방밸브
33:제1분기라인
40:급수회수라인
41:제2삼방밸브
42:제6삼방밸브
43:제2분기라인
50:제1열매체 순환라인
51:제1열매체 공급라인
52:제4삼방밸브
53:냉방회수라인
54:제1열매체 회수라인
55:제3삼방밸브
56:냉방공급라인
60:연료전지 열교환기
61:제1열교환기
62:제2열매체 순환라인
65:제2열교환기
71:제1온도센서
72:제2온도센서
100:하수열과 지역냉난방 연계시스템
110:변온소
Claims (20)
- 하수열을 회수하기 위한 하수열 열교환기;
상기 하수열 열교환기에서 회수한 열을 급수회수라인을 통해 공급되는 급수에 제공하여 온수공급라인을 통해 온수를 사용자 측으로 공급하는 히트펌프;
상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제1삼방밸브;
상기 제1삼방밸브와, 지역난방공급관 사이에 구비되어 온수공급라인 측으로 지역난방열원수를 공급하는 지역난방열원수 공급라인;
상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제2삼방밸브;
상기 제2삼방밸브와, 지역난방회수관 사이에 구비되어 급수회수라인에서 지역난방회수관 측으로 급수 일부를 회수하는 지역난방 회수라인;
사용자 측 부하에 따라 상기 제1삼방밸브와 제2삼방밸브를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 제어부;
하수열 열교환기와 상기 히트펌프 사이를 순환하는 제1열매체 순환라인; 상기 제1열매체 순환라인은 하수열 열교환기에서 열을 공급받아 히트펌프로 공급하는 제1열매체 공급라인; 히트펌프에서 열을 방출한 제1열매체가 상기 하수열 열교환기 측으로 회수되는 제1열매체 회수라인;
상기 제1열매체 회수라인 일측에 구비되는 제3삼방밸브;
상기 제1열매체 공급라인 일측에 구비되는 제4삼방밸브; 및
상기 제3삼방밸브에서 분기되어 일부 제1열매체를 냉방공간에 공급하는 냉방공급라인과, 상기 냉방공간에서의 열을 흡수한 제1열매체를 상기 제4삼방밸브를 통해 상기 제1열매체 공급라인으로 회수시키는 냉방회수라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 온수공급라인 일측에 구비되어 사용자 측으로 공급되는 온수의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 급수회수라인 일측에 구비되어 사용자 측에서 회수되는 급수의 온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하며,
상기 제어부는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브와 제2삼방밸브를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- 삭제
- 제 3항에 있어서,
상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제5삼방밸브;
상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제6삼방밸브;
상기 제5삼방밸브에서 분기되어 온수 일부를 상기 하수열 열교환기 측으로 유입시키는 제1분기라인; 및
상기 하수열 열교환기 측으로 열을 방출한 온수를 상기 제6삼방밸브를 통해 상기 급수회수라인 측으로 회수시키는 제2분기라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- 제 5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브, 제2삼방밸브, 제3삼방밸브, 제4삼방밸브, 제5삼방밸브와, 제6삼방밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- 하수열을 회수하기 위한 하수열 열교환기;
상기 하수열 열교환기에서 회수한 열과, 지역난방 열원수의 열을 공급받아, 급수회수라인을 통해 공급되는 급수에 제공하여 온수공급라인을 통해 온수를 사용자 측으로 공급하는 흡수식 히트펌프;
지역난방공급관으로부터 지역난방 열원수를 공급받아 상기 흡수식 히트펌프로 공급하는 지역난방 열원수 공급라인;
상기 흡수식 히트펌프로 열을 제공한 열원수를 지역난방회수관 측으로 회수시키는 지역난방 회수라인;
하수열 열교환기와 상기 흡수식 히트펌프 사이를 순환하는 제1열매체 순환라인;
상기 제1열매체 순환라인은 하수열 열교환기에서 열을 공급받아 상기 흡수식 히트펌프로 공급하는 제1열매체 공급라인;
상기 흡수식 히트펌프에서 열을 방출한 제1열매체가 상기 하수열 열교환기 측으로 회수되는 제1열매체 회수라인;
상기 제1열매체 회수라인 일측에 구비되는 제3삼방밸브;
상기 제1열매체 공급라인 일측에 구비되는 제4삼방밸브; 및
상기 제3삼방밸브에서 분기되어 일부 제1열매체를 냉방공간에 공급하는 냉방공급라인과, 상기 냉방공간에서의 열을 흡수한 제1열매체를 상기 제4삼방밸브를 통해 상기 제1열매체 공급라인으로 회수시키는 냉방회수라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- 삭제
- 삭제
- ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 7항에 있어서,
상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제5삼방밸브;
상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제6삼방밸브;
상기 제5삼방밸브에서 분기되어 온수 일부를 상기 하수열 열교환기 측으로 유입시키는 제1분기라인; 및
상기 하수열 열교환기 측으로 열을 방출한 온수를 상기 제6삼방밸브를 통해 상기 급수회수라인 측으로 회수시키는 제2분기라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 10항에 있어서,
상기 온수공급라인 일측에 구비되어 사용자 측으로 공급되는 온수의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 급수회수라인 일측에 구비되어 사용자 측에서 회수되는 급수의 온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하며,
상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값에 기반하여 상기 제3삼방밸브, 제4삼방밸브, 제5삼방밸브와, 제6삼방밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 흡수식 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- 하수열을 회수하기 위한 하수열 열교환기;
연료전지 배열을 회수하기 위한 연료전지 열교환기;
상기 하수열 열교환기에서 회수한 열과, 상기 연료전지 열교환기에서 회수한 열을 공급받아, 급수회수라인을 통해 공급되는 급수에 제공하여 온수공급라인을 통해 온수를 사용자 측으로 공급하는 흡수식 히트펌프;
상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제1삼방밸브;
상기 제1삼방밸브와, 지역난방공급관 사이에 구비되어 온수공급라인 측으로 지역난방열원수를 공급하는 지역난방열원수 공급라인;
상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제2삼방밸브;
상기 제2삼방밸브와, 지역난방회수관 사이에 구비되어 급수회수라인에서 지역난방회수관 측으로 급수 일부를 회수하는 지역난방 회수라인; 및
사용자 측 부하에 따라 상기 제1삼방밸브와 제2삼방밸브를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 흡수식 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 제어부;
하수열 열교환기와 상기 흡수식 히트펌프 사이를 순환하는 제1열매체 순환라인;
상기 제1열매체 순환라인은 하수열 열교환기에서 열을 공급받아 흡수식 히트펌프로 공급하는 제1열매체 공급라인;
흡수식 히트펌프에서 열을 방출한 제1열매체가 상기 하수열 열교환기 측으로 회수되는 제1열매체 회수라인;
상기 제1열매체 회수라인 일측에 구비되는 제3삼방밸브;
상기 제1열매체 공급라인 일측에 구비되는 제4삼방밸브; 및
상기 제3삼방밸브에서 분기되어 일부 제1열매체를 냉방공간에 공급하는 냉방공급라인과, 상기 냉방공간에서의 열을 흡수한 제1열매체를 상기 제4삼방밸브를 통해 상기 제1열매체 공급라인으로 회수시키는 냉방회수라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- 삭제
- 제 12항에 있어서,
연료전지 열교환기와 상기 흡수식 히트펌프 사이를 순환하는 제2열매체 순환라인을 포함하며, 상기 제2열매체 순환라인은 연료전지 열교환기에서 열을 공급받아 흡수식 히트펌프로 공급하는 제2열매체 공급라인과, 흡수식 히트펌프에서 열을 방출한 제2열매체가 상기 연료전지 열교환기 측으로 회수되는 제2열매체 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- 제 14항에 있어서,
상기 연료전지는 인산형연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC)인 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- 제 14항에 있어서
상기 연료전지 열교환기는,
연료전지 배열과 상기 제2열매체가 열교환되는 제1열교환기와,
상기 급수회수라인에서 공급되는 급수와, 연료전지 배가스와 열교환되는 제2열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 16항에 있어서,
상기 온수공급라인 일측에 구비되어 사용자 측으로 공급되는 온수의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 급수회수라인 일측에 구비되어 사용자 측에서 회수되는 급수의 온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하며,
상기 제어부는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브와 제2삼방밸브를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 흡수식 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- 삭제
- ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 17항에 있어서,
상기 온수공급라인 일측에 구비되는 제5삼방밸브;
상기 급수회수라인 일측에 구비되는 제6삼방밸브;
상기 제5삼방밸브에서 분기되어 온수 일부를 상기 하수열 열교환기 측으로 유입시키는 제1분기라인; 및
상기 하수열 열교환기 측으로 열을 방출한 온수를 상기 제6삼방밸브를 통해 상기 급수회수라인 측으로 회수시키는 제2분기라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
- ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 19항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값에 기반하여 상기 제1삼방밸브, 제2삼방밸브, 제3삼방밸브, 제4삼방밸브, 제5삼방밸브와, 제6삼방밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 상기 사용자에게 공급되는 온수의 온도, 유량과, 상기 흡수식 히트펌프로 공급되는 급수의 온도, 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 하수열과 지역냉난방 연계시스템.
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| KR1020190160734A KR102343475B1 (ko) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | 하수열과 지역냉난방 연계시스템 |
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| KR1020190160734A KR102343475B1 (ko) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | 하수열과 지역냉난방 연계시스템 |
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-
2019
- 2019-12-05 KR KR1020190160734A patent/KR102343475B1/ko active IP Right Grant
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| KR20210071167A (ko) | 2021-06-16 |
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