KR20010105235A - 멀티 에너지 시스템 - Google Patents

멀티 에너지 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20010105235A
KR20010105235A KR1020010026886A KR20010026886A KR20010105235A KR 20010105235 A KR20010105235 A KR 20010105235A KR 1020010026886 A KR1020010026886 A KR 1020010026886A KR 20010026886 A KR20010026886 A KR 20010026886A KR 20010105235 A KR20010105235 A KR 20010105235A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hot water
power
gas engine
converter
gas
Prior art date
Application number
KR1020010026886A
Other languages
English (en)
Inventor
다까마쯔마사끼
Original Assignee
다카노 야스아키
산요 덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다카노 야스아키, 산요 덴키 가부시키가이샤 filed Critical 다카노 야스아키
Publication of KR20010105235A publication Critical patent/KR20010105235A/ko

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0096Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater combined with domestic apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/02System or Device comprising a heat pump as a subsystem, e.g. combined with humidification/dehumidification, heating, natural energy or with hybrid system
    • F24F2203/021Compression cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2327/00Refrigeration system using an engine for driving a compressor
    • F25B2327/001Refrigeration system using an engine for driving a compressor of the internal combustion type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

본 발명은 전력 수요의 계절간 격차를 완화하는 것을 과제로 한다.
실외기(11)에 장비된 압축기(16)가 가스 엔진(25)에 의해 구동되는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)와, 가스 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 출력하는 발전기(31)를 구비한 발전 장치(30)를 갖는 멀티 에너지 시스템(9)으로써, 상기 발전 장치는, 또한 발전기로부터 출력된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 AC/DC 변환기(32)와, 이 AC/DC 변환기에 의해 변환된 직류 전력을 규정 주파수의 교류 전력으로 변환하여 전기 기기에 공급하는 DC/AC 변환기(33)를 갖는 것이다.

Description

멀티 에너지 시스템{Multi Energy System}
본 발명은 가스 엔진을 이용하여 공기 조화 및 발전을 실시 가능하게 하고, 또는 급탕도 실시 가능하게 하는 멀티 에너지 시스템에 관한 것이다.
전력 수요는 여름철에 절정에 이르지만, 발전소의 가동율이 낮기 때문에 일본의 전체적 일차 에너지의 이용 효율은 낮은 상태에 있다. 여름철의 피크 컷트를 목적으로 하여, 가스 엔진에 의해 압축기를 구동하는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치가 보급되어 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(101)는 가스 엔진(102)에 의해 압축기(103)가 구동되고, 이 압축기(103)에 냉매 배관(104)을 거쳐서 4방 밸브(105), 실외 열 교환기(106), 실외 팽창 밸브(107), 실내 팽창 밸브(108), 실내 열 교환기(109), 어큐뮬레이터(110)가 차례로 접속되어 구성된다.
가스 열 펌프식 공기 조화 장치(101)는 4방 밸브(105)의 냉방측으로의 절환에 의해 실외 열 교환기(106)가 응축기로서, 실내 열 교환기(109)가 증발기로서 각각 기능하여 냉방 운전을 실시하고, 또한 4방 밸브(105)의 난방측으로의 절환에 의해 실외 열 교환기(106)가 증발기로서, 실내 열 교환기(109)가 응축기로서 각각 기능하여 난방 운전을 실시한다.
한편, 가스 엔진(102)은 연료 공급계(111)로부터 공급된 연료 가스에 의해 가동된다. 또한, 이 가스 엔진(102)의 폐열은 배기 가스 열 교환기(112)를 지나서엔진 냉각수와 열 교환되고, 이 엔진 냉각수는 냉각수 펌프(113)에 의해 순환되어 방열기(114)에 의해 방열된다.
그러나, 상술한 바와 같은 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(101)에서는 전동 모터를 이용하여 압축기를 구동시키는 전기 열 펌프식 공기 조화 장치의 설치 대수가 증가하고 있으므로, 여름철의 피크 컷트를 실현할 수 없어 전력 수요의 계절간 격차는 여전히 크다.
또한, 상기 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(101)에서는 냉방 운전시의 폐열은 통상 방치되고 있으므로, 에너지의 이용 효율이 낮게 되어 있다.
이 에너지의 효율적 이용이라는 관점에서, 엔진을 가동시키고 발전기를 구동시켜 발전을 실시하는 동시에, 엔진의 폐열을 회수하여 온수를 만드는 급탕을 실시하는 코ㆍ제네레이션 시스템이 존재한다.
그러나, 이 코ㆍ제네레이션 시스템에서는 발전 부하가 높고 급탕 부하가 낮은 경우, 즉 이들 부하의 밸런스가 나쁜 경우에는 엔진의 폐열을 충분히 회수할 수 없으므로, 에너지의 이용 효율이 낮아져 버린다.
또한, 상기 코ㆍ제네레이션 시스템에 있어서, 엔진의 가동에 의해 발전을 연속적으로 실시하고, 급탕을 적절하게 실시하는 경우에는 이 코ㆍ제네레이션 시스템에 의해 연간을 통해 필요한 전력 수요의 일부가 조달되어 버리므로, 전력 수요의 계절간 격차의 완화를 도모할 수 없다.
본 발명의 목적은 상술한 사정을 고려하여 이루어진 것이며, 전력 수요의 계절간 격차를 완화할 수 있는 멀티 에너지 시스템을 제공하는 데 있다.
도1은 본 발명에 관한 멀티 에너지 시스템의 일 실시 형태를 도시한 계통도.
도2는 종래의 가스 열 펌프식 공기 조화 장치를 도시한 계통도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
9 : 멀티 에너지 시스템
10 : 가스 열 펌프식 공기 조화 장치
11 : 실외기
16 : 압축기
25 : 가스 엔진
30 : 발전 장치
31 : 발전기
32 : AC/DC 변환기(제1 변환기)
33 : DC/AC 변환기(제2 변환기)
40 : 급탕 장치
41 : 배기 가스 열 교환기
43 : 중간 열 교환기
44 : 온수 탱크
청구항 1에 기재된 발명은 실외기에 장비된 압축기가 가스 엔진에 의해 구동되는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치와, 상기 가스 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 출력하는 발전기를 구비한 발전 장치를 갖는 멀티 에너지 시스템으로써, 상기 발전 장치는, 또한 상기 발전기로부터 출력된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 제1 변환기와, 이 제1 변환기에 의해 변환된 직류 전력을 규정 주파수의 교류 전력으로 변환하여 전기 기기에 공급하는 제2 변환기를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 2에 기재된 발명은 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 가스 엔진에는 이 가스 엔진의 폐열을 회수하여 온수를 만드는 급탕 장치가 배치된 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 3에 기재된 발명은 청구항 1 또는 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 발전 장치는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치의 냉방 또는 난방 운전시와 급탕 장치의 급탕 운전시에, 교류 전력을 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 4에 기재된 발명은 청구항 2 또는 3에 기재된 발명에 있어서, 상기 급탕 장치에는 가스 엔진의 폐열을 온수로서 축열하는 온수 탱크가 설치된 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 1에 기재된 발명에는 다음의 작용이 있다.
가스 엔진에 의해 가스 열 펌프식 공기 조화 장치를 가동시켜 공기 조화를실시하고, 동일한 가스 엔진에 의해 발전 장치의 발전기를 구동시켜, 제1 및 제2 변환기에 의해 규정 주파수의 교류 전력을 출력하므로, 발전 장치로부터 출력된 교류 전력에 의해 전기 기기, 예를 들어 전동기에 의해 구동되는 압축기를 구비한 공기 조화 장치를 가동시킬 수 있다. 이 결과, 특히 여름철의 전력 수요의 피크 컷트를 실현할 수 있으므로, 전력 수요의 계절간 격차를 완화할 수 있다.
또한, 가스 열 펌프식 공기 조화 장치의 공조 부하의 변화에 의해 가스 엔진의 회전수가 변동하고, 따라서 이 가스 엔진에 의해 구동되는 발전기로부터의 출력 전력도 변동한다. 그러나, 이 발전기로부터 출력된 교류 전력을 제1 변환기에 의해 일단 직류 전력으로 변환한 후, 제2 변환기에 의해 규정 주파수의 교류 전력으로 변환하므로, 발전 장치에서 발생한 교류 전력은 상용 전원과 계통 연계시킬 수 있어 통상의 전기 기기를 가동시킬 수 있다.
청구항 2에 기재된 발명에는 다음의 작용이 있다.
가스 엔진의 가동시에, 그 폐열을 이용하여 급탕 장치를 운전시켜 온수를 만들기 때문에, 에너지의 효율적 이용을 실현할 수 있다.
청구항 3에 기재된 발명에는 다음의 작용이 있다.
1대의 가스 엔진의 가동에 의해, 가스 열 펌프식 공기 조화 장치를 이용하여 공기 조화를 실시하고, 또한 발전 장치를 이용하여 전기 기기를 가동시키고, 또한 급탕 장치를 이용하여 온수를 만들기 때문에, 에너지의 효율적 이용을 양호하게 실현할 수 있다.
청구항 4에 기재된 발명에는 다음의 작용이 있다.
급탕 장치에, 가스 엔진의 폐열을 온수로서 축열하는 온수 탱크가 설치되었으므로, 급탕 장치에서 만들어진 온수를 필요한 때에 이용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 의거하여 설명한다.
도1은 본 발명에 관한 멀티 에너지 시스템의 일 실시 형태를 도시한 계통도이다.
이 도1에 도시한 멀티 에너지 시스템(9)은 도1에 장비된 압축기(16)가 가스 엔진(25)에 의해 구동되는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)와, 상기 가스 엔진(25)의 구동력에 의해 교류 전력을 출력하는 발전 장치(30)와, 가스 엔진(25)의 폐열을 회수하여 온수를 만드는 급탕 장치(40)를 구비하여 구성된다.
상기 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)는 실외기(11) 및 복수대(예를 들어 3대)의 실내기(12A, 12B, 12C)를 구비하여 이루어지며, 실외기(11)의 실외 냉매 배관(14)과 실내기(12A, 12B, 12C)의 실내 냉매 배관(15A, 15B, 15C)이 연결되어 있다.
실외기(11)는 실외에 설치된다. 이 실외기(11)는 실외 냉매 배관(14)에 압축기(16)가 배치되고, 이 압축기(16)의 흡입측에 어큐뮬레이터(17)가, 토출측에 4방 밸브(18)가 각각 배치되고, 이 4방 밸브(18) 측에 실외 열 교환기(19) 및 실외 팽창 밸브(13)가 각각 배치되어 구성된다. 실외 열 교환기(19)에는 이 실외 열 교환기(19)를 향해 송풍하는 실외 팬(20)이 인접하여 배치되어 있다. 또한, 압축기(16)는 가요성 커플링(24)을 거쳐서 가스 엔진(25)에 연결되어, 이 가스 엔진(25)에 의해 구동된다.
한편, 실내기(12A, 12B, 12C)는 실내에 설치되고, 각각 실내 냉매 배관(15A, 15B, 15C)에 실내 열 교환기(21A, 21B, 21C)가 배치되는 동시에, 실내 냉매 배관(15A, 15B, 15C)의 각각에 있어서 실내 열 교환기(21A, 21B, 21C)의 근방에 실내 팽창 밸브(22A, 22B, 22C)가 배치되어 구성된다. 상기 실내 열 교환기(21A, 21B, 21C)에는 이들의 실내 열 교환기(21A, 21B, 21C)로 송풍하는 실내 팬(23A, 23B, 23C)이 각각 인접하여 배치되어 있다.
4방 밸브(18)가 절환됨으로써, 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)가 냉방 운전 또는 난방 운전으로 설정된다. 즉, 4방 밸브(18)가 냉방측으로 절환된 때에는 냉매는 실선의 화살표와 같이 흘러서 실내 팽창 밸브(22A, 22B, 22C)에 의해 감압되어, 실외 열 교환기(19)가 응축기가 되고, 실내 열 교환기(21A, 21B, 21C)가 증발기가 되어 냉방 운전 상태가 되며, 각 실내 열 교환기(21A, 21B, 21C)가 실내를 냉방한다. 또한, 4방 밸브(18)가 난방측으로 절환된 때에는 냉매는 파선의 화살표와 같이 흘러 실외 팽창 밸브(13) 및 실내 팽창 밸브(22A, 22B, 22C)에 의해 감압되어, 실내 열 교환기(21A, 21B, 21C)가 응축기가 되고, 실외 열 교환기(19)가 증발기가 되어 난방 운전 상태가 되며, 각 실내 열 교환기(21A, 21B, 21C)가 실내를 난방한다.
상기 가스 엔진(25)에는 연료 공급관(35)이 접속되고, 이 연료 공급관(35)에 연료 차단 밸브(36), 제로 거버너(37) 및 연료 조정 밸브(38)가 차례로 접속되어 있다.
연료 차단 밸브(36)가 완전 폐쇄 또는 완전 개방되어, 연료 가스의 누설이없는 차단과 유통이 택일적으로 실시된다. 또한, 제로 거버너(37)는 연료 공급관(35) 내 중, 연료 차단 밸브(36) 측이 압력 변동해도, 연료 조정 밸브(38) 측이 일정 압력이 되도록 조정하여 가스 엔진(25) 내에서의 연소를 안정화시킨다. 또한, 연료 조정 밸브(38)는 연료 가스와 공기가 혼합되어 생성되는 혼합기의 공연비를 알맞게 조정한다.
상기 급탕 장치(40)는 가스 엔진(25)으로부터 배출되는 배기 가스 중의 폐열과 엔진 냉각수를 열 교환하는 배기 가스 열 교환기(41)와, 엔진 냉각수를 순환시키는 냉각수 펌프(42)와, 엔진 냉각수와 열 매체(예를 들어 물 또는 블라인 등)를 열 교환하는 중간 열 교환기(43)와, 열 매체와 이용수를 열 교환하여 이용수를 온수로 하고, 이 온수를 저장하는 온수 탱크(44)와, 엔진 냉각수의 열을 방열하는 방열기(45)와, 제1 왁스 3방 밸브(46) 및 제2 왁스 3방 밸브(47)와, 열 매체 펌프(48)를 구비하여 구성된다.
냉각수 펌프(42)는 가스 엔진(25)의 가동 중에 항상 운전된다. 가스 엔진(25)의 기동시에는 엔진 냉각수의 온도가 낮으며(예를 들어 약 70 ℃ 이하), 엔진 냉각수는 냉각수 펌프(42), 배기 가스 열 교환기(41), 가스 엔진(25) 및 제1 왁스 3방 밸브(46)를 차례로 지나서 냉각수 펌프(42)로 복귀하는 경로를 순환하여 가스 엔진(25)을 워밍업한다.
가스 엔진(25)의 폐열을 회수하여, 엔진 냉각수의 온도가 예를 들어 약 70 ℃ 이상(또한 예를 들어 약 80 ℃ 이하)이 되면, 엔진 냉각수는 냉각수 펌프(42), 배기 가스 열 교환기(41), 가스 엔진(25), 제1 왁스 3방 밸브(46), 중간 열교환기(43) 및 제2 왁스 3방 밸브(47)를 차례로 지나서 냉각수 펌프(42)로 복귀하는 경로를 순환하여 가스 엔진(25)을 냉각한다. 이와 같이 엔진 냉각수가 예를 들어 약 70 ℃ 이상이 되면, 열 매체 펌프(48)가 운전하여 열 매체를 순환시키고, 중간 열 교환기(43)를 거쳐서 이 열 매체를 가열한다. 이로써, 온수 탱크(44)를 거쳐서 이용수가 가열되고, 이 이용수를 온수로서 온수 탱크(44) 내에 저장 가능하게 한다. 이로써, 이용수가 온수가 되어 온수 탱크(44) 내에 가스 엔진(25)의 폐열이 축열된다.
엔진 냉각수의 온도가 예를 들어 약 80 ℃ 이상이 되면, 엔진 냉각수는 냉각수 펌프(42), 배기 가스 열 교환기(41), 가스 엔진(25), 제1 왁스 3방 밸브(46), 중간 열 교환기(43), 제2 왁스 3방 밸브(47) 및 방열기(45)를 차례로 지나서 냉각수 펌프(42)로 복귀하여, 가스 엔진(25)을 냉각하고, 또한 온수 탱크(44) 내에서 온수를 만드는 동시에, 방열기(45)에 있어서 엔진 냉각수의 남은 열을 방열한다.
이 급탕 장치(40)에는 상세하게 후술하지만, 온수 탱크(44) 내에 저류된 온수의 온도를 검출하는 온도 센서(49)가 온수 탱크(44)에 설치된다. 또한, 온수 탱크(44)로부터 온수를 외부로 공급하는 공급 라인(50)에, 이 공급 라인(50)을 흐르는 온수를 가열하는 가열 수단(예를 들어 보일러 또는 순간 급탕기)이 배치되어 있다. 또한, 부호 51은 온수 탱크(44) 내로 이용수를 인입하는 인입 라인(51)이다.
전술한 발전 장치(30)는 발전기(31), 제1 변환기로서의 AC/DC 변환기(32) 및 제2 변환기로서의 DC/AC 변환기(33)를 구비하여 구성되고, 가스 엔진(25)의 가동 중에 그 축출력의 일부를 전기 에너지로 변환하여 교류 전력을 출력한다.
발전기(31)는 가스 엔진(25)의 회전축에 회전 일체로 연결되어 교류 전력을 발생한다. AC/DC 변환기(32)는 발전기(31)에서 발생된 교류 전력을 일단 직류 전력으로 변환한다. DC/AC 변환기(33)는 AC/DC 변환기(32)에 의해 변환된 직류 전력을 규정 주파수(예를 들어 50Hz 또는 60Hz)의 교류 전력으로 변환하여 도시하지 않은 전기 기기로 출력 가능하게 한다.
AC/DC 변환기(32) 및 DC/AC 변환기(33)를 배치한 이유는 다음과 같다. 즉, 가스 엔진(25)의 회전수는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)의 공조 부하의 변화에 의해 변동하므로, 발전기(31)로부터 출력되는 교류 전력도 변동한다. 그러나, 이 발전기(31)로부터의 교류 전력을 AC/DC 변환기(32)에 의해 일단 직류 전력으로 변환함으로써, 그 후 이 직류 전력을 AC/DC 변환기(32)에 의해 규정 주파수의 교류 전류로 변환할 수 있는 것이다. 이로써, 발전 장치(30)로부터 출력되는 교류 전력은 상용 전원과 계통 연계 가능해진다.
또한, 상기 발전 장치(30)는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)의 냉방 혹은 난방 운전시, 또는 급탕 장치(40)의 급탕 운전시에 발전 가능하게 구성된다.
즉, 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)의 냉방 운전시에는 가요성 커플링(24)이 결합 상태가 되고, 가스 엔진(25)이 가동되어 4방 밸브(18)가 냉방측으로 절환되어 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)가 냉방 운전을 실시한다. 동시에, 발전 장치(30)의 발전기(31)가 작동하여 AC/DC 변환기(32) 및 DC/AC 변환기(33)를 거쳐 발전 장치(30)가 규정 주파수의 교류 전력을 출력한다.
게다가, 이 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)의 냉방 운전시에, 급탕장치(40)에 있어서의 엔진 냉각수의 온도가 예를 들어 70 ℃ 이상이 되면, 열 매체 펌프(48)가 작동하여 중간 열 교환기(43) 및 열 매체를 거쳐서 온수 탱크(44) 내의 이용수가 가열되어 온수가 만들어진다.
한편, 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)의 난방 운전시에는, 마찬가지로 가요성 커플링(24)이 결합 상태가 되어 가스 엔진(25)이 가동되고, 4방 밸브(18)가 난방측으로 절환되어 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)가 난방 운전을 실시한다. 이 때에도, 발전 장치(30)의 발전기(31)가 작동하여, AC/DC 변환기(32) 및 DC/AC 변환기(33)를 거쳐서 발전 장치(30)가 규정 주파수의 교류 전력을 출력한다. 게다가, 이 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)의 난방 운전시에도 냉방 운전시와 마찬가지로, 온수 탱크(44) 내에 온수가 만들어진다.
다른 한편, 급탕 장치(40)의 급탕 운전은 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)의 냉방 또는 난방 운전시 이외에 이루어지는 것이므로, 가요성 커플링(24)이 차단 상태가 된다. 이 급탕 운전시에서는 온수 탱크(44) 내의 온수(또는 이용수)의 온도가 온도 센서(49)에 의해 예를 들어 약 60 ℃ 이하가 된 것이 검출된 때에, 가스 엔진(25)이 가동되고, 엔진 냉각수 온도가 예를 들어 약 70 ℃ 이상이 된 때에 열 매체 펌프(48)가 작동하여 온수 탱크(44) 내의 온수(또는 이용수)가 가열되고, 60 ℃ 이상의 온수가 만들어진다.
이 때, 급탕 장치(40)의 급탕 운전시에 가스 엔진(25)이 가동한 단계에서, 발전 장치(30)의 발전기(31)가 동작하여, 발전기(31) 및 AC/DC 변환기(32)의 작용에 의해, 규정 주파수의 교류 전력이 출력된다.
따라서, 상기 실시 형태에 따르면, 다음의 효과 ① 내지 ⑤를 발휘한다.
① 가스 엔진(25)에 의해 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)를 가동시켜 공기 조화를 실시하고, 동일한 가스 엔진(25)에 의해 발전 장치(30)의 발전기(31)를 구동시켜, AC/DC 변환기(32) 및 DC/AC 변환기(33)에 의해 규정 주파수의 교류 전력을 출력하므로, 발전 장치(30)로부터 출력된 교류 전력에 의해 전기 기기, 예를 들어 전동기에 의해 구동되는 압축기를 구비한 공기 조화 장치(전기 열 펌프식 공기 조화 장치)를 가동시킬 수 있다. 이 결과, 특히 여름철의 전력 수요의 피크 컷트를 실현할 수 있으므로, 전력 수요의 계절간 격차를 완화할 수 있다.
② 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)의 공조 부하의 변화에 의해 가스 엔진(25)의 회전수가 변동하고, 따라서 이 가스 엔진(25)에 의해 구동되는 발전기(31)로부터의 출력 전력도 변동한다. 그러나, 이 발전기(31)로부터 출력된 교류 전력을 AC/DC 변환기(32)에 의해 일단 직류 전력으로 변환한 후, DC/AC 변환기(33)에 의해 규정 주파수의 교류 전력으로 변환하므로, 발전 장치(30)에서 발생한 교류 전력은 상용 전원과 계통 연계시킬 수 있어 전기 열 펌프식 공기 조화 장치를 포함하는 통상의 전기 기기를 가동시킬 수 있다.
③ 가스 엔진(25)의 가동시에, 그 폐열을 이용하여 급탕 장치(40)를 운전시켜 온수를 만들기 때문에, 에너지의 효율적 이용을 실현할 수 있다.
④ 1대의 가스 엔진(25)의 가동에 의해, 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)를 이용하여 공기 조화를 실시하고, 또 발전 장치(30)를 이용하여 전기 기기를 가동시키고, 또한 급탕 장치(40)를 이용하여 온수를 만들기 때문에, 에너지의 효율적이용을 양호하게 실현할 수 있다.
⑤ 급탕 장치(40)에, 가스 엔진(25)의 폐열을 온수로서 축열하는 온수 탱크(44)가 설치되었으므로, 급탕 장치(40)에 의해 만들어진 온수를 필요한 때에 이용할 수 있다.
이상, 본 발명을 상기 실시 형태에 의거하여 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 급탕 장치(40)의 급탕 운전시 또는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치(10)의 난방 운전시에 온수 탱크(44)로부터 온수가 외부로 공급되어 가스 엔진(25)의 폐열에서만 온수 탱크(44) 내의 온수 온도가 충분히 상승하지 않는 경우에는 공급 라인(50)의 가열 수단(보일러 또는 순간 급탕기 등)을 동작시켜, 온수 온도를 상승시키도록 해도 좋다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 멀티 에너지 시스템에 따르면, 실외기에 장비된 압축기가 가스 엔진에 의해 구동되는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치와, 가스 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 출력하는 발전기를 구비한 발전 장치를 구비한 멀티 에너지 시스템으로써, 상기 발전 장치는, 또한 발전기로부터 출력된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 제1 변환기와, 이 제1 변환기에 의해 변환된 직류 전력을 규정 주파수의 교류 전력으로 변환하여 전기 기기에 공급하는 제2 변환기를 가지므로, 전력 수요의 계절간 격차를 완화할 수 있다.

Claims (4)

  1. 실외기에 장비된 압축기가 가스 엔진에 의해 구동되는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치와, 상기 가스 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 출력하는 발전기를 구비한 발전 장치를 갖는 멀티 에너지 시스템으로써,
    상기 발전 장치는, 또한 상기 발전기로부터 출력된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 제1 변환기와, 이 제1 변환기에 의해 변환된 직류 전력을 규정 주파수의 교류 전력으로 변환하여 전기 기기에 공급하는 제2 변환기를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 에너지 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스 엔진에는 이 가스 엔진의 폐열을 회수하여 온수를 만드는 급탕 장치가 배치된 것을 특징으로 하는 멀티 에너지 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발전 장치는 가스 열 펌프식 공기 조화 장치의 냉방 또는 난방 운전시와 급탕 장치의 급탕 운전시에, 교류 전력을 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 에너지 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 급탕 장치에는 가스 엔진의 폐열을 온수로서 축열하는 온수 탱크가 설치된 것을 특징으로 하는 멀티 에너지 시스템.
KR1020010026886A 2000-05-18 2001-05-17 멀티 에너지 시스템 KR20010105235A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-146645 2000-05-18
JP2000146645A JP2001324240A (ja) 2000-05-18 2000-05-18 マルチエネルギーシステム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010105235A true KR20010105235A (ko) 2001-11-28

Family

ID=18652968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010026886A KR20010105235A (ko) 2000-05-18 2001-05-17 멀티 에너지 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6434937B2 (ko)
JP (1) JP2001324240A (ko)
KR (1) KR20010105235A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100707469B1 (ko) * 2005-09-02 2007-04-13 엘지전자 주식회사 열병합 발전 시스템

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100473823B1 (ko) * 2002-08-06 2005-03-08 삼성전자주식회사 냉수 및 온수 제조 장치를 구비한 공기 조화기
JP2005265220A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Aisin Seiki Co Ltd ガスヒートポンプ式空気調和装置
KR100600752B1 (ko) * 2004-08-17 2006-07-14 엘지전자 주식회사 열병합 발전 시스템
KR100579577B1 (ko) * 2004-08-17 2006-05-15 엘지전자 주식회사 급탕 기능을 갖는 발전 공조 시스템
KR100591337B1 (ko) * 2004-08-17 2006-06-19 엘지전자 주식회사 코제너레이션 시스템
KR100624815B1 (ko) * 2004-08-17 2006-09-20 엘지전자 주식회사 코제너레이션 시스템의 배기가스 열교환기
KR100579574B1 (ko) * 2004-08-17 2006-05-15 엘지전자 주식회사 코제너레이션 시스템
KR100644826B1 (ko) * 2004-12-10 2006-11-10 엘지전자 주식회사 열병합 발전 시스템
JP4815232B2 (ja) * 2006-02-23 2011-11-16 大阪瓦斯株式会社 複合ヒートポンプシステム
KR101270614B1 (ko) * 2006-07-25 2013-06-07 엘지전자 주식회사 코제너레이션
KR101270615B1 (ko) 2006-07-25 2013-06-07 엘지전자 주식회사 코제너레이션 및 그 제어 방법
KR101294737B1 (ko) * 2006-07-31 2013-08-08 엘지전자 주식회사 열병합 발전시스템
US7503184B2 (en) * 2006-08-11 2009-03-17 Southwest Gas Corporation Gas engine driven heat pump system with integrated heat recovery and energy saving subsystems
KR101507448B1 (ko) 2008-09-09 2015-04-03 엘지전자 주식회사 열병합 발전 시스템
JP2011012848A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Sanyo Electric Co Ltd ガスヒートポンプ式空気調和機を用いた系統連系システム
JP2013104590A (ja) * 2011-11-11 2013-05-30 Yanmar Co Ltd 給湯装置および設置構造
CN105276856B (zh) * 2014-06-13 2019-05-28 松下知识产权经营株式会社 燃气热泵式空气调节系统
KR102044308B1 (ko) * 2018-04-06 2019-11-13 윤종혁 가스히트펌프식 공조 및 온수공급 장치
US11753988B2 (en) 2018-11-30 2023-09-12 David L. Stenz Internal combustion engine configured for use with solid or slow burning fuels, and methods of operating or implementing same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4283914A (en) * 1979-04-17 1981-08-18 Allen Leonard W Solar energy system
JPH0521949Y2 (ko) * 1985-12-02 1993-06-04
US4947657A (en) * 1989-06-05 1990-08-14 Kalmbach John F Auxiliary air conditioning apparatus and method for air conditioned vehicles
US5586613A (en) * 1993-04-22 1996-12-24 The Texas A&M University System Electrically peaking hybrid system and method
US5950418A (en) * 1997-05-28 1999-09-14 Lott; Henry A. Electrical power plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100707469B1 (ko) * 2005-09-02 2007-04-13 엘지전자 주식회사 열병합 발전 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US6434937B2 (en) 2002-08-20
JP2001324240A (ja) 2001-11-22
US20010042374A1 (en) 2001-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20010105235A (ko) 멀티 에너지 시스템
US4876856A (en) Heat exchanging system
US7275382B2 (en) Cogeneration system
US7170191B2 (en) Electricity generating and air conditioning system with water heater
EP1669701A2 (en) Cogeneration system
EP1628099B1 (en) Cogeneration system and method for controlling the same
KR20080021483A (ko) 공조ㆍ발전 시스템 및 공조ㆍ발전 시스템의 제어 방법
JP2009074744A (ja) ガスヒートポンプコージェネレーション装置
JP2011153813A (ja) 空調システム
JP4742121B2 (ja) 発電・空調システム
JP2004271033A (ja) エンジン駆動式ヒートポンプ装置
KR100462834B1 (ko) 코제네레이션 지에치피(ghp)를 이용한전기·냉난방공급 방법 및 그 장치
JP5478959B2 (ja) ガスヒートポンプ式空気調和機を用いた系統連系システム
KR100644829B1 (ko) 열병합 발전 시스템
KR20160128027A (ko) 냉매 팽창터빈 구동 와전류 발열장치를 이용한 히트 펌프 냉난방 시스템
CA2970144A1 (en) Energy management apparatus, system and method
JP2004293881A (ja) エンジン駆動式ヒートポンプ装置
JP2011012848A (ja) ガスヒートポンプ式空気調和機を用いた系統連系システム
KR100579565B1 (ko) 발전 공조 시스템
KR100790829B1 (ko) 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법
KR200319292Y1 (ko) 코제네레이션 지에치피(ghp)를 이용한전기·냉난방공급 장치
JPH08232681A (ja) コージェネレーション装置
KR100722273B1 (ko) 열병합 발전 시스템
KR100707469B1 (ko) 열병합 발전 시스템
JP2004271032A (ja) エンジン駆動式ヒートポンプ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
E801 Decision on dismissal of amendment
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE AMENDMENT REQUESTED 20031001

Effective date: 20040524

S901 Examination by remand of revocation
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20030724

Effective date: 20041124