KR200366256Y1 - The Gas engine driven Heat Pump using the Heat Exchanger for the Exhaust Gas - Google Patents
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Abstract
본 고안은 가스냉난방기(GHP)의 압축기(2)를 가동하는데 사용되는 가스엔진(1)의 작동 시 발생하는 고온의 배기가스의 열을 회수하기 위해 배기가스 열교환기(3)를 설치한 가스냉난방기(GHP)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스엔진(1)으로부터 생성되는 고온의 배기가스의 열을 회수하여 고온의 배기가스에 의한 안전사고 및 부품들의 파손을 막을 수 있으며, 회수된 고온의 배기가스의 열을 사용하여 초기 엔진 가동시 엔진을 예열시켜 줌으로써 엔진이 정상 작동하는데 효율을 높일 수 있도록 하는 열교환기가 설치된 가스냉난방기(GHP)에 관한 것이다.The present invention is a gas air conditioner equipped with an exhaust gas heat exchanger (3) to recover the heat of the high temperature exhaust gas generated during operation of the gas engine (1) used to operate the compressor (2) of a gas air conditioner (GHP). (GHP), and more particularly, it is possible to recover the heat of the hot exhaust gas generated from the gas engine 1 to prevent safety accidents and damage to the components due to the high temperature exhaust gas, the recovered high temperature exhaust The present invention relates to a gas air conditioner (GHP) equipped with a heat exchanger that uses heat of gas to preheat the engine during initial engine operation to increase efficiency in normal operation of the engine.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 연료 가스 배관으로부터 공급되는 가스의 폭발에 의해 구동력을 얻는 가스엔진(1)과, 가스엔진의 구동에 의해 압축력을 제공하는 압축기(2)를 구비하는 가스 냉난방기(GHP)에 있어서,The present invention for achieving the above object is a gas air conditioner having a gas engine (1) to obtain a driving force by the explosion of the gas supplied from the fuel gas pipe, and a compressor (2) to provide a compression force by driving the gas engine ( GHP),
가스엔진(1)에서 연소되어 생기는 배기가스를 내보내는 배기가스 토출구(10)와, 상기 고온의 배기가스를 냉각수에 의해 식혀주는 배기가스 열교환기(3)와, 상기 배기가스 열교환기에 의해 온도가 올라간 냉각수를 식혀주는 물자켓(Water jacket, 6)과, 엔진을 지나면서 가열된 냉각수가 열을 방출하는 라디에이터(8, 9)와, 복수개의 라디에이터(8, 9)와 배기가스 열교환기 사이에 설치되어 냉각수를 순환시켜주는 냉각수펌프(5)와, 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 머플러(4)로 구성되어, 배기가스 열교환기를 사용하여 연료의 연소로 인해 생기는 고온의 배기가스를 냉각시켜 배출하고, 상기 배기가스와 열교환을 끝낸 냉각수를 물자켓 통하여순환시켜 엔진 냉각에 사용함으로써 효율을 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 열교환기를 사용하는 가스냉난방기(GHP)에 관한 것이다.An exhaust gas discharge port 10 for emitting exhaust gas generated by combustion in the gas engine 1, an exhaust gas heat exchanger 3 for cooling the high temperature exhaust gas with cooling water, and a temperature rise by the exhaust gas heat exchanger Installed between a water jacket (6) to cool the coolant, a radiator (8, 9) that radiates heat from the heated coolant as it passes through the engine, and a plurality of radiators (8, 9) and the exhaust heat exchanger And a cooling water pump 5 for circulating the cooling water, and a muffler 4 for discharging the exhaust gas to the outside. The exhaust gas heat exchanger cools and discharges the high-temperature exhaust gas generated by combustion of the fuel. Gas cooling using an exhaust gas heat exchanger, characterized in that the efficiency can be increased by circulating the cooling water after the heat exchange with the exhaust gas through the jacket and used for engine cooling It relates to the abandonment (GHP).
Description
본 고안은 가스냉난방기(GHP)의 압축기(2)를 가동하는데 사용되는 가스엔진(1)의 작동 시 발생하는 고온의 배기가스를 회수하기 위해 배기가스 열교환기(3)를 설치한 가스냉난방기(GHP)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스엔진(1)으로부터 생성되는 고온의 배기가스 열을 회수하여 열교환기를 통과시켜 온도를 떨어뜨려 고온의 배기가스 열에 의한 안전사고 및 부품들의 파손을 막을 수 있으며, 고온의 배기가스 열의 온도를 내리는데 사용된 냉각수를 사용하여 초기 엔진 가동시 엔진을 예열시켜 줌으로써 엔진이 정상 작동하는데 효율을 높일 수 있도록 하는 열교환기가 설치된 가스냉난방기(GHP)에 관한 것이다.The present invention is a gas air conditioner (GHP) in which an exhaust gas heat exchanger (3) is installed to recover a high temperature exhaust gas generated during operation of a gas engine (1) used to operate a compressor (2) of a gas air conditioner (GHP). In more detail, the high temperature exhaust gas heat generated from the gas engine 1 can be recovered and passed through a heat exchanger to reduce the temperature to prevent safety accidents and damage to components caused by the high temperature exhaust gas heat. The present invention relates to a gas air conditioner (GHP) in which a heat exchanger is installed to increase the efficiency of the engine in normal operation by preheating the engine by using the coolant used to lower the temperature of the high temperature exhaust gas heat.
일반적으로 냉난방기 시스템에서는 배관 내 냉매를 순환시켜 냉난방 시스템을 형성시키는 역할을 하는 압축기(2)를 전기로 가동시키는 전기히트펌프(EHP) 또는 가스엔진으로 가동시키는 가스냉난방기(GHP)를 사용하고 있다.In general, the air conditioner system uses an electric heat pump (EHP) for operating an electric compressor (EHP) or a gas engine (GHP) for operating an electric compressor 2, which serves to circulate a refrigerant in a pipe to form an air conditioning system.
가스냉난방기(GHP)의 압축기(2)는 가스엔진(1)에 의해 가동되므로 전기히트펌프(EHP)와는 달리 엔진 작동에 따른 연료 연소의 부산물로서 배기가스가 발생하게 된다.Since the compressor 2 of the GHP is operated by the gas engine 1, the exhaust gas is generated as a by-product of fuel combustion according to engine operation unlike the electric heat pump EHP.
이 때 발생하는 배기가스의 온도는 450℃정도의 고온이기 때문에 온도를 감소시키지 않은 상태로 배출시키게 되면 고온의 배기가스로 인해 안전사고는 물론 머플러 및 배기가스 토출구에 설치된 부품들의 부식 및 파손이 빠르게 진행될 수 있는 문제점이 있다.At this time, the temperature of the exhaust gas is about 450 ℃, so if it is discharged without reducing the temperature, it is not only a safety accident due to the high temperature exhaust gas, but also the corrosion and damage of components installed in the muffler and the exhaust outlet. There is a problem that can proceed.
본 고안은 상기와 같은 종래의 결점을 해결하기 위해 안출되는 것으로, 배기가스의 고열의 회수 및 재활용의 취지로 엔진의 배기가스 토출구에 배기가스 열교환기를 설치하여 엔진을 냉각시켜주는 냉각수와 열교환을 유발시켜 배기가스의 온도를 강하시킴으로서 배기가스 배출시 안전을 도모할 수 있고, 머플러 및 토출구에 부착되어 있는 기타 부품들의 수명 또한 연장시킬 수 있다.The present invention is devised to solve the above-mentioned drawbacks, and in order to recover and recycle the high heat of the exhaust gas, an exhaust gas heat exchanger is installed at the exhaust gas outlet of the engine to induce heat exchange with cooling water that cools the engine. By lowering the temperature of the exhaust gas, the safety of the exhaust gas can be improved, and the life of the muffler and other parts attached to the discharge port can be extended.
이와 더불어 고온의 배기가스로 인해 가열된 엔진 냉각수를 엔진으로 유입하여 초기 엔진 가동 시 가열된 냉각수보다 저온의 엔진을 조속히 예열시킬 수 있도록 함으로서 엔진이 정상작동 하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있기 때문에 엔진의 효율을 높여주는 효과도 얻을 수 있는 배기가스 열교환기를 사용하는 가스냉난방기(GHP)를 제공함을 그 목적으로 한다.In addition, it is possible to reduce the time required for the engine to operate normally by allowing the engine coolant heated by the high temperature exhaust gas to flow into the engine and preheating the engine lower than the heated coolant at the initial engine operation. It is an object of the present invention to provide a gas / cooler (GHP) using an exhaust gas heat exchanger which can also obtain an effect of improving efficiency.
도 1 은 본 고안의 실시예인 배기가스 열교환기의 위치도 및 냉각수와 배기가스의 흐름도,1 is a position diagram of an exhaust gas heat exchanger and an embodiment of the present invention and a flow diagram of cooling water and exhaust gas,
도 2 는 본 고안의 배기가스 열교환기의 내부 흐름도,2 is an internal flow chart of an exhaust gas heat exchanger of the present invention;
도 3 은 도 2 의 A-A` 단면도.3 is a cross-sectional view along the line A-A 'of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(1): 가스엔진 (2): 압축기(1): gas engine (2): compressor
(3): 배기가스 열교환기 (4): 머플러(3): exhaust gas heat exchanger (4): muffler
(5): 냉각수 펌프 (6): 물자켓(Water jacket)(5): Cooling water pump (6): Water jacket
(8): 라디에이터 (9): 라디에이터(냉매와 열교환)(8): radiator (9): radiator (refrigerant and heat exchange)
(10): 배기가스 토출구 (11): 배기가스 입구(10): exhaust gas discharge port (11): exhaust gas inlet
(12): 배기가스 토출구 (13): 냉각수 입구(12): exhaust gas discharge port (13): cooling water inlet
(14): 냉각수 관 (15): 냉각수 토출구14: coolant pipe (15): coolant discharge port
(16): 냉각수 공급헤더 (17): 냉각수 토출헤더(16): Cooling water supply header (17): Cooling water discharge header
(18): 배기가스 자켓(18): exhaust jacket
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 연료 가스 배관으로부터 공급되는 가스의 폭발에 의해 구동력을 얻는 가스엔진(1)과, 가스엔진의 구동에 의해 압축력을 제공하는 압축기(2)를 구비하는 가스 냉난방기(GHP)에 있어서,The present invention for achieving the above object is a gas air conditioner having a gas engine (1) to obtain a driving force by the explosion of the gas supplied from the fuel gas pipe, and a compressor (2) to provide a compression force by driving the gas engine ( GHP),
가스엔진(1)에서 연소되어 생기는 배기가스를 내보내는 배기가스 토출구(10)와, 상기 고온의 배기가스를 냉각수에 의해 식혀주는 배기가스 열교환기(3)와, 상기 배기가스 열교환기에 의해 온도가 올라간 냉각수를 식혀주는 물자켓(Water jacket, 6)과, 엔진을 지나면서 가열된 냉각수가 열을 방출하는 라디에이터(8, 9)와, 복수개의 라디에이터(8, 9)와 배기가스 열교환기 사이에 설치되어 냉각수를 순환시켜주는 냉각수펌프(5)와, 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 머플러(4)로 구성되어,An exhaust gas discharge port 10 for emitting exhaust gas generated by combustion in the gas engine 1, an exhaust gas heat exchanger 3 for cooling the high temperature exhaust gas with cooling water, and a temperature rise by the exhaust gas heat exchanger Installed between a water jacket (6) to cool the coolant, a radiator (8, 9) that radiates heat from the heated coolant as it passes through the engine, and a plurality of radiators (8, 9) and the exhaust heat exchanger And a cooling water pump 5 for circulating the cooling water and a muffler 4 for discharging exhaust gas to the outside,
배기가스 열교환기를 사용하여 연료의 연소로 인해 생기는 고온의 배기가스를 냉각시켜 배출하고, 상기 배기가스와 열교환을 끝낸 냉각수를 워터자켓을 통하여 순환시켜 엔진 냉각에 사용함으로써 효율을 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.The exhaust gas heat exchanger is used to cool down and discharge high-temperature exhaust gas generated by combustion of fuel, and circulate through the water jacket the cooling water after the heat exchange with the exhaust gas, thereby improving efficiency. do.
이하 본 고안의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 고안의 실시예인 배기가스 열교환기의 위치도 및 냉각수와 배기가스의 흐름도를 나타낸 것이며, 도 2 는 본 고안의 배기가스 열교환기의 내부 흐름도를 나타낸 것이고, 도 3 은 도 2 의 A-A`의 단면도를 나타낸 것이다.1 is a position diagram of an exhaust gas heat exchanger which is an embodiment of the present invention and a flow chart of cooling water and exhaust gas, FIG. 2 is an internal flowchart of an exhaust gas heat exchanger of the present invention, and FIG. 3 is AA of FIG. 2. Shows a cross-sectional view of `.
상기 도 1 을 참고하면 엔진 내부에서 발생된 배기가스는 엔진(1)의 토출부(10)로 배출되어 배기가스 열교환기 입구(11)를 통해 배기가스 열교환기(3)로 유입되고, 유입된 배기가스는 냉각수 관(14)을 흐르는 냉각수와 열교환을 일으킨 후에 배기가스 열교환기 토출부(12)로 배출되어, 머플러(4)를 통과한 후 외부로 배출된다.Referring to FIG. 1, the exhaust gas generated inside the engine is discharged to the discharge part 10 of the engine 1 and flows into the exhaust gas heat exchanger 3 through the exhaust gas heat exchanger inlet 11. The exhaust gas is heat-exchanged with the cooling water flowing through the cooling water pipe 14 and then discharged to the exhaust gas heat exchanger discharge part 12, and after passing through the muffler 4, is discharged to the outside.
냉각수의 경우 복수개의 라디에이터와 배기가스 열교환기(3) 사이에 설치된 냉각수펌프(5)에 의해 순환되며, 배기가스 열교환기(3)에서 배기가스와 열교환을 일으켜 온도가 올라간 후 배출된 냉각수는 엔진의 워터 자켓(Water Jacket)을 지나면서 엔진을 식혀주게 된다.In the case of the coolant, the coolant is circulated by the coolant pump 5 installed between the plurality of radiators and the exhaust gas heat exchanger 3, and the coolant discharged after the temperature rises by exchanging heat with the exhaust gas in the exhaust gas heat exchanger 3 is an engine. The engine cools down through the Water Jacket.
고온의 엔진을 지나면서 가열된 냉각수는 복수개의 라디에이터로 배출되어 열을 방출하고 다시 고온의 배기가스와 열교환을 하는 형식으로 순환하게 된다.The cooling water heated while passing through a high temperature engine is discharged to a plurality of radiators, releasing heat, and circulating in a form of heat exchange with high temperature exhaust gas.
냉각수의 열방출시 냉방 모드에서는 라디에이터에 의해 이루어지지만 난방 모드에서는 냉/난방에 주요 열원인 냉매와 열교환을 일으키는 열교환기에서 주로 열을 방출하고, 외기 및 기타 조건에 의해 라디에이터에서 열을 방출한다.In the cooling mode, the heat is released by the radiator in the cooling mode, but in the heating mode, the heat is mainly released from the heat exchanger causing heat exchange with the refrigerant, which is the main heat source for cooling / heating, and the heat is radiated from the radiator by outside air and other conditions.
도 2 에서 보는 바와 같이 상기 배기가스 열교환기는 냉각수 펌프(5)와 고무호수로 연결되어 냉각수가 유입되도록 설계된 냉각수 입구(13)를 구비하는 냉각수 공급헤더(16)와, 냉각수가 배기가스와 열교환을 일으킬 수 있도록 설계된 다수의 냉각수 관(14), 그리고 냉각수가 엔진으로 공급되기 위해 고무호스로 연결된 냉각수 토출구(15)를 구비하는 냉각수 토출헤더(17)로 구성되며, 엔진에서 발생된 배기가스가 배기가스 열교환기로 유입되기 위해 파이프로 연결된 배기가스 입구(11)와, 그리고 배기가스가 머플러(4)로 이동하기 위해 고무호스로 연결된 배기가스 토출구(12)를 구비하는 배기가스 자켓(18)으로 구성되어, 상기 냉각수가 흐르는 냉각수 관(15)을 배기가스가 감싸면서 지나도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the exhaust gas heat exchanger has a cooling water supply header 16 having a cooling water inlet 13 designed to be connected to the cooling water pump 5 and a rubber lake to allow the cooling water to flow therein, and the cooling water exchanges heat with the exhaust gas. And a coolant discharge header (17) having a plurality of coolant pipes (14) designed to generate air, and a coolant discharge port (15) connected to a rubber hose to supply coolant to the engine, and exhaust gas generated in the engine is exhausted. An exhaust gas jacket 18 having an exhaust gas inlet 11 connected by a pipe for entering the gas heat exchanger and an exhaust gas outlet 12 connected by a rubber hose to move the exhaust gas to the muffler 4. The exhaust gas surrounds the cooling water pipe 15 through which the cooling water flows.
상기 열교환기 안에서 배기가스와 엔진 냉각수는 대향류 형식으로 열교환을 일으키며, 여기서 냉각수는 보통 55~60℃의 온도로 배기가스 열교환기로 유입되어 열교환 후에 60~65℃ 정도로 토출되고, 배기가스의 경우 430~460℃의 온도로 배기가스 열교환기로 유입되어 120~150℃로 토출된다.In the heat exchanger, the exhaust gas and the engine coolant generate heat exchange in the form of counter flow, where the coolant is usually introduced into the exhaust gas heat exchanger at a temperature of 55 to 60 ° C. and discharged to 60 to 65 ° C. after heat exchange. It is introduced into the exhaust gas heat exchanger at a temperature of ˜460 ° C. and discharged at 120 ° C. to 150 ° C.
이와 같이 배기가스 열교환기는 엔진 배기가스의 고열을 냉각수로 회수하여 배기가스의 온도를 강하시켜 안전사고를 예방하고, 머플러를 비롯한 배기가스 토출구에 설치된 부품들의 부식 및 파손으로부터 제품을 보호하며, 엔진 초기 기동시 냉각수로 하여금 저온의 엔진을 보다 빠른 시간에 예열시켜 엔진이 정상작동을 하는데 소요되는 시간을 줄임으로써 가스냉난방기(GHP)의 효율을 보다 높일 수 있다.As such, the exhaust gas heat exchanger recovers the high temperature of the engine exhaust gas with cooling water to lower the temperature of the exhaust gas to prevent safety accidents, and protects the product from corrosion and damage of parts installed in the exhaust gas discharge port including the muffler. Cooling water allows the coolant to warm up the engine at a faster time, reducing the time it takes for the engine to operate normally, thereby increasing the efficiency of the gas cooler (GHP).
본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiment, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
상기와 같은 본 고안 은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 고안의 효과는 다음과 같다.The present invention as described above is the effect of the present invention can be expected by the configuration and action are as follows.
본 고안에 따른 가스 냉난방기에서 엔진 배기가스 토출구에 배기가스 열교환기를 설치하여 고온상태인 배기가스의 온도를 강하시켜 안전사고를 예방하고 머플러를 비롯한 배기가스 토출구에 설치된 부품들의 부식 및 파손으로 제품을 보호 할 뿐만 아니라, 엔진 초기 기동시 초기 엔진의 온도보다 높은 냉각수로 하여금 저온의 엔진을 보다 빠른 시간에 예열시켜 엔진이 정상작동을 하는데 소요되는 시간을 줄임으로써, 가스냉난방기(GHP)의 효율을 보다 높일 수 있다.In the gas cooler according to the present invention, the exhaust gas heat exchanger is installed at the exhaust outlet of the engine to prevent the safety accident by lowering the temperature of the exhaust gas at a high temperature, and to protect the product by corrosion and damage of parts installed at the exhaust outlet including the muffler. In addition, during the initial start-up of the engine, Preheat low-temperature engines faster By reducing the time it takes for the engine to operate normally, the efficiency of the gas air conditioner (GHP) can be further increased.
Claims (2)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110344967A (en) * | 2019-08-20 | 2019-10-18 | 中国重汽集团济南动力有限公司 | A kind of single channel of in-line five cylinders diesel engine takes EGR exhaust system |
-
2004
- 2004-07-09 KR KR20-2004-0019593U patent/KR200366256Y1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110344967A (en) * | 2019-08-20 | 2019-10-18 | 中国重汽集团济南动力有限公司 | A kind of single channel of in-line five cylinders diesel engine takes EGR exhaust system |
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