KR20040077828A - 열병합발전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스터빈유닛(1), 압축기(2), 터빈(3), 발전기 및 열교환기(5)로 구성된 가스터빈 열병합발전시스템 및/또는 제습공조장치에 관한 것이며, 또한 제습로터(8), 믹싱챔버(17) 및 건조용 공조유닛(19)을 갖추고 있다.

Description

열병합발전시스템{A CO-GENERATION SYSTEM}

본 발명은 예를 들면 30kw∼60kw정도의 소형 발전기 등에 이용되는 가스터빈 열병합발전시스템 및 소형 가스터빈이나 왕복형 엔진 등의 내연기관과 발전기를 조합해서 발전하여 다시 내연기관의 폐열을 이용하도록 한 내연기관 열병합발전시스템 및 상기 열병합발전시스템의 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 제습공조장치에 관한 것이다.

최근 소형 가스터빈이 개발되고, 비상용 전원이나 열병합발전용 발전기로서 주목받고 있다. 이것은 가격이 싸거나 배기가스의 청정도가 높은 것 등이 이유이다.

또, 장시간보수를 행하지 않고 연속운전이 가능한 가스터빈발전기가 개발되어, 비상용 전원으로서 설치한 경우에도 일상 연속운전을 행하고, 통상시에는 통상전원라인으로 전력의 공급을 행하고, 정전시에는 그 출력을 순간적으로 비상전원라인으로 전환할 수 있는 사용이 이루어지고 있다.

이러한 일상연속운전을 행함으로써, 기동에 수 분이 걸리는 가스터빈이어도,정전이 발생했을 때 순간적으로 비상전원라인에 전력을 공급할 수 있고, 또 일상적으로는 통상 전원라인에 전력을 공급함으로써 전력회사와의 계약전력을 작게 하여 경비삭감을 행할 수 있다는 것이다.

여기에서 종래의 소형 가스터빈 발전기의 예를 도 1을 따라 설명한다. 1은 가스터빈유닛이고, 이 속에 외기(OA)를 압축하는 압축기(2), 압축기와 축결합된 터빈(3), 또 터빈(3)의 축과 축결합되며 그 회전력에 의해 발전하는 발전기(4)가 설치되어 있다.

또 압축기(2)에 의해 압축된 외기(OA)와 터빈(3)의 배기가스(EA)와의 사이에서 열교환을 행하고, 배기가스(EA)의 열에 의해 압축기(2)로부터 터빈(3)으로 보내지는 공기를 가열하여 효율을 높이기 위한 열교환기(5)가 설치되어 있다.

가스터빈유닛(1)의 열효율, 즉 투입된 연료가 가지는 에너지에 대해서 발전기(4)에 의해 발전되는 전력의 비율은 30%정도로 에너지변환효율이 나쁘므로 보일러(6)를 설치하고, 배기가스가 가지는 열에너지를 온수로서 회수하도록 하고 있다. 이것에 의해 총합적인 에너지효율은 70%정도까지 개선된다.

한편 내연기관 열병합발전시스템은 내연기관을 이용해서 발전하는 것으로서, 또한 내연기관의 폐열을 이용함으로써 높은 열효율을 얻는 것이다. 즉, 내연기관, 특히 가스터빈에서는 200℃이상의 고온의 배기가스를 배출하므로, 이 배기가스를 보일러의 열원으로서 이용함으로써 온수를 얻도록 하고 있다.

따라서 연료가 가지는 연료에너지를 100%로 한 경우에, 발전에 의해 얻어지는 전기에너지는 대체로 25%∼35%정도이지만, 배기가스의 열을 온수의 공급 등에이용함으로써 전체 에너지효율이 70%정도로 된다는 것이다.

즉, 발전기가 발생하는 전력만을 이용하는 경우와 비교해서 온수를 공급함으로써 더 높은 열효율을 얻을 수 있는 것이다.

제습공조장치는 프레온을 사용하지 않는 점이나, 구동에너지원으로서 열을 사용하므로 가스의 연소열이나 배기열 혹은 태양열 등의 여러가지 에너지를 이용할 수 있고, 따라서 이산화탄소의 배출을 감소할 수 있고, 여름철의 전력피크를 억제할 수 있는 등 많은 특징을 갖고 있다.

종래의 제습공조장치에 대해서 도 2 및 도 3을 따라 설명한다. 7은 송풍기이며, 대기(OA)를 제습로터(8)의 흡착존(9)으로 이송한다. 이것에 의해 공기는 흡착열로 온도가 상승하는 동시에 건조공기로 된다. 여기에서 제습로터(8)는 하니컴(벌집)형으로 형성된 종이에 실리카겔이나 제오라이트 등의 흡습제를 담지한 것이며, 모터(도시생략)에 의해 벨트 등(도시생략)을 통해 회전구동되는 것이다. 또 제습로터(8)는 도 3에 나타내는 형상이다.

제습로터(8)의 흡착존(9)을 나온 공기는 회전형 현열교환소자(10)를 통과한다. 여기에서 회전형 현열교환소자(10)란 알루미늄 등의 박판을 하니컴형상으로 형성한 것이고, 모터(도시생략)에 의해 벨트 등(도시생략)을 통해 회전구동되는 것이다. 그리고 회전형 현열교환소자(10)도 도 3에 나타내는 형상이다.

흡착존(9)을 나와 온도가 상승한 건조공기는 냉각존(11)에서 회전형 현열교환소자(10)와 열교환을 행하고, 건조공기의 온도는 저하하는 동시에 회전형 현열교환소자(10)의 온도가 상승한다. 이 건조하고 온도가 내려간 공기는 제품공기(SA)로서 실내에 공급된다.

실내로부터의 환기(RA)는 스프레이(12)에 의해 가습냉각된다. 습도가 올라가고, 온도가 내려간 공기는 회전형 현열교환소자(10)를 통과해서 가열존(13)에서 회전형 현열교환소자(10)와 열교환을 행한다. 즉 회전형 현열교환소자(10)를 냉각하는 동시에 공기의 온도는 상승한다.

온도가 상승한 다습한 공기는 히터(14)에 의해 더욱 온도가 상승하고, 제습로터(8)의 탈착존(15)으로 들어간다. 여기에서 제습로터(8)에 흡착된 수분을 탈착하고, 송풍기(16)에 의해 배기(EA)로서 대기로 방출된다. 여기에서 히터(14)는 증기가 보내지는 열교환기나 전기히터 등이다.

상기와 같은 가스터빈 열병합발전시스템에 있어서는 소형의 가스터빈은 최고회전수가 96,000회/분으로 되어 높은 주파수의 소음이 발생한다는 문제가 있다. 가스터빈을 소음방지케이스에 넣으면, 이 소음의 압력레벨은 1m 거리에서 60db정도까지 내려가고, 절대값으로서는 큰 것은 아니지만, 상술한 바와 같이 높은 주파수의 소음이며 금속음이 나므로, 사람에 따라서는 매우 불쾌한 느낌을 주는 것이었다.

특히, 상기와 같이 연속운전을 행하는 것에 있어서는, 야간 등 주위의 소음이 적어진 경우에는 높은 주파수의 소음이 문제가 되었다.

또 상기와 같이 보일러로 온수를 발생시킴으로써 폐열을 회수하고 있는 것이지만, 여름철은 다량의 온수가 사용되지 않기 때문에 결과적으로 폐열의 회수효과가 생기지 않는다는 문제가 있었다.

본원 제1발명의 가스터빈 열병합발전시스템은 가스터빈을 동력원으로서 사용하면서 소음이 작고 에너지효율을 높게 하고자 하는 것이다.

한편 상기와 같은 내연기관 열병합발전시스템의 열효율을 더욱 향상시키는 것은 곤란하고, 또 내연기관의 폐열의 이용이 온수공급이면, 여름철은 이용가치가 낮고 경우에 따라서는 온수를 폐기하고 있으므로, 현실적으로는 전기에너지밖에 이용할 수 없고, 결국 열효율이 25%∼35%정도로 된다는 문제가 있다.

본원의 제2발명의 내연기관 열병합발전시스템은 특히 열효율이 우수하고, 또 에너지의 이용효과를 높게 하고자 하는 것이다.

또 상기와 같은 제습공조장치는 건조공기의 냉각수단으로서 회전형 현열교환소자(10)를 이용하고 있으므로, 스프레이(12)에 의해 가습된 공기의 일부를 제품공기(SA)측에 넣는다는 문제가 있었다.

즉, 회전형 현열교환소자(10)는 하니컴체이며, 미세관(플루트)이 집합한 형상으로서, 플루트 내를 관통하는 공기와 하니컴체를 구성하는 시트 사이에서 열교환을 행한다. 가열존(13)에서는 저온다습공기가 플루트 내를 통과한다. 가열존(13)으로부터 냉각존(11)에 이동한 직후 플루트안에는 저온다습공기가 잔류하고 있다. 이 저온다습공기가 가지는 습분이 냉각존(11)을 통과하는 고온건조공기에 혼입하고, 고습건조공기에 습분을 부여한다.

이 때문에 공급되는 공기의 온도는 내려가지만, 습도가 올라가서 그다지 쾌적한 공기는 되지 않는다는 문제가 있었다. 특히 히터(14)의 온도를 가능한한 낮게 해서 에너지효율을 올리고자 하면, 제습로터(8)에 의해 만들어지는 건조공기의 절대습도를 1g/Kg라도 내리는 노력이 필요하다. 이러한 상황에서 건조공기에 습분이 혼입하면 전체의 에너지효율이 내려간다는 문제가 있다. 본 발명의 제습공조장치는 상기 문제점을 해소하는 것으로, 높은 효율로 쾌적성이 높은 공기를 공급할 수 있도록 하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 가스터빈 열병합발전시스템의 예를 나타낸 플로챠트이다.

도 2는 종래의 제습공조장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명 및 종래의 제습공조장치에 이용되는 제습로터 또는 회전형 현열교환소자의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 가스터빈 열병합발전시스템의 실시예1을 나타낸 플로챠트이다.

도 5는 본 발명의 가스터빈 열병합발전시스템에 이용되는 건조용 공조유닛의 사시도이다.

도 6은 본 발명에 이용되는 가스터빈 열병합발전시스템에 이용되는 하니컴체의 일례를 나타낸 단면도이다.

도 7은 본 발명의 내연기관 열병합발전시스템의 실시예1을 나타낸 플로챠트이다.

도 8은 본 발명의 내연기관 열병합발전시스템의 실시예2를 나타낸 플로챠트이다.

도 9는 본 발명의 내연기관 열병합발전시스템의 실시예3을 나타낸 플로챠트이다.

도 10은 본 발명의 제습공조장치의 제1실시예를 나타낸 단면도이다.

도 11은 본 발명의 제습공조장치에 이용되는 직교형 현열교환소자의 사시도이다.

도 12는 본 발명의 제습공조장치의 제2실시예를 나타낸 단면도이다.

도 13은 본 발명의 제습공조장치의 제3실시예를 나타낸 단면도이다.

도 14는 본 발명의 제습공조장치의 제4실시예를 나타낸 단면도이다.

(부호의 설명)

1:가스터빈유닛 2:압축기

3:터빈 4:발전기

5:열교환기 7,16:송풍기

8:제습로터 9:흡착존

10:회전형 현열교환소자 11:냉각존

12:물스프레이 13:가열존

14:히터 15:탈착존

17:믹싱챔버 18:밸브

19:건조용 공조유닛 20:칸막이판

23:발진부 24:케이싱

25:냉각송풍기 26:배기가스배출구

27:냉각공기배출구 28:믹싱챔버

29:제습부 31:직교형 현열교환소자

32:제1통로 33:제2통로

34:배기통로 35:고온배기가스연통구

36:드레인관 37:칸막이판

38:냉각통로 39:밸브

본원 제1발명의 가스터빈 열병합발전시스템은 이상과 같은 과제를 해결하기 위해, 가스터빈의 배기를 챔버에 도입하도록 하고, 챔버로부터의 배기를 하니컴형상 흡음재를 통과시킨 후, 대기로 방출시키도록 했다.

본원 제2발명의 내연기관 열병합발전시스템은 이상과 같은 과제를 해결하기 위해, 내연기관에 연결된 발전기와 내연기관을 둘러싸는 케이싱내부에 내연기관의 냉각공기를 흐르도록 한 발전부를 구비하고, 건조공기를 만드는 습기흡착제의 수분을 열풍탈착하도록 한 제습부를 구비하는 동시에, 케이싱내부를 통과해서 온도가 상승한 냉각공기와 내연기관의 배기가스를 혼합해서 제습부의 탈착용 열풍으로 했다.

본원 제3발명은 제습공조장치는 상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 가열된 공기에 의해 탈착되는 제습로터와 2개의 유로 사이에서 열교환을 행하는 열교환소자를 구비하고, 제습로터에 의해 건조한 공기를 열교환소자의 한 쪽의 통로를 통해 실내로 공급하도록 하는 동시에, 실내로부터의 공기를 열교환소자의 다른 쪽의 통로를 통과하고, 열교환소자의 다른 쪽의 통로로 물을 공급하도록 한 것이다.

본 발명의 청구항 1에 기재된 발명은 압축수단과 터빈과 이 터빈의 회전출력에 의해 구동되는 발전수단을 갖는 가스터빈을 구비하고, 가스터빈의 배기를 챔버에 도입하도록 하고, 챔버로부터의 배기를 시트재를 하니컴형상으로 형성한 흡음재에 통과시킨 후, 대기로 방출하도록 한 것이며, 배기중에 포함되는 특히 높은 주파수의 소음이 하니컴형상의 소음재에 의해 흡수된다는 작용을 갖는다.

(실시예)

이하 본원의 제1발명의 가스터빈 열병합발전시스템의 실시예에 대해서 도면을 따라 상세하게 설명한다. 도 4는 본원의 제1발명의 가스터빈 열병합발전시스템의 플로챠트이다.

이 도 4에 나타낸 본 발명의 가스터빈 열병합발전시스템과 도 1에 나타낸 종래의 가스터빈 열병합발전시스템에 관해서, 가스터빈유닛(1), 압축기(2), 터빈(3), 발전기(4), 열교환기(5)에 대해서는 공통의 것이며, 중복된 부분의 설명은 생략한다.

17은 믹싱챔버로, 외기와 가스터빈유닛(1)의 배기를 혼합하는 것으로, 외기의 도입량을 조절하는 밸브(18)를 갖고 있다. 믹싱챔버(17)의 출구는 건조용 공조유닛(19)에 연통하고 있다. 이 연통장소의 상세에 대해서는 후술한다.

이하 건조용 공조유닛에 대해서 도 5를 따라 설명한다. 8은 습기흡착로터이며, 예를 들면 특공평 6-77668호 공보에 개시된 것으로, 하니컴형상으로 형성된 세라믹지위에 실리카겔을 합성한 것이다.

그리고 이 습기흡착로터(8)는 모터(도시생략)에 의해 연속적으로 회전구동된다. 또 습기흡착로터(8)는 칸막이판(20)에 의해 흡착존(9)과 탈착존(15)으로 분할되어 있다.

10은 회전형 현열교환소자로, 알루미늄박을 하니컴형상이며 디스크형상으로 형성한 것으로, 예를 들면 특공소 62-19302호 공보에 기재된 것으로부터 습기흡착제를 제거한 것이다.

그리고 이 회전형 현열교환소자(10)는 모터(도시생략)에 의해 연속적으로 회전구동된다. 또 회전형 현열교환소자(10)는 칸막이판(20)에 의해 냉각존(11)과 가열존(13)으로 분할되어 있다. 또 냉각존(11)을 통과한 공기는 실내에 공조의 제품공기로서 공급되며, 실내로부터의 공기는 가열존(13)을 통과해서 실외로 방출된다.

7 및 16은 송풍기이고, 송풍기(7)는 건조용 공조유닛(19)의 흡착존(9)측에 외기를 압송하는 것으로, 송풍기(16)는 건조용 공조유닛(19)의 탈착존(15)으로부터 공기를 흡입하여 대기로 방출하는 것이다.

또 믹싱챔버(17)의 출구는 건조용 공조유닛(19)의 칸막이판(20), 습기흡착로터(8), 회전형 현열교환소자(10)에 둘러싸여진 챔버(21)에 연통하고 있다.

본원의 제1발명의 가스터빈 열병합발전시스템은 이상과 같이 구성되며, 이하 그 동작에 대해서 설명한다. 먼저 처음에 여름철의 운전에 대해서 설명한다. 가스터빈유닛(1)을 동작시키면, 대기가 압축기(2)에 의해 압축되고, 열교환기(5)에 의해 가열되어 터빈(3)에 들어간다. 여기에서 혼합된 연료가 연소하고, 터빈(3)을 회전시킨다.

터빈(3)을 나온 수 백℃의 고온의 배기가스는 열교환기(5)에 의해 열을 빼앗겨 250℃정도까지 온도가 저하한다. 그리고 믹싱챔버(17)에 보내어져서 외기와 혼합되어 200℃정도까지 온도가 저하하여 챔버(21)에 넣어진다. 믹싱챔버(17)로부터 챔버(21)에 공급되는 공기의 양보다, 송풍기(16)가 흡입하는 공기의 양이 많도록 설정해 두면, 챔버(21)안의 압력이 부압으로 되어, 실내의 공기가 회전형 현열교환소자(10)의 가열존(13)을 통과해서 챔버(21)내로 들어온다.

또 챔버(21)내의 압력이 부압이면, 믹싱챔버(17)내부도 부압이 된다. 여기에서 밸브(18)의 개도를 조절하면, 믹싱챔버(17)에서 혼합되는 외기의 혼합율을 조절할 수 있다.

실내의 공기가 회전형 현열교환소자(10)의 가열존(13)에 들어온다는 것은 냉방되어 저온인 실내의 공기가 회전형 현열교환소자(10)의 가열존(13)을 통과하는 것이고, 실내의 저온공기가 회전형 현열교환소자(10)를 냉각하고, 반대로 가열존(13)을 통과한 공기는 온도가 상승해서 챔버(21)내로 들어온다.

챔버(21)에는 믹싱챔버(17)를 통해 약 200℃로 된 가스터빈유닛(1)으로부터의 배기가스가 들어오고, 가열존(13)을 통과한 공기와 혼합되어 140℃정도의 온도로 된다.

습기흡착로터(8)를 2∼3분간에 1회의 저속의 회전수로 회전시키면, 이 140℃정도의 공기가 탈착존(15)을 통과해서 습기흡착로터(8)에 흡착되어 있는 흡분을 탈착해서 다습공기로 되어 송풍기(16)에 의해 대기로 방출된다. 습기흡착로터(8)의 이 부분은 이렇게 해서 흡착한 습기가 탈착존(15)에서 탈착되고, 회전에 동반해서 흡착존(9)으로 이동하여 외기의 습기흡착을 행한다.

송풍기(7)에 의해 건조용 공조유닛(19)에 들어온 외기는 습기흡착로터(8)의흡착존(9)을 통과해서 건조공기로 된다. 이 때, 흡착열에 의해 다소 온도가 상승한다.

온도가 상승한 건조공기는 회전형 현열교환소자(10)의 냉각존(11)을 통과해서 열을 회전형 현열교환소자(10)에 빼앗겨 온도가 저하한다. 온도가 저하한 건조공기는 실내에 공급된다.

이렇게 해서 건조용 공조유닛(19)으로 건조한 공기를 실내에 공급하여, 실내를 쾌적한 공기조건으로 하는 동시에, 실내의 습기가 감소하므로 여름철에서는 냉방장치의 잠열부하 즉 냉방장치가 습기제거를 행하기 위해 소비하는 에너지를 감소시킬 수 있다. 일반적으로 일본의 여름의 조건에서는 공조장치의 부하에너지 중에서 이 잠열부하가 60%정도를 차지하고 있고, 잠열부하를 경감하면 공조장치의 소비에너지는 매우 작아진다.

다음에 겨울철은 회전형 현열교환소자(10)의 회전을 중지하고, 습기흡착로터(8)를 1분간에 20∼30회의 고속의 회전수로 회전시킨다. 그러면, 믹싱챔버(17)의 140℃의 공기가 탈착존(15)을 통과해서 습기흡착로터(8)의 온도를 올린다. 이 때, 습기흡착로터(8)의 회전수가 높기 때문에 습기흡착로터(8)는 탈착온도까지 온도가 상승하지 않고 흡착된 습기는 탈착되지 않는다.

흡착존(9)을 통과한 외기는 습기흡착로터(8)의 온도가 높기 때문에 온도가 상승한다. 그러나 습기흡착로터(8)는 탈착존(15)에서 그 흡착된 습기가 탈착되지 않기 때문에 습기의 흡착은 발생하지 않고, 또한 건조하지 않고 온도가 상승한다.

그 후 온도가 상승한 공기는 회전형 현열교환소자(10)를 통과하지만, 회전형 현열교환소자(10)는 회전하고 있지 않으므로 열교환작용은 발생하지 않는다. 따라서 온도가 높은 상태에서 실내에 공급되어 난방작용을 발휘한다.

이렇게 해서, 건조용 공조유닛은 공조작용을 발휘한다. 한편, 가스터빈유닛(1)으로부터의 배기가스는 믹싱챔버(17)를 통해 챔버(21)에 들어오므로, 가스터빈유닛(1)의 고음의 배기음은 챔버(21)에 들어온다.

그리고 배기음은 회전형 현열교환소자(10)를 통과해서 실내로 들어오고, 또 습기흡착로터(8)를 통해 외부로 방출된다. 회전형 현열교환소자(10) 및 습기흡착로터(8)는 하니컴형상이며, 단면은 도 6에 나타내듯이 작은 연통구멍(22)이 다수개 형성된 상태이다.

따라서, 가스터빈유닛(1)의 고음의 배기음은 도 6에 나타내듯이 연통구멍(22)의 벽면에 충돌하면서 외부로 나간다. 그리고 충돌할 때마다 감쇠를 반복하여, 최종적으로는 작은 음으로 되어 외부로 나간다. 또 고음의 음파일수록, 직진성이 강하므로 이 효과가 강하게 나타난다. 따라서 불쾌한 고음의 금속음일수록 감쇠율이 높아진다.

다음에 본원의 제2발명의 내연기관 열병합발전시스템의 실시예1을 도 7에 상세하게 설명한다.

23은 발전부이며, 발전부(23)전체를 둘러싸는 케이싱(24), 발전기(4), 가스터빈(3), 냉각송풍기(25) 등으로 구성되어 있다. 여기에서 발전기(4)는 가스터빈(3)과 연결되고, 가스터빈(3)의 회전에 의해 발전을 행한다.

가스터빈유닛(1)은 압축기(2), 터빈(3), 열교환기(5)로 구성되며, 압축기(2)에 의해 압축된 공기가 열교환기(5)에 의해 뜨거워지며, 터빈(3)에 들어온다. 터빈(3)의 입구에서 연료가 고압·고온의 공기와 혼합되어 연소하고, 터빈(3)에 구동력을 부여한다.

터빈(3)을 나온 고온의 배기가스는 열교환기(5)에서 압축기(2)를 나온 공기에 열을 부여하고, 배기가스배출구(26)로부터 배출된다. 이 때의 배기가스의 온도는 약 280℃이다.

또, 케이싱(24)내에는 냉각송풍기(25)에 의해 외기가 들어오고, 가스터빈(3)이나 발전기(4) 등은 외기에 의해 냉각된다. 가스터빈(3)이나 발전기(4)를 냉각한 공기는 외기온도에 대해서 약 30℃온도가 상승하여 냉각공기배출구(27)로부터 배출된다.

배기가스의 온도는 약 280℃로 고온이므로 배기가스배출구(26)의 온도도 200℃이상으로 상승한다. 그래서 안전을 위해 배기가스배출구(26)의 둘레를 냉각공기배출구(27)에 의해 둘러싸고 있다. 즉 배기가스배출구(26)와 냉각공기배출구(27)는 동축상에 형성되어 있다.

28은 믹싱챔버이며, 배기가스배출구(26)로부터의 배기가스와 냉각공기배출구(27)로부터의 공기를 혼합하는 것이다. 이 믹싱챔버(28)의 출구는 제습부(29)의 재생존(15)에 접속되어 있다.

제습부(29)는 예를 들면 특허출원공고 평성1년 제25614호공보에 개시된 것이며, 제습부(29)에는 실리카겔 등의 습기흡착제가 담지된 하니컴형상(벌집모양)제습로터(8)가 설치되어 있다. 제습부(29)는 흡착존(9) 및 재생존(15)으로 분할되어 있다. 또 제습로터(8)는 모터(도시생략)에 의해 회전구동된다.

7, 16은 각각 송풍기이고, 송풍기(16)는 제습부(29)의 재생존(15)의 공기를 분출하도록 흡입측이 재생존(15)에 연결되어 있다. 송풍기(7)는 예를 들면 실내의 공기를 흡입하여 제습부(29)의 흡착존(9)으로 보내는 것이다.

본 발명의 내연기관 열병합발전시스템의 실시예1은 이상과 같은 구성으로 이루어지며, 이하 그 동작에 대해서 설명한다. 먼저 가스터빈(3)에 연료를 보내어 가스터빈(3)을 기동한다. 이것에 의해 발전기(4)는 발전을 개시한다. 발전기(4)는 연료가 연소하여 발생한 에너지의 약 28%의 전력을 발생한다.

터빈(3)을 나온 고온의 공기는 열교환기(5)에서 압축기(2)를 나온 공기와 열교환해서 약 280℃까지 온도가 내려가고, 배기가스배출구(26)로부터 발전부(23)밖으로 나온다. 이 배기가스배출구(26)로부터 밖으로 나오는 배기가스는 연료가 연소하여 발생한 에너지의 약 57%의 에너지를 갖고 있다.

또 냉각송풍기(25)에 의해 외기가 케이싱(24)내로 보내지고, 가스터빈(3)이나 발전기(4)가 냉각된다. 즉 외기는 가스터빈(3)이나 발전기(4)의 열을 빼앗고, 온도가 30℃정도 상승해서 냉각공기배출구(27)로부터 배출된다. 이 때 냉각공기배출구(27)로부터 배출되는 공기는 연료가 연소하여 발생한 에너지의 약 10%의 에너지를 갖고 있다.

배기가스배출구(26)로부터 밖으로 나오는 배기가스와 냉각공기배출구(27)로부터 배출되는 공기는 믹싱챔버(28)내에서 혼합되고, 약 140℃정도의 공기로 되어, 송풍기(16)에 의해 제습부(29)의 재생존(15)으로 들어간다.

이 약 140℃의 공기에 의해 제습로터(8)는 흡착한 습기를 탈착하고, 제습로터(8)가 탈착된 부분은 흡착존(9)으로 이동해서 실내의 공기를 제습한다.

즉, 발전에 기여하지 않은 에너지 중 배기가스가 갖는 에너지57% 및 냉각공기가 갖는 에너지10%가 제습로터(8)의 탈착에 이용되고, 이것에 의해 그 에너지가 가스터빈 열병합발전시스템을 설치한 병원이나 사무실 등의 실내의 제습에 이용되게 된다.

기상조건이 고온다습, 예를 들면 온도 32℃ 상대습도 60%인 경우에, 실온 25℃, 상대습도 60%까지 냉방했을 때에는 냉동기의 소비에너지의 약 60%는 잠열부하로 소비된다. 즉 냉방시에 냉방장치의 증발기에 실내공기중의 수분이 결로함으로써 실내공기는 제습되지만, 물이 결로할 때 잠열부하가 발생한다.

따라서, 실내공기가 제습부(29)에 의해 제습되어 있으면, 냉방장치의 부하는 현열부하만으로 되고, 냉방장치의 소비에너지가 절반이하로 된다. 즉 발전에 기여하지 않은 에너지72% 중, 67%가 제습에 이용되며 냉방장치의 부하를 감소시킨다. 특히, 여름철에 이용가치가 없는 여열을 유효하게 이용할 수 있으므로, 실질적인 에너지절약효과가 높다.

천연가스나 프로판가스를 이용한 가스터빈은 배기가스속에 함유되는 탄화수소나 일산화탄소 등의 유해물질이 적고, 문제없이 배기가스를 직접 제습로터(8)의 재생에 이용할 수 있다. 그러나, 각별히 실내의 공기에 청정성이 요구되는 경우에는 이하에서 설명하는 실시예2를 이용할 수 있다.

도 8은 실시예2의 플로챠트이고, 도 7의 실시예1의 것과 발전부(23),케이싱(24), 발전기(4), 가스터빈(3), 냉각송풍기(25), 배기가스배출구(26), 냉각공기배출구(27), 믹싱챔버(28), 제습부(29), 재생존(15), 제습로터(8), 흡착존(9), 송풍기(7, 16)에 대해서는 공통이며, 중복된 부분의 설명은 생략한다.

이 실시예2의 것은 배기가스배출구(26)로부터 배출된 배기가스와 대기와의 열교환을 행하는 열교환기(30)를 설치하고 있다. 그리고 열교환기(30)를 통과한 고온으로 된 공기를 믹싱챔버(28)내에 이끌도록 하고 있다.

여기에서 열교환기(30)로서는 서로 독립하여 열전도성이 있는 두 개의 공기통로가 서로 직교하는 직교형 열교환기나 두 개의 공기통로가 서로 평행한 대향류형(對向流形) 열교환기가 적합하다. 일반적으로 이러한 열교환기의 열교환율은 60∼70%이고, 배기가스가 갖는 에너지57%의 60∼70% 및 냉각공기가 갖는 에너지10%를 제습에 이용할 수 있다.

이상의 실시예1 및 2에서는 제습부(29)를 나온 공기를 그대로 실내로 되돌리도록 하고 있었다. 공기가 제습로터(8)를 통과할 때, 공기중의 습기가 제습로터(8)에 흡착되어 흡착열을 발산하므로, 이들 실시예의 경우 제습부(29)로부터 공급되는 건조공기의 온도가 높다.

그래서 제습부(29)로부터 공급되는 건조공기를 냉각해서 실내로 공급하는 실시예3에 대해서 이하에 설명한다. 도 9는 본 발명의 실시예3의 주요부만을 나타낸 것이다. 즉 실시예3의 것은 도 7의 실시예1의 것과 발전부(23), 케이싱(24), 발전기(4), 가스터빈(3), 냉각송풍기(25), 배기가스배출구(26), 냉각공기배출구(27), 믹싱챔버(28), 제습부(29), 재생존(15), 제습로터(8), 흡착존(9), 송풍기(7, 16)에대해서는 공통이고, 도 8의 실시예2의 것과는 또한 열교환기(30)에 대해서 공통이므로, 발전부(23), 케이싱(24), 발전기(4), 가스터빈(3), 냉각송풍기(25), 배기가스배출구(26), 냉각공기배출구(27), 열교환기(30)에 대해서는 도시를 생략하고, 중복된 부분은 설명을 생략한다.

도 9의 실시예(3)의 것은 도 7, 도 8의 실시예1, 2와 비교해서 실시예1, 2의 것은 송풍기(7)의 흡입측이 실내로 연통하고 있는 것에 비해, 송풍기(7)의 흡입측을 대기로 개방하고 있다.

도 9에 있어서 31은 직교형 현열교환소자이며, 그 한 쪽의 통로에는 실내로부터의 공기가 통과하고, 다른 쪽의 통로에는 제습부(29)의 흡착존(9)으로부터의 공기가 통과한다. 또 한쪽 통로의 출구는 대기로 개방되며, 다른 쪽의 통로는 실내와 연통한다. 12는 물스프레이이고, 직교형 현열교환소자(31)의 한 쪽의 통로에 들어오는 실내로부터의 공기에 물을 분무하는 것이다.

실내로부터의 직교형 현열소자(31)의 한 쪽의 통로에 들어오는 공기는 물스프레이(12)에 의해 물이 분무되고, 물의 기화열에 의해 온도가 저하한다. 이미 설명한 대로, 제습부(29)의 흡착존(9)으로부터의 건조공기는 온도가 상승하고 있지만, 직교형 현열교환소자(31)를 통과할 때 온도가 저하한 실내로부터의 공기와 열교환을 해서 냉각되며, 저온건조공기로 되어 실내에 공급된다.

이 실시예3에 있어서, 실내의 공기는 직교형 현열교환소자(31)의 한 쪽의 통로로부터 대기로 방출되고, 대기가 송풍기(7), 흡착존(9), 직교형 현열교환소자(31)의 다른 쪽의 통로를 지나서 실내로 공급된다. 즉 항상 신선한 공기가 공급된다.

이상의 실시예1∼3에서는 내연기관으로서 가스터빈을 갖는 예를 나타냈지만, 천연가스나 프로판가스 등을 연료로 하는 왕복형 엔진을 이용해도 완전히 동일한 효과가 얻어진다.

이하 본원의 제3발명의 제습공조장치의 제1실시예에 대해서 도 10 및 도 11을 따라 상세하게 설명한다. 여기에서, 송풍기(7), 제습로터(8), 흡착존(9), 스프레이(12), 히터(14), 탈착존(15), 송풍기(16)에 대해서는 종래의 제습공조장치를 나타낸 도 2에 나타낸 것과 동일한 것이며, 중복된 설명은 생략한다.

31은 직교형 현열교환소자이며, 도 11에 나타내듯이 파상으로 형성된 알루미늄박이나 합성수지시트와 평면상의 알루미늄박이나 합성수지시트를 교대로 또한 물결방향이 교대가 되도록 적층해서 구성된 것이다. 이것에 의해 직교형 현열교환소자(31)는 서로 직교하는 제1통로(32) 및 제2통로(33)를 갖고, 각각의 통로사이에서 현열교환이 행해진다. 또 그 2개의 통로를 통과하는 기체가 각각 혼합하는 일은 없다.

직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)는 제습로터(8)의 흡착존(9)과 연통하고, 또 직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)로부터 나온 공기는 제품공기(SA)로 된다. 스프레이(12)는 직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)에 물을 분무하도록 설치되고, 직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)의 출구는 히터(14)에 연통하고 있다.

히터(14)의 출구는 제습로터(8)의 탈착존(15)과 연통하고, 탈착존(15)의 출구는 송풍기(16)의 흡입구와 연통하고 있다.

본 발명의 실시예1은 이상과 같이 구성되며, 이하 그 동작에 대해서 설명한다. 먼저 송풍기(7) 및 송풍기(16)를 운전하고, 스프레이(12)에 물을 공급한다. 또 제습로터(8)를 회전시키는 동시에 히터(14)에 통전하거나, 증기를 보내서 히터(14)를 발열상태로 한다.

외기(OA)는 송풍기(7)에 의해 제습로터(8)의 흡착존(9)에 보내지고, 건조공기로 되는 동시에 흡착열에 의해 온도가 상승한다. 이 온도가 상승한 건조공기는 직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)를 통과한다.

직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)를 나온 건조공기는 제2통로(33)를 통과하는 공기와 열교환하여 온도가 내려간다. 이 온도가 내려간 건조공기를 제품공기(SA)로서 실내에 공급한다.

실내의 공기(RA)는 송풍기(16)에 의해 흡인되고, 먼저 스프레이(12)가 설치되어 있는 장소를 통과한다. 실내의 공기는 일반적으로는 상대습도 60∼70%정도이므로 스프레이(12)에 의해 공급되는 물이 기화되어 공기(RA)는 냉각된다.

스프레이(12)에 의해 냉각된 공기(RA)는 직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)를 통과한다. 스프레이(12)에 의한 물의 분무량을 분무에 의한 기화량이상으로 한다. 이것에 의해 물방울이 공기와 함께 제2통로(33)안으로 들어온다. 직경이 작은 물방울은 공기중에 부유해서 제2통로(33)안으로 들어가고, 직경이 큰 물방울은 제2통로(33)안으로 낙하한다.

공기중에 부유한 직경이 작은 물방울은 열교환에 의해 제2통로(33)안의 온도가 상승하면 기화한다. 또 제2통로(33)안으로 낙하한 큰 물방울은 제2통로(33)의 내벽을 적시고, 얇은 수층을 형성한다. 이 얇은 수층은 열교환에 의해 제2통로(33)의 내벽의 온도의 상승에 동반해서 기화한다.

이와 같이 물의 기화열에 의해, 직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)내의 온도가 내려간다. 제2통로(33)와 제1통로(32)사이에서 열교환이 행해지므로, 제1통로(32)의 온도가 내려간다.

직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)를 통과한 공기는 히터(14)에 들어간다. 여기에서 히터(14)는 천연가스나 프로판가스 등의 가연성가스를 연소하는 가스버너, 증기나 온수가 지나는 라디에이터 혹은 전기히터이다. 혹은 히터(14)는 가열수단이라면, 다른 연소기기로부터의 고온배기가스, 또는 고온배기가스와 공기의 혼합가스와 같은 수단이어도 좋다.

히터(14)에 의해 가열된 공기는 제습로터(8)의 탈착존(15)을 통과하고, 제습로터(8)의 흡습제에 부착된 습분을 탈착하고, 송풍기(16)에 의해 배기(EA)로서 대기로 방출된다. 이렇게 해서 외기(OA)는 건조냉풍으로 되어 실내에 공급되고, 실내로부터의 환기(RA)는 고온다습공기로 되어 대기로 방출된다.

이하 본 발명의 제습공조장치의 제2실시예에 대해서 도 12를 참조하여 상세하게 설명한다. 여기에서, 송풍기(7), 제습로터(8), 흡착존(9), 스프레이(12), 탈착존(15), 송풍기(16), 직교형 현열교환소자(31), 제1통로(32), 제2통로(33)에 대해서는 상기 제1실시예의 것과 동일하며 중복된 설명을 생략한다.

이 제2실시예의 것은 직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)출구로부터 송풍기(16)의 흡입구에 이르는 배기통로(34)가 설치되어 있다. 또 탈착존(15)에 연통하는 영역에 가스터빈발전기 등의 배기가스를 넣는 고온배기가스연통구(35)가 형성되어 있다. 또한 배기통로(34)의 바닥면은 경사져 있고, 그 가장 낮은 부분에 드레인관(36)이 설치되어 있다.

본 발명의 제2실시예의 제습공조장치는 이상과 같이 구성되고, 이하 그 동작에 대해서 설명한다. 먼저 송풍기(7) 및 송풍기(16)에 통전하고, 스프레이(12)로 물을 공급한다. 또 제습로터(8)를 회전시키는 동시에 고온배기가스연통구(35)에 예를 들면 도 4에 나타낸 것과 같이 가스터빈발전기 등에 의해 발생하는 고온의 배기가스를 넣는다.

외기(OA)는 송풍기(7)에 의해 제습로터(8)의 흡착존(9)에 보내지고, 건조공기로 되는 동시에 흡착열에 의해 온도가 상승한다. 이 온도가 상승한 건조공기는 직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)를 통과한다.

직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)를 나온 건조공기는 제2통로(33)를 통과하는 공기와 열교환하여 온도가 내려간다. 이 온도가 내려간 건조공기를 공급공기(SA)로서 실내에 공급한다.

실내의 공기(RA)는 송풍기(16)에 의해 흡인되고, 먼저 스프레이(12)가 설치되어 있는 장소를 통과하고 있다. 실내의 공기는 일반적으로는 상대습도 60∼70%정도이므로, 스프레이(12)에 의해 물이 기화되어 공기(RA)는 냉각된다.

스프레이(12)에 의해 냉각된 공기는 직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)를 통과한다. 스프레이(12)에 의한 물의 분무량을 분무에 의한 기화량이상으로 한다. 이것에 의해 물방울이 공기와 함께 제2통로(33)안으로 들어간다. 직경이 작은 물방울은 공기중에 부유해서 제2통로(33)안으로 들어가고, 직경이 큰 물방울은 제2통로(33)내벽에 부착한다.

공기중에 부유한 직경이 작은 물방울은 열교환에 의해 제2통로(33)안의 온도가 상승하면 기화한다. 또 제2통로(33)내벽에 부착한 큰 물방울은 제2통로(33)의 내벽을 적시고, 얇은 수층(水層))을 형성한다. 이 얇은 수층은 열교환에 의해 제2통로(33)의 내벽의 온도의 상승에 따라 기화한다.

이 물의 기화열에 의해, 직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)내의 온도가 내려간다. 제2통로(33)와 제1통로(32)사이에서 열교환이 행해지므로, 제1통로(32)의 온도가 내려간다. 직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)를 통과한 공기는 배기통로(34)를 통해 송풍기(16)에 의해 대기로 방출된다.

고온의 배기가스가 고온배기가스통로구(35)로 들어오고, 탈착존(15)을 통과해서 제습로터(8)에 흡착된 습기를 탈착한다. 그리고 탈착존(15)을 통과한 공기는 다습공기로 되어 배기통로(34)로부터의 공기(RA)와 함께 배기(EA)로 되어 송풍기(16)에 의해 대기로 방출된다.

직교형 현열교환소자(31)로부터 적하한 물방울은 배기통로(34)의 바닥부에 고인다. 이 배기통로(34)의 바닥부는 경사져 있으므로, 적하한 물은 낮은 쪽으로 이동하여 드레인관(36)으로부터 외부로 도출된다.

이하 본 발명의 제습공조장치의 제3실시예에 대해서 도 13을 참조하여 상세하게 설명한다. 여기에서, 송풍기(7), 제습로터(8), 흡착존(9), 스프레이(12), 탈착존(15), 송풍기(16), 직교형 현열교환소자(31), 제1통로(32), 제2통로(33)는 상기의 제1실시예의 것과 동일하며, 배기통로(34)에 대해서는 상기 제2실시예의 것과 동일하며 중복된 설명을 생략한다.

도 13에 있어서, 37은 칸막이판이고, 직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)입구의 일부를 분할하고 있다. 그리고 분할된 제2통로(33)입구의 일부안에는 스프레이(12)가 설치되고, 냉각통로(38)를 구성하고 있다. 이 스프레이(12)에 의한 분무량은 상대습도가 100%인 공기중에 물의 미립자가 부유하는 상태로 되도록 한다.

배기통로(34)는 냉각통로(38)의 출구로부터 송풍기(16)의 흡입측에 이르는 것이다. 그리고 배기통로(34)의 중간에는 배기통로(34)를 개폐하거나 여기를 지나는 공기의 양을 조절하는 밸브(39)가 설치되어 있다.

본 발명의 제3실시예의 제습공조장치는 이상과 같이 구성되며, 이하 그 동작에 대해서 설명한다. 송풍기(7) 및 송풍기(16)를 기동하고, 다음에 가스버너 등의 히터(14)를 점화하고, 스프레이(12)에 물을 공급한다. 그러면 외기(OA)는 송풍기(7)에 흡인되어 송풍기(7)에 들어가고, 송풍기(7)에 압출되어 제습로터(8)의 흡착존(9)에 들어간다. 여기에서, 외기중의 습기가 제습로터(8)에 흡착되고, 건조공기가 되는 되는 동시에 흡착열에 의해 온도가 상승한다.

온도가 올라간 건조공기는 직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)에 들어간다. 여기에서, 건조공기는 그 현열을 직교형 현열교환소자(31)에 부여하여 온도가 내려간다. 즉 직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)를 나온 건조공기는스프레이(12)에 의해 분무된 물의 기화열에 의해 온도가 내려가고, 쾌적한 공급공기(SA)로 되어 실내에 공급된다.

실내의 공기(RA)는 송풍기(16)의 흡인에 의해 직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)에 들어간다. 이 때, 배기통로(34)내부도 부압이므로, 실내의 공기(RA)는 냉각통로(38)에도 들어간다. 냉각통로(38)내의 공기는 스프레이(12)에 의해 가습되어 온도가 내려가는 동시에 물의 미립자가 부유하고 있다. 또 냉각통로(38)의 내면은 물로 적셔진 상태이다.

이 물의 미립자 및 냉각통로(38)내면을 적시는 물은 냉각통로(38)를 통과하는 동안에, 직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)를 통과하는 공기에 의해 기화되고, 기화열을 빼앗는 배기통로(34)에 들어간다. 그리고 직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)와 제2통로(33)사이는 현열교환만이 행해지고, 양 기체의 혼합은 없으므로, 당연히 제1통로(32)내의 공기와 냉각통로(38)내의 공기가 혼합하는 일도 없다. 따라서, 직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)를 통과하는 공기는 가습되는 일없이 냉각된다.

직교형 현열교환소자(31)의 제2통로(33)에 들어간 공기는 제습로터(8)의 흡착열에 의해 온도가 상승한 건조공기와 열교환해서 온도가 상승하고, 히터(14)에 의해 다시 온도가 상승해서 고온공기로 된다. 이 고온공기는 제습로터(8)의 탈착존(15)을 통과하고, 제습로터(8)가 갖는 습분을 탈착한다. 제습로터(8)의 탈착존(15)을 나온 고온다습공기는 송풍기(16)를 통과해서 배기(EA)로 되어 대기로 방출된다. 또 배기통로(34)를 통과한 공기도 송풍기(16)에 의해 제습로터(8)의 탈착존(15)을 나온 고온다습공기와 함께 배기(EA)로 되어 대기로 방출된다.

그리고 밸브(39)를 조절함으로써, 배기통로(34)안에 흐르는 공기의 양을 조절할 수 있고, 이 조절과 스프레이(12)로부터의 분무량의 조절에 의해 공급공기(SA)의 온도를 제어할 수 있다.

도 14는 본 발명의 제4실시예를 나타낸 단면도이다. 도 14의 제4실시예의 것은 도 13에 나타낸 제3실시예의 것과 비교해서 배기통로(34)안의 공기를 분출하는 전용 송풍기(40)가 설치되어 있는 점과 외기도입관(41)이 설치되어 있는 점과, 직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)출구에 가습엘리먼트(42)가 부착되어 있는 점과, 밸브(39)가 설치되어 있지 않은 점이 상위하다.

즉, 배기통로(34)의 전용 송풍기(40)를 설치함으로써 배기통로(34)내부에 흐르는 공기의 양은 송풍기(40)를 제어함으로써 행할 수 있다.

또 도 14에 나타낸 것은 칸막이판(37)에 의해 제2통로의 일부를 분할된 냉각통로(38)에 직접 외기(OA)를 도입하는 외기도입관(41)을 갖고 있다. 실내에 환기팬 등(도시생략)이 설치되고, 실내로 공급하는 공기(SA)의 양보다 실내로부터의 환기(RA)의 양이 적은 경우에 외기도입관(41)으로부터 직접 외기(OA)를 냉각통로(38)에 공급하면 좋다.

혹은 실내에 다량의 습기의 발생원이 있으면 실내로부터의 환기(RA)의 습도가 외기보다 높고, 이러한 경우도 외기도입관(41)으로부터 직접 외기(OA)를 냉각통로(38)에 공급하면 냉각통로(38)에서의 냉각효과가 높다.

또한 도 14에 있어서, 가습엘리먼트(42)는 부직포 등 통기성을 갖는 동시에보습능력이 높은 것으로, 가습엘리먼트(42)의 선단은 냉각통로(38)내로 돌출하고, 스프레이(12)로부터의 분무수에 의해 물이 공급되도록 되어 있다.

이것에 의해, 직교형 현열교환소자(31)의 제1통로(32)로부터 나온 공기는 가습냉각되고, 또한 온도가 저하한다. 즉 공급공기(SA)는 다소 습도가 올라가지만 온도는 더욱 내려간다. 이 실시예는 외기의 습도가 낮고 또한 온도가 높은 경우에 적합하다.

이 실시예에서, 가습엘리먼트(42)로서 부직포의 예를 나타냈지만, 이이외에 친수성이며 통기성의 것이면 예를 들면 부직포를 벌집(하니컴)모양으로 형성한 것이나, 구멍이 성긴 펠트형상의 것, 혹은 개구가 큰 스펀지모양의 것을 이용할 수 있다.

이상의 각 실시예에서는 정지형 열교환소자로서 직교형 현열교환소자(31)를 사용했지만, 이것이외에 대향류형 열교환소자나 히트파이프를 이용한 열교환소자 등을 사용할 수 있다.

본원의 제1발명의 가스터빈 열병합발전시스템은 상기와 같이 구성한 것으로, 가스터빈유닛(1)의 불쾌한 고음의 배기음을 대폭 감쇠할 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 가스터빈 열병합발전시스템은 배기음의 감쇠수단이 습기흡착로터이므로, 간단히 배기음을 감쇠시킬 뿐만 아니라, 배기가스가 갖는 여열로 제습을 행할 수 있다.

일본의 경우에는 여름철에 전력소비피크가 크다. 이것은 일본의 여름이 고온다습하여 냉방장치에 소비하는 전력이 크기 때문이다. 그 때문에 사회인프라로서 큰 전력공급설비가 필요한 것이지만, 본 발명의 가스터빈 열병합발전시스템은 여름철의 전력소비가 큰 시기에 가동시킴으로써, 발전 뿐 아니라 냉방장치의 소비전력까지 감소시키는 것이 가능하여, 발전과 에너지절약의 양면에서 여름철의 전력소비피크를 억제할 수 있다.

이렇게 본 발명은 전력수요가 큰 여름철에 여열을 유효하게 이용할 수 있으므로 설비투자효과가 높은 것이다.

또, 본 발명은 하니컴형상의 열교환로터와 습기흡착로터사이의 공간에 가스터빈의 배기를 지나도록 하고 있으므로 소음효과를 더욱 높일 수 있다.

본원의 제2발명의 내연기관 열병합발전시스템은 상기와 같이 구성한 것으로, 내연기관이 방출하는 발열 중, 배기가스가 갖는 폐열뿐만 아니라 내연기관을 냉각한 냉각공기의 폐열까지도 이용할 수 있어 매우 높은 발열율을 기대할 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 내연기관 열병합발전시스템은 내연기관의 폐열을 흡착식 제습부의 흡착제 탈착열로 이용하고 있으므로, 특히 여름철과 같이 폐열이 풍부하게 취해지는 시기에 냉방장치의 부하를 경감할 수 있다. 이것은 여름철에 전력소비가 집중되고, 그 때문에 큰 전력공급인프라를 필요로 하는 일본에서 인프라를 작게 할 수 있어 사회에 대한 공헌도가 큰 것이다.

또, 본 발명은 제습부에 의해 공급되는 건조공기를 냉각해서 공급할 수 있으므로, 냉방장치로서의 기능을 기대할 수 있고, 에너지원으로서 전기에너지는 송풍기에 소비되는 것뿐이고, 거의 내연기관의 폐열만으로 실내를 쾌적한 공기조건으로 할 수 있다.

본원의 제3발명의 제습공조장치는 공급되는 공기의 온도를 현열교환에 의해 낮추도록 하고 있으므로, 공급공기의 습도가 올라가지 않고 쾌적성이 높은 공기를 공급할 수 있다. 그리고 도 12 내지 도 14에 나타낸 실시예와 같이 정지형 열교환기를 통과한 실내공기에 담배연기 등의 오염물질이 많이 함유되는 장소 등에서 이용해도 실내공기가 제습로터와 접촉하지 않고, 제습로터의 오염을 방지할 수 있는 동시에 실내의 오염물질이 공급공기에 혼입하는 일도 없다.

또 정지형 현열교환소자에 의해 배기열 회수 실내공기에 의한 공급공기의 냉각)와 간접기화냉각 양쪽을 행하고 있어 장치 전체가 소형화, 저비용으로 실현된다.

특히 열교환기로서 정지형 현열교환소자를 사용하고 있으므로, 열교환을 행하는 기체 사이에서 습기가 없고, 공급공기의 습도를 낮게 유지할 수 있다.

그리고 외기의 습도가 낮은 경우에는 가습냉각을 부가할 수도 있고, 이 경우는 더욱 공급공기의 온도를 저하시킬 수 있다.

또한 실내에 습기의 발생원이 있어 외기로부터 실내공기가 습도가 높은 경우에는 열교환소자의 제2통로에 외기를 통과하도록 하면, 냉각효과가 높아진다.

Claims (2)

1. 압축수단과 터빈과 이 터빈의 회전출력에 의해 구동되는 발전수단을 갖는 가스터빈을 구비하고, 상기 가스터빈의 배기를 챔버에 도입하도록 하여, 시트재를 하니컴형상으로 형성한 흡음재에 상기 챔버로부터의 배기를 통과시킨 후, 대기로 방출하도록 한 가스터빈 열병합발전시스템으로서, 상기 흡음재의 시트재가 습기흡착제를 담지하여 회전하면서 습기흡착과 탈착을 동시에 행하는 습기흡착로터인 것을 특징으로 하는 가스터빈열병합발전시스템.
2. 제1항에 있어서, 하니컴형상의 열교환로터와 습기흡착로터 사이의 공간에 가스터빈의 배기를 통과시키도록 한 것을 특징으로 하는 가스터빈 열병합발전시스템.