KR20060065879A - 열병합 발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 구동원의 폐열을 회수하는 폐열 회수 장치와, 폐열 회수 장치에 의해 가열될 수 있도록 설치된 폐열 공급 열교환기와, 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 폐열 공급 열교환기가 증발기로 작용하도록 설치된 바이패싱 수단을 포함하여 구성되어, 실외 온도와 무관하게 히트 펌프식 공기조화기의 난방 능력을 증대시킬 수 있고, 압축기의 파손을 방지할 수 있으며, 소비전력을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
열병합 발전 시스템, 구동원, 폐열 회수 장치, 폐열 공급 열교환기, 증발기, 응축기, 바이패싱 수단

Description

열병합 발전 시스템{Steam supply and power generation system}
도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 개략 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 1 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 난방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 1 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 2 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 난방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 2 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 3 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 난방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 3 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 4 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 난방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 4 실시예의 히트 펌프식 공기 조화기가 냉방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
50: 히트 펌프식 공기조화기 52: 압축기
54: 사방밸브 56: 실내 열교환기
57: 실내팬 58,59: 팽창기구
60: 실외 열교환기 61: 실외팬
110: 발전기 120: 엔진
130: 폐열 회수장치 132: 냉각수 열교환기
134: 제 1 배기가스 열교환기 136: 제 2 배기가스 열교환기
141,141′: 열전달수단 142,142′: 열매체 순환 유로
143,143′: 열매체 순환 펌프 144: 방열 열교환기
145: 방열 바이패스 라인 146: 삼방변
147: 급탕조 148: 방열팬
150: 바이패싱 수단 152: 실외 열교환기 바이패스 유로
154: 제 1 난방 운전용 밸브 157: 제 1 냉방 운전용 밸브
158: 제 2 냉방 운전용 밸브 160,162: 폐열 공급 열교환기 연결 유로
164,166: 제 2 난방 운전용 밸브
170: 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로
172: 제 3 냉방 운전용 밸브 180: 제 2 폐열 공급 열교환기
190: 제 2 열전달 수단 192: 제 2 열매체 순환 유로
193: 제 2 열매체 순환 펌프 194: 제 2 방열 열교환기
195: 제 2 방열 바이패스 유로 197: 제 2 급탕조
198: 제 2 방열팬 200: 제 1 삼방변
202: 제 2 삼방변 204: 제 3 삼방변
204: 제 4 삼방변
본 발명은 엔진의 폐열을 히트 펌프식 공기조화기에서 이용하는 열병합 발전 시스템에 관한 것으로서, 특히 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 냉매가 엔진의 폐열에 의해 가열되는 폐열 공급 열교환기에서 증발되는 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 개략도이다.
종래의 열병합 발전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 전력을 생산하는 발전기(2)와, 상기 발전기(2)를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 엔진 등의 구동원(10, 이하 ‘엔진’이라 칭함)과, 상기 엔진(10)에서 발생된 폐열을 회수하는 폐열 회수 장치(20)와, 상기 폐열 회수 장치(20)의 폐열이 이용되는 축열조 등의 열 수요처(30)를 포함하여 구성된다.
상기 발전기(2)에서 생산된 전력은 가정의 각종 조명기구나 히트 펌프식 공 기조화기(4) 등의 가전기기로 공급된다.
상기 발전기(2)와 엔진(10)은 상기 열수요처(30)와 별도로 이루어진 섀시(미도시)의 엔진룸(E) 내에 설치된다.
상기 히트 펌프식 공기조화기(4)는 압축기(5)와 사방 밸브(6)와 실내 열교환기(7)와 팽창기구(8)와 실외 열교환기(9)를 포함하여 구성된다.
상기 히트 펌프식 공기조화기(4)는 냉방 운전시 상기 압축기(5)에서 압축된 냉매가 사방 밸브(6)와 실외 열교환기(9)와 팽창기구(8)와 실내 열교환기(7)와 사방 밸브(6)를 차례로 경유하여 압축기(9)로 순환됨에 따라, 상기 실외 열교환기(9)가 응축기로 작용하고, 상기 실내 열교환기(7)가 증발기로 작용하면서 실내 공기의 열을 빼앗는다.
반면에, 상기 히트 펌프식 공기조화기(4)는 난방 운전시 상기 압축기(5)에서 압축된 냉매가 사방 밸브(6)와 실내 열교환기(7)와 팽창기구(8)와 실외 열교환기(9)와 사방 밸브(6)를 차례로 경유하여 압축기(5)로 순환됨에 따라, 상기 실외 열교환기(9)가 증발기로 작용하고, 상기 실내 열교환기(7)가 응축기로 작용하면서 실내 공기의 가열한다.
상기 폐열 회수장치(20)는 상기 엔진(10)에서 배출되는 배기가스의 열을 빼앗는 배기 가스 열교환기(22)와, 상기 엔진(10)을 냉각시킨 냉각수의 열을 빼앗는 냉각수 열교환기(24)로 구성된다.
상기 배기 가스 열교환기(22)는 상기 축열조 등의 열수요처와 제 1 열 공급라인(23)으로 연결되고, 상기 엔진의 배기가스로부터 빼앗은 폐열은 상기 제 1 열 공급라인(23)을 통해 축열조 등이 열수요처(30)로 전달된다.
상기 냉각수 열교환기(24)는 상기 축열조 등의 열수요처(30)와 제 2 열 공급라인(24)으로 연결되고, 상기 엔진을 냉각시킨 냉각수로터 빼앗은 열은 상기 제 2 열 공급라인(24)을 통해 축열조 등의 열수요처(30)로 전달된다.
그러나, 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 엔진(10)의 폐열이 상기 히트 펌프식 공기조화기(4)에서 이용되지 못하고 축열조 등의 열수요처(30)에서만 사용되므로, 그 효율이 극대화되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 냉매가 엔진의 폐열에 의해 가열되는 폐열 공급 열교환기에 의해 증발토록 하여 히트 펌프식 공기조화기의 난방 능력을 증대시킬 수 있고, 압축기의 파손을 방지할 수 있으며, 소비 전력을 최소화할 수 있는 열병합 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 압축기와 사방밸브와 실내 열교환기와 팽창기구와 실외 열교환기를 포함하는 히트 펌프식 공기조화기와; 전기를 발생하는 발전기와; 상기 발전기를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 구동원과; 상기 구동원의 폐열을 회수할 수 있도록 설치된 폐열 회수 장 치와; 상기 폐열 회수 장치에 의해 가열될 수 있도록 설치된 폐열 공급 열교환기와; 상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 상기 실외 열교환기를 바이패스 하여 상기 폐열 공급 열교환기에서 증발된 후 상기 사방밸브로 유입되고, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉방 운전시 상기 압축기에서 압축된 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기를 바이패스 하여 상기 실외 열교환기에서 응축될 수 있도록 설치된 바이패싱 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전 시스템은 상기 폐열 회수장치에서 회수한 열을 방열할 수 있도록 설치된 방열 열교환기와; 상기 폐열 회수장치에서 회수한 열이 상기 폐열 공급 열교환기와 방열 열교환기로 분배될 수 있도록 설치된 폐열 분배기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 폐열 회수 장치와 상기 폐열 공급 열교환기는 열매체가 순환할 수 있도록 형성된 열매체 순환 유로로 연결되고, 상기 방열 열교환기는 상기 열매체 순환 유로를 통과하는 열매체가 상기 폐열 공급 열교환기를 바이패스 할 수 있도록 상기 열매체 순환 유로와 방열 바이패스 유로로 연결되며, 상기 폐열 분배기는 상기 방열 바이패스 유로가 분지되는 부분에 설치된 삼방변인 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전 시스템은 상기 방열 열교환기의 전부 혹은 일부가 급탕조와 축열조 중 적어도 하나에 설치된 것을 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 폐열 회수 장치는 상기 폐열 회수 장치는 상기 구동원을 냉각시키는 냉각수의 폐열을 회수하는 냉각수 열교환기와, 상기 구동원에서 배기된 배기가스의 폐열을 회수하는 제 1 배기가스 열교환기와, 상기 제 1 배기가스 열교환기에서 폐열을 빼앗긴 배기가스의 잔여 폐열을 회수하는 제 2 배기가스 열교환기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전 시스템은 상기 냉각수 열교환기와 제 1 배기가스 열교환기와 제 2 배기가스 열교환기의 열을 상기 폐열 공급 열교환기로 전달하는 열전달 수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전 시스템은 상기 냉각수 열교환기와 제 1 배기가스 열교환기와 제 2 배기가스 열교환기 중 일부의 열을 상기 폐열 공급 열교환기로 전달하는 열전달 수단과, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 상기 압축기에서 압축된 냉매를 가열하도록 설치된 제 2 폐열 공급 열교환기와, 상기 냉각수 열교환기와 제 1 배기가스 열교환기와 제 2 배기가스 열교환기 중 나머지의 열을 상기 제 2 폐열 공급 열교환기로 전달하는 제 2 열전달 수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 폐열 공급 열교환기는 복수개가 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 폐열 공급 열교환기는 복수개가 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 바이패싱 수단은 상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 상기 실외 열교환기를 바이패스 할 수 있도록 설치된 실외 열교환기 바이패스 유로와; 상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 상기 바이패스 유로로 바이패스된 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기를 통과한 후 상기 사방밸브로 유입될 수 있도록 설치된 폐열 공급 열교환기 연결 유로와; 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉방 운전시 상기 사방밸브를 통과한 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기를 바이패스 할 수 있도록 설치된 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 바이패싱 수단은 상기 실외 열교환기 바이패스 유로에 설치된 제 1 난방 운전용 밸브와, 상기 폐열 공급 열교환기 연결 유로에 설치된 제 2 난방 운전용 밸브와, 상기 실외 열교환기 바이패스 유로의 분지부와 상기 실외 열교환기 사이에 설치된 제 1 냉방 운전용 밸브와, 상기 실외 열교환기 바이패스 유로의 합지부와 상기 실외 열교환기의 사이에 설치된 제 2 냉방 운전용 밸브와, 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로에 설치된 제 3 냉방 운전용 밸브를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 1, 2 난방 운전용 밸브와 제 1,2,3 냉방 운전용 밸브는 온/오프 밸브인 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전 시스템은 상기 발전기와 구동원과 폐열 회수 장치와 상기 폐열 공급 열교환기가 내장된 섀시를 더 포함하여 구성되고, 상기 실외 열교환기 바이패스 유로와, 제 1 난방 운전용 밸브와, 제 1 냉방 운전용 밸브와, 제 2 냉방 운전용 밸브는 상기 히트 펌프식 공기조화기에 설치되며, 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로와, 제 2 난방 운전용 밸브와, 제 3 냉방 운전용 밸브는 상기 섀시의 내부에 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전 시스템은 상기 발전기와 구동원과 폐열 회수 장치와 상기 폐열 공급 열교환기가 내장된 섀시를 더 포함하여 구성되고, 상기 실외 열교환기 바이패스 유로와, 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로와, 상기 제 1,2 난방 운전용 밸브와, 제 1,2,3 냉방 운전용 밸브는 상기 히트 펌프식 공기조화기에 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 바이패싱 수단은 상기 실외 열교환기 바이패스 유로의 분지부 및 합지부에 각각에 설치된 제 1,2 삼방변과; 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로의 분지부 및 합지부에 설치된 제 3 삼방변을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 1 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 난방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 1 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도이다.
본 실시예에 따른 열병합 발전 시스템은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 압축기(52)와 사방밸브(54)와 실내 열교환기(56)와 팽창기구(58)(59)와 실외 열교환기(60)를 포함하는 히트 펌프식 공기조화기(50)와; 전기를 발생하는 발전기(110)와; 상기 발전기(110)를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 구동원(120)과; 상기 구동원(120)의 폐열을 회수할 수 있도록 설치된 폐열 회수 장치와(130); 상기 폐열 회수 장치에 의해 가열될 수 있도록 설치된 폐열 공급 열교환기(140)와; 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 팽창기구(58)(59)에서 팽창된 냉매가 상기 실외 열교환기(60)를 바이패스 하여 상기 폐열 공급 열교환기(140)에서 증발된 후 상기 사방밸브(54)로 유입되고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 냉방 운전시 상기 압축기(52)에서 압축된 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기(140)를 바이패스 하여 상기 실외 열교환기(60)에서 응축될 수 있도록 설치된 바이패싱 수단(150)을 포함하여 구성된다.
상기 사방밸브(54)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 압축기(52)에서 압축된 냉매를 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실내 열교환기(56)로 안내하도록 내부 유로를 조절하고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 냉방 운전시 상기 압축기(52)에서 압축된 냉매를 도 3에 도시된 바와 같이, 실외 열교환기(60)로 안내하도록 내부 유로를 조절한다.
상기 실내 열교환기(56)의 옆에는 실내의 공기를 상기 실내 열교환기(56)로 송풍시키는 실내팬(57)이 설치된다.
상기 팽창기구(58)(59)는 모세관 또는 전자 팽창밸브(LEV: linear expansion valve)로 이루어지고, 이하 전자 팽창밸브로 이루어지는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 실외 열교환기(60)의 옆에는 실외의 공기를 상기 실외 열교환기(60)로 송풍시키는 실외팬(61)이 설치된다.
상기 압축기(52)와 사방밸브(54)와 실외 열교환기(60)는 실외기(O)에 설치된다.
상기 실내 열교환기(56)는 실내기(I)에 설치된다.
상기 팽창기구(58)(59)는 상기 실외기(O)에 설치되는 하나의 공용 팽창기구(58)와 분배기(D)에 설치된 개별 팽창기구(59)로 구성된다.
상기 실내 열교환기(56)와 실내기(I)와 개별 팽창기구(59)는 한개가 구비되는 것도 가능하고, 복수개가 구비되는 것도 가능하며, 이하, 복수개가 구비된 것으로 한정하여 설명한다.
상기 발전기(110)는 교류 발전기와 직류 발전기 중 어느 하나로서, 상기 구동원(120)의 출력축에 회전자가 연결되어 상기 출력축의 회전시 전력을 생산한다.
상기 발전기(110)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(50) 등과 전력선(111)으로 연결되어 생산된 전력을 전력선(111)을 통해 공급한다.
상기 구동원(120)은 연료 전지로 이루어지거나, 가스 또는 석유 등 화석 연료를 이용하여 운전되는 엔진으로 이루어지고, 이하 엔진으로 한정하여 설명한다.
상기 엔진(120)에는 가스나 석유 등의 연료가 주입되는 연료 주입구(121)와, 연료 주입구(121)와 합지되어 공기가 흡입되는 흡기구(122)와, 엔진(120)에서 배기된 배기 가스가 통과하는 배기구(123)가 설치된다.
상기 폐열 회수 장치(130)는 상기 엔진(120)과 냉각수 라인(124)을 통해 연결되어 상기 엔진(120)의 냉각수 열을 회수하는 냉각수 열교환기(132)와, 상기 엔진(120)에서 배출된 배기가스 열을 회수하도록 배기구(123) 상에 설치된 제 1 배기가스 열교환기(134)와, 상기 제 1 배기가스 열교환기(134)에서 폐열을 빼앗긴 배기가스의 잔여 폐열을 회수하도록 배기구(123) 상에 설치된 제 2 배기가스 열교환기(136)를 포함하여 구성된다.
상기 엔진(120) 또는 냉각수 라인(124)에는 냉각수가 상기 엔진(120)과 냉각수 열교환기(132)를 순환할 수 있도록 냉각수 순환 펌프(125)가 설치된다.
상기 냉각수 열교환기(132)와, 제 1 배기가스 열교환기(134)와, 제 2 배기가스 열교환기(136)의 열은 열전달 수단(141)을 통해 상기 폐열 공급 열교환기(140)로 전달된다.
상기 열전달 수단(141)은 열매체가 상기 냉각수 열교환기(132)와 제 2 배기가스 열교환기(136)와 제 1 배기가스 열교환기(134)와 폐열 공급 열교환기(140)를 순환할 수 있도록 형성된 열매체 순환 유로(142)와, 상기 열매체 순환 유로(142)상에 설치되어 열매체를 펌핑시키는 열매체 순환 펌프(143)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 열병합 발전 시스템은 상기 폐열 회수장치(130)에서 회수한 열을 방열할 수 있도록 설치된 방열 열교환기(144)를 더 포함하여 구성된다.
상기 방열 열교환기(144)는 상기 열매체 순환 유로(142)를 통과하는 열매체가 상기 폐열 공급 열교환기(140)를 바이패스 할 수 있도록 상기 열매체 순환 유로(142)와 방열 바이패스 유로(145)로 연결된다.
또한, 상기 열병합 발전 시스템은 상기 폐열 회수장치(130)에서 회수한 열이 상기 폐열 공급 열교환기(140)와 방열 열교환기로(144) 분배될 수 있도록 설치된 폐열 분배기(146)를 더 포함하여 구성된다.
상기 폐열 분배기(146)는 상기 방열 바이패스 유로(145)가 분지되는 부분에 설치된 삼방변이다.
또한, 상기 열병합 발전 시스템은 상기 방열 열교환기(144)의 열이 급탕조(147)이나 축열조(미도시)에서 이용되도록 하는 것도 가능하고, 대기중으로 방출되는도록 하는 것도 가능함은 물론이다.
상기 방열 열교환기(144)의 열이 급탕조(147)나 축열조(미도시)에서 이용되는 경우, 상기 방열 열교환기(144)의 전부 혹은 일부는 급탕조(147)나 축열조의 내부에 설치된다.
반면에, 상기 방열 열교환기(144)의 열이 대기중으로 방출되는 경우, 상기 방열 열교환기(144)의 옆에는 실외 공기를 상기 방열 열교환기(144)로 송풍시키는 방열 팬(148)이 설치된다.
한편, 상기 폐열 공급 열교환기(140)는 단수개가 설치되는 것도 가능하고, 복수개가 직렬 또는 병렬로 연결되게 설치되는 것도 가능하며, 이하 복수개가 병렬로 연결된 것으로 한정하여 설명한다.
상기 열병합 발전 시스템은 상기 발전기(110)와, 엔진(120)과, 폐열 회수 장치(130)와, 폐열 공급 열교환기(140)가 내장되는 엔진룸(E)이 형성된 섀시(149)를 더 포함하여 구성된다.
상기 바이패싱 수단(150)은 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 팽창기구(58)(59)에서 팽창된 냉매가 상기 실외 열교환기(60)를 바이패스 할 수 있도록 설치된 실외 열교환기 바이패스 유로(152)와; 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 바이패스 유로(152)로 바이패스된 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기(140)를 통과한 후 상기 사방밸브(54)로 유입될 수 있도록 설치된 폐 열 공급 열교환기 연결 유로(160)(162)와; 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 냉방 운전시 상기 사방밸브(54)를 통과한 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기(140)를 바이패스 할 수 있도록 설치된 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)를 포함하여 구성된다.
상기 실외 열교환기 바이패스 유로(152)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(50) 특히 실외기(O)에 설치된다.
상기 제 2 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)는 상기 섀시(148)의 내부에 설치된다.
상기 바이패싱 수단(150)은 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(152)에 설치된 제 1 난방 운전용 밸브(154)와, 상기 폐열 공급 열교환기 연결 유로(160)(162)에 설치된 제 2 난방 운전용 밸브(164)(166)와, 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(152)의 분지부(152a)와 상기 실외 열교환기(60) 사이에 설치된 제 1 냉방 운전용 밸브(157)와, 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(152)의 합지부(152b)와 상기 실외 열교환기(60)의 사이에 설치된 제 2 냉방 운전용 밸브(158)와, 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)에 설치된 제 3 냉방 운전용 밸브(172)를 더 포함하여 구성된다.
상기 제 1 난방 운전용 밸브(154)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(152)를 개방하고, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉방 운전시 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(152)를 밀폐할 수 있도록 상기 히트 펌프식 공기조화기(50) 특히 실외기(O)에 설치된 온/오프 밸브이 다.
상기 제 2 난방 운전용 밸브(164)(166)는 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)의 분지부(170a)와 상기 폐열 공급 열교환기(140)의 사이와, 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)의 합지부(170b)와 상기 폐열 공급 열교환기(140)의 사이에 각각 설치된다.
상기 제 2 난방 운전용 밸브(164)(166)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 폐열 공급 열교환기 연결 유로(160,162)를 개방하고, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉방 운전시 상기 폐열 공급 열교환기(140)로 냉매가 유입되지 않도록 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)의 분지부(170a)와 상기 폐열 공급 열교환기(140)의 사이 및 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)의 합지부(170b)와 상기 폐열 공급 열교환기(140)의 사이를 밀폐할 수 있도록 상기 섀시(148)의 내부에 설치된 온/오프 밸브이다.
상기 제 1 냉방 운전용 밸브(157)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 팽창기구(58)에서 팽창된 냉매가 상기 실외 열교환기(60)로 유입되지 않고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 냉방 운전시 상기 실외 열교환기(60)를 통과한 상기 팽창기구(58)로 유입될 수 있도록 상기 히트 펌프식 공기조화기(50) 특히 실외기(O)에 설치된 온/오프 밸브이다.
상기 제 2 냉방 운전용 밸브(158)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(150)를 통과한 냉매가 상기 실외 열교환기(60)로 역류되지 않고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 냉방 운전시 상 기 폐열 공급 열교환기(140)를 바이패스 한 후 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)로 이동된 냉매가 상기 실외 열교환기(60)로 유입될 수 있도록 상기 히트 펌프식 공기조화기(50) 특히 실외기(O)에 설치된 온/오프 밸브이다.
상기 제 3 냉방 운전용 밸브(172)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)를 밀폐하고 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 냉방 운전시 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)를 개방할 수 있도록 상기 섀시(148)의 내부에 설치된 온/오프 밸브이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 엔진(120)이 구동되면, 상기 발전기(110)는 회전자가 회전되어 전력를 생산하고, 생산된 전력은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전력선(111)을 통해 상기 히트 펌프식 공기조화기(50) 등으로 공급된다.
상기 엔진(120)의 구동시 상기 엔진(120)의 배기가스 폐열과 냉각수 폐열은 상기 냉각수 열교환기(132)와 제 1 배기가스 열교환기(134)와 제 2 배기가스 열교환기(136)에서 회수된다.
상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시, 상기 열매체 순환 펌프(143)는 구동되고, 상기 삼방 밸브(146)는 열매체가 폐열 공급 열교환기(140)로 이동되도록 유로를 절환한다.
상기 열매체 순환 유로(142)의 열매체는 상기 열매체 순환 펌프(143)에 의해 펌핑되어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수 열교환기(132)와 제 2 배기가스 열교환기(136)와 제 1 배기가스 열교환기(134)와 폐열 공급 열교환기(140)를 순환 하고, 상기 냉각수 열교환기(132)와 제 2 배기가스 열교환기(136)와 제 1 배기가스 열교환기(134)의 열은 상기 폐열 공급 열교환기(140)로 전달되어 상기 폐열 공급 열교환기(140)를 가열시킨다.
반면에, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 냉방 운전시, 상기 열매체 순환 펌프(143)는 구동되고, 상기 삼방 밸브(146)는 열매체가 방열 열교환기(144)로 이동되도록 유로를 절환하며, 상기 방열 팬(148)은 회전된다.
상기 열매체 순환 유로(142)의 열매체는 상기 열매체 순환 펌프(143)에 의해 펌핑되어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수 열교환기(132)와 제 2 배기가스 열교환기(136)와 제 1 배기가스 열교환기(134)와 폐열 공급 열교환기(140)를 순환하고, 상기 냉각수 열교환기(132)와 제 2 배기가스 열교환기(136)와 제 1 배기가스 열교환기(134)의 열은 상기 방열 열교환기(144)로 전달되어 대기중으로 방출되거나 급탕조(147)나 축열조에 이용된다.
즉, 상기 엔진(120)의 폐열은 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 폐열 실외 열교환기(140)를 가열시키는데 사용되고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 냉방 운전시 대기중으로 방출되거나 급탕조(147)나 축열조에 이용된다.
한편, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시, 상기 압축기(52)는 구동되고, 상기 사방 밸브(54)는 난방 모드로 절환되며, 상기 제 1,2 난방 운전용 밸브(154)(164)(166)는 개방되고, 제 1, 2, 3 냉방 운전용 밸브(157)(158)(172)는 밀폐된다.
상기 압축기(52)에서 압축된 냉매는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 사방밸브(54)를 통과한 후 실내 열교환기(56)를 통과하고, 상기 실내 열교환기(56)를 통과하면서 실내 공기로 열을 빼앗겨 응축되며, 이후 상기 팽창기구(59)(58)에서 팽창된다.
팽창된 냉매는 상기 제 1 냉방 운전용 밸브(157)에 의해 막힘되어 상기 실외 열교환기(60)로 유입되지 않고, 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(152)를 통과하며, 이후 상기 제 2 냉방 운전용 밸브(158)에 막힘되어 상기 실외 열교환기(60)로 역류되지 않고, 상기 폐열 공급 열교환기 연결 유로(160)로 이동된다.
이동된 냉매는 상기 폐열 공급 열교환기 연결 유로(160)를 통해 상기 섀시(149)의 엔진룸(E)측으로 이동되고, 상기 제 3 냉방 운전용 밸브(172)에 막힘되어 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)로 바이패스 되지 않고, 상기 폐열 공급 실외 열교환기(140)로 이동되어 상기 폐열 공급 열교환기(140)의 열을 전달받아 증발된다.
상기 증발된 냉매는 상기 제 3 냉방 운전용 밸브(172)에 막힘되어 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)로 역류되지 않고, 상기 폐열 공급 열교환기 연결 유로(162)를 통해 다시 히트 펌프식 공기조화기(50)측으로 이동되며, 상기 사방 밸브(54)를 통과한 후 상기 압축기(52)로 흡입된다.
상기 압축기(52)로 흡입된 냉매는 상기와 같은 순환을 반복하면서 실내 열교환기(56)가 난방기로 작용토록 하고, 이때, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)는 상기 냉매가 상기 실외 열교환기(60)가 아닌 폐열 공급 열교환기(140)에서 증발되 므로, 실외 온도 변화에 관계없이 항상 일정한 난방 능력을 제공할 수 있게 된다.
반면에, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시, 상기 압축기(52)는 구동되고, 상기 사방 밸브(54)는 냉방 모드로 절환되며, 상기 실외팬(61)은 회전되고, 상기 제 1,2 난방 운전용 밸브(154)(164)(166)는 밀폐되며, 상기 제 1,2,3 냉방 운전용 밸브(157)(158)(172)는 개방된다.
상기 압축기(52)에서 압축된 냉매는 상기 사방밸브(54)를 통과한 후 상기 폐열 공급 열교환기 연결 유로(162)로 이동되고, 이동된 냉매는 상기 폐열 공급 열교환기 연결 유로(162)를 통해 상기 섀시(149)의 엔진룸(E)측으로 이동되고, 상기 제 2 난방 운전용 밸브(164)(166)에 막힘되어 상기 폐열 공급 열교환기(140)로 유입되지 않고, 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)를 통과한다.
상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)를 통과한 냉매는 상기 제 2 난방용 밸브(164)(166)에 막힘되어 상기 폐열 공급 열교환기(140)로 역류되지 않고, 상기 폐열 공급 열교환기 연결 유로(160)를 통해 다시 히트 펌프식 공기조화기(50)로 이동된다.
상기 히트 펌프식 공기조화기(50)로 이동된 냉매는 상기 제 1 난방 운전용 밸브(154)에 막힘되어 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(152)로 바이패스 되지 않고, 상기 실외 열교환기(60)로 유입된다.
상기 실외 열교환기(60)로 유입된 냉매는 상기 실외팬(61)에 의해 송풍되는 공기와 열교환되어 응축되고, 이후 상기 제 1 난방 운전용 밸브(154)에 막힘되어 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(152)로 역류되지 않고 상기 팽창기구(58)(59)에 의해 팽창된다.
상기 팽창기구(58)(59)에서 팽창된 냉매는 상기 실내 열교환기(58)를 통과하면서 실내 공기와 열교환되어 증발되고, 이후 상기 사방 밸브(54)를 통해 상기 압축기(52)로 흡입된다.
상기 압축기(52)로 흡입된 냉매는 상기와 같은 순환을 반복하면서 실내 열교환기(56)가 냉방기로 작용토록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 2 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 난방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 2 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도이다.
본 실시예에 따른 열병합 발전 시스템은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각수 열교환기(132)와 제 1 배기가스 열교환기(134)와 제 2 배기가스 열교환기(136) 중 일부(132)(136)의 열을 폐열 공급 열교환기(140)로 전달하는 열전달 수단(141′)과, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 압축기(52)에서 압축된 냉매를 가열하도록 설치된 제 2 폐열 공급 열교환기(180)와, 냉각수 열교환기(132)와 제 1 배기가스 열교환기(134)와 제 2 배기가스 열교환기(136) 중 나머지(134)의 열을 제 2 폐열 공급 열교환기(180)로 전달하는 제 2 열전달 수단(190)을 더 포함하여 구성되고, 상기 열전달 수단(141′), 제 2 폐열 공급 열교환기(180)과, 제 2 열전달 수단(190) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 상기 열전달 수단(141′)은 상기 냉각수 열교환기(132)와 상기 제 2 배기가스 열교환기(136)의 열을 폐열 공급 열교환기(140)로 전달하고, 상기 제 2 열전달 수단(190)은 상기 제 1 배기가스 열교환기(134)의 열을 상기 제 2 폐열 공급 열교환기(140)로 전달하는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 열전달 수단(141′)은 열매체가 상기 냉각수 열교환기(132)와 제 2 배기가스 열교환기(136)와 폐열 공급 열교환기(140)를 순환할 수 있도록 형성된 열매체 순환 유로(142′)와, 상기 열매체 순환 유로(142′)상에 설치되어 열매체를 펌핑시키는 열매체 순환 펌프(143′)를 포함하여 구성된다.
상기 제 2 폐열 공급 열교환기(180)는 단수개가 설치되는 것도 가능하고, 복수개가 직렬 또는 병렬로 연결되게 설치되는 것도 가능하며, 이하 단수개가 설치된 것으로 한정하여 설명한다.
상기 열전달 수단(190)은 열매체가 상기 제 1 배기가스 열교환기(134)와 제 2 폐열 공급 열교환기(180)를 순환할 수 있도록 형성된 제 2 열매체 순환 유로(192)와, 상기 제 2 열매체 순환 유로(192)상에 설치되어 열매체를 펌핑시키는 열매체 순환 펌프(193)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 열병합 발전 시스템은 상기 제 1 배기가스 열교환기(134)에서 회수한 열을 방열할 수 있도록 설치된 방열 열교환기(194)를 더 포함하여 구성된다.
상기 방열 열교환기(194)는 상기 제 2 열매체 순환 유로(192)를 통과하는 열매체가 상기 제 2 폐열 공급 열교환기(180)를 바이패스 할 수 있도록 상기 제 2 열 매체 순환 유로(192)와 제 2 방열 바이패스 유로(195)로 연결된다.
또한, 상기 열병합 발전 시스템은 상기 제 1 배기가스 열교환기(134)에서 회수한 열이 상기 제 2 폐열 공급 열교환기(180)와 방열 열교환기로(194) 분배될 수 있도록 설치된 제 2 폐열 분배기(196)를 더 포함하여 구성된다.
상기 제 2 폐열 분배기(196)는 상기 제 2 방열 바이패스 유로(195)가 분지되는 부분에 설치된 제 2 삼방변이다.
또한, 상기 열병합 발전 시스템은 상기 제 2 방열 열교환기(194)의 열이 제 2 급탕조(197)이나 제 2 축열조(미도시)에서 이용되도록 하는 것도 가능하고, 대기중으로 방출되도록 하는 것도 가능함은 물론이다.
상기 제 2 방열 열교환기(194)의 열이 제 2 급탕조(197)나 제 2 축열조(미도시)에서 이용되는 경우, 상기 제 2 방열 열교환기(194)의 전부 혹은 일부는 제 2 급탕조(197)나 제 2 축열조의 내부에 설치된다.
반면에, 상기 제 2 방열 열교환기(194)의 열이 대기중으로 방출되는 경우, 상기 제 2 방열 열교환기(194)의 옆에는 실외 공기를 상기 제 2 방열 열교환기(194)로 송풍시키는 제 2 방열 팬(198)이 설치된다.
본 실시예에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 냉각수 열교환기(132)와 제 2 배기가스 열교환기(136)에서 회수된 폐열이 폐열 공급 열교환기(140)로 전달되어, 폐열 공급 열교환기(140)가 히트 펌프식 공기조화기(50)의 증발기로 작용함에 따라, 실외 온도와 관계없이 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 성능이 향상되고, 제 1 배기가스 열교환기(134)에서 회수된 폐열이 제 2 폐열 공급 열교환기(180)로 전달되어 압축기(52)에서 압축된 냉매를 가열하여, 실내 열교환기(56)에는 제 2 폐열 공급 열교환기(180)에서 가열된 냉매가 유입됨에 따라 히트 펌프식 공기조화기의 난방 성능이 향상된다.
반면에, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉방 운전시, 냉각수 열교환기(132)와 제 2 배기가스 열교환기(136)에서 회수된 폐열은 방열 열교환기(144)에서 방열되거나, 급탕조(147) 혹은 축열조에서 이용되고, 제 1 배기가스 열교환기(134)에서 회수된 폐열은 제 2 방열 열교환기(197)에서 방열되거나 제 2 급탕조(197) 혹은 제 2 축열조에서 이용된다.
도 6은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 3 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 난방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도이고, 도 7은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 3 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도이다.
본 실시예에 따른 열병합 발전 시스템은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 실외 열교환기 바이패스 유로(152)와, 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170′)와, 상기 제 1,2 난방 운전용 밸브(154)(164′)와, 제 1,2,3 냉방 운전용 밸브(157)(158)(172′) 모두가 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)에 설치되고, 상기 설치 위치 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예 또는 제 2 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 4 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 난방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도이고, 도 9는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템 제 4 실시예의 히트 펌프식 공기조화기가 냉방 운전일 때의 열매체 및 냉매 흐름이 도시된 개략 구성도이다.
본 실시예에 따른 열병합 발전 시스템은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 바이패싱 수단(150)은 본 발명 제 1 실시예의 제 1,2 난방 운전용 밸브와, 제 1,2,3 냉방 운전용 밸브 대신에 실외 열교환기 바이패스 유로(152)의 분지부 및 합지부에 각각에 설치된 제 1,2 삼방변(200)(202)과; 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)의 분지부 및 합지부에 설치된 제 3,4 삼방변(204)(206)을 포함하여 구성되고, 상기 제 1,2 삼방변(200)(202)과 제 3,4 삼방변(204)(206) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예 내지 제 2 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 난방 운전시 상기 제 1,2 삼방변(200)(202)은 팽창기구(58)에서 팽창된 냉매가 실외 열교환기(60)를 통과하지 않고 실외 열교환기 바이패스 유로(152)를 통과하도록 내부 유로를 절환하고, 상기 제 3,4 삼방변(204)(206)은 실외 열교환기 바이패스 유로(152)를 통과한 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)를 통과하지 않고 상기 폐열 공급 열교환기(140)를 통과하면서 증발된 후 사방밸브(54)로 이동되도록 내부 유로를 절환한다.
반면에, 상기 히트 펌프식 공기조화기(50)의 냉방 운전시 상기 제 3,4 삼방 변(204)(206)은 압축기(52)에서 압축된 냉매가 폐열 공급 열교환기(140)를 통과하지 않고 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로(170)를 통과하도록 내부 유로를 절환하고, 상기 제 1,2 삼방변(200)(202)은 폐열 공급 열교환기 바이패스(170)를 통과한 냉매가 실외 열교환기 바이패스 유로(152)를 통과하지 않고 실외 열교환기(60)를 통과하면서 응축된 후 팽창기구(58)로 이동되도록 내부 유로를 절환한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 발전기를 구동시키는 구동원의 폐열을 회수하는 폐열 회수 장치와, 폐열 회수 장치에 의해 가열될 수 있도록 설치된 폐열 공급 열교환기와, 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 폐열 공급 열교환기가 증발기로 작용하도록 설치된 바이패싱 수단을 포함하여 구성되어, 실외 온도와 무관하게 히트 펌프식 공기조화기의 난방 능력을 증대시킬 수 있고, 압축기의 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 폐열 회수장치에서 회수한 열을 방열할 수 있도록 설치된 방열 열교환기와, 폐열 회수장치에서 회수한 열이 폐열 공급 열교환기와 방열 열교환기로 분배될 수 있도록 설치된 폐열 분배기를 포함하여 구성되어, 필요한 폐열만을 재활용할 수 있고 히트 펌프식 공기조화기의 과부하에 대응할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 방열 열교환기의 전부 혹은 일부가 급탕조와 축열조 중 적어도 하나에 설치되므로, 엔진의 폐열을 히트 펌프식 공기조화기 뿐만 아니라 급탕조나 축열조에도 이용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 엔진의 폐열 중 일부를 폐열 공급 열교환기로 전달하고, 엔진의 폐열 중 나머지를 압축기에서 압축된 냉매를 가열하도록 설치된 제 2 폐열 공급 열교환기로 전달하며, 냉매가 제 2 폐열 공급 열교환기에 의해 가열된 후 실내 열교환기로 공급되므로, 히트 펌프식 공기조화기의 난방 성능을 극대화할 수 있고, 난방 성능이 향상된 만큼 압축기 구동에 필요한 소비전력을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 바이패싱 수단이 실외 열교환기 바이패스 유로와, 폐열 공급 열교환기 연결 유로와, 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로와, 제 1,2 난방 운전용 밸브와, 제 1,2,3 냉방 운전용 밸브를 포함하여, 간단한 구조로 냉매를 바이패스 시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 바이패싱 수단이 실외 열교환기 바이패스 유로와, 폐열 공급 열교환기 연결 유로와, 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로와, 제 1,2,3,4 삼방변을 포함하여, 최소한의 밸브로 냉매를 냉매를 바이패스 시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (15)

  1. 압축기와 사방밸브와 실내 열교환기와 팽창기구와 실외 열교환기를 포함하는 히트 펌프식 공기조화기와;
    전기를 발생하는 발전기와;
    상기 발전기를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 구동원과;
    상기 구동원의 폐열을 회수할 수 있도록 설치된 폐열 회수 장치와,
    상기 폐열 회수 장치에 의해 가열될 수 있도록 설치된 폐열 공급 열교환기와;
    상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 상기 실외 열교환기를 바이패스 하여 상기 폐열 공급 열교환기에서 증발된 후 상기 사방밸브로 유입되고, 상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉방 운전시 상기 압축기에서 압축된 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기를 바이패스 하여 상기 실외 열교환기에서 응축될 수 있도록 설치된 바이패싱 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열병합 발전 시스템은 상기 폐열 회수장치에서 회수한 열을 방열할 수 있도록 설치된 방열 열교환기와;
    상기 폐열 회수장치에서 회수한 열이 상기 폐열 공급 열교환기와 방열 열교 환기로 분배될 수 있도록 설치된 폐열 분배기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 폐열 회수 장치와 상기 폐열 공급 열교환기는 열매체가 순환할 수 있도록 형성된 열매체 순환 유로로 연결되고,
    상기 방열 열교환기는 상기 열매체 순환 유로를 통과하는 열매체가 상기 폐열 공급 열교환기를 바이패스 할 수 있도록 상기 열매체 순환 유로와 방열 바이패스 유로로 연결되며,
    상기 폐열 분배기는 상기 방열 바이패스 유로가 분지되는 부분에 설치된 삼방변인 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열병합 발전 시스템은 상기 방열 열교환기의 전부 혹은 일부가 급탕조와 축열조 중 적어도 하나에 설치된 것을 구성하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐열 회수 장치는 상기 구동원을 냉각시키는 냉각수의 폐열을 회수하는 냉각수 열교환기와,
    상기 구동원에서 배기된 배기가스의 폐열을 회수하는 제 1 배기가스 열교환기와,
    상기 제 1 배기가스 열교환기에서 폐열을 빼앗긴 배기가스의 잔여 폐열을 회수하는 제 2 배기가스 열교환기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열병합 발전 시스템은 상기 냉각수 열교환기와 제 1 배기가스 열교환기와 제 2 배기가스 열교환기의 열을 상기 폐열 공급 열교환기로 전달하는 열전달 수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 열병합 발전 시스템은 상기 냉각수 열교환기와 제 1 배기가스 열교환기와 제 2 배기가스 열교환기 중 일부의 열을 상기 폐열 공급 열교환기로 전달하는 열전달 수단과,
    상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 상기 압축기에서 압축된 냉매를 가열하도록 설치된 제 2 폐열 공급 열교환기와,
    상기 냉각수 열교환기와 제 1 배기가스 열교환기와 제 2 배기가스 열교환기 중 나머지의 열을 상기 제 2 폐열 공급 열교환기로 전달하는 제 2 열전달 수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 폐열 공급 열교환기는 복수개가 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐열 공급 열교환기는 복수개가 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패싱 수단은
    상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 상기 실외 열교환기를 바이패스 할 수 있도록 설치된 실외 열교환기 바이패스 유로와;
    상기 히트 펌프식 공기조화기의 난방 운전시 상기 바이패스 유로로 바이패스된 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기를 통과한 후 상기 사방밸브로 유입될 수 있도록 설치된 폐열 공급 열교환기 연결 유로와;
    상기 히트 펌프식 공기조화기의 냉방 운전시 상기 사방밸브를 통과한 냉매가 상기 폐열 공급 열교환기를 바이패스 할 수 있도록 설치된 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 바이패싱 수단은 상기 실외 열교환기 바이패스 유로에 설치된 제 1 난방 운전용 밸브와,
    상기 폐열 공급 열교환기 연결 유로에 설치된 제 2 난방 운전용 밸브와,
    상기 실외 열교환기 바이패스 유로의 분지부와 상기 실외 열교환기 사이에 설치된 제 1 냉방 운전용 밸브와,
    상기 실외 열교환기 바이패스 유로의 합지부와 상기 실외 열교환기의 사이에 설치된 제 2 냉방 운전용 밸브와,
    상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로에 설치된 제 3 냉방 운전용 밸브를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 난방 운전용 밸브와 제 1,2,3 냉방 운전용 밸브는 온/오프 밸브인 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 열병합 발전 시스템은 상기 발전기와 구동원과 폐열 회수 장치와 상기 폐열 공급 열교환기가 내장된 섀시를 더 포함하여 구성되고,
    상기 실외 열교환기 바이패스 유로와, 제 1 난방 운전용 밸브와, 제 1 냉방 운전용 밸브와, 제 2 냉방 운전용 밸브는 상기 히트 펌프식 공기조화기에 설치되며,
    상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로와, 제 2 난방 운전용 밸브와, 제 3 냉방 운전용 밸브는 상기 섀시의 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 열병합 발전 시스템은 상기 발전기와 구동원과 폐열 회수 장치와 상기 폐열 공급 열교환기가 내장된 섀시를 더 포함하여 구성되고,
    상기 실외 열교환기 바이패스 유로와, 상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로와, 상기 제 1,2 난방 운전용 밸브와, 제 1,2,3 냉방 운전용 밸브는 상기 히트 펌프식 공기조화기에 설치된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 바이패싱 수단은
    상기 실외 열교환기 바이패스 유로의 분지부 및 합지부에 각각에 설치된 제 1,2 삼방변과;
    상기 폐열 공급 열교환기 바이패스 유로의 분지부 및 합지부에 설치된 제 3 삼방변을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
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