KR20070112613A - 열병합 발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력 및 열을 에너지원으로 공급할 수 있는 열병합 발전 시스템에 관한 것으로서, 발전기와, 상기 발전기를 구동시키는 구동원과, 상기 구동원으로부터 폐열을 회수하는 폐열 회수 유닛과, 상기 폐열 회수 유닛에 의해 회수된 폐열을 공급받는 급탕 유닛과, 상기 급탕 유닛 내 급탕 온도를 발열 또는 냉동 작용에 의해 조절하는 급탕 온도 조절 유닛을 포함하여 구성됨으로써 상기 급탕 유닛으로부터 공급되는 급탕 온도가 급탕 수요처 측 부하에 정확하면서도 신속하게 응답될 수 있는 열병합 발전 시스템을 제공한다.

열병합 발전 시스템, 발전기, 구동원, 공기조화기, 급탕 유닛, 저탕조, 히터, 냉동기

Description

열병합 발전 시스템{Electric generation air condition system}

도 1은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템의 설치 조감도이다.

도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템의 구성도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10: 공기조화기 11: 실내기

12: 제1실외기 13: 제2실외기

14: 냉매 순환 유로 20: 급탕유닛

22: 저탕조 24: 저탕조 순환 유로

26: 저탕조 순환 펌프 31: 압축기

32: 사방밸브 33: 실외 열교환기

34: 실외 팽창밸브 35: 공용 어큐뮬레이터

40: 제1 냉매 개폐 밸브 41: 제1냉매 역지변

42: 실외 열교환기 바이패스 유로 43: 제2 냉매 개폐 밸브

44: 실외 팽창밸브 바이패스 유로 45: 제2냉매 역지변

46: 냉매 연결 유로 47: 냉매 연결 유로 개폐밸브

50: 발전기 60: 가스엔진

70: 엔진 냉각장치 80: 폐열 처리 유닛

82: 냉각수 폐열 회수 열교환기 84: 배기가스 폐열 회수 열교환기

86: 제1폐열 처리 다목적 열교환기 87: 제2 폐열 처리 다목적 열교환기

90: 폐열 처리 매체 순환 유로 92: 폐열 회수 유로

94: 폐열 처리 매체 회수 유로 96: 폐열 처리 매체 순환 펌프

100: 폐열 공급 열교환기 110: 방열 열교환기

130: 급탕 온도 조절 유닛 132: 급탕 온도 센서

134: 히터 136: 냉동기

138: 급탕 유량 센서 142: 냉수 유량 센서

본 발명은 열병합 발전 시스템에 관한 것으로서, 특히 급탕 유닛의 축열된 급탕의 온도를 발열 또는 냉동 작용에 의해 조절하는 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 열병합 발전시스템은 코제너레이션 시스템(Cogeneration system) 이라고도 불리는 것으로, 하나의 에너지원으로부터 전력과 열을 동시에 생산하는 시스템이다.

이와 같은 열병합 발전 시스템은 가스 엔진 또는 터빈을 구동하여 발전을 하면서 발생되는 배기가스 열 또는 냉각수의 폐열을 회수함으로써 종합열효율을 70~80%까지 높이는 것이 가능하여, 최근에는 아파트나 오피스와 같은 대형 건물의 전력, 열원으로 주목받고 있는 고효율 에너지 이용방식이다.

도 3은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템은, 전력을 발전하는 발전기(200)와, 상기 발전기(200)가 운전되도록 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 엔진 등의 구동원(202)과, 상기 구동원(202)의 구동으로 인해 상기 구동원(202)으로부터 생긴 폐열을 회수하는 폐열 회수 유닛(210)과, 상기 폐열 회수 유닛(210)의 폐열을 급탕 등에 이용하거나 외부로 방열되게 하는 열 수요처(220)를 포함하여 구성된다.

상기 발전기(200)에서 발전된 전력, 즉 발전 전력은 가정의 각종 조명기구나 공기조화기(230) 등의 전력 소비기기에 공급된다.

상기 폐열 회수 유닛(210)은 상기 구동원(202)의 구동으로 인해 생긴 폐열 회수를 위해 상기 구동원(202)에서 배출되는 배기가스의 열을 빼앗는 배기 가스 열교환기(212)와, 상기 구동원(202)을 냉각시킨 냉각수의 열을 빼앗는 냉각수 열교환기(214)로 구성된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 구동원(202)의 구동으로 생긴 폐열을 회수하여 상기 열 수요처(220)에 전달하는 방식이기 때문에 상기 구동원(202)의 구동 상태에 따라 상기 폐열 회수 유닛(210)에 회수되는 폐열량이 일정하지 않아서 상기 열 수요처(220) 측 부하보다 온도가 높거나 낮는 등 상기 열 수요처(220)가 열 수요처 측 부하에 온도 등의 조건을 정확하게 응답할 수 없어 신뢰성이 낮은 문제점이 있다.

또한 상기 폐열 회수 유닛(210)에 의해 회수된 폐열량이 한정적이므로 상기 급탕 소비량이 순간 과다하거나 오랫동안 급탕이 소비되는 경우 등 상기 열 수요처(220)의 열 수요처 측 부하가 높은 경우, 급탕 공급이 중간에 중단되는 등 상기 열 수요처 측 부하를 만족할 수 없어 신뢰성이 낮은 문제점이 있다.

또한 상기와 같이 열 수요처 측 부하가 높은 경우에 대비하기 위해 축열 용량이 크도록 상기 열 수요처(320)가 비대해질 수밖에 없어 시스템이 방대해지면서 시스템 효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열 수요처인 급탕 유닛에 축열된 급탕의 온도를 발열 또는 냉동 작용에 의해 조절할 수 있는 급탕 온도 조절 유닛을 포함하여 상기 급탕 유닛의 신뢰성이 향상되게 할 수 있는 열병합 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 발전기와; 상기 발전기를 구동시키는 구동원과; 상기 구동원으로부터 폐열을 회수하는 폐열 회수 유닛과; 상기 폐열 회수 유닛에 의해 회수된 폐열을 공급받는 급탕 유닛과; 상기 급탕 유닛의 급탕 온도를 발열 또는 냉동 작용에 의해 조절하는 급탕 온도 조절 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 급탕 온도 조절 유닛은 상기 발전기에서 발전된 전력을 공급받도록 상기 발전기와 연계된 것을 특징으로 한다.

상기 급탕 온도 조절 유닛은 상기 급탕 유닛의 급탕 온도를 센싱하는 급탕 온도 센서와; 상기 급탕 온도 센서의 감지 결과에 따라 상기 급탕 유닛의 급탕을 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 급탕 온도 조절 유닛은 상기 히터의 제어를 위해 상기 급탕 유닛의 급탕 공급 유량을 센싱하는 급탕 유량 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 급탕 온도 조절 유닛은 상기 급탕 유닛의 급탕 온도를 센싱하는 급탕 온도 센서와; 상기 급탕 온도 센서의 감지 결과에 따라 상기 급탕 유닛의 급탕을 냉각하는 냉동기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 급탕 온도 조절 유닛은 상기 냉동기의 제어를 위해 상기 급탕 유닛의 급탕 공급 유량을 센싱하는 급탕 유량 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 급탕을 공급하는 급탕 유닛과; 공기 조화 작용을 행하는 공기조화기와; 상기 급탕 유 닛 또는 공기조화기에 사용되는 전력을 발전하는 발전기와; 상기 발전기를 구동시키는 구동원과; 상기 구동원의 폐열 또는 상기 공기조화기의 냉매 응축열을 회수하여 상기 급탕 유닛 또는 공기조화기에 전달하는 폐열 처리 유닛과; 상기 급탕 유닛의 급탕 온도를 발열 또는 냉동 작용에 의해 조절하는 급탕 온도 조절 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템의 설치 조감도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템의 구성도이다.

본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 크게 전력을 생산함과 아울러 폐열을 공급할 수 있는 열병합 발전부와, 상기 열병합 발전부에서 생산한 전력 또는 폐열을 소비하는 열병합 발전 수요처인 공기조화기(10)와 급탕 유닛(20)으로 구분될 수 있다.

상기 열병합 발전부는 전력을 생산하는 발전기(50)와, 상기 발전기(50)가 발전될 수 있도록 상기 발전기(50)를 구동시키는 구동원(60)과, 상기 구동원(60)의 구동으로 인해 생긴 폐열을 회수하여 처리하는 폐열 처리 유닛(80)을 포함하여 구성된다.

상기 발전기(50)는 상기 열병합 발전 수요처의 총 용량에 따라 1대로 구축되거나 2대 이상으로 구축되어 전력이 통합된 후 상기 열병합 발전 수요처로 분배되 도록 구축될 수 있는데, 본 실시 예에서는 설며의 편의를 위해 1대로 한정하여 설명한다.

상기 발전기(50)는 교류 발전기와 직류 발전기 중 어느 하나로서, 상기 구동원(60)의 출력축에 회전자가 연결되어 상기 출력축의 회전시 전력을 생산토록 구비될 수 있다.

상기 구동원(60)은 상기 발전기(50)와 일대일 대응되게 구축되는 것도 가능하고, 둘 이상의 발전기(50)를 동시에 구동시킬 수 있도록 구축되는 것도 가능한데, 본 실시 예에서는 상기에서 상기 발전기(50)가 1대 구축되는 것으로 한정한 바, 1대로 구축되는 것으로 한정하여 설명한다.

상기 구동원(60)은 각각 연료 전지 또는, 가스, 석유 등 연료를 이용하여 운전되는 엔진, 터빈 등 다양한 장치로 구현될 수 있으며, 이하 가스 엔진으로 한정하여 설명함과 아울러 도면 부호 '60'은 가스 엔진(60)을 지시한다.

상기 가스엔진(60)에는 그 내부에 구비된 연소실로 연료인 가스가 공급되는 가스공급통로(61) 및 공기가 공급되는 공기공급통로(62)와, 상기 가스엔진(60)의 각 연소실로부터 배기가스가 배기되는 배기가스통로(63)가 구비된다.

또한, 상기 가스엔진(60)에는 상기 가스엔진(60) 과열시 고장나기 쉽고 수명이 단축되며 엔진 출력이 저하되고, 상기 가스엔진(60) 과냉시 엔진 효율이 저하되는 등 상기 가스엔진(60)의 신뢰성이 저하되는 바, 상기 가스엔진(60)이 적정 온도 범위 내에서 운전되게 하는 엔진 냉각장치(70)가 구비된다.

상기 엔진 냉각장치(70)는 냉각수가 상기 가스엔진(60)과 상기 폐열 처리 유닛(80) 사이에서 순환되도록 안내하는 냉각수 순환 유로(72)와, 상기 냉각수 순환 유로(72) 상에 설치되어 상기 냉각수 순환 유로(72) 내 냉각수를 펌핑하는 냉각수 펌프(74)로 이루어진다.

상기 폐열 처리 유닛(80)은 상기 냉각수 순환 유로(72)와 각각 연결되어 상기 가스엔진(60) 냉각 후 고온이 된 냉각수의 열을 빼앗는 상기 냉각수 폐열 회수 열교환기(82)와, 상기 가스엔진(60)의 배기가스통로(63)와 연결되어 상기 가스엔진(60)에서 배기된 배기가스의 열을 회수하는 배기가스 폐열 회수 열교환기(84)를 포함한다.

또한 상기 폐열 처리 유닛(80)은 상기 공기조화기(10)와 연결되어 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열을 상기 공기조화기(10)에 각각 전달하거나 상기 공기조화기(10)의 냉매 응축열을 회수하는 폐열 처리 다목적 열교환기(86)(87)를 포함할 수 있다.

상기 폐열 처리 다목적 열교환기(86)(87)는 상기 공기조화기(10)의 수에 따라 한 개로 구비되는 것도 가능하고, 둘 이상으로 구비되는 것도 가능하며, 본 실시 예에서는 2개로 구비되는 것으로 한정하여 설명함과 아울러, 도면 부호 '86'의 폐열 처리 다목적 열교환기(86)를 제1 폐열 처리 다목적 열교환기(86)로 지시하고, 도면 부호 '87'의 폐열 처리 다목적 열교환기(87)를 제2 폐열 처리 다목적 열교환기(87)로 지시한다.

또한 상기 폐열 처리 유닛(80)은 상기 가스엔진(60)의 폐열 또는 상기 공기조화기(10)의 냉매 응축열을 회수하거나 전달하기 위한 폐열 처리 매체가, 상기 냉 각수 폐열 회수 열교환기(82)와, 상기 배기가스 폐열 회수 열교환기(84)와, 상기 제1,2 폐열 처리 다목적 열교환기(86)(87)를 순환토록 안내하는 폐열 처리 매체 순환 유로(90)가 포함된다.

상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)는 도 2에 굵은 실선으로 도시된 바와 같이, 상기 폐열 처리 매체가 상기 배기가스 폐열 회수 열교환기(84)와, 상기 냉각수 폐열 회수 열교환기(82)와, 상기 제1,2 폐열 처리 다목적 열교환기(86)(87) 순으로 이동되면서 상기 가스엔진(60)의 폐열을 회수하는 폐열 회수 유로(92)를 포함한다.

상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)는 상기 폐열 처리 매체가 상기 제1,2 폐열 처리 다목적 열교환기(86)(87)에서 상기 배기가스 폐열 회수 열교환기(84)로 이동되도록 안내하는 폐열 처리 매체 회수 유로(94)를 포함한다.

상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)에는 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90) 내 폐열 처리 매체가 펌핑될 수 있도록 폐열 처리 매체 순환 펌프(96)가 설치된다.

상기 폐열 처리 매체 순환 펌프(98)는 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90) 내 어느 곳에 설치되어도 무방하며, 일 예로써 본 실시 예와 같이 상기 폐열 처리 매체 회수 유로(94) 상에 위치될 수 있다.

상기한 폐열 처리 매체 순환 유로(90)에는 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)의 내부에 공기가 차지 않도록 팽창 탱크(98)가 구비된다.

상기 팽창 탱크(98)는 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)의 어느 곳에 설 치되도 무방하며, 일 예로써 본 실시 예와 같이 폐열 처리 매체가 상기 폐열 처리 매체 순환 펌프(96)에 유입되기 직전에 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90) 내 공기가 빠질 수 있도록 상기 제1,2 폐열 처리 다목적 열교환기(86)(87)와 상기 폐열 처리 매체 순환 펌프(96) 사이에 위치되도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 폐열 처리 유닛(80)은 상기 열병합 발전 수요처 중 하나인 상기 급탕 유닛(20)에 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열을 공급할 수 있도록, 상기 급탕 유닛(20)과 연결되어 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열을 상기 급탕 유닛(20)에 공급하는 폐열 공급 열교환기(100)를 포함한다.

상기 폐열 공급 열교환기(100)는 상기 급탕 유닛(20)의 수나 상기 가스엔진(60)의 수 등에 따라 하나로 구축되는 것도 가능하고, 둘 이상의 복수 개로 구축되는 것도 가능하며, 이하 설명의 편의를 위해 본 실시 예에서는 하나로 구축되는 것으로 한정하여 설명한다.

상기 폐열 공급 열교환기(100)는 도 2에 이점 쇄선으로 도시된 바와 같이, 각각 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)와 폐열 공급 순환 유로(102)를 통해 연결된다.

상기 폐열 공급 순환 유로(102)는 상기 폐열 공급 열교환기(100)와 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90) 중 폐열 회수 유로(92)를 연결하여 상기 폐열 회수 유닛(80)에 의해 회수된 폐열이 상기 폐열 공급 열교환기(100)로 공급되도록 안내하는 폐열 공급 입구 유로(103)와, 상기 폐열 공급 열교환기(100)와 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90) 중 폐열 처리 매체 회수 유로(94)를 연결하여 상기 폐열 공급 열교환기(100)를 통과한 폐열 처리 매체를 상기 폐열 처리 매체 회수 유로(94)로 안내하는 폐열 공급 출구 유로(104)로 이루어진다.

상기 폐열 공급 입구 유로(103)와 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90) 중 폐열 회수 유로(92)의 합지점에는 상기 폐열 처리 매체의 흐름 및 유량을 절환하는 제1폐열 처리 매체 절환 유닛(105)이 구비된다.

상기 제1폐열 처리 매체 절환 유닛(105)은 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90) 중 폐열 회수 유로(92) 내 폐열 처리 매체를 유입받고, 상기 유입 받은 폐열 처리 매체를 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90) 중 폐열 회수 유로(92)와 상기 폐열 공급 순환 유로(102)의 폐열 공급 입구 유로(103) 중 어느 하나로 토출하거나 일정 비율로 나누어 둘 다에 토출할 수 있도록 삼방변 구조로 구비될 수 있다.

상기 폐열 공급 순환 유로(102)의 폐열 공급 출구 유로(104)는 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)의 폐열 처리 매체 회수 유로(94)와 연결된다.

상기 폐열 공급 순환 유로(102)의 폐열 공급 출구 유로(104)는 상기 폐열 공급 순환 유로(102)의 폐열 공급 출구 유로(104) 내 폐열 처리 매체가, 상기 제1,2 폐열 처리 다목적 열교환기(86)(87)를 바이패스할 수 있도록, 도 2에 점선으로 도시된 바와 같이, 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)의 폐열 매체 회수 유로(94)와 폐열 처리 다목적 열교환기 바이패스 유로(104a)와 연결될 수 있다.

상기 폐열 공급 순환 유로(102)의 폐열 공급 출구 유로(104)와 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)의 폐열 매체 회수 유로(94)와, 그리고 상기 폐열 처리 다목적 열교환기 바이패스 유로(104a)의 합지점에는 상기 폐열 처리 매체의 흐름 및 유량을 절환하는 제2폐열 처리 매체 절환 유닛(108)이 구비된다.

상기 제2폐열 처리 매체 절환 유닛(108)은 상기 폐열 공급 순환 유로(102)의 폐열 공급 출구 유로(104) 내 폐열 처리 매체를 유입받고, 상기 유입 받은 폐열 처리 매체를 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)의 폐열 매체 회수 유로(94)와 상기 폐열 처리 다목적 열교환기 바이패스 유로(104a) 중 어느 하나로 토출하거나 일정 비율로 나누어 둘 다에 토출할 수 있도록 삼방변 구조로 구비될 수 있다.

또한 상기 폐열 처리 유닛(80)은 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열을 상기 열교환 발전 시스템의 외부에 버릴 수 있도록 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)와 연결된 방열 열교환기(110)를 포함할 수 있다.

상기 방열 열교환기(110)는 하나로 구축되는 것도 가능하고, 둘 이상의 복수 개로 구축되는 것도 가능하며, 이하 설명의 편의를 위해 본 실시 예에서는 하나로 구축되는 것으로 한정하여 설명한다.

상기한 방열 열교환기(110)는 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)와 직접 연결되는 것도 가능하고, 상기 폐열 공급 순환 유로(102)를 통해 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)와 간접 연결되는 것도 가능하며, 이하 설명의 편의를 위해 본 실시 예에서는 상기 폐열 처리 매체 순환 유로(90)와 간접 연결되는 것으로 한정하여 설명한다.

이와 같은 방열 열교환기(110)는 상기 폐열 공급 순환 유로(102)의 폐열 공급 출구 유로(104) 상에 위치되도록 구비된다.

상기 방열 열교환기(110) 측에는 각각 상기 방열 열교환기(110)의 방열성 향상을 위해 상기 방열 열교환기(110) 내 폐열 처리 매체와 열교환되는 공기 등과 같은 매체를 강제 통풍시키는 방열 송풍기(112)가 각각 구비될 수 있다.

상기 방열 송풍기(112)는 상기 발전기(50)에서 생산한 전력을 공급받는 것도 가능하고, 한전에서 공급하는 상용 전력을 공급받는 것도 가능하며, 상황에 따라 상기 발전기(50)에서 생산한 전력과 상용 전력 중 어느 하나를 공급받을 수 있도록 구축되는 것도 가능하다.

또한 상기 폐열 처리 유닛(80)에는 폐열 처리 매체가 상기 방열 열교환기(110)를 바이패스할 수 있도록, 도 2에 점선으로 도시된 바와 같이 상기 폐열 공급 순환 유로(102)의 폐열 공급 출구 유로(104)와 연결된 방열 열교환기 바이패스 유로(118)가 포함될 수 있다.

상기 방열 열교환기 바이패스 유로(118)의 입구단과 상기 폐열 공급 순환 유로(102)의 폐열 공급 출구 유로(104)의 합지점에는, 상기 폐열 처리 매체의 흐름 및 유량을 절환하는 제3폐열 처리 매체 절환 유닛(120)이 구비된다.

상기 제3폐열 처리 매체 절환 유닛(120)은 상기 폐열 공급 순환 유로(102)의 폐열 공급 출구 유로(104) 내 폐열 처리 매체가 상기 방열 열교환기(110)와 상기 방열 열교환기 바이패스 유로(118) 중 어느 하나로 유동되거나, 일정 비율로 나뉘어 둘 다에 유동되도록 삼방변으로 구현될 수 있다.

한편, 상기 열병합 발전부에는 상기 발전기(50)가 복수 대로 구축된 경우, 상기 복수 대의 발전기(50) 중 운전 발전기(50)에서 발전된 전력을 통합하여 상기 열병합 발전 수요처인 상기 급탕 유닛(20)이나 공기조화기(10)로 분배하는 전력 통 합-분배 유닛이 포함될 수 있다.

또한 상기 열병합 발전부에는 상기 가스엔진(60)이 복수 대로 구축된 경우, 상기 복수 대의 가스엔진(60) 중 구동 가스엔진(60)으로부터 발생된 폐열을 통합하여 상기 열병합 발전 수요처인 상기 급탕 유닛(20)이나 공기조화기(10)로 분배하는 폐열 통합-분배 유닛이 포함될 수 있다.

다음으로, 상기 열병합 발전 수요처 중 공기조화기(10)는 여러 유형으로 구축될 수 있는데, 이하, 본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 냉,난방이 모두 가능한 히트 펌프형이면서 실내기(11)와 실외기(12)(13)가 구조적으로 분리된 분리형이고, 둘 이상의 실내기(11)가 통합되어 실외기(12)(13)와 냉매 순환 유로(14)를 통해 연결된 멀티형인 것으로 한정하여 설명한다.

상기 공기조화기(10)의 복수 개의 실내기(11)는 각각 상기 발전기(50)에서 생산한 전력을 공급받는 것도 가능하고, 한전에서 공급하는 상용 전력을 공급받는 것도 가능하며, 상황에 따라 상기 발전기(50)에서 생산한 전력과 상용 전력 중 어느 하나를 공급받을 수 있도록 구축되는 것도 가능한데, 이하 상용 전력만을 공급받는 것으로 한정하여 설명한다.

상기 공기조화기(10)의 복수 개의 실내기(11)는 하나로 통합되어 운전되거나, 둘 이상의 실내기(11)가 군을 이루어 군별로 운전되거나, 각 개별적으로 운전될 수 있다.

상기 공기조화기(10)의 복수 개의 실내기(11)는 각각 천정형이나, 벽걸이형, 스탠드형 등 어느 유형이어도 무방하며, 실내 열교환기와 실내 팽창밸브가 구비된다.

상기 공기조화기(10)의 실외기(12)(13)는 한 대로 구축되는 것도 가능하고, 둘 이상의 복수 대로 구축되는 것도 가능하며, 이하 설명의 편의를 위해 본 실시 예에서는 2 대로 구축되는 것으로 한정하여 설명함과 아울러, 도면 부호 '12'의 실외기(12)를 제1실외기(12)로 지시하고, 도면 부호 '13'의 실외기(13)를 제2실외기(13)로 지시한다.

이러한 공기조화기(10)의 제1,2실외기(12)(13)는 모두 동일하게 구성되는 것도 가능하고, 각각 개별적으로 구성되는 것도 가능하며, 이하 설명의 편의를 위해 본 실시 예에서는 동일하게 구성된 것으로 한정하여 설명함과 아울러 그 상세 구성요소의 도면 부호를 동일하게 지시한다.

상기 공기조화기(10)의 제1,2실외기(12)(13)에는 각각 압축기(31)와, 사방밸브(32)와, 실외 열교환기(33)와, 실외 팽창밸브(34)가 설치된다.

상기 압축기(31)는 제1,2실외기(12)(13)에 각각 하나로 구성되는 것도 가능하고, 둘 이상의 복수 개로 구성되는 것도 가능하며, 이하 본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 2개로 구성되는 것으로 한정하여 설명한다.

또한 상기 압축기(31)는 냉매 압축 용량이 일정한 정속형으로 구비되는 것도 가능하고, 냉매 압축 용량이 가변될 수 있는 인버터형으로 구비되는 것도 가능하다.

상기 2개의 압축기(31)는 상기 공기조화기(10)의 공조매체인 냉매가 흡입되 는 흡입 측에, 각각 어큐뮬레이터가 연결되는 것도 가능하고, 본 실시 예와 같이 하나의 공용 어큐뮬레이터(35)가 연결되는 것도 가능하다.

상기 사방밸브(32)는 냉방 모드 또는 난방 모드로 절환토록 구비된다.

상기한 공기조화기(10)의 제1,2실외기(12)(13)에는 각각 상기 발전기(50)에서 생산한 전력만을 공급받도록 구축되는 것도 가능하고, 상황에 따라 상기 발전기(50)에서 생산한 전력과 상용 전력 중 어느 하나를 공급받을 수 있도록 구축되는 것도 가능한데, 이하 상기 발전기(50)에서 생산한 전력만을 공급받는 것으로 한정하여 설명한다.

상기 냉매 순환 유로(14)는 도 5에 굵은 실선으로 도시된 바와 같이, 냉매가 상기 실내기(11)와, 압축기(31)와, 사방밸브(32)와, 실외 열교환기(33)를 순환토록 구비된다.

상기 냉매 순환 유로(14)에는 상기 냉매 순환 유로(14) 내 냉매가 냉방을 위해 순환되는 경우 상기 실외 열교환기(33)의 입구 측에, 냉매 출입을 단속하는 제1 냉매 개폐 밸브(40)가 설치된다.

상기 냉매 순환 유로(14)에는 상기 냉매 순환 유로(14) 내 냉매가 냉방을 위해 순환되는 경우 상기 실외 열교환기(33)의 토출 측에, 냉매가 상기 실외 열교환기(33)로 유동되지 않도록 하는 제1 냉매 역지변(41)이 설치된다.

상기 냉매 순환 유로(14)에는 도 5에 이점쇄선으로 도시된 바와 같이, 냉매가 상기 실외 열교환기(33)를 바이패스할 수 있도록 상기 실외 열교환기(33)의 양 끝측을 연결하는 실외 열교환기 바이패스 유로(42)가 구비된다.

상기 실외 열교환기 바이패스 유로(42)에는 상기 실외 팽창밸브(34)와, 냉매 출입을 단속하는 제2 냉매 개폐 밸브(43)가 설치된다.

상기 실외 팽창밸브(34)와 제2 냉매 개폐 밸브(43)는 상기 제1 냉매 역지변(41)에서 상기 제1 냉매 개폐 밸브(40)를 향해 유동되는 방향으로 차례로 배열된다.

상기 실외 열교환기 바이패스 유로(42)에는 냉매가 상기 실외 팽창밸브(34)를 바이패스할 수 있도록 도 5에 점선으로 도시된 바와 같이, 상기 실외 팽창밸브(34)의 양측을 연결하는 실외 팽창밸브 바이패스 유로(44)가 구비된다.

상기 실외 팽창밸브 바이패스 유로(44)에는 냉매가 상기 제3 냉매 역지변(43)에서 상기 실외 팽창밸브(34)를 향하는 방향으로만 유동되게 하는 제2 냉매 역지변(45)이 구비된다.

또한 상기 냉매 순환 유로(14)와 실외 열교환기 바이패스 유로(42) 사이에는 도 5에 굵은 점선으로 도시된 바와 같이, 냉매 연결 유로(46)가 구비된다.

상기 냉매 연결 유로(46)는 상기 냉매 순환 유로(14)와 연결되되, 상기 실외 열교환기(33)와 제2냉매 개폐 밸브(43) 사이에 위치된 냉매 순환 유로(14)와 연결되도록 구비된다.

상기 냉매 연결 유로(46)는 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(42)와 연결되되, 상기 실외 팽창밸브(34)와 제2냉매 개폐 밸브(43) 사이에 위치된 실외 열교환기 바이패스 유로(42)와 연결되도록 구비된다.

상기 냉매 연결 유로(46) 상에는 상기 냉매 연결 유로(46)를 개폐하는 냉매 연결 유로 개폐 밸브(47)가 설치된다.

한편 상기 냉매 순환 유로(14)는 상기 열병합 발전부(1)에서 공급하는 폐열을 공급받을 수 있도록 상기 제1폐열 처리 다목적 열교환기(86) 또는 상기 제2폐열 처리 다목적 열교환기(87)를 경유토록 구비된다.

상기와 같이 구성된 공기조화기(10)는 상기 실내기(11)가 차가운 공기를 공급하는 냉방 모드 또는 상기 실내기(11)가 따뜻한 공기를 공급하는 난방 모드로 운전될 수 있다.

상기 공기조화기(10)의 냉방 모드는 상기 공기조화기(10)의 냉매 응축열이 상기 실외 열교환기(33)에서 방열되는 실외 열교환기 응축 냉방 모드와, 상기 폐열 처리 유닛(80)이 상기 공기조화기(10)의 냉매 응축열을 회수토록 냉매 응축열이 상기 상기 제1폐열 처리 다목적 열교환기(86) 또는 상기 제2폐열 처리 다목적 열교환기(87)로 방열되는 냉매 응축열 회수 냉방 모드로 상세 구분될 수 있다.

상기 공기조화기(10)의 난방 모드는, 상기 공기조화기(10)의 실외기(13)가 각각 설치된 실외 온도에 따라 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열을 이용하지 않는 실외 고온 난방 모드와, 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열을 이용해 냉매가 증발되게 하는 실외 저온 난방 모드로 상세 구분될 수 있다.

다음으로, 상기 열병합 발전 수요처 중 하나인 급탕 유닛(20)은 급탕이 저장된 저탕조(22)와, 상기 저탕조(22) 내 급수가 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열에 의해 가열될 수 있도록 상기 저탕조(22) 내 급탕이 상기 저탕조(22)와 상기 폐열 공급 열교환기(100)를 순환토록 안내하는 저탕조 순환 유로(24)와, 상기 저탕조 순환 유로(24) 상에 설치되어 상기 저탕조 순환 유로(24) 내 급수를 펌핑하는 저탕조 순환 펌프(26)로 이루어진다.

상기 저탕조(22)에는 상기 저탕조(22) 내 급탕이 상기 저탕조 순환 유로(24)로 토출되는 급탕 순환 출구(22a)와, 상기 저탕조 순환 유로(24) 내 급탕이 상기 저탕조(22)로 유입되는 급탕 순환 입구(22b)와, 상기 저탕조(22) 내 급탕이 급탕 수요처로 토출되는 급탕 토출구(22c)가 구비된다.

상기 저탕조 순환 유로(24)는 도 4에 굶은 실선으로 도시된 바와 같이, 상기 저탕조(22)의 급수 순환 출구(22a)와 상기 폐열 공급 열교환기(100)를 연결하여 상기 저탕조(22) 내 급탕을 상기 폐열 공급 열교환기(100)로 안내하는 급탕 토출로(24a)와, 상기 폐열 공급 열교환기(100)와 상기 저탕조(22)의 급탕 순환 입구(22b)를 연결하여 상기 폐열 공급 열교환기(100)에서 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열에 의해 가열된 급탕을 상기 저탕조(22)로 안내하는 급탕 회수로(24b)로 이루어진다.

상기한 급탕 유닛(20)은 상기 발전기(50)에서 발전한 전력을 공급받는 것도 가능하고, 한전에서 공급하는 상용 전력을 공급받는 것도 가능하며, 상황에 따라 상기 발전기(50)에서 생산한 전력과 상용 전력 중 어느 하나를 공급받을 수 있도록 구축되는 것도 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 급탕 유닛(20)이 공급하는 급탕의 온도가 급탕을 사용하는 사용자에 의해 설정된 특정 온도로 조절되거나 기 설정된 특정 온도로 일정하게 유지될 수 있도록, 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내 급탕을 가열 또는 냉각하여 상기 급탕 유닛(20)에서 공급하는 급탕 온도를 조절하는 급탕 온도 조절 유닛(130)이 더 포함된다.

상기 급탕 온도 조절 유닛(130)은 상기 급탕 유닛(20) 측에 설치되어 상기 급탕 유닛(20)에서 공급하는 급탕 온도를 센싱하는 급탕 온도 센서(132)와, 상기 급탕 온도 센서(132)의 감지 결과에 따라 상기 급탕 유닛(20)에서 공급하는 급탕을 가열하는 히터(134)를 포함하는 구성된다.

상기 급탕 온도 센서(132)는 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)에 설치되는 것도 가능하고, 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)의 급탕 토출구(22c)와 급탕 수요처를 연결하는 급탕 토출 유로(23) 상에 설치되는 것도 가능하다.

여기서 상기 급탕 온도 센서(132)는 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)에 설치되는 경우, 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)의 급탕 순환 출구(22a) 또는 급탕 순환 입구(22b) 또는 급탕 토출구(22c) 등 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내부 어디든 설치 가능하다.

또는 상기 급탕 온도 센서(132)는 상기 급탕 유닛(20)의 급탕 토출 유로(23)에 설치되는 경우, 상기 급탕 유닛(20)의 급탕 토출 유로(23) 입구 측 또는 중앙 측 또는 토출 측 등 어디든 설치 가능하다.

이러한 급탕 온도 센서(132)는 상기 급탕 유닛(20)으로부터 상기 급탕 수요처로 급탕이 공급되는 순간 급탕 온도가 중요하므로 상기 급탕 유닛(20)의 저탕 조(22)의 급탕 토출구(22c)에 설치되어 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)로부터 토출되는 급탕 온도를 센싱하는 것이 바람직하다.

상기 히터(134)는 여러 유형 중 상기 급탕 유닛(20)으로부터 공급되는 급탕의 온도를 정밀하게 조절할 수 있도록 전열 방식을 이용하는 전기식 히터로 구축되는 것이 바람직하다.

상기 히터(134)는 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내부에 위치되어 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내 급탕을 직접 가열하는 것도 가능하고, 상기 급탕 유닛(20)의 급탕 토출 유로(23) 상에 설치되어 상기 급탕 유닛(20)으로부터 공급되는 급탕을 직접 가열하는 것도 가능하며, 이하 본 실시 예에서는 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내부에 설치되는 것으로 한정하여 설명한다.

상기 히터(134)는 상술한 바와 같이 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내부에 설치되는 경우, 하나만 설치되는 것도 가능하고 둘 이상의 복수 개가 설치되는 것도 가능하며, 둘 이상의 복수 개로 설치되는 경우 그 용량이 모두 같거나 그 설치 위치에 따라 그 용량이 상이할 수 있다.

상기한 히터(134)는 상기 발전기(50)에서 발전한 전력을 공급받는 것도 가능하고, 한전에서 공급하는 상용 전력을 공급받는 것도 가능하며, 상황에 따라 상기 발전기(50)에서 생산한 전력과 상용 전력 중 어느 하나를 공급받을 수 있도록 구축되는 것도 가능하며, 이하 본 실시 예에서는 상기 발전기(50)에서 발전한 전력을 공급받는 것으로 한정하여 설명한다.

또한 상기 급탕 온도 조절 유닛(130)은 상기 급탕 온도 센서(132)의 감지 결 과에 따라 상기 급탕 유닛(20)에서 공급하는 급탕을 냉각하는 냉동기(136)가 더 포함될 수 있다.

상기 냉동기(136)는 냉동 사이클을 이용하는 증기 압축식 또는 증발한 냉매를 용액으로 흡수 및 용액으로부터의 방출에 의해 냉동하는 흡수식 또는 펠티에 효과를 이용하는 전자 냉동식 등 여러 유형 중 어느 유형으로든 구비될 수 있다.

상기 냉동기(136)는 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내부에 위치되어 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내 급탕을 직접 냉동하는 것도 가능하고, 상기 급탕 유닛(20)의 급탕 토출 유로(23) 상에 설치되어 상기 급탕 유닛(20)으로부터 공급되는 급탕을 직접 냉동하는 것도 가능하며, 이하 본 실시 예에서는 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내부에 설치되는 것으로 한정하여 설명한다.

상기 냉동기(136)는 상술한 바와 같이 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내부에 설치되는 경우, 하나만 설치되는 것도 가능하고 둘 이상의 복수 개가 설치되는 것도 가능하며, 둘 이상의 복수 개로 설치되는 경우 그 용량이 모두 같거나 그 설치 위치에 따라 그 용량이 상이할 수 있다.

상기한 냉동기(136)는 상기 발전기(50)에서 발전한 전력을 공급받는 것도 가능하고, 한전에서 공급하는 상용 전력을 공급받는 것도 가능하며, 상황에 따라 상기 발전기(50)에서 생산한 전력과 상용 전력 중 어느 하나를 공급받을 수 있도록 구축되는 것도 가능하며, 이하 본 실시 예에서는 상기 발전기(50)에서 발전한 전력을 공급받는 것으로 한정하여 설명한다.

또한 상기 급탕 온도 조절 유닛(130)은 상기 급탕 유닛(20)으로부터 상기 급 탕 수요처로 급탕이 공급되는 순간 급탕 온도가 중요하고, 상기 급탕 유닛(20)으로부터 상기 급탕 수요처로 공급되는 급탕 소비량에 따라 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)로부터 공급되는 급탕 온도 변화율이 달라질 수 있는 바, 급탕 수요처 측 부하의 정확한 산정 내지 추종을 위해 상기 급탕 유닛(20)으로부터 공급되는 급탕 공급 유량을 센싱하는 급탕 유량 센서(138)가 더 포함될 수 있다.

상기 급탕 유량 센서(138)는 상기 급탕 유닛(20)으로부터 공급되는 급탕 공급 유량 감지를 위해 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)의 급탕 토출구(22c)에 설치되는 것도 가능하고, 상기 급탕 유닛(20)의 급탕 토출 유로(23) 상에 설치되는 것도 가능하며, 본 실시 예에서는 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)의 급탕 토출구(22c)에 설치되는 것으로 한정하여 설명한다.

또한 상기 급탕 온도 조절 유닛(130)은 상기 급탕 유닛(20)이 냉수를 공급하는 상하수도와 같은 냉수 공급 유닛과 연계되어 상기 급탕 수요처에 급탕을 공급하는 경우, 상기 급탕 유닛(20)으로부터 급탕이 공급될 때 상기 냉수 공급 유닛의 냉수 소비량에 따라 상기 급탕 수요처에 공급되는 급탕 온도가 영향을 받을 수 있는 바, 상기 급탕 수요처 측 부하의 보다 더 정확한 산정 내지 추종을 위해 상기 냉수 공급 유닛으로부터 공급되는 냉수 공급 유량을 센싱하는 냉수 유량 센서가 더 포함될 수 있다.

한편 상기 급탕 수요처의 급탕 수요 정보는 통신망을 통해 상기 열병합 발전 시스템으로 전달된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템의 동작을 상세히 설명하면, 다음과 같다.

상기 열병합 발전 수요처인 공기조화기(10)나 급탕 유닛(20) 또는 상기 급탕 온도 조절 유닛(130) 중 적어도 어느 하나가 운전되면, 상기 가스엔진(60)이 구동되고, 상기 가스엔진(60)의 구동력에 의해 상기 발전기(50)가 발전을 행하게 된다. 그러면, 상기 발전기(50)에서 발전된 전력이 상기 공기조화기(10)나 급탕 유닛(20) 또는 상기 급탕 온도 조절 유닛(130)으로 공급되고, 상기 발전기(50)에서 발전된 전력을 공급받은 열병합 발전 수요처가 운전될 수 있다.

이와 동시에 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 상기 가스엔진(60)의 구동으로 인해 생긴 폐열 또는 상기 공기조화기(10)의 냉매 응축열이 회수되고, 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열 또는 냉매 응축열이 상기 공기조화기(10) 또는 상기 급탕 유닛(20)에 공급되거나, 상기 방열 열교환기(110)를 통해 버려진다.

상기와 같이 상기 발전기(50)가 발전되고, 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 폐열 또는 냉매 응축열이 처리될 때 상기 공기조화기(10)가 운전된다면, 상기 공기조화기(10)는 실외 열교환기 응축 냉방 모드 또는 냉매 응축열 회수 냉방 모드 또는 실외 고온 난방 모드 또는 실외 저온 난방 모드로 운전된다.

즉 상기 공기조화기(10)는 실외 열교환기 응축 냉방 모드로 운전시 상기 압축기(31)에서 압축된 냉매가 상기 사방밸브(32)와 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)와 상기 실외 열교환기(33)와, 실내기(21) 순으로 이동된 후 상기 사방밸브(32)를 통해 다시 상기 압축기(21)로 순환된다. 이 때 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)로 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열이 공급되지 않으므로, 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)에서는 냉매와 폐열 처리 매체 간 열교환이 없다.

또는 상기 공기조화기(10)는 냉매 응축열 회수 냉방 모드로 운전시 상기 압축기(31)에서 압축된 냉매가 상기 사방밸브(32)와 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)와 상기 실외 열교환기(33)와, 실내기(21) 순으로 이동된 후 상기 사방밸브(32)를 통해 다시 상기 압축기(21)로 순환될 수 있다. 이 때 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)로 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열이 공급되므로, 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)에서는 냉매와 폐열 처리 매체 간 열교환이 이루어지면서 냉매 응축열이 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된다. 그리고, 상기 냉매는 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)와 상기 실외 열교환기(33)에서 이중으로 응축될 수 있다.

또는 상기 공기조화기(10)는 냉매 응축열 회수 냉방 모드로 운전시 상기 압축기(31)에서 압축된 냉매가 상기 사방밸브(32)와 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)와 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(42)와 상기 실외 팽창밸브 바이패스 유로(44)와 실내기(21) 순으로 이동된 후 상기 사방밸브(32)를 통해 다시 상기 압축기(21)로 순환될 수 있다. 이 때 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)에서는 냉매와 폐열 처리 매체 간 열교환이 이루어지면서 냉매 응축열이 회수된다.

상기와 같이 냉매 응축열이 회수되는 경우에는 실외 온도 등 외부 환경에 영 향을 받지 않고 상기 공기조화기(10)의 냉매 응축이 일정하게 이루어질 수 있어 상기 공기조화기(10)의 냉방 성능이 향상될 수 있고, 상기 공기조화기(10)의 냉매 응축열이 상기 급탕 유닛(20)의 급탕 등에 이용될 수 있어 시스템의 효율이 극대화될 수 있다.

또는 상기 공기조화기(10)는 실외 고온 난방 모드로 운전시 상기 압축기(31)에서 압축된 냉매가 상기 실내기(21)와 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(42)와 상기 냉매 연결 유로(46)와 상기 실외 열교환기(33)와 상기 제1/2 폐열 처리 다목적 열교환기(86/87) 순으로 이동된 후 상기 사방밸브(32)를 통해 다시 상기 압축기(21)로 순환될 수 있다. 이 때 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)에서는 냉매와 폐열 처리 매체 간 열교환이 없다.

또는 상기 공기조화기(10)는 실외 저온 난방 모드로 운전시 상기 압축기(31)에서 압축된 냉매가 상기 실내기(21)와 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(42)와 상기 냉매 연결 유로(46)와 상기 실외 열교환기(33)와 상기 제1/2 폐열 처리 다목적 열교환기(86/87) 순으로 이동된 후 상기 사방밸브(32)를 통해 다시 상기 압축기(21)로 순환될 수 있다. 이 때 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)에서는 냉매와 폐열 처리 매체 간 열교환이 이루어지면서 상기 냉매가 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열에 의해 증발될 수 있다. 그리고 상기 냉매는 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)와 상기 실외 열교환기(33)에서 각각 증발됨으로써 이중으로 증발될 수 있다.

또는 상기 공기조화기(10)는 실외 저온 난방 모드로 운전시 상기 압축기(31) 에서 압축된 냉매가 상기 실내기(21)와 상기 실외 열교환기 바이패스 유로(42)와 상기 제1/2 폐열 처리 다목적 열교환기(86/87) 순으로 이동된 후 상기 사방밸브(32)를 통해 다시 상기 압축기(21)로 순환될 수 있다. 이 때 상기 제1/2폐열 처리 다목적 열교환기(86/87)에서는 냉매와 폐열 처리 매체 간 열교환이 이루어지면서 상기 냉매가 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열에 의해 증발될 수 있다.

상기와 같이 공기조화기(20)의 냉매가 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열과의 열교환에 의해 증발되는 경우에는 실외 온도 등 외부 환경에 영향을 받지 않고 상기 공기조화기(20)의 냉매 증발이 일정하고 안정적으로 이루어질 수 있어 상기 공기조화기(20)의 난방 성능이 극대화될 수 있다.

한편 상기와 같이 상기 발전기(50)가 발전되고, 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열 또는 냉매 응축열이 상기 폐열 공급 열교환기(100)로 전달되고, 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조 순환 펌프(26)가 구동되면, 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22) 내 급탕이 상기 저탕조 순환 유로(24)를 따라 상기 폐열 공급 열교환기(100)로 이동된 후 상기 폐열 공급 열교환기(100)에서 상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열을 공급받는다.

상기 폐열 처리 유닛(80)에 의해 회수된 폐열을 공급받은 급탕은 축열된 상태로 상기 저탕조 순환 유로(24)를 통해 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)에 저장된다.

상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)에 축열된 급탕은 상기 급탕 온도 센 서(132)와, 상기 급탕 유량 센서(138), 그리고 상기 냉수 유량 센서(142)의 감지 결과에 따라 상대적으로 그 급탕 온도가 낮으면, 상기 히터(134)의 발열 작용에 의해 온도 상승될 수 있다.

또는 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)에 축열된 급탕은 상기 급탕 온도 센서(132)와, 상기 급탕 유량 센서(138), 그리고 상기 냉수 유량 센서(142)의 감지 결과에 따라 상대적으로 그 급탕 온도가 높으면, 상기 냉동기(136)의 냉동 작용에 의해 온도 하강될 수 있다.

상기와 같이 상기 급탕 유닛(20)의 저탕조(22)에 축열된 급탕 온도가 상기 급탕 수요처 측 부하에 따라 상기 히터(134)의 발열 작용 또는 상기 냉동기(136)의 냉동 작용에 의해 조절되므로, 상기 급탕 수요처는 항상 기 설정된 급탕 온도의 급탕을 지속적으로 공급받을 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 급탕 유닛이 폐열 처리 유닛에 의해 회수된 폐열 또는 냉매 응축열을 공급받아서 급탕을 공급하되, 발열 또는 냉동 작용에 의해 상기 급탕 유닛의 급탕 온도가 급탕 수요처 측 부하에 정확하도록 조절되므로 상기 급탕 수요처 측 부하를 정확하면서도 신속하게 만족시킬 수 있으므로 상기 급탕 유닛의 신뢰성이 향상될 수 있는 이점이 있다.

또한 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 급탕 온도 조절 유닛에 의해 상기 급탕 유닛의 급탕 온도가 급탕 수요처 측 부하에 정확하도록 조절되므로 상기 급탕 수요처 측 부하 급등이나 상기 급탕의 장시간 소비시에도 상기 급탕이 신속, 정확하면서도 지속적으로 공급될 수 있어 상기 급탕 유닛의 신뢰성이 극대화될 수 있는 이점이 있다.

또한 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 급탕 온도 조절 유닛에 의해 상기 급탕 유닛의 급탕 온도 조절이 가능하기 때문에 상기 급탕 유닛의 용량이 일상적인 급수 소비량를 만족해도 되므로 상기 급탕 유닛 및 시스템의 크기가 최소화될 수 있고, 시스템의 효율이 극대화될 수 있는 이점이 있다.

또한 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 급탕 온도 조절 유닛이 급탕 온도뿐만 아니라 급탕 소비량에 따라 상기 급탕 온도를 조절토록 구비되므로 상기 급탕 수요처 측 부하가 정확히 산정 및 추정될 수 있고, 이에 따라 상기 급탕 온도 조절 유닛이 상기 급탕 온도를 상기 급탕 수요처 측 부하에 정확히 맞춰 조절할 수 있어 상기 급탕 유닛의 신뢰성이 극대화될 수 있는 이점이 있다.

또한 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 급탕 온도 조절 유닛이 발전기에서 발전된 전력을 공급받아 운전되는 경우, 시스템의 운영 효율이 보다 더 극대화될 수 있는 이점이 있다.

또한 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 열병합 발전 수요처인 공기조화기가 냉매 응축열 회수 냉방 모드로 운전되는 경우, 상기 공기조화기가 실외 온도 등 외부 환경 변화와 상관없이 항상 일정 수준의 난방 성능을 발휘할 수 있고, 상기 공기조화기로부터 회수된 냉매 응축열이 상기 급탕 유닛에 공급될 수 있어 시스템의 효율이 극대화될 수 있는 이점이 있다.

또한 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 상기 열병합 발전 수요처인 공기조화기가 실외 저온 난방 모드로 운전되는 경우, 상기 구동원의 구동으로 인해 생긴 폐열이 상기 공기조화기의 냉매 증발열로 공급되므로, 상기 공기조화기가 실외 온도 등 외부 환경 변화와 상관없이 항상 일정 수준의 난방 성능을 발휘할 수 있고, 더불어 폐열 이용에 따른 시스템의 효율이 극대화될 수 있는 이점이 있다.

Claims (7)

1. 발전기와;

   상기 발전기를 구동시키는 구동원과;

   상기 구동원으로부터 폐열을 회수하는 폐열 회수 유닛과;

   상기 폐열 회수 유닛에 의해 회수된 폐열을 공급받는 급탕 유닛과;

   상기 급탕 유닛 내 급탕 온도를 발열 또는 냉동 작용에 의해 조절하는 급탕 온도 조절 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
2. 급탕을 공급하는 급탕 유닛과;

   공기 조화 작용을 행하는 공기조화기와;

   상기 급탕 유닛 또는 공기조화기에 사용되는 전력을 발전하는 발전기와;

   상기 발전기를 구동시키는 구동원과;

   상기 구동원의 폐열 또는 상기 공기조화기의 냉매 응축열을 회수하여 상기 급탕 유닛 또는 공기조화기에 전달하는 폐열 처리 유닛과;

   상기 급탕 유닛의 급탕 온도를 발열 또는 냉동 작용에 의해 조절하는 급탕 온도 조절 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 급탕 온도 조절 유닛은 상기 발전기에서 발전된 전력을 공급받도록 상기 발전기와 연계된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 급탕 온도 조절 유닛은 상기 급탕 유닛의 급탕 온도를 센싱하는 급탕 온도 센서와; 상기 급탕 온도 센서의 감지 결과에 따라 상기 급탕 유닛의 급탕을 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 급탕 온도 조절 유닛은 상기 히터의 제어를 위해 상기 급탕 유닛의 급탕 공급 유량을 센싱하는 급탕 유량 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 급탕 온도 조절 유닛은 상기 급탕 유닛의 급탕 온도를 센싱하는 급탕 온도 센서와; 상기 급탕 온도 센서의 감지 결과에 따라 상기 급탕 유닛의 급탕을 냉각하는 냉동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 급탕 온도 조절 유닛은 상기 냉동기의 제어를 위해 상기 급탕 유닛의 급탕 공급 유량을 센싱하는 급탕 유량 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.

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