KR20080008776A - 열병합 발전 시스템 - Google Patents

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KR20080008776A
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cooling
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하심복
조은준
장세동
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 열병합 발전시스템은 엔진의 흡기유로상에 흡기냉각용 열교환기와, 터보차저, 인터쿨러를 각각 장착함으로써, 외부 공기의 온도에 관계없이 저온상태의 공기를 상기 엔진에 공급하여 상기 엔진의 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
열병합, 엔진, 냉각, 공기, 흡기, 열교환기, 데시칸트, 건조

Description

열병합 발전 시스템{Cogeneration system}
도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 개략적으로 도시된 구성도,
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 열병합 발전시스템이 냉방운전이고, 외부공기의 온도가 설정온도보다 높은 경우의 작동상태가 도시된 개략도,
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 열병합 발전시스템이 난방운전인 경우의 작동상태가 도시된 개략도,
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 열병합 발전시스템이 난방운전이고, 외부공기의 온도가 설정온도보다 낮을 경우의 작동상태가 도시된 개략도,
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 열병합 발전시스템의 일부가 도시된 개략도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
50: 발전기 51: 엔진
60: 냉각수단 61: 흡기냉각용 열교환기
62: 제 1급수유로 63: 에어클리너
64: 흡기유로 65: 급수용 체크밸브
66: 급수 바이패스유로 67: 제 1개폐밸브
68: 제 2급수유로 70: 터보차저
71: 인터쿨러 73: 혼합기기
80: 폐열회수수단 81: 냉각수 열교환기
82: 배기가스 열교환기 83: 냉각수 순환유로
84: 냉각수 순환펌프 85: 열매체 유로
90: 급탕부 91: 급탕 열교환기
92: 제 1급탕유로 93: 제 2급탕유로
94: 제 1삼방밸브 95: 급탕 바이패스유로
96: 제 2삼방밸브 97: 방열 열교환기
98: 방열유로 99: 제 3삼방밸브
100: 공기조화기 101: 압축기
102: 사방밸브 103: 실외 팽창밸브
104: 실외 열교환기 105: 실내 팽창밸브
106: 실내 열교환기 107: 냉매유로
108: 제 1바이패스유로 109: 제 1난방용 개폐밸브
110: 폐열공급열교환기 111: 제 1체크밸브
112: 난방고온용 유로 113: 제 2난방용 개페밸브
114: 냉방용 개폐밸브 115: 제 2바이패스유로
116: 제 2개폐밸브 120: 데시칸트 휠
120a: 흡착부 120b: 가습부
121: 가습부 열교환기 122: 송풍팬
123: 유량조절밸브
본 발명은 열병합 발전시스템에 관한 것으로서, 특히 엔진의 흡기유로상에 흡기냉각용 열교환기와 터보차저와 인터쿨러를 각각 장착함으로써, 저온의 공기를 엔진에 공급하여 엔진의 효율을 향상시킬 수 있는 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 열병합 발전 시스템은 코제너레이션 시스템(Cogeneration system)이라고도 불리는 것으로, 하나의 에너지원으로부터 전력과 열을 동시에 생산하는 시스템이다.
도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템이 개략적으로 도시된 구성도이다.
종래 기술에 따른 열병합 발전시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 전력을 생산하는 발전기(2)와, 상기 발전기(2)를 구동시킴과 아울러 열이 발생되는 엔진(4) 등의 구동원(이하, '엔진'이라 칭함)과, 상기 엔진(4)에서 발생된 폐열을 회수하는 폐열 회수장치와, 상기 폐열 회수장치의 폐열이 이용되는 축열조 등의 열 수요 처(10)를 포함하여 구성된다.
상기 발전기(2)에서 생산된 전력은 가정의 각종 조명기구나 히트펌프식 공기조화기(20)등의 가전기기로 공급된다.
상기 히트펌프식 공기조화기(20)는 압축기(21)와 사방밸브(22)와 실외 열교환기(23)가 설치된 실외기(O)와, 팽창기구(24)와 실내 열교환기(25)가 설치된 실내기(I)로 구성된다.
상기 폐열 회수장치는 상기 엔진(4)에서 배출되는 배기가스의 열을 빼앗는 배기가스 열교환기(6)와, 상기 엔진(4)을 냉각시킨 냉각수의 열을 빼앗는 냉각수 열교환기(8)로 구성된다.
상기 배기가스 열교환기(6)는 상기 축열조 등의 열수요처(10)와 제 1열공급라인(12)으로 연결되고, 상기 냉각수 열교환기(8)는 상기 축열조 등의 열수요처(10)와 제 2열공급라인(14)으로 연결된다.
상기 발전기(2)와 상기 실외기(O)는 전력을 공급하기 위한 전력선(16)으로 연결된다.
상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 열병합 발전시스템의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 엔진(4)이 구동되면, 상기 엔진(4)의 구동력에 의해 상기 발전기(2)는 전력을 생산한다.
상기 발전기(2)에서 생산된 전력은 상기 전력선(16)을 통해 상기 히트펌프식 공기조화기(20)로 공급된다.
그리고, 상기 엔진(4)에서 발생된 폐열은 상기 배기가스 열교환기(6)와 상기 냉각수 열교환기(8)에서 회수된다.
상기 배기가스 열교환기(6)에서 회수된 폐열은 상기 제 1열공급라인(12)을 통해 상기 열수요처(10)로 전달되고, 상기 냉각수 열교환기(8)에서 회수된 폐열은 상기 제 2열공급라인(14)를 통해 상기 열수요처(10)으로 전달된다.
그러나, 종래 기술에 따른 열병합 발전시스템은 상기 엔진(4)에서 회수된 폐열이 열수요처(10)앤 급탕이나 온수등에만 활용됨으로써, 시스템의 효율이 극대화되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진에서 회수된 폐열을 공기조화기에 공급함으로써 시스템의 효율을 향상시킴과 아울러, 엔진으로 공급되는 공기의 온도를 낮추어 엔진의 효율을 향상시킬 수 있는 열병합 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전시스템은 발전기와, 상기 발전기가 전력을 생산하도록 상기 발전기를 구동시킴과 아울러 열을 발생시키는 엔진과, 상기 엔진으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 냉각수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전시스템은 상기 냉각수단과 상기 엔진사이에 설치되어, 상기 엔진의 흡인압력을 높이는 터보차저를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전시스템은 상기 터보차저와 상기 엔진사이에 설치되어, 상기 터보차저에서 토출된 공기를 냉각시키는 인터쿨러를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 냉각수단은 상기 엔진으로 흡입되는 공기와 냉각수를 열교환시키는 흡기냉각용 열교환기와, 상기 흡기냉각용 열교환기로 냉각수를 급수하는 제 1급수유로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 냉각수단은 상기 흡기냉각용 열교환기를 통과한 공기를 정화시키도록 설치된 에어클리너를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 1급수유로에는 외부공기의 온도가 냉각수의 온도보다 낮을 경우, 상기 흡기냉각용 열교환기를 바이패스하도록 바이패스유로가 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 인터쿨러는 상기 터보차저에서 토출된 공기를 상기 흡기냉각용 열교환기에서 나온 냉각수와 열교환시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전시스템은 상기 엔진의 폐열을 회수하는 폐열 회수수단과, 상기 폐열 회수수단에서 회수된 폐열을 공급받는 급탕부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 인터쿨러와 상기 급탕부는 상기 인터쿨러에서 회수된 열을 상기 급탕부 로 공급하도록 형성된 제 2급수유로에 의해 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전시스템은 상기 발전기와 상기 엔진으로부터 전력과 폐열을 공급받는 공기조화기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전시스템은 상기 폐열 회수수단에서 회수된 열을 상기 공기조화기로 공급하도록 형성된 폐열공급 열교환기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전시스템은 상기 엔진으로 흡입되는 공기를 건조시키는 건조수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 건조수단은 공기로부터 수분을 흡수하는 흡착부와 공기로 수분을 배출하는 가습부로 구획된 데시칸트 휠인 것을 특징으로 한다.
상기 데시칸트 휠은 상기 냉각수단의 입구측에 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 열병합 발전시스템은 상기 가습부로 공급되는 공기와 상기 엔진으로부터 폐열을 회수하는 열매체를 열교환시키는 가습부 열교환기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 열병합 발전시스템이 냉방운전이고, 외부공기의 온도가 설정온도보다 높은 경우의 작동상태가 도시된 개략도이고, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 열병합 발전시스템이 난방운전인 경우의 작동상태가 도시된 개략도, 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 열병합 발전시스템이 난방운 전이고, 외부공기의 온도가 설정온도보다 낮을 경우의 작동상태가 도시된 개략도이다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 열병합 발전시스템은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 발전기(50)와, 상기 발전기(50)가 전력을 생산하도록 상기 발전기(50)를 구동시킴과 아울러 열을 발생시키는 엔진(51)과, 상기 엔진(51)으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 냉각수단(60)을 포함하여 구성된다.
상기 발전기(50)는 교류 발전기와 직류 발전기 중 어느 하나로서, 상기 엔진(51)의 출력축에 회전자가 연결되어 상기 출력축의 회전시 전력을 생산한다.
상기 엔진(51)에는 연료가 주입되는 연료 주입구(51a)와, 상기 엔진(51)에서 배기된 배기가스가 통과하는 배기관(51b)이 설치된다.
한편, 상기 열병합 발전시스템은 상기 냉각수단(60)과 상기 엔진(51)사이에 설치되어, 상기 엔진(51)의 흡인압력을 높이는 터보차저(70)와, 상기 터보차저(70)와 상기 엔진(51)사이에 설치되어 상기 터보차저(70)에서 토출된 공기를 냉각시키는 인터쿨러(71)를 더 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 냉각수단(60)은 상기 엔진(51)으로 흡입되는 공기와 냉각수를 열교환시키는 흡기냉각용 열교환기(61)와, 상기 흡기냉각용 열교환기(61)로 냉각수를 급수하는 제 1급수유로(62)와, 상기 흡기냉각용 열교환기(61)를 통과한 공기를 정화시키도록 설치된 에어클리너(63)로 구성된다.
상기 흡기냉각용 열교환기(61)는 외부공기를 상기 엔진(51)으로 안내하도록 형성된 흡기유로(64)와 상기 제 1급수유로(62)가 통과하도록 설치된다.
여기서, 상기 냉각수는 상수도에서 급수되는 물인 것으로 한정하여 설명한다.
그리고, 상기 제 1급수유로(62)에는 급수되는 냉각수가 역류되는 것을 방지하도록 급수용 체크밸브(65)가 설치된다.
또한, 상기 제 1급수유로(62)에는 외부공기의 온도가 냉각수의 온도보다 낮을 경우, 상기 흡기냉각용 열교환기(61)를 바이패스하도록 급수 바이패스유로(66)가 연결된다.
상기 제 1급수유로(62)와 상기 급수 바이패스유로(66)가 연결된 부분에는 상기 급수 바이패스유로(66)로의 냉각수 유입을 단속하는 제 1개폐밸브(67)가 설치된다.
한편, 상기 터보차저(70)는 상기 엔진(51)의 배기관(51b)상에 설치됨과 아울러, 상기 흡기유로(64)가 관통하도록 설치된다.
그리고, 상기 인터쿨러(71)는 상기 터보차저(70)에서 토출된 공기를 상기 흡기냉각용 열교환기(61)를 통과한 냉각수와 열교환시키도록 상기 흡기유로(64)와 상기 제 1급수유로(62)상에 설치된다.
또한, 상기 엔진(51)의 연료 주입구(51a)와 상기 흡기유로(64)가 합지되는 부분에는 연료와 공기를 혼합하는 혼합기기(73)가 설치된다.
한편, 상기 열병합 발전시스템은 상기 엔진(51)의 폐열을 회수하는 폐열 회수수단(80)과, 상기 폐열 회수수단(80)에서 회수된 폐열을 공급받는 급탕부(90)와, 상기 발전기(50)와 상기 엔진(51)으로부터 전력과 폐열을 공급받는 공기조화 기(100)와, 상기 폐열 회수수단(80)에서 회수된 열을 상기 공기조화기(100)로 공급하도록 형성된 폐열공급 열교환기(110)를 더 포함하여 구성된다.
상기 폐열회수수단(80)은 상기 엔진(51)의 냉각수 열을 회수하는 냉각수 열교환기(81)와, 상기 엔진(51)에서 배출된 배기가스 열을 회수하는 배기가스 열교환기(82)로 구성된다.
상기 냉각수 열교환기(81)는 상기 엔진(51)과 냉각수 순환유로(83)로 연결되고, 상기 냉각수 순환유로(83)에는 냉각수를 순환 펌핑시키는 냉각수 순환펌프(84)가 설치된다.
상기 공기조화기(100)는 압축기(101)와 사방밸브(102)와 실외 팽창밸브(103)와 실외 열교환기(104)가 설치된 실외기(O)와, 실내 팽창밸브(105)와 실내 열교환기(106)가 설치된 실내기(I)로 구성된다.
상기 실외기(O)와 실내기(I)는 각각 복수개로 구비되고, 냉매가 순환하도록 형성된 냉매유로(107)에 의해 연결된다.
상기 냉매유로(107)는 상기 공기조화기(100)의 난방운전시 상기 폐열공급열교환기(110)를 통과하도록 형성된다.
그리고, 상기 폐열공급열교환기(110)와 상기 폐열회수수단(80)은 상기 폐열회수수단(80)으로부터 열을 회수하여 전달하는 열매체가 순환하도록 형성된 열매체 유로(85)에 의해 연결된다.
한편, 상기 급탕부(90)는 상기 폐열회수수단(80)에서 회수된 열을 급탕조내의 물에 전달하는 급탕 열교환기(91)와, 상기 급탕 열교환기(91)의 일측을 통과하 고 상기 열매체 유로(85)에 연결되도록 형성된 제 1급탕유로(92)와, 상기 급탕 열교환기(91)의 타측을 통과하고 상기 급탕조(미도시)에 연결되도록 형성된 제 2급탕유로(93)로 구성된다.
상기 제 1급탕유로(92)와 상기 열매체 유로(85)가 연결된 부분에는 상기 제 1급탕유로(92)로의 열매체 유입을 단속하도록 제 1삼방밸브(94)가 설치된다.
상기 제 2급탕유로(93)에는 상기 급탕 열교환기(91)를 바이패스하기 위한 급탕 바이패스유로(95)가 연결되고, 상기 제 2급탕유로(93)와 상기 급탕 바이패스유로(95)의 연결부분에는 상기 급탕 바이패스유로(95)로의 유입을 단속하는 제 2삼방밸브(96)가 설치된다.
한편, 상기 인터쿨러(71)와 상기 급탕부(90)는 상기 인터쿨러(71)에서 회수된 열을 상기 급탕부(90)로 공급하도록 형성된 제 2급수유로(68)에 의해 연결된다.
즉, 상기 인터쿨러(71)를 통과한 냉각수는 상기 급탕부(90)에 공급되도록 상기 인터쿨러(71)의 출구측과 상기 제 2급탕유로(93)는 상기 제 2급수유로(68)로 연결된다.
한편, 상기 열병합 발전시스템은 상기 폐열회수수단(80)에서 회수된 폐열을 외부로 방출하는 방열부를 더 포함하여 구성된다.
상기 방열부는 상기 폐열회수수단(80)에서 회수된 열을 외부로 방출시키는 방열 열교환기(97)와, 상기 폐열회수수단(80)을 통과한 열매체를 상기 방열 열교환기(97)로 안내하는 방열 유로(98)와, 상기 열매체 유로(85)와 방열유로(98)의 연결부분에 설치되어 상기 방열유로(98)로의 열매체 유입을 단속하는 제 3삼방밸브(99) 로 구성된다.
한편, 상기 실외기(O)의 내부에는 상기 공기조화기(100)가 난방운전이고 실외온도가 설정온도보다 낮을 때, 상기 실내기(I)를 통과한 냉매가 상기 실외 열교환기(104)를 바이패스하도록 형성된 제 1바이패스유로(108)가 구비된다.
상기 제 1바이패스 유로(108)에는 상기 실외 팽창밸브(103)가 설치됨과 아울러, 상기 제 1바이패스 유로(108)를 개방시키는 제 1난방용 개폐밸브(109)가 설치된다.
그리고, 상기 공기조화기(100)가 난방운전시 상기 실내기(I)를 통과한 냉매가 상기 실외 열교환기(104)로 역류하는 것을 방지하도록 상기 실내기(I)와 상기 실외 열교환기(104) 사이에는 제 1체크밸브(111)가 설치된다.
한편, 상기 공기조화기(100)가 난방운전이고 실외 온도가 설정온도보다 높은 경우, 상기 실내기(I)를 통과한 냉매가 상기 실외 열교환기(104)로 유입되도록 상기 실외 열교환기(104)와 상기 제 1바이패스 유로(108)사이에는 난방고온용 유로(112)가 연결된다.
상기 난방고온용 유로(112)에는 냉매의 유입을 단속하는 제 2난방용 개폐밸브(113)가 설치된다.
그리고, 상기 공기조화기(100)의 냉방운전시 상기 폐열공급열교환기(110)를 통과한 냉매가 상기 실외 열교환기(104)로 유입되는 것을 단속하도록 상기 폐열공급열교환기(110)와 상기 실외 열교환기(104)사이에는 냉방용 개폐밸브(114)가 설치된다.
또한, 상기 냉매유로(107)에는 상기 공기조화기(100)의 냉방운전시 냉매가 상기 폐열공급 열교환기(110)를 바이패스하도록 제 2바이패스유로(115)가 형성된다.
상기 제 2바이패스유로(115)에는 냉매의 유입을 단속하는 제 2개폐밸브(116)가 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1실시예에 따른 열병합 발전시스템의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
상기 엔진(51)의 작동을 위해 필요한 공기와 가스가 상기 흡기유로(64)와 상기 연료주입구(51a)를 통해 각각 공급된다.
먼저, 상기 흡기유로(64)를 통해 공급되는 공기는 상기 흡기냉각용 열교환기(61), 상기 에어클리너(63), 상기 터보차저(70), 상기 인터쿨러(71), 상기 혼합기기(73)를 차례로 거쳐서 상기 엔진으로 공급된다.
이 때, 상기 흡기유로(64)를 통해 공급되는 공기의 온도가 설정온도보다 높을 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 흡기냉각용 열교환기(61)에 상수도로부터 물을 공급한다.
상기 흡기냉각용 열교환기(61)에서는 공기와 물의 열교환이 이루어지는 바, 공기는 급수된 물에 열을 빼앗기게 되어, 온도가 내려가게 된다.
저온상태가 된 공기는 상기 에어클리너(63)를 통해 정화되어, 상기 터보차저(70)를 통과한다.
상기 터보차저(70)를 통과한 공기의 밀도는 증가하지만, 온도가 다시 상승하게 되므로, 상기 인터쿨러(71)에서 다시 냉각된다.
여기서, 상기 흡기냉각용 열교환기(61)를 통과한 물이 상기 인터쿨러(71)로 유입되므로, 상기 인터쿨러(71)에서는 상기 터보차저(70)를 통과한 공기와 상기 흡기냉각용 열교환기(61)를 통과한 물사이에 열교환이 이루어진다.
상기 인터쿨러(71)를 통과한 공기는 저온상태로 상기 혼합기기(73)에 유입되어, 상기 혼합기기(73)에서 가스와 함께 혼합되어 상기 엔진(51)에 공급된다.
따라서, 상기 엔진(51)이 작동되면서, 상기 발전기(50)는 전력을 발생시키게 된다.
여기서, 외부공기의 온도에 관계없이 상기 엔진(51)에는 저온상태이면서 밀도가 높은 공기가 공급됨으로써, 상기 엔진(51)의 효율이 상승하게 된다.
그리고, 상기 인터쿨러(71)를 통과한 물은 고온상태로 상기 급탕부(90)에 열을 제공함으로써, 급탕 효율이 상승하게 된다.
한편, 상기 열매체 유로(85)상의 열매체는 상기 냉각수 열교환기(81), 배기가스 열교환기(82)를 거치면서 상기 엔진(51)으로부터 폐열을 회수한다.
상기 열매체는 상기 공기조화기(100)가 냉방운전일 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 급탕부(90)와 상기 방열부 중 적어도 어느 하나에 회수된 폐열을 공급한다.
여기서는 상기 열매체가 상기 제 1급탕유로(92)를 통해 상기 급탕 열교환기(91)로 공급되는 것으로 한정하여 설명한다.
그리고, 상기 공기조화기(100)를 순환하는 냉매는 상기 압축기(101)에서 압축된 후, 상기 사방밸브(102), 상기 제 2바이패스 유로(115), 상기 실외 열교환기(104), 상기 실내 팽창밸브(105), 상기 실내 열교환기(106)를 차례로 통과하면서, 실내 공기를 냉방시키게 된다.
한편, 상기 공기조화기(100)가 난방운전일 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 엔진(51)으로부터 폐열을 회수한 열매체는 상기 폐열공급 열교환기(110)로 공급된다.
그리고, 상기 공기조화기(100)를 순환하는 냉매는 상기 압축기(101)에서 압축된 후, 상기 사방밸브(102), 상기 실내 열교환기(106), 상기 실내 팽창밸브(105), 상기 제 1바이패스 유로(108), 상기 폐열공급 열교환기(110)를 차례로 통과한다.
따라서, 상기 폐열공급 열교환기(110)에서는 상기 열매체와 상기 냉매와의 열교환이 이루어지고, 상기 엔진(51)의 폐열이 상기 공기조화기(100)의 냉매에 공급되게 된다.
한편, 상기 엔진(51)으로 공급되는 외부의 공기 온도가 급수되는 물의 온도보다 낮을 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 급수되는 물은 상기 흡기냉각용 열교환기(61)를 바이패스하게 된다.
즉, 상기 제 1개폐밸브(67)가 상기 급수 바이패스유로(66)를 개방시키게 되고, 급수되는 물은 상기 급수 바이패스유로(66)를 통해 상기 인터쿨러(71)로 유입된다.
따라서, 공기의 온도가 급수되는 물의 온도보다 낮을 경우, 공기가 급수되는 물로부터 열을 흡수하게 되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 열병합 발전시스템의 일부가 도시된 개략도이다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 열병합 발전시스템은 상기 엔진(51)으로 흡입되는 고온 다습한 공기를 건조시키는 건조수단을 더 포함하여 구성된 점을 제외하고, 나머지 구성과 작용은 본 발명의 제 1실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다.
상기 건조수단은 공기로부터 수분을 흡수하는 흡착부(120a)와 공기로 수분을 배출하는 가습부(120b)로 구획된 데시칸트 휠(Dessiccant wheel)(120)이 사용된다.
상기 데시칸트 휠(120)은 일정시간 사용된 후, 상기 흡착부(120a)와 가습부(120b)가 서로교체되도록 상기 데시칸트 휠(120)을 회전시키는 회전수단이 구비되는 바, 상기 회전수단은 모터(미도시)가 사용되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 데시칸트 휠(120)의 흡착부(120a)는 상기 흡기유로(64)상에 설치되되, 상기 흡기냉각용 열교환기(61)의 입구측에 설치된다.
그리고, 상기 데시칸트 휠(120)의 가습부(120b)의 측면에는 상기 가습부(120b)로 공급되는 공기를 가열시키기 위한 가습부 열교환기(121)와, 공기를 송풍시키기 위한 송풍팬(122)이 각각 설치된다.
상기 가습부 열교환기(121)는 상기 배기가스 열교환기(82)를 통과한 열매체 가 통과하도록 상기 열매체 유로(85)가 관통되게 설치된다.
상기 열매체 유로(85)상에는 상기 가습부 열교환기(121)로 유입되는 열매체의 유량을 조절하는 유량조절밸브(122)가 설치된다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 외부로부터 공급되는 공기는 상기 데시칸트 휠(120)의 흡착부(120b), 상기 흡기냉각용 열교환기(61), 상기 터보차저(70), 상기 인터쿨러(71), 상기 혼합기기(73)를 통해 상기 엔진(50)으로 공급된다.
즉, 공기가 상기 흡착부(120a)를 통과하면서 습기가 제거되고, 상기 흡기냉각용 열교환기(61)와 인터쿨러(71)를 각각 통과하면서 온도가 낮아지게 된다.
따라서, 저온 저습한 공기가 상기 엔진(51)으로 공급되게 되므로, 상기 엔진(51)의 발전효율이 상승하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열병합 발전시스템은 엔진으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 냉각수단을 구비하여, 저온상태의 공기를 상기 엔진에 공급함으로써, 상기 엔진의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 엔진의 흡기유로상에 터보차저와 인터쿨러를 장착함으로써, 상기 엔진의 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 엔진으로 흡입되는 공기로부터 열을 회수한 물을 급탕부에 공급함으로써, 급탕효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 엔진의 흡기유로상에 데시칸트 휠을 설치함으로써, 상기 엔진으 로 흡입되는 공기의 습기를 제거하여, 상기 엔진의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 발전기와;
    상기 발전기가 전력을 생산하도록 상기 발전기를 구동시킴과 아울러 열을 발생시키는 엔진과;
    상기 엔진으로 흡입되는 공기를 냉각시키는 냉각수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열병합 발전시스템은 상기 냉각수단과 상기 엔진사이에 설치되어, 상기 엔진의 흡인압력을 높이는 터보차저를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 열병합 발전시스템은 상기 터보차저와 상기 엔진사이에 설치되어, 상기 터보차저에서 토출된 공기를 냉각시키는 인터쿨러를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 냉각수단은 상기 엔진으로 흡입되는 공기와 냉각수를 열교환시키는 흡기냉각용 열교환기와, 상기 흡기냉각용 열교환기로 냉각수를 급수하는 제 1급수유로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각수단은 상기 흡기냉각용 열교환기를 통과한 공기를 정화시키도록 설치된 에어클리너를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1급수유로에는 외부공기의 온도가 냉각수의 온도보다 낮을 경우, 상기 흡기냉각용 열교환기를 바이패스하도록 바이패스유로가 연결된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 인터쿨러는 상기 터보차저에서 토출된 공기를 상기 흡기냉각용 열교환 기에서 나온 냉각수와 열교환시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 열병합 발전시스템은 상기 엔진의 폐열을 회수하는 폐열 회수수단과, 상기 폐열 회수수단에서 회수된 폐열을 공급받는 급탕부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 인터쿨러와 상기 급탕부는 상기 인터쿨러에서 회수된 열을 상기 급탕부로 공급하도록 형성된 제 2급수유로에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 열병합 발전시스템은 상기 발전기와 상기 엔진으로부터 전력과 폐열을 공급받는 공기조화기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 열병합 발전시스템은 상기 폐열 회수수단에서 회수된 열을 상기 공기조화기로 공급하도록 형성된 폐열공급 열교환기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열병합 발전시스템은 상기 엔진으로 흡입되는 공기를 건조시키는 건조수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 건조수단은 공기로부터 수분을 흡수하는 흡착부와 공기로 수분을 배출하는 가습부로 구획된 데시칸트 휠인 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 데시칸트 휠은 상기 냉각수단의 입구측에 설치된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 열병합 발전시스템은 상기 가습부로 공급되는 공기와 상기 엔진으로부터 폐열을 회수하는 열매체를 열교환시키는 가습부 열교환기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템.
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