KR20100058158A - 하수 폐열을 이용한 지역냉난방시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉난방 시스템에 하수 폐열원을 이용하고 히트펌프를 연결 설치하여 하수 폐열원과 히트펌프에 의해 열원을 공급하게 됨으로 연료를 절감할 수 있는 하수 폐열을 이용한 지역냉난방시스템에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 하수종말 처리조(10)에 하수 폐열열교환기(11)로 지역냉/난방 열원배관(12)이 연결되어지며, 상기 지역냉/난방 열원배관(12)에 하수종말 처리조(10)에서 발생된 하수 폐열원을 지역냉/난방 열원배관(12)에 순환관(21)으로 연결 설치된 히트펌프(20)를 통해 냉/난방배관(13) 또는 급탕배관(32)을 통해 각 세대별이나 사용처에 공급하게 되는 것이다.

지역냉난방시스템, 하수종말 처리조, 하수 폐열원 히트펌프, 급탕탱크, 급탕배관, 난방배관

Description

하수 폐열을 이용한 지역냉난방시스템{The area air conditioning system which uses a sewage waste heat}

도 1은 종래의 지역냉난방시스템을 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 지역냉난방시스템을 도시한 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하수종말 처리조 11 : 하수 폐열열교환기

12 : 지역냉/난방 열원배관 13 : 냉/난방배관

20 : 히트펌프 21 : 순환관

30 : 급탕탱크 31 : 급탕순환관

32 : 급탕배관

본 발명은 하수 폐열을 이용한 지역냉난방시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉난방 시스템에 하수 폐열원을 이용하고 히트펌프를 연결 설치하여 하수 폐열원과 히트펌프에 의해 열원을 공급하게 됨으로 연료를 절감할 수 있는 하수 폐열을 이용한 지역냉난방시스템에 관한 것이다.

일반적으로 지역난방시스템은 집단에너지를 공급하는 사업자가 다수의 개별 사용자에게 난방 및 급탕을 위해 배관을 통해 집단에너지를 공급하는 시스템으로 개별적으로 사용자가 난방설비를 갖추는 개별난방 시스템과는 차이가 있다.

즉, 지연난방은 한 개의 도시 또는 일정한 지역 내에 있는 주택, 상가, 사무실, 학교, 병원, 공장 등 각종 건물이 개별적으로 난방설비를 갖추지 않고, 대규모 열생산시설, 즉 열병합발전소를 건설하여 난방 및 급탕에 필요한 중온수(80 ~ 120℃)를 생산, 열수송관을 통해 각 수용가에 공급하는 시스템으로 집단에너지 공급방식 중 하나이다.

이러한 지역난방시스템의 열병합발전소는 보일러와, 축열조와, 열교환기 및 순환펌프로 이루어지고, 상기 순환펌프에는 열공급대상지역까지 열을 수송 및 회수하는 열수송관과, 사용자 열교환기가 연결되며, 여기에서 열수송관은 공급관과 회수관으로 이루어진다.

지역난방시스템은 가스터빈 발전기에서 배출되는 배가스로 고온고압의 증기를 발생시키고, 이 발생 증기를 이용하여 난방작동유체 열교환기와 열교환시켜 난방하는 것으로, 가스터빈 발전기, 열교환기, 증기 배관, 압력게이지, 작동유체 배관, 펌프 등이 갖추어진다.

한편, 난방시스템의 배관 내부에 스케일이 발생되지 않도록 청관제(예컨대, 3인산소다)를 첨가할 수 있는 청관제 주입배관이 갖추어진다.

종래의 지역난방시스템은 첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이 열병합발전소(1)에 지역냉/난방 열원배관(2)이 연결되어지며, 지역냉/난방 열원배관(2)에 열 병합발전소(1)에서 발생된 냉/난방열원이나 급탕열원을 냉/난방배관(3) 또는 급탕배관(4)을 통해 각 세대별이나 사용처에 공급할 수 있도록 냉/난방열교환기(5) 또는 급탕열교환기(6)가 설치되어되어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 지역난방시스템은 지역의 각 사용처에 냉/난방을 공급할 때 연료가 공급되는 소모량만큼 열원이 공급되어지게 됨으로 연료의 소모량이 많아 연료비가 과도하게 지출되어짐과 함께 열효율이 떨어지게 되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 하수 폐열을 이용하여 히트펌프로 냉/난방 열원을 공급하게 됨으로 적은 연료로 열효율을 극대화할 수 있음은 물론 연료소모를 최소화하여 경제성을 향상시킬 수 있도록 한 하수 폐열을 이용한 지역냉난방시스템을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하수종말 처리조에서 생성된 하수 폐열원을 지역냉/난방 열원배관에 히트펌프가 순환관으로 연결되어지며, 난방배관에 히트펌프가 급탕배관과 연결 설치되어 냉/난방배관을 통해 각 세대로 공급되어지는 열원효율을 증진시키게 됨을 특징으로 하는 하수 폐열을 이용한 지역냉난방시스템을 제공함에 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 지역냉난방시스템의 구성도를 도시한 것으로서,

본 발명은 하수종말 처리조(10)에 하수 폐열열교환기(11)로 지역냉/난방 열원배관(12)이 연결되어지며, 상기 지역냉/난방 열원배관(12)에 하수종말 처리조(10)에서 발생된 하수 폐열원을 순환관(21)으로 히트펌프(20)가 연결 설치되어지고, 상기 히트펌프(20)에 각 세대별이나 사용처에 냉/난방 및 급탕을 공급할 수 있도록 냉/난방배관(13) 또는 급탕배관(32)이 연결되어진다.

또한, 상기 히트펌프(20)에는 히트펌프(20)로부터 급탕열원을 순환시킬 수 있도록 급탕순환관(31)으로 급탕탱크(30)가 연결되어지며, 상기 급탕배관(32)은 급탕탱크(30)에 연결되어진다.

이때 상기 히트펌프(20)는 저온 열원에서 열을 흡수한 후, 일을 가하여(PUMPING), 고온 열원에 열을 방출하는 장치로서, 히트펌프의 원리를 간단히 설명하면, 열펌프는 열을 흡수하고 방열하는 원리의 구분에 따라 압축식, 화학식, 흡수식, 흡착식 등으로 분류되며, 그중 가정용으로 많이 적용되는 형식은 압축식 열펌프이다.

이 압축식 열펌프는 에어콘이라 불리우는 냉방장치의 역사이클로 생각하면 된다. 즉 냉방전용의 에어콘은 실내에 설치된 실내기의 열교환기에서 열을 흡수하여 실외에 설치된 실외기의 열교환기를 이용하여 열을 방열시키는 원리이며, 열펌프는 반대로 실외기의 열교환기에서 열을 흡수하여 실내에 설치된 실내기의 열교환기를 이용하여 열을 방열시키는 원리다.

상기와 같은 시스템으로 이루어진 본 발명에 따른 작용효과를 살펴보면 아래 와 같다.

먼저, 하수종말 처리조(10)에서 발생된 하수 폐열원을 냉/난방배관(13)이나 급탕배관(32)을 통해 각 세대에 공급하게 되는데, 이때 상기 냉/난방배관(13) 및 급탕배관(32)으로 공급되어지는 열원을 히트펌프(20)에 의해 냉/난방은 물론 급탕 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 하수종말 처리조(10)에서 발생되어지는 하수 폐열원을 냉/난방 및 급탕 공급원으로 사용하게 됨으로 적은 에너지를 사용하여도 냉/난방 및 급탕 효율을 최대화할 수 있게 되는 것이다.

상기에서 히트펌프(20)는 냉/난방배관(12) 및 급탕배관(32)으로 순환되는 열원의 효율이 떨어지게 되면 히트펌프(20)가 가동되어지면서 떨어진 열효율을 상승시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 각 세대별로 냉/난방 및 급탕을 공급하기 위해 하수종말 처리조(10)에서 필요한 연료량을 모두 소비할 필요 없이 상기 히트펌프(20)로부터 일부 열원을 공급받을 수 있게 됨으로 연료비를 최소화할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 하수종말 처리조에서 발생된 하수 폐열을 이용하 고 냉/난방배관과 급탕배관에 히트펌프를 연결 설치하는 지역냉난방시스템을 구비함으로 하수 폐열을 냉/난방 및 급탕 열원으로 사용함과 동시에 히트펌프의 작동으로 히트펌프로부터 냉/난방 및 급탕열원이 공급되어지게 되어 연료의 소모를 최소화하여 연료비를 절감할 수 있음과 동시에 열효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 하수종말 처리조에 하수 폐열열교환기로 지역냉/난방 열원배관이 연결되어지며, 상기 지역냉/난방 열원배관에 하수종말 처리조에서 발생된 하수 폐열원을 순환관으로 히트펌프가 연결 설치되어지고, 상기 히트펌프에 히트펌프로부터 급탕 열원을 순환시킬 수 있도록 급탕순환관으로 급탕탱크가 연결되어지며, 상기 히트펌프에 각 세대별이나 사용처에 냉/난방 및 급탕을 공급할 수 있도록 냉/난방배관 또는 급탕탱크에 급탕배관이 연결되어짐을 특징으로 하는 하수 폐열을 이용한 지역냉난방시스템.

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