KR20190037423A - 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주거 단지 또는 각종 건물에 난방을 제공하기 위한 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역난방 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 주거 단지 또는 각종 건물의 난방을 위해 난방수를 공급하는 지역 난방수 공급 유닛과 상기 지역 난방수 공급 유닛에서 공급되는 상기 난방수가 흐르는 메인 공급 라인과 상기 메인 공급 라인에서 분기되며, 상기 난방수가 흐르는 보조 공급 라인과 상기 보조 공급 라인 상에 설치되며, 상기 난방수와 열교환하여 상기 주거 단지 또는 상기 건물의 난방열을 획득하는 열교환 유닛과 그리고 상기 보조 공급 라인 상에 설치되며, 상기 보조 공급 라인에 흐르는 상기 난방수를 차압 또는 온도 하강시키며, 상기 차압 시 차압 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 차압 발전 유닛을 포함하되, 상기 차압 발전 유닛은 상기 보조 공급 라인 상에 설치되며, 용적식 수차를 가지는 수차부와 상기 차압 발전 유닛은 상기 수차부와 연결되어 상기 차압 에너지를 전기 에너지로 발전시키는 발전부를 포함하는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템을 포함한다.

Description

다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템{District heating system including multi-function differential pressure power generation unit}
본 발명은 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 주거 단지에 난방수를 공급하는 지역 난방 시스템에 있어서 난방수가 흐르는 라인에 용적식 수차를 설치하여 차압 에너지로 지역 난방수의 압력을 강하하며, 동시에 난방수의 온도 강하, 난방수가 흐르는 라인의 유량을 측정하고 유량을 제어하며, 차압 에너지를 전기 에너지로 발전시킬 수 있는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 지역난방은 아파트, 주택, 상가, 사무실, 학교, 병원, 공장 등 각종건물이 개별난방 시설을 갖추는 대신 집중된 대규모 열원시설(열병합발전소, 열전용 보일러, 쓰레기 소각로 등)에서 경제적으로 생산된 열을 이용하여 지역전체에 난방 및 급탕을 공급하며, 쾌적한 도시환경을 창조하고 에너지 절약과 환경공해 개선에 기여하는 효율적인 난방방식으로 개별적으로 사용자가 난방설비를 갖추는 개별난방 시스템과는 차이가 있다.
즉, 지역난방은 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 고온수(110℃ 이상)를 생산하여 고압(16bar)의 압력으로 열수송관을 통해 각 수용가에 공급하는 시스템으로 집단에너지 공급방식 중 하나이다.
한편, 이러한 지역난방을 이용하기 위해서는 열병합 시스템이 필요한데, 열병합 시스템은 하나의 에너지원(연료)으로부터 두 가지 이상의 유용한 에너지(전기에너지와 열에너지)를 생산해 낼 수 있는 시스템을 말한다.
한편, 지역 난방 시스템에서 주거 단지에 열을 공급하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 고온 및 고압의 난방수를 각각의 주거 단지의 열교환기로 공급한다. 다만, 주거단지에 열교환기로 고온 및 고압의 난방수를 바로 공급할 수 없어 차폐 밸브를 통해서 차압을 한 뒤 열교환기로 공급한다. 열교환기에서 공급된 난방수로부터 열을 획득하여 이를 이용하여 주거 단지에 열을 공급한다.
열 수송관을 통하여 다수의 주거 단지에 열을 공급한 난방수는 다시 회수되어 사용된다.
다만, 이러한 공급 시스템에는 다음과 같은 문제점이 있다.
차폐 밸브를 통하여 차압 시 고온 및 고압의 난방수를 계속적으로 차압하여 그 수명이 짧아 잦은 교체가 필수적이다. 또한, 고온 및 고압의 난방수를 차압 시 차압 에너지가 사용되지 않고 버려져 에너지가 낭비되는 문제점이 있다. 또한, 고온 및 고압의 난방수의 유량 관리가 필수적이나, 현재 지역 난방 시스템에서는 열 수송관에 흐르는 유량을 제어하거나 관리할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자, 지역 난방 시스템에서 난방수를 차압 시 차압 에너지를 활용할 수 있는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 지역 난방 시스템에서 차폐 밸브를 대체할 수 있는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 지역 난방 시스템에서 난방수가 흐르는 라인에 유량을 측정하고 조절하여 유량을 관리할 수 있는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 차압 에너지를 전기 에너지로 전환, 난방수의 압력 및 온도 강하, 유량 측정 및 조절 할 수 있는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 주거 단지 또는 각종 건물을 난방하기 위해 난방수를 공급하는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템은 상기 주거 단지 또는 각종 건물의 난방을 위해 난방수를 공급하는 지역 난방수 공급 유닛과 상기 지역 난방수 공급 유닛에서 공급되는 상기 난방수가 흐르는 메인 공급 라인과 상기 메인 공급 라인에서 분기되며, 상기 난방수가 흐르는 보조 공급 라인과 상기 보조 공급 라인 상에 설치되며, 상기 난방수와 열교환하여 상기 주거 단지 또는 상기 건물의 난방열을 획득하는 열교환 유닛(30)과 그리고 상기 보조 공급 라인 상에 설치되며, 상기 보조 공급 라인에 흐르는 상기 난방수를 차압 또는 온도 하강시키며, 상기 차압 시 차압 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 차압 발전 유닛을 포함하되 상기 차압 발전 유닛은 상기 보조 공급 라인 상에 설치되며, 용적식 수차를 가지는 수차부와 상기 차압 발전 유닛은 상기 수차부와 연결되어 상기 차압 에너지를 전기 에너지로 발전시키는 발전부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 차압 발전 유닛은 상기 보조 공급 라인 상에 흐르는 유량을 측정하기 위해 상기 용적식 수차의 회전수를 측정하는 유량 측정부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 유량 측정부는 상기 보조 공급 라인 상에 유량을 측정 시 상기 용적식 수차 중 기어이 사이의 부피 및 상기 용적식 수차의 회전수를 이용하여 상기 유량을 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 차압 발전 유닛은 상기 수차부의 상기 용적식 수차의 회전수를 조절하는 회전 조절부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 차압 발전 유닛은 상기 수차부, 상기 회전 조절부 그리고 상기 유량 측정부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 유량 측정부에서 측정된 상기 난방수의 유량을 사용자가 볼 수 있도록 표시하는 표시 부재를 더 가지며, 상기 제어부는 상기 유량의 조절 시 상기 용적식 수차의 회전수를 늘리거나 또는 줄여 상기 유량을 조절하도록 상기 회전 조절부를 제어할 수 있다.
일 실시 에에 따르면, 상기 메인 공급 라인에는 상기 보조 공급 라인으로 공급되는 상기 난방수의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브가 설치될 수 있다.
일 실시 에에 따르면, 상기 보조 공급 라인 상에서 분기되는 예비 공급 라인을 더 포함하며 상기 예비 공급 라인에는 상기 수차부의 이상 시 상기 예비 공급 라인을 통해서 상기 난방수를 차압시켜 상기 열 교환 유닛으로 공급하도록 차압 밸브가 설치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 보조 공급 라인 중 상기 수차부가 설치되는 상류에는 제1 밸브가 설치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 제1 밸브를 더 제어하며 상기 제어부는 상기 수차부의 이상 시 상기 제1 밸브를 조절하여 상기 예비 공급 라인으로 상기 난방수를 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 난방수의 차압 시 생성되는 차압 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성할 수 있어 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 난방수의 유량을 측정할 수 있어 효율적인 난방수 관리가 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 난방수의 유량을 제어할 수 있어, 효율적인 난방수 관리가 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 난방수를 이용해 주거단지 또는 각종건물에 난방열을 효율적으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 지역 난방에 활용되는 난방수의 압력 강하, 온도 조절, 차압 에너지를 전기 에너지로 활용, 난방수의 유량을 측정하며 조절할 수 있는 다기능 차압 발전 유닛을 제공하여 에너지를 효율적으로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 내구성이 향상된 다기능 차압 발전 유닛을 지역 난방 시스템에 제공하여 시설 유지비를 감소할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3은 수차부에 적용되는 용적식 수차의 일부를 보여주는 단면도 및 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템을 보여주는 도면이다.
도 5는 유량 및 낙차 조건에 따른 비속도 그래프의 예를 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되게 도시된 부분도 있다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 주거 단지(40) 등에 난방을 제공할 수 있는 지역난방 시스템(1)에 관한 것이다. 지역난방 시스템(1)은 고온 및 고압의 난방수를 열 수송관 등을 통해서 공급하며, 난방수에서 난방열을 공급받아 주거 단지 등에 난방을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역난방 시스템을 보여주는 도면이고, 도 2 및 도 3은 수차부에 적용되는 용적식 수차의 일부를 보여주는 단면도 및 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역난방 시스템(1)은 지역 난방수 공급 유닛(10), 메인 공급 라인(11), 보조 공급 라인(13), 차압 발전 유닛(20), 열교환 유닛(30)을 포함한다.
지역 난방수 공급 유닛(10)은 고온 및 고압의 난방수를 생산할 수 있다. 지역 난방수 공급 유닛(10)은 고온 및 고압의 난방수를 메인 공급 라인(11)에 공급할 수 있다. 일 예로, 지역 난방수 공급 유닛(10)은 보일러 등을 통하여 고온수를 생산할 수 있다.
일 예로, 열부하가 낮거나 전력 판매가격이 높은 시간에는 보일러에서 생산된 잉여 고온수를 고온수 저장 탱크인 축열조에서 저장할 수 있다. 열부하가 높은 시간에는 축열조 또는 보일러에서 생산된 고온수를 펌프 등을 이용하여 공급 할 수 있다.
메인 공급 라인(11)은 지역 난방수 공급 유닛(10)에서 공급된 고온 및 고압의 난방수가 흐를 수 있다. 메인 공급 라인(11)을 흐르는 난방수는 후술하는 보조 공급 라인(13)으로 공급될 수 있다. 보조 공급 라인(13)을 흐르는 난방수는 후술하는 열교환 유닛(30)을 통해서 열 교환을 한 뒤 다시 메인 공급 라인(11)으로 공급될 수 있다. 메인 공급 라인(11)에 다시 공급된 난방수는 메인 공급 라인(11)을 흐른 뒤 지역 난방수 공급 유닛(10)으로 회수 될 수 있다.
메인 공급 라인(11)은 난방수가 흐를 수 있는 수송관의 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 메인 공급 라인(11)은 고온 및 고압의 난방수가 흐를 수 있는 배관을 제공될 수 있다.
메인 공급 라인(11)에는 보조 공급 라인(13)으로 공급되는 유량을 조절하는 유량 조절 밸브(12)가 설치될 수 있다. 유량 조절 밸브(12)는 메인 공급 라인(11)에서 보조 공급 라인(13)으로 공급되는 유량을 조절 할 수 있다. 일 예로, 메인 공급 라인(11)에는 흐르는 유량은 각각 다른 조건으로 흐를 수 있다. 일 예로, 메인 공급 라인(11)은 개별 보조 공급 라인(13)을 공급된 난방수가 순환되어 다시 돌아와 흐를 수 있다. 이에 따라, 메인 공급 라인(11)의 개별 구역에서 난방수의 압력 및 온도가 각각 다를 수 있다. 각각의 난방수 조건에 따라서 유량 조절 밸브(12)는 보조 공급 라인(13)을 공급되는 난방수의 유량을 조절할 수 있다.
유량 조절 밸브(12)는 복수개 제공될 수 있다. 일 예로, 유량 조절 밸브(12)는 보조 공급 라인(13)과 대응되는 개수로 제공될 수 있다.
보조 공급 라인(13)은 메인 공급 라인(11)에서 분기되어 제공될 수 있다. 보조 공급 라인(13)은 열교환 유닛(30)으로 난방수를 공급할 수 있다. 보조 공급 라인(13)은 개별 주거 단지(40) 또는 각종 건물에 난방열을 제공하기 위해 제공될 수 있다.
여기서, 주거 단지(40)는 아파트 공공 주택일 수 있다. 각종 건물은 병원, 상가 건물, 회사 건물 등 일 수 있다.
보조 공급 라인(13)은 난방수가 흐를 수 있는 수송관의 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 보조 공급 라인(13)은 고온 및 고압의 난방수가 흐를 수 있는 배관을 제공될 수 있다.
차압 발전 유닛(20)은 보조 공급 라인(13) 상에 설치될 수 있다. 차압 발전 유닛(20)은 고온 및 고압의 난방수를 열교환 유닛(30)으로 공급하기 전에 난방수의 압력을 강하시킬 수 있다. 차압 발전 유닛(20)은 고온 및 고압의 난방수를 열교환 유닛(30)으로 공급하기 전에 난방수의 온도를 낮출 수 있다. 차압 발전 유닛(20)은 보조 공급 라인(13)을 흐르는 난방수의 유량을 측정할 수 있다. 차압 발전 유닛(20)은 보조 공급 라인(13)을 흐르는 난방수의 유량을 조절할 수 있다.
차압 발전 유닛(20)은 수차부(21), 회전 조절부(23), 발전부(25), 유량 측정부(27) 그리고 제어부(29)를 포함한다.
수차부(21)는 보조 공급 라인(13) 상에 설치될 수 있다. 수차부(21)는 고온 및 고압의 난방수를 통과시켜 압력 및 온도를 강하시킬 수 있다. 일 예로, 수차부(21)는 용적식 수차를 가질 수 있다. 도 3과 같이, 용적식 수차는 두 개의 기어(31,32)가 맞물리는 형태로 제공될 수 있다.
고온 및 고압의 난방수는 용적식 수차를 관통하면서 압력이 강하되고, 온도가 하강할 수 있다.
회전 조절부(23)는 수차부(21)와 연결 될 수 있다. 회전 조절부(23)는 수차부(21)의 용적식 수차의 회전을 제어할 수 있다. 회전 조절부(23)는 수차부(21)의 용적식 수차를 제어하여, 유량을 제어할 수 있다.
일 예로, 회전 조절부(23)는 후술하는 유량 측정부(27)에서 측정된 유량을 기초로 보조 공급 라인(13)에 흐르는 유량을 조절할 수 있다. 후술하는 제어부(29)는 회전 조절부(23)을 제어하여 수차부(21)의 용적식 수차의 회전수를 늘리거나 또는 줄여 유량을 조절할 수 있다.
발전부(25)는 수차부(21)에서 생성되는 차압 에너지를 전기에너지로 생성할 수 있다. 발전부(25)는 수차부(21)를 통과하는 난방수에서 발생되는 차압 에너지를 이용해 회전력을 발생시킬 수 있으며, 이를 전달받아 발전할 수 있다. 일 예로, 발전부(25)에서 생성되는 전기는 전력 저장 장치(미도시) 등에 저장될 수 있다. 이와는 달리, 주거 단지의 전력 저장부로 전기 에너지를 전달하여 사용하도록 할 수 있다.
유량 측정부(27)는 수차부(21)와 연결될 수 있다. 일 예로, 유량 측정부(27)는 용적식 수차에 설치되어, 용적식 수차의 회전수(n)를 측정할 수 있다. 일 예로, 유량 측정부(27)는 측정된 용적식 수차와, 두 개의 기어이(31,32) 사이의 부피(V1)를 통해서 유량을 측정할 수 있다. 일 예로, 유량 측정부(27)는 용적식 수차에 부착되어, 수차의 회전수(n)를 측정할 수 있는 센서를 가지는 형태로 제공될 수 있다.
일 예로, 유량은 아래와 같은 수식으로 구해질 수 있다.
Q = V * n
(여기서, Q는 유량, V = volume flow rate, n은 용적식 수차의 회전수)
제어부(29)는 회전 조절부(23), 발전부(25) 및 유량 측정부(27)를 제어할 수 있다. 일 예로, 제어부(29)는 회전 조절부(23)를 제어하여 용적식 수차의 회전 수를 조절하여 보조 공급 라인(13) 상에 유량을 제어할 수 있다. 이와는 달리, 제어부(29)는 유량 측정부(27)에서 측정된 유량을 확인할 수 있다. 일 예로, 제어부(29)는 발전부(25)에서 발전된 전기 에너지를 전력 저장 장치에 저장하도록 발전부(25)를 제어할 수 있다.
일 예로, 제어부(29)는 표시 부재(미도시)를 가질 수 있다. 표시 부재는 회전 조절부(23) 또는 유량 측정부(27)을 통해서 측정된 용적식 수차의 회전수 또는 유량을 사용자가 볼 수 있도록 표시해 줄 수 있다. 일 예로, 표시 부재는 디스플레이 장치 등의 형태로 제공될 수 있다.
제어부(29)는 표시 부재를 통해서 표시된 유량 또는 용적식 수차의 회전수, 압력, 온도 등을 통해서 차압 발전 유닛(20)의 각각의 구성을 제어할 수 있다.
상술한 실시예와는 달리, 차압 발전 유닛(20)은 난방수의 압력 및 온도를 측정할 수 있는 장치를 더 가질 수 있으며, 이를 통해서 측정된 압력 및 온도를 표시 부재를 통해서 사용자가 볼 수 있도록 할 수 있다. 제어부(28) 이들의 측정값을 통해서 차압 발전 유닛(20)의 각각의 구성 등을 제어할 수 있다.
열교환 유닛(30)은 난방수와 열교환 할 수 있다. 보조 공급 라인(13) 상에 난방수는 차압 발전 유닛(20)에서 차압 한 뒤 열교환 유닛(30)으로 공급될 수 있다. 열교환 유닛(30)은 난방수로부터 열을 획득하여 주거 단지(40) 또는 각종 건물에 난방을 제공할 수 있다. 열교환 유닛(30)은 공지의 열교환 장치로 제공될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지역난방 시스템(1)을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 예비 공급 라인(15)은 보조 공급 라인(13)에서 분기되어 제공될 수 있다. 예비 공급 라인(15)에는 차압 밸브(19)가 설치될 수 있다. 차압 밸브(19)는 수차부(21)의 이상 시 예비 공급 라인(15)을 통해서 난방수를 차압하여 열교환 유닛(30)으로 공급할 수 있다.
보조 공급 라인(13) 중 수차부(21)가 설치되는 상류 및 하류에는 제1 밸브(14) 및 제2 밸브(16)가 설치될 수 있다.
제1 밸브는 수차부(21)의 이상 시 보조 공급 라인(13)을 통해서 수차부(21)로 흐르는 난방수를 차단시킬 수 있다. 제1 밸브는 온오프 밸브로 제공될 수 있다. 제1 밸브(14)의 오프로 하여, 예비 공급 라인(15)으로 난방수를 흐르게 할 수 있다.
도 4의 차압 발전 유닛(20)은 도 1 내지 도 3의 차압 발전 유닛(20)과 동일하게 제공될 수 있다.
도 5는 유량 및 낙차 조건에 따른 비속도 그래프의 예를 보여주는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 지역 난방 시스템에 흐르는 난방수는 초고낙차 및 저유량 조건을 가진다. 이러한 조건에서 유체의 차압 조절 및 유량 측정 기능을 가질 수 있는 차압 발전기의 형태는 용적식 수차의 타입을 가질 수 밖에 없다. 기타 타입의 경우, 그래프에서 보여지는 것과 같이, 비속도 값이 적합하지 않아 사용이 불가능하다. 또한, 용적식 수차를 사용하는 경우 고온 및 고압의 난방수에 사용이 적합하며, 유량 측정을 정밀하게 수행할 수 있다.
참고로, 비속도 값은 아래의 수식으로 구해질 수 있다.
Figure pat00001
ns, nq = 비속도, n = 수차의 회전수, Q = 유량, H = 낙차, P = 출력
종래의 일반적으로 난방 수의 차압 시 사용되는 차압 밸브는 케비테이션 발생에 따른 파손 때문에 2년에 한번씩 교체가 예정되어 있다. 그러나, 본 발명의 경우, 수명이 긴 용적식 수차를 사용하여 내구성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 난방수의 차압 시 생성되는 차압 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성할 수 있어 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 난방수의 유량을 측정할 수 있어 효율적인 난방수 관리가 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 난방수의 유량을 제어할 수 있어, 효율적인 난방수 관리가 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 난방수를 이용해 주거단지 또는 각종건물에 난방열을 효율적으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 지역 난방에 활용되는 난방수의 압력 강하, 온도 조절, 차압 에너지를 전기 에너지로 활용, 난방수의 유량을 측정하며 조절할 수 있는 다기능 차압 발전 유닛을 제공하여 에너지를 효율적으로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 내구성이 향상된 다기능 차압 발전 유닛을 지역 난방 시스템에 제공하여 시설 유지비를 감소할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 지역 난방 시스템 10: 지역 난방수 공급 유닛
11: 메인 공급 라인 13: 보조 공급 라인
15: 예비 공급 라인 19: 차폐 밸브
20: 차압 발전 유닛 21: 수차부
23: 펌프부 25: 발전부
27: 유량 측정부 29: 제어부
30: 열교환 유닛

Claims (10)

  1. 주거 단지 또는 각종 건물을 난방하기 위해 난방수를 공급하는 지역 난방 시스템에 있어서,
    상기 주거 단지 또는 각종 건물의 난방을 위해 난방수를 공급하는 지역 난방수 공급 유닛과;
    상기 지역 난방수 공급 유닛에서 공급되는 상기 난방수가 흐르는 메인 공급 라인과;
    상기 메인 공급 라인에서 분기되며, 상기 난방수가 흐르는 보조 공급 라인과;
    상기 보조 공급 라인 상에 설치되며, 상기 난방수와 열교환하여 상기 주거 단지 또는 상기 건물의 난방열을 획득하는 열교환 유닛과; 그리고
    상기 보조 공급 라인 상에 설치되며, 상기 보조 공급 라인에 흐르는 상기 난방수를 차압 또는 온도 하강시키며, 상기 차압 시 차압 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 차압 발전 유닛을; 포함하되,
    상기 차압 발전 유닛은,
    상기 보조 공급 라인 상에 설치되며, 용적식 수차를 가지는 수차부와;
    상기 차압 발전 유닛은 상기 수차부와 연결되어 상기 차압 에너지를 전기 에너지로 발전시키는 발전부를 포함하는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차압 발전 유닛은
    상기 보조 공급 라인 상에 흐르는 유량을 측정하기 위해 상기 용적식 수차의 회전수를 측정하는 유량 측정부를 더 포함하는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유량 측정부는 상기 보조 공급 라인 상에 유량을 측정 시 상기 용적식 수차 중 기어이 사이의 부피 및 상기 용적식 수차의 회전수를 이용하여 상기 유량을 측정하는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 차압 발전 유닛은 상기 수차부의 상기 용적식 수차의 회전수를 조절하는 회전 조절부를 더 포함하는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차압 발전 유닛은 상기 수차부, 상기 회전 조절부 그리고 상기 유량 측정부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 유량 측정부에서 측정된 상기 난방수의 유량을 사용자가 볼 수 있도록 표시하는 표시 부재를 더 가지며,
    상기 제어부는 상기 유량의 조절 시 상기 용적식 수차의 회전수를 늘리거나 또는 줄여 상기 유량을 조절하도록 상기 회전 조절부를 제어하는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 메인 공급 라인에는 상기 보조 공급 라인으로 공급되는 상기 난방수의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브가 설치되는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 보조 공급 라인 상에서 분기되는 예비 공급 라인을 더 포함하며,
    상기 예비 공급 라인에는 상기 수차부의 이상 시 상기 예비 공급 라인을 통해서 상기 난방수를 차압시켜 상기 열 교환 유닛으로 공급하도록 차압 밸브가 설치되는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보조 공급 라인 중 상기 수차부가 설치되는 상류에는 제1 밸브가 설치되는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 밸브를 더 제어하며,
    상기 제어부는 상기 수차부의 이상 시 상기 제1 밸브를 조절하여 상기 예비 공급 라인으로 상기 난방수를 공급하는 다기능 차압 발전 유닛을 구비하는 지역 난방 시스템.
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