KR20190061284A - 시설원예용 에너지 공급 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산간 도서지역과 같은 미개발 지역의 시설원예 하우스들에 필요한 에너지를 효율적으로 공급할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 가스연료탱크; 상기 가스연료탱크에서 가스 연료를 공급받아 구동되는 가스엔진 및 상기 가스엔진에 연결되어 전기를 발생시키는 발전기를 포함하고, 상기 발전기에서 생산되는 전기를 복수의 시설원예 하우스로 분배하여 공급하며, 상기 가스엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스 중의 유해가스 농도가 농작물의 생육에 필요한 기준치 이하로 유지되도록 제어된 상태의 이산화탄소가 포함된 배기가스를 복수의 시설원예 하우스로 분배하여 공급하는 공용 가스엔진 발전기; 및 상기 복수의 시설원예 하우스에 각각 설치되어 시설원예 하우스에 난방을 공급하는 보일러; 를 포함하여 이루어져, 시설원예 하우스들에 전기, 난방, 냉방 및 이산화탄소와 같은 에너지를 효율적으로 공급할 수 있는 시설원예용 에너지 공급 시스템에 관한 것이다.

Description

시설원예용 에너지 공급 시스템 {Energy supply system for horticulture utilizing technology}
본 발명은 마을 단위의 지역이나 그린벨트 또는 산간 도서지역 등의 미개발 지역의 소규모 시설원예 하우스들에 에너지를 공급하는 에너지 공급 시스템에 관한 것이다.
종래에는 그린벨트 또는 산간 도서지역과 같은 미개발 지역의 시설원예 하우스들에 에너지(전기, 난방, 냉방 및 이산화탄소)를 공급함에 있어서, 전기는 한전의 전력망을 이용하거나 자체 발전기에서, 난방은 보일러에서, 냉방은 에어컨으로, 이산화탄소의 공급은 액상탄산시설 등을 이용하여 각각의 시설원예 하우스에 개별적으로 에너지를 공급하였기 때문에 매우 비효율적인 활용을 하고 있었다.
즉, 시설원예 하우스마다 발전기, 보일러, 에어컨 및 액상탄산시설이 각각 설치되어 에너지를 공급하도록 시스템이 구성되어 있어, 에너지들이 효율이 저하되며 시설원예 하우스가 많아질수록 에너지 공급 장치의 수가 증가하여 유지보수에 많은 비용 및 시간이 소요되는 문제점이 있다.
KR 10-1398395 B1 (2014.05.16)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공용 가스 발전기를 이용해 복수의 시설원예 하우스에 전기 및 이산화탄소를 분배하여 공급하도록 하고 시설원예 하우스마다 각각 가스엔진 히트펌프(GHP)와 보일러를 설치하여 에너지 공급 시스템을 구성함으로써, 산간 도서지역과 같은 미개발 지역의 시설원예 하우스들에 필요한 에너지인 전기, 난방, 냉방 및 이산화탄소를 효율적으로 공급할 수 있는 시설원예용 에너지 공급 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시설원예용 에너지 공급 시스템은, 가스연료탱크; 상기 가스연료탱크에서 가스 연료를 공급받아 구동되는 가스엔진 및 상기 가스엔진에 연결되어 전기를 발생시키는 발전기를 포함하고, 상기 발전기에서 생산되는 전기를 복수의 시설원예 하우스로 분배하여 공급하며, 상기 가스엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스 중의 유해가스 농도가 농작물의 생육에 필요한 기준치 이하로 유지되도록 제어된 상태의 이산화탄소가 포함된 배기가스를 복수의 시설원예 하우스로 분배하여 공급하는 공용 가스엔진 발전기; 및 상기 복수의 시설원예 하우스에 각각 설치되어 시설원예 하우스에 난방을 공급하는 보일러; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 복수의 시설원예 하우스에 각각 설치되어 시설원예 하우스에 난방 또는 냉방을 선택적으로 공급하는 가스엔진 히트펌프(GHP)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보일러가 시설원예 하우스에 난방 공급을 주로 하고, 상기 가스엔진 히트펌프가 시설원예 하우스에 난방 공급을 보조할 수 있다.
또한, 상기 보일러 및 가스엔진 히트펌프는 상기 가스연료탱크에서 가스 연료를 공급받고 상기 공용 가스엔진 발전기에서 전기를 공급받아 작동될 수 있다.
또한, 상기 복수의 시설원예 하우스로 이산화탄소가 각각 공급되는 분기 배관에 설치된 제어밸브에 연결되어 시설원예 하우스로 공급되는 이산화탄소의 양을 제어하며, 상기 보일러 또는 가스엔진 히트펌프에 연결되어 시설원예 하우스로 공급되는 난방 및 냉방을 제어하는 에너지 제어부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 공용 가스엔진 발전기는 한 쌍이 병렬로 구성되어, 한 쌍의 공용 가스엔진 발전기 중 어느 하나가 선택적으로 작동될 수 있다.
또한, 상기 공용 가스엔진 발전기에 연결되어 상기 가스엔진에서 발생되는 폐열을 이용해 물을 가열하여 온수가 저장되며, 저장된 온수를 복수의 시설원예 하우스로 분배하여 공급하는 축열조를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보일러가 시설원예 하우스에 난방 공급을 주로 하고, 상기 축열조가 시설원예 하우스에 난방 공급을 보조할 수 있다.
또한, 상기 공용 가스엔진 발전기는, 상기 가스엔진의 배기관에 설치되어 배기가스에 포함된 유해가스들을 제거하는 제1삼원촉매; 상기 배기가스의 유동방향으로 상기 제1삼원촉매의 전방에 설치된 전방 산소센서와 제1삼원촉매의 후방에 설치된 후방 산소센서; 및 상기 가스엔진, 전방 산소센서 및 후방 산소센서에 연결되어 상기 가스엔진이 특정한 부하 이상의 위험운전영역에서 특정한 시간 이상 한 지점에서 연속으로 운전되는 경우, 가스엔진의 회전수(RPM)는 고정된 상태에서 미리 설정된 시간 동안 가스엔진의 현재 운전영역보다 낮은 부하의 운전영역으로 변경하여 가스엔진을 운전한 후 다시 원래의 운전영역으로 복귀하여 가스엔진을 운전하도록 제어하는 제어부; 를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 위험운전영역은 가스엔진 부하 60kPa 이상의 운전영역일 수 있다.
또한, 상기 특정한 시간은 가스엔진이 특정한 부하 이상의 위험운전영역의 한 지점에서 운전되기 시작한 시점으로부터 제1삼원촉매를 통과하여 배출되는 배기가스 중의 유해가스 농도가 발산하면서 증가하기 시작하는 현상이 나타나는 시점까지의 시간일 수 있다.
또한, 상기 특정한 시간은 배기가스 중의 특정한 한 가지의 유해가스 농도가 미리 설정된 기준치를 초과하기 전까지의 시간일 수 있다.
또한, 상기 공용 가스엔진 발전기는, 상기 배기가스의 유동 방향으로 후방 산소센서의 후방 측 배기관에 설치된 제2삼원촉매를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 시설원예용 에너지 공급 시스템은, 산간 도서지역과 같은 미개발 지역의 시설원예 하우스들에 에너지인 전기, 난방, 냉방 및 이산화탄소를 효율적으로 공급할 수 있는 장점이 있다.
또한, 에너지를 공급하기 위한 장치들의 수가 적어 유지보수 및 관리가 용이한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템에서 하나의 시설원예 하우스에 설치된 장치들을 나타낸 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제3시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템에서 공용 가스엔진 발전기를 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템에서 공용 가스엔진 발전기의 제어부에서의 운전영역 매핑 영역 상황 및 가스엔진 제어 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7 및 도 8은 종래의 가스엔진 제어 방법에 따라 위험운전영역의 한 지점에서 연속적으로 가스엔진을 운전하였을 때 촉매의 산소저장능력 저하에 따른 배출가스의 발산 현상을 나타낸 그래프이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템에서 공용 가스엔진 발전기의 제어부에서 가스엔진을 제어하였을 때, 촉매의 산소저장능력이 회복되어 정상으로 배출가스가 제어되는 상태를 나타낸 그래프이다.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 시설원예용 에너지 공급 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
<실시예 1>
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 시설원예용 에너지 공급 시스템은, 가스연료탱크(1100); 상기 가스연료탱크(1100)에서 가스 연료를 공급받아 구동되는 가스엔진(100) 및 상기 가스엔진(100)에 연결되어 전기를 발생시키는 발전기(600)를 포함하고, 상기 발전기(600)에서 생산되는 전기를 복수의 시설원예 하우스(700)로 분배하여 공급하며, 상기 가스엔진(100)에서 연소 후 배출되는 배기가스 중의 유해가스 농도가 농작물의 생육에 필요한 기준치 이하로 유지되도록 제어된 상태의 이산화탄소가 포함된 배기가스를 복수의 시설원예 하우스(700)로 분배하여 공급하는 공용 가스엔진 발전기(1200); 및 상기 복수의 시설원예 하우스(700)에 각각 설치되어 시설원예 하우스(700)에 난방을 공급하는 보일러(1300); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
가스연료탱크(1100)는 가스 연료가 저장되는 용기이고, 가스 연료로는 일례로 액화석유가스(LPG)가 될 수 있으며, 이외에도 천연가스, 도시가스, 바이오가스 및 신재생연료 등이 될 수 있다.
공용 가스엔진 발전기(1200)는 가스엔진(100) 및 발전기(600)를 포함하여 구성될 수 있다. 가스엔진(100)은 가스연료탱크(1100)에 연결되어 가스 연료를 공급받아 구동되며, 발전기(600)는 가스엔진(100)에 연결되어 회전됨으로써 전기를 발생시킬 수 있다. 이때, 발전기(600)는 복수의 시설원예 하우스(700)에 전력 라인으로 연결되되, 발전기(600)에 연결된 하나의 메인 전력 라인에서 분기된 분기 전력 라인으로 각각의 시설원예 하우스(700)에 연결되어, 복수의 시설원예 하우스(700)에 전기를 분배하여 공급할 수 있다. 또한, 가스엔진(100)에서 연소 후 배출되는 배기가스 중에는 농작물의 생육을 저해하는 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 미연탄화수소(UHC) 등의 유해가스가 포함되어 있으므로, 상기한 유해가스들의 농도가 각각 농작물의 생육에 필요한 기준치 이하로 유지되도록 제어된 상태의 배기가스를 복수의 시설원예 하우스(700)로 분배하여 공급할 수 있다. 이때, 가스엔진(100)에서 가스 연료가 공기와 함께 연소된 후 배기관을 통해 배기가스가 배출되는데, 배기관에는 메인 배기가스 공급 배관이 연결되고 메인 배기가스 공급 배관에서 분기된 분기 배관으로 각각의 시설원예 하우스(700)에 연결되어, 복수의 시설원예 하우스(700)에 이산화탄소가 포함된 배기가스를 분배하여 직접 공급하여 시설원예 하우스(700)들의 이산화탄소 시비에 이용할 수 있다.
보일러(1300)는 일례로 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 연소식 보일러가 사용될 수 있다. 그리고 보일러(1300)는 복수의 시설원예 하우스(700)에 각각 설치되어, 시설원예 하우스(700)마다 개별적으로 난방을 공급하도록 구성될 수 있다. 또한, 가스연료탱크(1100)에 연결된 메인 가스연료 배관에서 분기된 각각의 분기 가스연료 배관이 보일러(1300)에 연결되어, 보일러(1300)의 연료로 가스 연료가 사용될 수 있다.
그리하여 본 발명의 시설원예용 에너지 공급 시스템은, 산간 도서지역과 같은 미개발 지역에 복수의 시설원예 하우스(700)마다 각각 가스연료탱크 및 가스엔진 발전기를 설치하지 않고, 하나의 가스연료탱크(1100) 및 공용 가스엔진 발전기(1200)를 설치하여 공용 가스엔진 발전기(1200)에서 생산되는 전기 및 이산화탄소를 분배하여 각각의 시설원예 하우스(700)들에 공급할 수 있도록 구성됨으로써, 시설원예 하우스에 필요한 에너지인 전기 및 이산화탄소를 효율적으로 공급할 수 있다. 이때, 복수의 시설원예 하우스(700) 각각에서 필요로 하는 전력 부하에 따라 전기를 나누어 공급할 수 있으므로, 공용 가스엔진 발전기(1200)에서는 일정한 회전수로 가스엔진(100)이 작동될 수 있어 이산화탄소 시비에 사용되는 배기가스 중의 유해가스가 증가하지 않아 안정적이고 연속적인 이산화탄소의 시비가 이루어질 수 있다. 또한, 복수의 시설원예 하우스(700) 각각에서 필요로 하는 이산화탄소 부하에 따라 배기가스를 나누어 공급할 수 있으므로, 공용 가스엔진 발전기(1200)의 가스엔진(100)은 정지 및 가동을 반복하지 않고 계속적으로 작동되고 있는 상태로 유지되어, 배기가스 중의 유해가스들의 농도가 농작물의 생육에 필요한 기준치 이하로 유지된 상태에서 시설원예 하우스들에 안정적인 이산화탄소의 시비가 이루어질 수 있다. 즉, 가스엔진(100)의 작동 및 정지가 반복되거나 가스엔진의 초기 가동 후 약 10분 정도 이내에는 배기가스 중의 유해가스 농도가 기준치를 초과하는 경우가 발생하기 때문에 이때의 배기가스를 직접 시설원예 하우스의 이산화탄소 시비에 활용할 수 없다. 그러므로 시설원예 하우스 각각에 가스엔진 발전기를 설치하여 작동 및 정지를 반복하면서 사용하는 것에 비해, 하나의 공용 가스엔진 발전기(1200)를 이용해 전기 및 배기가스를 분배하여 공급할 수 있도록 하면, 배기가스에 포함된 유해가스의 농도가 증가하지 않으면서 필요한 시기에 즉각적으로 이산화탄소의 시비가 이루어질 수 있다.
또한, 전기를 생산하기 위한 발전기와 이산화탄소 시비를 위한 가스엔진을 포함한 배기가스 중의 유해가스 제어 장치들의 수가 현저히 줄어들기 때문에, 시설원예 하우스에 전기와 이산화탄소를 공급하기 장치들의 유지보수 및 관리가 매우 용이해 질 수 있다.
또한, 상기 복수의 시설원예 하우스(700)에 각각 설치되어 시설원예 하우스(700)에 난방 또는 냉방을 선택적으로 공급하는 가스엔진 히트펌프(GHP, 1400)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 시설원예 하우스(700)들 각각에는 가스엔진 히트펌프(1400)가 설치 및 연결되어, 보일러(1300)에 시설원예 하우스(700)로 공급되는 난방이 부족할 때 가스엔진 히트펌프(1400)에서 난방을 공급하도록 할 수 있다. 그리고 시설원예 하우스(700)에서 냉방이 필요한 경우 가스엔진 히트펌프(1400)를 냉방으로 전환하여 냉방을 공급할 수 있다.
이때, 시설원예 하우스(700)에 난방을 공급함에 있어서, 상기 보일러(1300)가 시설원예 하우스(700)에 난방 공급을 주로 하고, 상기 가스엔진 히트펌프(1400)가 시설원예 하우스(700)에 난방 공급을 보조할 수 있다.
즉, 가스엔진 히트펌프(1400)는 난방과 냉방을 전환하여 둘 중 하나를 선택적으로 공급할 수 있으나, 가스엔진 히트펌프(1400)에서 난방과 냉방을 자주 전환하면 에너지 손실이 커지기 때문에, 시설원예 하우스(700)에 난방의 공급은 보일러(1300)가 주로 하고 난방이 부족한 경우에만 가스엔진 히트펌프(1400)가 난방을 보조하도록 작동될 수 있다. 그리고 시설원예 하우스(700)에 필요한 난방이 보일러(1300) 만으로도 부족하지 않은 경우에는 가스엔진 히트펌프(1400)는 냉방 공급용으로만 사용되어 보다 효율적으로 에너지가 사용될 수 있다.
또한, 상기 보일러(1300) 및 가스엔진 히트펌프(1400)는 상기 가스연료탱크(1100)에서 가스 연료를 공급받고 상기 공용 가스엔진 발전기(1200)에서 전기를 공급받아 작동될 수 있다.
즉, 공용 가스엔진 발전기(1200)에서 생산된 전기는 각각의 시설원예 하우스(700)로 공급되어 시설원예 하우스(700)의 조명 장치 등에 사용될 수 있는데, 이 전기를 보일러(1300) 및 가스엔진 히트펌프(1400)의 작동에 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템에서 하나의 시설원예 하우스에 설치된 장치들을 나타낸 세부 구성도이다.
도 2를 참조하면 상기 복수의 시설원예 하우스(700)로 이산화탄소가 각각 공급되는 분기 배관에 설치된 제어밸브(1510)에 연결되어 시설원예 하우스(700)로 공급되는 배기가스의 양을 제어하며, 상기 보일러(1300) 또는 가스엔진 히트펌프(1400)에 연결되어 시설원예 하우스(700)로 공급되는 난방 및 냉방을 제어하는 에너지 제어부(1500)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 각각의 시설원예 하우스(700)에는 이산화탄소가 포함된 배기가스가 공급되도록 메인 배기가스 공급 배관에서 분기된 분기 배관이 연결되어 있는데, 이 분기 배관에는 시설원예 하우스(700)로 공급되는 배기가스의 양을 조절할 수 있도록 제어밸브(1510)가 설치될 수 있으며, 각각의 시설원예 하우스(700)에는 에너지 제어부(1500)가 설치되어 제어밸브(1510)와 연결되어 있어, 에너지 제어부(1500)가 제어밸브(1510)의 개폐를 제어하여 시설원예 하우스(700) 내의 이산화탄소 농도를 조절할 수 있다. 그리고 에너지 제어부(1500)는 시설원예 하우스(700)마다 설치된 보일러(1300)와 가스엔진 히트펌프(1400)에 연결되어 보일러(1300) 및 가스엔진 히트펌프(1400)의 작동을 제어함으로써 시설원예 하우스(700) 내의 온도를 조절할 수 있다.
<실시예 2>
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3을 참조하면 상기 공용 가스엔진 발전기(1200)는 한 쌍이 병렬로 구성되어, 한 쌍의 공용 가스엔진 발전기(1200) 중 어느 하나가 선택적으로 작동될 수 있다.
즉, 공용 가스엔진 발전기(1200)는 한 쌍으로 구성되고 한 쌍의 공용 가스엔진 발전기(1200)는 가스연료탱크(1100)와 시설원예 하우스(700)들 사이에 병렬로 연결되어, 둘 중 어느 하나의 공용 가스엔진 발전기(1200)를 가동시켜 사용하다가 고장이 발생한 경우 다른 하나의 공용 가스엔진 발전기(1200)를 가동시켜 에너지 공급이 차단되지 않고 연속적으로 이루어질 수 있으며, 고장난 공용 가스엔진 발전기의 보수가 용이할 수 있다.
<실시예 3>
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 4를 참조하면 상기 공용 가스엔진 발전기(1200)에 연결되어 상기 가스엔진(100)에서 발생되는 폐열을 이용해 물을 가열하여 온수가 저장되며, 저장된 온수를 복수의 시설원예 하우스(700)로 분배하여 공급하는 축열조(1600)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 전기 또는 이산화탄소가 필요한 경우 공용 가스엔진 발전기(1200)의 가스엔진(100)이 계속적으로 구동되기 때문에, 가스엔진(100)에서 발생되는 폐열을 이용해 물을 가열하고 가열된 온수가 축열조(1600)에 저장될 수 있다. 그리고 축열조(1600)에 저장된 온수는 각각의 시설원예 하우스(700)에 공급되어, 시설원예 하우스(700)에 필요한 난방 또는 온수로 활용될 수 있다.
이때, 상기 보일러(1300)가 시설원예 하우스(700)에 난방 공급을 주로 하고, 상기 축열조(1600)가 시설원예 하우스(700)에 난방 공급을 보조할 수 있다.
즉, 보일러(1300)는 시설원예 하우스(700)에 근접하여 설치되며, 축열조(1600)는 온수를 분배하여 공급하기 위해 시설원예 하우스(700)들로부터 멀리 이격되어 설치되기 때문에, 열 손실 및 온수 공급을 위한 에너지 손실이 상대적으로 적은 보일러(1300)가 시설원예 하우스(700)에 난방 공급을 주로 하고 난방이 부족한 경우에만 축열조(1600)가 난방을 보조하도록 작동될 수 있다. 그리하여 보다 효율적으로 에너지가 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템에서 공용 가스엔진 발전기를 나타낸 구성도이다.
도 5를 참조하면 상기 공용 가스엔진 발전기(1200)는, 상기 가스엔진(100)의 배기관(110)에 설치되어 배기가스에 포함된 유해가스들을 제거하는 제1삼원촉매(410); 상기 배기가스의 유동방향으로 상기 제1삼원촉매(410)의 전방에 설치된 전방 산소센서(430)와 제1삼원촉매(410)의 후방에 설치된 후방 산소센서(440); 및 상기 가스엔진(100), 전방 산소센서(430) 및 후방 산소센서(440)에 연결되어 상기 가스엔진(100)이 특정한 부하 이상의 위험운전영역에서 특정한 시간 이상 한 지점에서 연속으로 운전되는 경우, 가스엔진(100)의 회전수(RPM)는 고정된 상태에서 미리 설정된 시간 동안 가스엔진(100)의 현재 운전영역보다 낮은 부하의 운전영역으로 변경하여 가스엔진(100)을 운전한 후 다시 원래의 운전영역으로 복귀하여 가스엔진(100)을 운전하도록 제어하는 제어부(500); 를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
제1삼원촉매(410)는 가스엔진(100)의 배기관(110)에 설치되어, 가스엔진(100)의 연소실에서 연소되어 배출되는 배기가스에 포함된 유해가스들을 제거하여 배기가스 중의 유해가스 농도를 농작물의 생육에 필요한 기준치 이하로 저감시키며, 이에 따라 배기관(110)을 통해 배출되는 배기가스를 직접 시설원예 하우스(700)에 공급하여 이산화탄소 시비에 활용할 수 있으며, 배기가스에 포함된 이산화탄소가 및 질소가 활용될 수 있다. 그리고 가스엔진(100)에는 라디에이터(200)가 연결되어 냉각수가 순환되면서 가스엔진(100)에서 연소에 의해 발생되는 열을 냉각시킬 수 있다. 이때, 라디에이터(200)는 축열조에 연결되어 가열된 냉각수가 축열조로 보내져 난방 및 온수로 활용될 수 있으며, 라디에이터(200)에는 차가운 냉각수가 공급되어 냉각수가 보충될 수 있다.
전방 산소센서(430)는 배기가스의 유동방향으로 제1삼원촉매(410)의 전방에 설치되어, 제1삼원촉매(410)를 거치기 전인 가스엔진(100)에서 연소된 후 배출된 배기가스 중의 산소 농도를 측정할 수 있다. 그리고 후방 산소센서(440)는 배기가스의 유동방향으로 제1삼원촉매(410)의 후방에 설치되어, 제1삼원촉매(410)를 거친 후 유해가스들이 제거된 상태에서의 배기가스 중의 산소 농도를 측정할 수 있다.
제어부(500)는 가스엔진(100) 및 산소센서(430,440)들에 연결되어 산소센서(430,440)들에서 측정된 산소 농도에 따라 가스엔진(100)의 공연비 등을 제어할 수 있다. 그리고 제어부(500)는 가스엔진(100)의 회전수 및 부하에 대한 신호를 주기적으로 받아서, 가스엔진의 회전수(RPM)가 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다. 여기에서 가스엔진(100)에는 발전기(600)가 연결되어 회전되므로, 가스엔진(100)의 회전수는 1800rpm(60Hz)이나 1500rpm (50Hz)으로 유지될 수 있다.
또한, 제어부(500)는 가스엔진(100)이 특정한 부하 이상의 위험운전영역에서 특정한 시간 이상 한 지점에서 연속으로 운전되는 경우, 현재의 운전영역보다 낮은 가스엔진 부하 및 회전수 중 어느 하나 이상의 운전영역으로 변경하였다가 다시 원래의 운전영역으로 복귀시킴으로써 제1삼원촉매(410)의 산소저장능력을 회복시킨다. 여기에서 위험운전영역이란 제1삼원촉매(410)의 산소저장능력(OSC; Oxygen Storage Capacity) 저하가 발생되어 제1삼원촉매(410)에서의 배출가스 중의 유해가스 농도 제어가 불가능하게 될 수 있는 특정한 가스엔진 부하 이상의 운전영역이 될 수 있다. 즉, 가스엔진(100)에서 연소 후 배출되는 배기가스 중의 산소 농도가 너무 높거나 낮으면 촉매에서의 유해가스의 제거율이 크게 낮아지게 되는데, 산소 농도의 변화 폭을 줄이기 위해 촉매의 기본 물질인 세리아(CeO2)는 산소를 저장할 수 있는 기능인 산소저장능력(OSC)을 갖고 있다. 또한, 엔진이 작동되는 중에는 엔진 출력의 다양한 조건에 따라 이론공연비에서 어긋나기 때문에 그 조정을 산소센서들을 이용해서 전자제어한다. 그러나 이 제어는 완벽하게 할 수 없기 때문에 정화 효율에 한계가 있다. 그리하여 촉매 자체에 의해 마이크로 공간에서 정밀하게 제어하는 것이 산소저장능력(OSC)이다.
이에 따라 제어부(500)에서는 제1삼원촉매(410)의 산소저장능력(OSC) 저하가 발생되어 촉매에서의 배출가스 중의 유해가스 농도 제어가 불가능하게 될 수 있는 가스엔진(100)의 특정 부하 이상의 위험운전영역의 한 지점에서 연속으로 특정한 시간 이상 운전되고 있을 때, 현재의 운전영역보다 낮은 가스엔진 부하의 운전영역으로 잠시 변경하여 운전하였다가 다시 원래의 운전영역으로 복귀하여 운전하도록 제어함으로써 제1삼원촉매(410)의 산소저장능력을 회복시켜 배기가스 중의 유해가스 농도를 미리 설정된 기준치 이하로 정상화되도록 하는 것이다. 또는 제1삼원촉매(410)의 산소저장능력이 저하되기 시작하거나 저하가 예상될 때 가스엔진(100)의 운전영역을 현재의 운전영역보다 낮은 가스엔진 부하의 운전영역으로 변경하였다가 다시 원래의 운전영역으로 복귀시키는 가스엔진의 제어 방법을 통해 제1삼원촉매의 산소저장능력을 회복시켜 배출가스의 정상화를 이룰 수 있으며, 이에 따라 위험운전영역 내의 원래의 운전영역의 한 지점에서 운전을 계속할 수 있다. 그리하여 공용 가스엔진 발전기(1200)의 가스엔진(100)에 비교적 높은 부하가 걸린 상태로 연속적으로 운전되더라도 제1삼원촉매(100)의 산소저장능력(OSC)을 회복시키는 제어를 통해 공용 가스엔진 발전기(1200)를 정지시키지 않고 배기가스 중의 유해가스들의 농도가 농작물의 생육에 필요한 기준치 이하로 유지되는 상태에서 공용 가스엔진 발전기(1200)를 연속적으로 가동시킬 수 있어, 시설원예 하우스(700)들에 계속적으로 전기 및 이산화탄소를 공급할 수 있다.
또한, 제1삼원촉매(410)만을 이용하고 전방 산소센서(430) 및 후방 산소센서(440)를 통해 가스엔진(100)의 공연비를 제어하면, 일산화탄소의 농도 및 질소산화물의 농도가 농작물의 생육에 필요한 기준치 이하로 유지될 수 있으나, 후방 산소센서(440)의 후방에 더 설치된 제2삼원촉매(420)를 이용해 한 번 더 배기가스 중의 유해가스들을 제거하면 일산화탄소의 농도 및 질소산화물의 농도가 거의 0(zero)에 가깝게 일정한 상태로 유지될 수 있다. 그리하여 가스엔진(100)에서 연소 후 배출되는 배기가스를 시설원예용 하우스(700)에 직접 공급하여 안정적으로 이산화탄소 시비에 활용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템에서 공용 가스엔진 발전기의 제어부에서의 운전영역 매핑 영역 상황 및 가스엔진 제어 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6을 참조하면 상기 위험운전영역은 가스엔진 부하 60kPa 이상의 운전영역일 수 있다.
즉, 가스엔진의 회전수에 관계없이 가스엔진 부하 60kPa 이상의 상대적으로 고 부하 운전영역에서는 제1삼원촉매(410)의 산소저장능력 저하가 발생하여 제1삼원촉매(410)에서의 배출가스 제어 불가능 현상이 나타날 수 있으며, 이때의 가스엔진 부하가 60kPa 이상일 수 있다. 그리고 가스엔진 부하 60kPa이라는 말의 의미는 가스엔진의 흡기부의 압력을 측정한 값이 60kPa 이라는 것이고, 이를 보통 엔진의 부하조건으로 표기한다. 즉, 엔진은 운전자나 또는 이미 입력된 값으로 엑셀레이터를 밟으면 스로틀밸브가 열리고 공기를 흡입하게 된다. 이때 대기에서 공기를 흡입하는 방식이기 때문에 흡기압력은 대기압보다 작은 값을 보이는데, 대기압이 100kPa이므로 60kPa 정도이면 스로틀 밸브를 많이 연 상태가 되어 고부하 상태이다.
도 7 및 도 8은 종래의 가스엔진 제어 방법에 따라 위험운전영역의 한 지점에서 연속적으로 가스엔진을 운전하였을 때 촉매의 산소저장능력 저하에 따른 배출가스의 발산 현상을 나타낸 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 일례로 가스엔진(100)이 특정한 부하 이상의 위험운전영역의 한 지점에서 운전되기 시작한 시점으로부터 약 30분 전후에서 질소산화물(NOx)의 농도 또는 일산화탄소(CO)의 농도가 발산하면서 증가되는 것을 알 수 있으며, 이후 미리 설정된 유해가스 농도의 기준치를 초과하여 제1삼원촉매(410)에서의 배기가스 제어가 불가능해지는 것을 알 수 있다. 이에 따라 위험운전영역의 한 지점에서 연속으로 가스엔진(100)이 운전될 수 있는 시간인 특정한 시간은, 특정한 부하 이상의 위험운전영역의 한 지점에서 운전되기 시작한 시점으로부터 제1삼원촉매(410)를 통과하여 배출되는 배기가스 중의 유해가스 농도가 발산하면서 증가하기 시작하는 현상이 나타나는 지점까지의 시간인 30분으로 설정될 수 있다. 또한, 특정한 시간이내이면서 배기가스 중의 유해가스 농도가 미리 설정된 기준치를 초과하기 전에 미리 제1삼원촉매(410)의 산소저장능력을 회복시켜 촉매에서의 배기가스 제어가 정상화되도록 할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설원예용 에너지 공급 시스템에서 공용 가스엔진 발전기의 제어부에서 가스엔진을 제어하였을 때, 촉매의 산소저장능력이 회복되어 정상으로 배출가스가 제어되는 상태를 나타낸 그래프이다.
일례로 가스엔진이 위험운전영역 중 한 지점인 회전수 1,800rpm 및 부하 70kPa 의 현재 운전영역에서 30분 이상 운전 시, 촉매의 산소저장능력(OSC) 저하가 발생하여 배출가스 중의 유해가스(NOx 또는 CO)의 농도가 발산하면서 증가하는 현상이 나타났다. 이때, 제어부(500)에 의해 현재 운전영역에서 가스엔진의 회전수를 고정한 상태에서 상대적으로 저부하(30~40kPa)로 부하를 변동하여 1~2분간 운전을 한 후 다시 원래의 운전영역인 회전수 1,800rpm 및 부하 70kPa 의 운전영역으로 복귀하여 운전할 수 있다. 그리하면 도 9 및 도 10과 같이 증가하던 질소산화물(NOx) 및 일산화탄소(CO)의 농도가 감소하여 기준치 이하의 정상 범위에서 유지되는 것을 알 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1100 : 가스연료탱크
1200 : 공용 가스엔진 발전기
100 : 가스엔진 110 : 배기관
200 : 라디에이터
410 : 제1삼원촉매 420 : 제2삼원촉매
430 : 전방 산소센서 440 : 후방 산소센서
500 : 제어부
600 : 발전기
700 : 시설원예 하우스
1300 : 보일러
1400 : 가스엔진 히트펌프(GHP)
1500 : 에너지 제어부 1510 : 제어밸브
1600 : 축열조

Claims (13)

  1. 가스연료탱크;
    상기 가스연료탱크에서 가스 연료를 공급받아 구동되는 가스엔진 및 상기 가스엔진에 연결되어 전기를 발생시키는 발전기를 포함하고, 상기 발전기에서 생산되는 전기를 복수의 시설원예 하우스로 분배하여 공급하며, 상기 가스엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스 중의 유해가스 농도가 농작물의 생육에 필요한 기준치 이하로 유지되도록 제어된 상태의 이산화탄소가 포함된 배기가스를 복수의 시설원예 하우스로 분배하여 공급하는 공용 가스엔진 발전기; 및
    상기 복수의 시설원예 하우스에 각각 설치되어 시설원예 하우스에 난방을 공급하는 보일러;
    를 포함하여 이루어지는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 시설원예 하우스에 각각 설치되어 시설원예 하우스에 난방 또는 냉방을 선택적으로 공급하는 가스엔진 히트펌프(GHP)를 더 포함하여 이루어지는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보일러가 시설원예 하우스에 난방 공급을 주로 하고, 상기 가스엔진 히트펌프가 시설원예 하우스에 난방 공급을 보조하는 것을 특징으로 하는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 보일러 및 가스엔진 히트펌프는 상기 가스연료탱크에서 가스 연료를 공급받고 상기 공용 가스엔진 발전기에서 전기를 공급받아 작동되는 것을 특징으로 하는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 시설원예 하우스로 이산화탄소가 각각 공급되는 분기 배관에 설치된 제어밸브에 연결되어 시설원예 하우스로 공급되는 이산화탄소의 양을 제어하며, 상기 보일러 또는 가스엔진 히트펌프에 연결되어 시설원예 하우스로 공급되는 난방 및 냉방을 제어하는 에너지 제어부를 더 포함하여 이루어지는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공용 가스엔진 발전기는 한 쌍이 병렬로 구성되어, 한 쌍의 공용 가스엔진 발전기 중 어느 하나가 선택적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공용 가스엔진 발전기에 연결되어 상기 가스엔진에서 발생되는 폐열을 이용해 물을 가열하여 온수가 저장되며, 저장된 온수를 복수의 시설원예 하우스로 분배하여 공급하는 축열조를 더 포함하여 이루어지는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보일러가 시설원예 하우스에 난방 공급을 주로 하고, 상기 축열조가 시설원예 하우스에 난방 공급을 보조하는 것을 특징으로 하는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공용 가스엔진 발전기는,
    상기 가스엔진의 배기관에 설치되어 배기가스에 포함된 유해가스들을 제거하는 제1삼원촉매;
    상기 배기가스의 유동방향으로 상기 제1삼원촉매의 전방에 설치된 전방 산소센서와 제1삼원촉매의 후방에 설치된 후방 산소센서; 및
    상기 가스엔진, 전방 산소센서 및 후방 산소센서에 연결되어 상기 가스엔진이 특정한 부하 이상의 위험운전영역에서 특정한 시간 이상 한 지점에서 연속으로 운전되는 경우, 가스엔진의 회전수(RPM)는 고정된 상태에서 미리 설정된 시간 동안 가스엔진의 현재 운전영역보다 낮은 부하의 운전영역으로 변경하여 가스엔진을 운전한 후 다시 원래의 운전영역으로 복귀하여 가스엔진을 운전하도록 제어하는 제어부; 를 더 포함하여 이루어지는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 위험운전영역은 가스엔진 부하 60kPa 이상의 운전영역인 것을 특징으로 하는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 특정한 시간은 가스엔진이 특정한 부하 이상의 위험운전영역의 한 지점에서 운전되기 시작한 시점으로부터 제1삼원촉매를 통과하여 배출되는 배기가스 중의 유해가스 농도가 발산하면서 증가하기 시작하는 현상이 나타나는 시점까지의 시간인 것을 특징으로 하는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 특정한 시간은 배기가스 중의 특정한 한 가지의 유해가스 농도가 미리 설정된 기준치를 초과하기 전까지의 시간인 것을 특징으로 하는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 공용 가스엔진 발전기는,
    상기 배기가스의 유동 방향으로 후방 산소센서의 후방 측 배기관에 설치된 제2삼원촉매를 더 포함하여 이루어지는 시설원예용 에너지 공급 시스템.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102525549B1 (ko) 2020-11-03 2023-04-26 한국화학연구원 Nh3-co2 화합물 기반 무탄소 복합발전 및 연계 그린스마트 팜 시스템
KR102566529B1 (ko) 2021-11-17 2023-08-14 (주) 세라컴 Ghp 엔진용 배기가스 후처리 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101398395B1 (ko) 2013-05-10 2014-05-27 한국에너지기술연구원 이산화탄소와 온수 통합 이송배관을 구비한 온실 이산화탄소 시비용 열병합발전 시스템
KR101569677B1 (ko) * 2015-02-04 2015-11-17 한국기계연구원 고희박연소를 이용한 트라이젠 시스템 및 그 제어방법
JP2016077169A (ja) * 2014-10-10 2016-05-16 ヤンマー株式会社 園芸施設用エネルギー供給装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101398395B1 (ko) 2013-05-10 2014-05-27 한국에너지기술연구원 이산화탄소와 온수 통합 이송배관을 구비한 온실 이산화탄소 시비용 열병합발전 시스템
JP2016077169A (ja) * 2014-10-10 2016-05-16 ヤンマー株式会社 園芸施設用エネルギー供給装置
KR101569677B1 (ko) * 2015-02-04 2015-11-17 한국기계연구원 고희박연소를 이용한 트라이젠 시스템 및 그 제어방법

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