KR20200109657A - 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템 - Google Patents

육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템 Download PDF

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KR20200109657A
KR20200109657A KR1020190029028A KR20190029028A KR20200109657A KR 20200109657 A KR20200109657 A KR 20200109657A KR 1020190029028 A KR1020190029028 A KR 1020190029028A KR 20190029028 A KR20190029028 A KR 20190029028A KR 20200109657 A KR20200109657 A KR 20200109657A
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air cooler
package system
cooling
cool
air
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KR1020190029028A
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박말용
박근우
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(주)마이텍
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Abstract

본발명은 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템에 관한 것으로, 엔진으로부터 발생되는 고온의 열을 냉각시키기 위해 내부에 열교환기인 에어쿨러와 냉각팬이 설치되는 에어쿨러 패키지 시스템에 있어서, 상기 에어쿨러는 동시에 2가지 유체를 냉각할 수 있도록 하는 이중 에어쿨러로 설치되는 것으로,
본발명은 물과 냉매 등을 사용하는 일반 열교환기와 달리, 공기를 이용하여 냉각하기 때문에 기존의 냉각 방식 대비, 초기 투자비가 저렴하고, 설치 위치에 제약이 없으며, 동시에 2가지 유체를 냉각할 수 있도록 하는 Duplex system 기술을 적용하여 열교환 효율을 극대화 시킬 수 있는 현저한 효과가 있다.

Description

육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템{Air Radiator Cooler package system for onshore generating plant}
본발명은 중동 및 북아프리카 등 일교차가 극심한 사막 지역에 위치한 개발도상국에서 도시 개발을 위해 활용되는 육상용 발전 플랜트의 엔진에서 발생되는 고온의 열원을 공기로 냉각시키는 방식의 냉각기로서 주위 대기 온도 변화 및 엔진 부하 변동에 따라, 자율 운용을 통하여 에너지 절약(Energy Saving)이 가능한 스마트 에어 쿨러(Smart Air Radiator Cooler) 패키지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 냉각기는 장치에서 발생하는 열을 냉각하기 위해 사용되는 것으로 주로 냉매와 물등을 사용하여 냉각한다. 일례로서, 종래기술인 공개특허공보 공개번호 특2003-0039206호에는 일면이 열전소자모듈과 접하도록 설치되며, 내부에는 상기 열전소자모듈로부터 방출된 열에 의해 기화되는 냉매가 충진된 냉매 탱크와; 일단이 상기 냉매 탱크에 연결된 기화 파이프와; 하단에 상기 기화 파이프의 타단이 연결되며, 상기 기화 파이프를 통해 유입되는 냉매를 액화시켜 배출하는 라디에이터 유니트와; 상기 라디에이터 유니트로 냉각풍을 공급하는 냉각팬과; 상기 라디에이터 유니트에서 배출되는 액화 냉매를 냉매 탱크로 이송하는 액화 파이프를 포함하는 라디에이터형 냉각 기기에 있어서, 일면이 상기 열전소자모듈의 타면과 접하며, 상기 일면보다 넓게 형성한 타면이 상기 피냉각물과 접하도록 설치된 확냉기와; 상기 냉매 탱크의 일면에 설치된 리프 스프링과; 상기 리프 스프링과 확냉기 사이에 결합된 체결품을 포함함을 특징으로 하는 라디에이터형 냉각 기기의 냉각기능 향상 장치가 공개되어 있다.
또한, 등록특허공보 등록번호 10-0519936호에는 하부의 유출구에는 냉각시스템으로 차가운 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급라인이 연결되어 있고, 상부의 유입구에는 냉각시스템에서 열교환작용으로 가열된 냉각수를 회수하는 냉각수 회수라인이 연결되어 있는 냉각수탱크로 이루어진 냉각기에 있어서, 수직상으로 입설되는 복수의 수직바들과, 서로 마주하는 수직바들 사이에 양단이 고정된 채 상,하 다단상으로 수평설치되는 복수의 수평바들로 이루어진 지지틀체와; 두께는 얇고 양측 폭은 넓게 형성되고 또 긴 길이를 가지며, 상기 지지틀체의 수평바에 하단이 고정된 상태로 종횡으로 다수열 설치되는 냉각판과; 상기 냉각판들 중 상,하 종방향으로 배열된 냉각판들끼리 서로 연통하도록 연결시켜주기 위하여 종방향을 향해 상,하 방향으로 다수 설치되는 순환연결관과; 상기 냉각판들 중 최하측에 수평상으로 배열된 각 냉각판들 일측에 수평상으로 설치되어 있으며, 상기한 최하측의 각 냉각판들 각각에 냉매를 공급하기 위한 다수의 냉매유입관이 일정간격으로 형성되어 있는 냉매분배관과; 상기 냉각판들 중 최상측에 수평상으로 배열된 각 냉각판들 일측에 수평상으로 설치되어 있으며, 상기한 최상측의 각 냉각판들 각각에서 순환작동을 완료한 가열된 냉매를 유출시키기 위한 다수의 냉매유출관이 일정간격으로 형성되어 있는 냉매집수관과; 상기 냉매분배관에는 냉동싸이클의 냉매공급라인에 연결시키기 위하여 형성되어 있는 냉매공급관과; 상기 냉매집수관에는 냉동싸이클의 냉매회수라인에 연결시키기 위하여 형성되어 있는 냉매회수관; 을 포함하여 구성되어진 냉각유닛을 냉각수탱크 내부에 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 냉각기가 공개되어 있다.
그러나 상기 종래기술의 경우, 냉매나 물을 사용하여 냉각하며 하나의 열원 유체를 냉각하기 위해 하나 이상의 냉각기가 사용되며, 주위 온도 및 엔진 부하에 따른 운전을 Radiator Fan의 작동 대수로 운전하였으므로 설치비가 과다하며 설치장소가 넓어야 하는 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 물과 냉매 등을 사용하는 일반 열교환기와 달리, 공기를 이용하여 냉각하기 때문에 기존의 냉각 방식 대비, 초기 투자비가 저렴하고, 설치 위치에 제약이 없으며, 동시에 2가지 유체를 냉각할 수 있도록 하는 Duplex system 기술을 적용하여 열교환 효율을 극대화 시킬 수 있는 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템에 관한 것으로, 엔진으로부터 발생되는 고온의 열을 냉각시키기 위해 내부에 열교환기인 에어쿨러와 냉각팬이 설치되는 에어쿨러 패키지 시스템에 있어서, 상기 에어쿨러는 동시에 2가지 유체를 냉각할 수 있도록 하는 이중 에어쿨러로 설치되는 것을 특징으로 한다.
따라서 본발명은 물과 냉매 등을 사용하는 일반 열교환기와 달리, 공기를 이용하여 냉각하기 때문에 기존의 냉각 방식 대비, 초기 투자비가 저렴하고, 설치 위치에 제약이 없으며, 동시에 2가지 유체를 냉각할 수 있도록 하는 Duplex system 기술을 적용하여 열교환 효율을 극대화 시킬 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본발명의 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템 설치도
도 2는 본발명과 종래의 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템 내부작동비교도
도 3은 본발명의 에어쿨러 패키지 시스템 사시도
도 4는 도 3의 정면도
도 5는 본발명의 에어쿨러 상세도
도 6은 본발명의 에어쿨러 패키지 시스템이 설치되는 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템 설치도
본발명은 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템에 관한 것으로, 엔진으로부터 발생되는 고온의 열을 냉각시키기 위해 내부에 열교환기인 에어쿨러와 냉각팬이 설치되는 에어쿨러 패키지 시스템에 있어서, 상기 에어쿨러는 동시에 2가지 유체를 냉각할 수 있도록 하는 이중 에어쿨러로 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에어쿨러의 케이스 내부에는 온도가 다른 두 가지 유체를 동시 냉각하는 상부 열교환기와 하부 열교환기가 함께 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각팬은 주파수( Hz)를 조절하여 회전수를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명의 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템 설치도, 도 2는 본발명과 종래 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템 내부작동비교도, 도 3은 본발명의 에어쿨러 패키지 시스템 사시도, 도 4는 도 3의 정면도, 도 5는 본발명의 에어쿨러 상세도, 도 6은 본발명의 에어쿨러 패키지 시스템이 설치되는 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템 설치도이다.
본 발명은 Inverter를 통한 Fan의 Hz 조절하여, Fan의 회전수를 제어하므로 동력소모를 최소화시킬 수 있으며, 화석 연료 사용을 최소화함과 동시에 20% 이상 Energy Saving 가능한 친환경 제품으로서 세계적인 온실 가스 규제에 대응할 수 있다.
외기 온도, 부하가 낮아지면 Fan의 Hz를 이용하여 자동제어를 적용한다.
본발명에 적용될 스마트 제어 및 모니터링 시스템(Smart Control & Monitoring System)은 엔진 부하 변동 및 주위 환경에 따라 제품의 효율적인 운용 관리가 가능하도록 하고, 각종 전자 전기 부품의 제어, 알람, 상태 모니터링을 통해 구동 효율의 최적화를 수행한다.
스마트 제어 및 감시 시스템을 적용함으로써 아래와 같은 장점을 얻을 수 있다.
실시간 시스템 모니터링을 통해 개발 제품의 효율적인 동력 운용 및 관리가 가능하고, 제품의 과부하를 방지하고, 전력 소모율을 최적화하여 운용비 절감이 가능하며, 실시간 운영 상태 확인을 통해 제품 안전성 충족 및 제품 수명 연장까지 가능하다.
곧, 기존 시스템의 경우, 엔진의 H.T(Hot Temperature)와 L.T(Low Temperature) Water용 2개의 Radiator를 설치하여 각각 운용하였으나 본발명은 동시에 2가지 유체를 냉각할 수 있도록 하는 Duplex system 기술을 적용하여 열교환 효율을 극대화 시킬 수 있다.
그러므로 본발명은 온도가 다른 두 가지 유체를 동시 냉각하는 Hybrid 기술과 실시간 엔진 부하, 외부 조건에 따라 실시간으로 운전 모드를 제어하는 Smart Control & Monitoring 기술이 융합된 것이며, Radiator Cooler에 스마트 제어 및 감시 시스템을 융합하여 개발한 것이다.
에어쿨러 케이스 내부에는 상하로 상부열교환기와 하부열교환기가 배치된다. 지면에서 이격된 케이스의 하부흡입구로 흡입된 공기는 하부열교환기를 거쳐서 상부열교환기를 거치게 되며 상부에 설치된 냉각팬을 통해 외부로 배출된다. 냉각팬은 흡입팬이다. 이때 흡입공기온도는 33℃이며 하부열교환기를 통과한 후에는 38℃가 된다. 상부열교환기 내부에 흐르는 발전기에서 나온 물은 44℃로 유입되었다가 공기와 열교환되어 39℃가 되어 배출된다. 하부열교환기를 통과한 공기는 상부열교환기에 38℃의 온도로 인입되며 통과후 온도는 60℃가 된다. 하부열교환기 내부에 흐르는 제2발전기에서 나온 물은 99℃로 유입되었다가 공기와 열교환되어 73℃ 되어 배출된다.
특히 본발명은 Inverter를 통한 Fan의 Hz 조절하여, Fan의 회전수를 제어하므로 동력소모를 최소화시킬 수 있으며, 화석 연료 사용을 최소화함과 동시에 20% 이상 Energy Saving 가능한 친환경발명이다.
따라서 본발명은 물과 냉매 등을 사용하는 일반 열교환기와 달리, 공기를 이용하여 냉각하기 때문에 기존의 냉각 방식 대비, 초기 투자비가 저렴하고, 설치 위치에 제약이 없으며, 동시에 2가지 유체를 냉각할 수 있도록 하는 Duplex system 기술을 적용하여 열교환 효율을 극대화 시킬 수 있는 현저한 효과가 있다.
하기 표 1은 본발명의 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템 성능표이다.
평가항목
(주요성능
Spec1 ))
단위		 전체항목
에서 차지하는
비중2 )
(%)
개발목표치
평가방법
1. 1.열교환량
(H.T)		 kW 20 843±5 KS C 9036
2. 열교환량
(L.T)		 kW 20 1462±5 KS C 9036
3. 압력손실 mmAq 15 35±3 KS I ISO5221
4. 소비전력 kW 10 15 이하±2 KS C IEC62053-61
5. Energy Saving Rate % 20 20 이상 공인기관성적서
6. 자동 제어 Hz 15 30±2 공인기관성적서

Claims (3)

  1. 엔진으로부터 발생되는 고온의 열을 냉각시키기 위해 내부에 열교환기인 에어쿨러와 냉각팬이 설치되는 에어쿨러 패키지 시스템에 있어서, 상기 에어쿨러는 동시에 2가지 유체를 냉각할 수 있도록 하는 이중 에어쿨러로 설치되는 것을 특징으로 하는 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템
  2. 제1항에 있어서, 상기 에어쿨러의 케이스 내부에는 온도가 다른 두 가지 유체를 동시 냉각하는 상부 열교환기와 하부 열교환기가 함께 설치되는 것을 특징으로 하는 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각팬은 주파수( Hz)를 조절하여 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템
KR1020190029028A 2019-03-14 2019-03-14 육상용 발전플랜트의 에어쿨러 패키지 시스템 KR20200109657A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102605488B1 (ko) * 2023-06-13 2023-11-24 주식회사 삼정이엔씨 제상기능을 갖는 드라이쿨러형 열교환기

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KR102605488B1 (ko) * 2023-06-13 2023-11-24 주식회사 삼정이엔씨 제상기능을 갖는 드라이쿨러형 열교환기

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