KR20230169606A - 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치 및 방법 - Google Patents

가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 가스히트펌프에서 배기정화장치의 촉매활성화온도를 안정적으로 확보할 수 있도록 습식배기다기관의 냉각수유량을 제어하는, 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.

Description

가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치 및 방법 {Apparatus and method for controlling flow rate of cooling water in wet exhaust manifold of GHP}
본 발명은 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스히트펌프(Gas-engine Heat Pump, GHP)에 구비되는 습식배기다기관에서의 냉각수유량을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
가스히트펌프(또는 가스엔진히트펌프, Gas-engine Heat Pump, GHP)란 LNG, LPG 등과 같은 가스연료를 연소하는 엔진의 동력을 이용하여 냉방사이클(냉매가 압축기-응축기-팽창기-증발기를 순환하면서 주변환경과 열교환하는 시스템)의 압축기를 구동함으로써 냉방 또는 난방을 수행할 수 있도록 하는 장치를 말한다. 이 때 시스템 효율을 향상하도록 가스히트펌프 엔진을 냉각하는 냉각수 또는 가스히트펌프에서 배출되는 연소배기가스도 열원으로 활용하는 경우가 많다.
가스히트펌프 엔진에서 발생되는 폐열을 보다 효과적으로 활용하기 위하여 사용되는 장치 중 하나가 습식배기다기관이다. 일반적으로 잘 알려져 있는 바와 같이, 엔진의 경우 냉각수가 유통되는 자켓이 구비되며, 연소 시 발생되는 과도한 열량을 흡수함으로써 가열된 냉각수는 다른 장치, 예를 들어 난방용 라디에이터 등으로 흘러가 외부로 열을 버림으로써 냉각되고, 다시 엔진으로 돌아오는 순환동작을 하게 된다. 한편 엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스도 일반적으로 700℃ 가량으로 매우 고온으로 형성되는 것으로 알려져 있다. 따라서 엔진 자켓과 마찬가지로 배기관에 냉각수가 유통되는 장치를 구비시켜 배기가스의 폐열을 활용하는 기술이 도입되어 사용되어 왔다. 일본특허등록 제3924066호("실외기유닛 및 공기조화기", 2007.03.02.)에도, 이처럼 가스히트펌프 엔진의 배기관에 냉각수를 이용하여 열을 회수하는 배기가스 열교환기가 구비되는 기술이 개시된다.
한편 가스히트펌프는 일반적으로 독립적이면서도 대규모의 냉난방을 필요로 하는 시설, 예를 들어 산업시설이나 농경시설 등에 많이 채용된다. 이러한 시설은 인구밀집지역과는 거리가 있었기 때문에, 개발 및 활용 초기에는 배기가스에 대한 고려가 크게 이루어지지 않은 경향이 있었다. 그러나 점차 환경오염문제가 심각하게 대두되어 가고, 또한 가스히트펌프 활용시설의 개수가 늘어감에 따라, 가스히트펌프에서 발생되는 배출가스가 환경에 끼치는 악영향의 증가로 인하여 가스히트펌프의 배기규제가 강화되게 되었다.
이러한 외부요인으로 인해, 현재 가스히트펌프에는 유해배출물 저감을 위한 배기정화장치 부착이 필수적이다. 일반적으로 유해배출물 저감을 위한 배기정화장치로서, 삼원촉매, 산화촉매 등이 널리 사용된다. 이러한 촉매장치들은 유해배출물과의 접촉과정에서 화학반응을 일으켜 유해배출물을 무해한 물질로 바꾸어 줌으로써 배기가스 내 유해배출물 농도를 저감하는 역할을 한다.
그런데 이러한 배기정화장치가 원활하게 동작하기 위해서는, 촉매활성화온도, 즉 촉매와 유해배출물이 반응을 잘 일으킬 수 있는 온도가 확보되어야만 한다. 이 때 앞서 설명한 습식배기다기관에 의해 배기가스의 온도가 지나치게 낮아지면, 촉매활성화온도가 확보되지 못함으로써 배기가스 내 유해배출물이 제대로 정화되지 못하게 되는 문제가 있다.
1. 일본특허등록 제3924066호("실외기유닛 및 공기조화기", 2007.03.02.)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 가스히트펌프에서 배기정화장치의 촉매활성화온도를 안정적으로 확보할 수 있도록 습식배기다기관의 냉각수유량을 제어하는, 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치(100)는, 가스엔진(510), 냉각수유로(525)가 구비되어 냉각수로 상기 가스엔진(510)에서 발생되는 배기가스를 냉각하여 배출하는 습식배기다기관(520), 상기 습식배기다기관(520) 후단에 구비되어 배기가스 내 유해배출물을 정화하는 배기정화장치(530)를 포함하는 가스히트펌프(500)에 구비되는 냉각수유량 제어장치(100)로서, 상기 냉각수유로(525)의 유입단(521) 측에 구비되는 유량조절부(110); 상기 배기정화장치(530) 전단에 구비되는 온도센서(120); 상기 온도센서(120)에서 측정된 온도에 따라 상기 냉각수유로(525)로 유입되는 냉각수유량이 조절되도록 상기 유량조절부(110)를 제어하는 제어부(130); 을 포함할 수 있다.
이 때 상기 배기정화장치(530)는 삼원촉매 또는 산화촉매이며, 상기 제어부(130)는 상기 온도센서(120)에서 측정된 온도가 상기 배기정화장치(530)의 촉매활성화온도보다 낮을 경우, 상기 냉각수유로(525)로 유입되는 냉각수유량을 줄이도록 상기 유량조절부(110)를 제어할 수 있다.
제1실시예로서, 상기 유량조절부(110)는, 개폐정도를 조절하여 냉각수유량을 조절하는 유량조절밸브(111) 형태로 형성될 수 있다.
제2실시예로서, 상기 유량조절부(110)는, 상기 냉각수유로(525)의 유입단(521) 측으로 유입되는 냉각수유량 중 적어도 일부를 상기 냉각수유로(525)의 배출단(522) 측으로 우회시키는 우회유로(112p)와 연결되는 우회밸브(112) 형태로 형성되어, 상기 냉각수유로(525)의 열교환부(523)로 흘러가는 냉각수유량을 조절할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법은, 상술한 바와 같은 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치(100)를 이용하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법에 있어서, 상기 온도센서(120)에 의하여 상기 배기정화장치(530) 전단에서의 배기가스 온도가 측정되는 배기가스온도측정단계; 상기 제어부(130)에 의하여 배기가스 온도가 미리 결정된 저감기준보다 낮은지 판단되는 유량저감필요판단단계; 배기가스 온도가 상기 저감기준보다 낮으면, 상기 제어부(130)에 의하여 상기 유량조절부(110)가 제어되어 상기 냉각수유로(525)로 흘러가는 냉각수유량이 저감되는 냉각수유량저감단계; 를 포함할 수 있다.
이 때 상기 배기정화장치(530)는 삼원촉매 또는 산화촉매이며, 상기 저감기준은 상기 배기정화장치(530)의 촉매활성화온도일 수 있다.
또한 상기 냉각수유량 제어방법은, 상기 가스히트펌프(500) 시동 전 초기에는 상기 유량조절부(110)가 폐쇄상태로 셋팅되며, 상기 배기가스온도측정단계 이전에, 상기 가스엔진(510)이 시동되는 엔진시동단계; 상기 제어부(130)에 의하여 미리 결정된 시동시간이 경과되었는지 또는 배기가스 온도가 미리 결정된 증대기준보다 높은지 판단되는 유량증대필요판단단계; 상기 시동시간이 경과되었거나 또는 배기가스 온도가 상기 증대기준보다 높으면, 상기 제어부(130)에 의하여 상기 유량조절부(110)가 제어되어 상기 냉각수유로(525)로 흘러가는 냉각수유량이 증대되는 냉각수유량증대단계; 를 포함할 수 있다.
또한 상기 냉각수유량 제어방법은, 상기 냉각수유량저감단계 이후에, 상기 유량증대필요판단단계 및 상기 냉각수유량증대단계가 더 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량을 적절하게 조절함으로써, 배기가스의 온도가 지나치게 낮아지는 것을 방지하여 배기정화장치의 촉매활성화온도를 안정적으로 확보할 수 있게 하는 효과가 있다. 종래에 가스히트펌프에 습식배기다기관을 구비시킬 경우, 냉각수가 배기가스의 열을 지나치게 흡수해 감으로써 배기가스 온도가 과도하게 떨어지고, 이에 따라 배기가스 온도가 촉매활성화온도에 도달하지 못하여 배기정화장치가 제대로 작동하지 못하여 유해배출물이 목표치만큼 저감되지 못하는 문제가 있었다. 이러한 문제를 방지하기 위하여 종래에는 배기정화장치가 구비되는 경우 습식배기다기관을 적용하지 않거나 또는 배기정화장치의 촉매에 별도의 전기히터를 설치하였다. 그러나 이와 같이 할 경우 배기가스의 폐열을 제대로 활용하지 못하거나 시스템 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
그러나 본 발명에 의하면, 배기정화장치에서의 배기가스 온도를 감지하여 이를 기준으로 습식배기다기관에 유통되는 냉각수 유량을 적절하게 조절한다. 이에 따라 배기가스가 촉매활성화온도를 안정적으로 확보함과 동시에, 냉각수를 이용하여 배기가스의 폐열 활용 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 즉 본 발명에 의하면, 습식배기다기관 및 배기정화장치를 함께 사용하여 폐열 활용 및 유해배출물 저감을 동시에 이루는 최적운전제어를 실현할 수 있는 큰 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치의 제1실시예.
도 3은 본 발명의 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치의 제2실시예.
도 4는 본 발명의 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법의 흐름도.
도 5 및 도 6은 4는 본 발명의 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법의 부가동작들 표시도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치의 구성을 간략하게 도시한 것이다. 본 발명의 냉각수유량 제어장치(100)는 기본적으로 가스히트펌프(500)에 구비되는 것으로, 이 때 상기 가스히트펌프(500)는 가스엔진(510), 습식배기다기관(520), 배기정화장치(530)를 포함한다. 상기 습식배기다기관(520)은 냉각수유로(525)가 구비되어 냉각수로 상기 가스엔진(510)에서 발생되는 배기가스를 냉각하여 배출하는 역할을 하며, 상기 배기정화장치(530)는 상기 습식배기다기관(520) 후단에 구비되어 배기가스 내 유해배출물을 정화하는 역할을 한다. 이 때 앞서 설명한 바와 같이, 종래에는 습식배기다기관 적용 시 배기가스 온도가 지나치게 떨어져서 배기정화장치를 원활하게 운용하지 못하는 문제가 있어, 대개의 경우 두 가지 장치를 동시에 적용하지 않았다. 그러나 본 발명에서는, 상기 냉각수유량 제어장치(100)를 이용하여 냉각수유량을 제어함으로써, 상기 가스히트펌프(500)에 두 가지 장치(습식배기다기관, 배기정화장치)를 동시에 적용하면서도 각자 최적효율을 내면서 운용될 수 있도록 한다.
본 발명의 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치(100)는, 도 1의 구성도에 도시된 바와 같이 유량조절부(110), 온도센서(120), 제어부(130)를 포함한다. 이하 각부에 대하여 보다 상세히 설명한다.
상기 유량조절부(110)는 상기 냉각수유로(525)의 유입단(521) 측에 구비되어, 상기 냉각수유로(525)의 열교환부(523)로 흐르는 냉각수유량을 직접적으로 조절하는 역할을 한다. 도 2 및 도 3은 상기 유량조절부(110)의 제1, 2실시예를 보다 구체적으로 도시한 것이다. 제1실시예로서 상기 유량조절부(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 가장 단순한 형태로서 개폐정도를 조절하여 냉각수유량을 조절하는 유량조절밸브(111) 형태로 형성될 수 있다. 또는 제2실시예로서 상기 유량조절부(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 우회유로(112p)와 연결되는 우회밸브(112) 형태로 형성되어, 상기 냉각수유로(525)의 열교환부(523)로 흘러가는 냉각수유량을 조절하도록 형성될 수 있다. 여기에서 상기 우회유로(112p)는, 상기 냉각수유로(525)의 유입단(521) 측으로 유입되는 냉각수유량 중 적어도 일부를 상기 냉각수유로(525)의 배출단(522) 측으로 우회시키는 역할을 한다.
상기 온도센서(120)는 상기 배기정화장치(530) 전단에 구비되어, 상기 습식배기다기관(520)의 상기 열교환부(523) 영역을 지나면서 어느 정도 냉각이 이루어진 배기가스 온도를 측정하는 역할을 한다.
상기 제어부(130)는, 상기 온도센서(120)에서 측정된 온도에 따라 상기 냉각수유로(525)로 유입되는 냉각수유량이 조절되도록 상기 유량조절부(110)를 제어하는 역할을 한다. 상기 제어부(130)의 역할을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
앞서도 설명한 바와 같이, 일반적으로 상기 배기정화장치(530)는 삼원촉매 또는 산화촉매이며, 배기가스 내의 유해배출물을 촉매와 반응시켜 무해한 물질로 변환함으로써 정화하게 된다. 이러한 반응이 활발하게 일어날 수 있기 위해서는 배기가스가 적정한 온도, 보다 구체적으로는 촉매활성화온도 이상을 유지하여야 한다. 한편 배기가스가 상기 습식배기다기관(520)의 상기 열교환부(523) 영역을 지나는 과정에서, 상기 열교환부(523) 내를 흘러가는 냉각수로 열을 전달하게 된다. 이렇게 냉각수가 배기가스로부터 회수한 열은 난방용 등으로 사용됨으로써 상기 가스히트펌프(500) 전체적인 시스템 효율을 향상시킬 수 있다. 그런데 이 과정에서 배기가스가 냉각수로 열을 빼앗김에 따라 배기가스의 온도가 떨어지는 것이 불가피하며, 배기가스 온도가 촉매활성화온도보다 낮아지게 되면 상기 배기정화장치(530)에서의 정화작용이 활발하게 일어나지 못하게 된다. 즉 배기가스 내 유해배출물이 제대로 정화되지 못하며, 이 경우 최종적으로 배출되는 배기가스가 안전기준에 미치지 못하고 환경오염을 발생시키게 된다.
배기가스 내 유해배출물을 안전기준 수준으로 제거하지 못할 경우 장치 외적인 문제, 즉 법적규제로 인하여 장치운용을 할 수 없게 되기 때문에, 종래에는 시스템 효율을 희생하더라도 안전기준을 맞출 수 있도록, 상기 배기정화장치(530)를 사용하는 경우 배기다기관이 습식으로 운용되지 않게 하였다. 즉 상기 냉각수유로(525)가 구비되지 않은 건식배기다기관을 사용하거나 또는 (부품교체비용 절약을 위해) 상기 냉각수유로(525)로 냉각수를 유통시키지 않음으로써, 냉각수를 이용한 폐열활용기능을 포기하였던 것이다. 또는 습식배기다기관을 사용하되 상기 배기정화장치(530)의 촉매부분에 전기히터를 별도로 구비하여 가열해 줌으로써 촉매의 온도를 강제로 올려주는 방식을 사용하기도 하였는데, 이러한 과정에서 불필요한 전기에너지의 낭비가 상당히 발생하여 시스템 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
그러나 본 발명에서는, 상기 냉각수유로(525)로 냉각수가 유통됨으로써 폐열활용이 이루어질 수 있도록 하는 과정에서, 상기 온도센서(120)에서 측정된 온도가 상기 배기정화장치(530)의 촉매활성화온도보다 낮을 경우, 상기 제어부(130)가 상기 냉각수유로(525)로 유입되는 냉각수유량을 줄이도록 상기 유량조절부(110)를 제어하게 한다. 냉각수유량이 줄어들면 냉각수가 배기가스로부터 빼앗아가는 열량도 자연히 줄어들며, 그렇게 되면 배기가스 온도가 지나치게 떨어지지 않게 조절할 수 있다.
이와 같이 함으로써, 본 발명에 의하면 배기가스의 폐열을 냉각수를 이용하여 활용함으로써 시스템 효율을 향상함과 동시에, 배기가스 온도가 촉매활성화온도 이상인 상태로 유지되게 함으로써 최종적으로 배출되는 배기가스 유해배출물 역시 안전기준 수준으로 원활하게 잘 억제할 수 있다. 즉 상기 냉각수유량 제어장치(100)를 구비함으로써, 상기 습식배기다기관(520) 및 상기 배기정화장치(530)를 모두 사용할 수 있게 하여, 시스템 효율 향상 및 배기가스 유해배출물 억제를 동시에 실현할 수 있는 최적운전을 할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 본 발명의 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법의 흐름도를 도시한 것이다. 도 4를 참조하여, 상술한 바와 같은 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치(100)를 이용하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법을 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
상술한 바와 같이, 상기 냉각수유량 제어장치(100)의 주요동작은, 냉각수유량을 적절하게 조절하여 배기가스 온도가 지나치게 떨어지지 않게 하는 것이다. 도 4에서 [1]로 표시된 부분이 바로 본 발명의 냉각수유량 제어방법에서 상기 냉각수유량 제어장치(100)의 주요동작([1]) 단계들로서, 배기가스온도측정단계, 유량저감필요판단단계, 냉각수유량저감단계를 포함한다. 구체적으로는, 먼저 상기 배기가스온도측정단계에서는, 상기 온도센서(120)에 의하여 상기 배기정화장치(530) 전단에서의 배기가스 온도가 측정된다. 다음으로 상기 유량저감필요판단단계에서는, 상기 제어부(130)에 의하여 배기가스 온도가 미리 결정된 저감기준보다 낮은지 판단된다. 여기에서 배기가스 온도가 상기 저감기준보다 낮으면(Yes), 상기 제어부(130)에 의하여 상기 유량조절부(110)가 제어되어 상기 냉각수유로(525)로 흘러가는 냉각수유량이 저감된다. 이 때 앞서 설명한 바와 같이 상기 배기정화장치(530)는 삼원촉매 또는 산화촉매이므로, 상기 유량저감필요판단단계에서의 상기 저감기준은 상기 배기정화장치(530)의 촉매활성화온도가 되면 된다.
상술한 바와 같은 주요동작([1]) 단계는, 상기 가스히트펌프(500)가 이미 안정적으로 운용되고 있는 상태를 상정한 것이다. 그러나 시동이 막 시작되었을 시점 등과 같이 상기 가스히트펌프(500)의 운용이 아직 안정화되기 전에는 아직 상술한 바와 같은 주요동작([1]) 단계가 이루어질 수 없다. 또한 주요동작([1]) 단계가 수행된 이후에 배기가스 온도가 과도하게 높아진다거나 시스템 효율이 떨어져 높일 필요가 있는 등과 같이 동작변경이 필요한 시점이 발생할 수도 있다. 도 4에서 [2]로 표시된 부분이 바로 이러한 시점에 수행되는 동작들로서, 이하에서는 부가동작([2]) 단계라고 칭하기로 한다.
부가동작([2]) 단계 중에서 먼저, 시동이 막 시작된 시점에 대하여 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 습식배기다기관(520)에 구비된 상기 냉각수유로(525)에 유통되는 냉각수는, 상기 가스엔진(510)에서 연소에 의해 매우 고온으로 형성된 배기가스를 실외에 배출하기 전에 상온 정도로 온도를 낮출 수 있도록 열을 흡수하는 역할을 하는 것이다. 이 때 상기 가스엔진(510)이 막 시동되었을 때에는 배기가스 온도가 과도하게 높지 않기 때문에 시동 초기부터 냉각수를 유통시키는 것은 에너지 낭비가 될 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 상기 가스히트펌프(500) 시동 전 초기에는 냉각수가 흐르지 않도록 상기 유량조절부(110)가 폐쇄상태로 셋팅된다. 즉 주요동작([1]) 단계 중 첫 번째 단계인 상기 배기가스온도측정단계가 이루어지기 전에, 냉각수가 흘러가도록 하는 단계들이 필요하게 된다.
이러한 단계들이 바로 도 5에서 [2-1]로 표시된 단계이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배기가스온도측정단계 이전에, 먼저 상기 가스엔진(510)이 시동되는 엔진시동단계가 이루어진다. 다음으로 상기 제어부(130)에 의하여 미리 결정된 시동시간이 경과되었는지 판단된다. 냉각수유량 증대가 필요한 경우, 즉 상기 시동시간이 경과되었으면, 상기 제어부(130)에 의하여 상기 유량조절부(110)가 제어되어 상기 냉각수유로(525)로 흘러가는 냉각수유량이 증대되는 냉각수유량증대단계가 이루어진다.
한편 이렇게 냉각수유량을 증대시키는 동작은, 앞서 설명한 바와 같이 시동시작시점 뿐만 아니라, 상기 냉각수유량저감단계가 이루어진 이후 배기가스 온도가 과도하게 낮아진 경우에 다시 필요해질 수 있다. 즉 냉각수유량이 일단 저감되었더라도, 배기가스의 폐열을 회수하지 못하게 됨으로써 상기 가스히트펌프(500)의 시스템 전체효율이 너무 떨어진다거나, 배기가스 온도가 과도하게 상승하여 장치들에 손상이 발생될 우려가 있다거나 하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에도 냉각수유량이 증대되는 단계들이 필요하게 된다.
이러한 단계들이 바로 도 6에서 [2-2]로 표시된 단계이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수유량저감단계 이후에, 상기 제어부(130)에 의하여 배기가스 온도가 미리 결정된 증대기준보다 높은지 판단된다. 냉각수유량 증대가 필요한 경우, 즉 배기가스 온도가 상기 증대기준보다 높으면, 상기 제어부(130)에 의하여 상기 유량조절부(110)가 제어되어 상기 냉각수유로(525)로 흘러가는 냉각수유량이 증대되는 냉각수유량증대단계가 이루어진다.
도 5의 [2-1] 단계들 및 도 6의 [2-2] 단계들에서, 냉각수유량이 증대되어야 하는지를 판단하는 기준은 시점에 따라 달라진다. 즉 도 5의 [2-1]에서와 같이 시동시점에서는 시동시간이 판단기준이 되며, 도 6의 [2-2]에서와 같이 운용중에서는 배기가스 온도가 판단기준이 된다. 그러나 두 경우 모두 냉각수유량을 증대할 필요가 있는가의 여부를 판단한다는 점에서, 이 단계들을 공통적으로 유량증대필요판단단계라 한다. 즉 상기 유량증대필요판단단계는, 도 5의 [2-1]의 판단단계 및 도 6의 [2-2]의 판단단계를 아울러 칭하는 것이다. 즉 본 발명의 냉각수유량 제어방법에서는, 시동시작시점에 상기 유량증대필요판단단계 및 상기 냉각수유량증대단계가 한 번 이루어짐으로써 상기 냉각수유로(525)에 냉각수가 흘러가다가, 앞서 설명한 주요동작([1]) 단계가 이루어져 냉각수유량이 적절하게 저감되면서 운용된 후, 필요에 따라 상기 냉각수유량저감단계 이후에 상기 유량증대필요판단단계 및 상기 냉각수유량증대단계가 더 이루어지는 식으로 이루어지게 된다.
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.
100 : 냉각수유량 제어장치
110 : 유량조절부 111 : 유량조절밸브
112 : 우회밸브 112p : 우회유로
120 : 온도센서 130 : 제어부
500 : 가스히트펌프 510 : 가스엔진
520 : 습식배기다기관 525 : 냉각수유로
521 : 유입단 522 : 배출단
523 : 열교환부 530 : 배기정화장치

Claims (8)

  1. 가스엔진, 냉각수유로가 구비되어 냉각수로 상기 가스엔진에서 발생되는 배기가스를 냉각하여 배출하는 습식배기다기관, 상기 습식배기다기관 후단에 구비되어 배기가스 내 유해배출물을 정화하는 배기정화장치를 포함하는 가스히트펌프에 구비되는 냉각수유량 제어장치로서,
    상기 냉각수유로의 유입단 측에 구비되는 유량조절부;
    상기 배기정화장치 전단에 구비되는 온도센서;
    상기 온도센서에서 측정된 온도에 따라 상기 냉각수유로로 유입되는 냉각수유량이 조절되도록 상기 유량조절부를 제어하는 제어부;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배기정화장치는 삼원촉매 또는 산화촉매이며,
    상기 제어부는 상기 온도센서에서 측정된 온도가 상기 배기정화장치의 촉매활성화온도보다 낮을 경우, 상기 냉각수유로로 유입되는 냉각수유량을 줄이도록 상기 유량조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 유량조절부는,
    개폐정도를 조절하여 냉각수유량을 조절하는 유량조절밸브 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 유량조절부는,
    상기 냉각수유로의 유입단 측으로 유입되는 냉각수유량 중 적어도 일부를 상기 냉각수유로의 배출단 측으로 우회시키는 우회유로와 연결되는 우회밸브 형태로 형성되어,
    상기 냉각수유로의 열교환부로 흘러가는 냉각수유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치.
  5. 제 1항에 의한 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어장치를 이용하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법에 있어서,
    상기 온도센서에 의하여 상기 배기정화장치 전단에서의 배기가스 온도가 측정되는 배기가스온도측정단계;
    상기 제어부에 의하여 배기가스 온도가 미리 결정된 저감기준보다 낮은지 판단되는 유량저감필요판단단계;
    배기가스 온도가 상기 저감기준보다 낮으면, 상기 제어부에 의하여 상기 유량조절부가 제어되어 상기 냉각수유로로 흘러가는 냉각수유량이 저감되는 냉각수유량저감단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 배기정화장치는 삼원촉매 또는 산화촉매이며,
    상기 저감기준은 상기 배기정화장치의 촉매활성화온도인 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 냉각수유량 제어방법은,
    상기 가스히트펌프 시동 전 초기에는 상기 유량조절부가 폐쇄상태로 셋팅되며,
    상기 배기가스온도측정단계 이전에,
    상기 가스엔진이 시동되는 엔진시동단계;
    상기 제어부에 의하여 미리 결정된 시동시간이 경과되었는지 또는 배기가스 온도가 미리 결정된 증대기준보다 높은지 판단되는 유량증대필요판단단계;
    상기 시동시간이 경과되었거나 또는 배기가스 온도가 상기 증대기준보다 높으면, 상기 제어부에 의하여 상기 유량조절부가 제어되어 상기 냉각수유로로 흘러가는 냉각수유량이 증대되는 냉각수유량증대단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 냉각수유량 제어방법은,
    상기 냉각수유량저감단계 이후에,
    상기 유량증대필요판단단계 및 상기 냉각수유량증대단계가 더 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 습식배기다기관의 냉각수유량 제어방법.
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