KR20240037600A - 냉각 및 폐열 회수 시스템 - Google Patents

냉각 및 폐열 회수 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20240037600A
KR20240037600A KR1020220116309A KR20220116309A KR20240037600A KR 20240037600 A KR20240037600 A KR 20240037600A KR 1020220116309 A KR1020220116309 A KR 1020220116309A KR 20220116309 A KR20220116309 A KR 20220116309A KR 20240037600 A KR20240037600 A KR 20240037600A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
unit
cooling
heat exchange
liquid
Prior art date
Application number
KR1020220116309A
Other languages
English (en)
Inventor
이자현
Original Assignee
주식회사 바이에너지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 바이에너지 filed Critical 주식회사 바이에너지
Priority to KR1020220116309A priority Critical patent/KR20240037600A/ko
Publication of KR20240037600A publication Critical patent/KR20240037600A/ko

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0065Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0028Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0035Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for domestic or space heating, e.g. heating radiators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

냉각 및 폐열 회수 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 냉각 및 폐열 회수 시스템은, 열발생장치를 냉각시키기 위한 액체가 유입되는 유입구 및 상기 열발생장치와 열교환된 액체를 방출하는 배출구를 각각 갖는 열교환부들; 상기 열교환부들과 연결되며 열을 방출시키는 방열 라인을 갖는 방열부; 및 상기 열교환부들의 유입구들과 상기 방열 라인의 일단을 연결하며 상기 방열부를 통과하면서 냉각된 액체를 상기 전력장치에 공급하는 제1 링크 라인, 및 상기 열교환부들의 배출구들과 상기 방열 라인의 타단을 연결하며 상기 열교환부에서 열교환되어 배출된 액체를 상기 방열부에 공급하는 제2 링크 라인을 갖는 링크부; 및 상기 방열부로부터 방출된 열을 회수하는 열회수부를 포함한다.

Description

냉각 및 폐열 회수 시스템{Cooling and Waste Heat Recovery System}
본 발명은 냉각 및 폐열 회수 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 제로 에너지 빌딩의 에너지 효율화를 위해 전력공급 설비 등에서 발생하는 부생 열에너지를 회수하고 이를 건물 난방이나 급수 시스템에 공급하여 에너지 효율화를 달성할 수 있는 냉각 및 폐열 회수 시스템에 관한 것이다.
제로 에너지 빌딩(Zero Energy Building)은 일반건축물과 달리 고효율의 건자재와 설비기술이 적용되어 건물에서 소요 및 소비되는 에너지를 최소화시키고 신재생 에너지 기술을 활용하여 그 소비에 필요한 에너지를 생산/공급함으로써 구현될 수 있다. 하지만, 일반 건물에 비하여 추가되는 자재, 설비에 의한 공사비 상승은 제로 에너지 빌딩의 수용성 확대에 큰 걸림돌이 되고 있다. 이를 해결하기 위해서는 고성능 요소기술의 단순 조합을 통한 스펙 위주의 설계에서 벗어나 계획, 기본설계 단계에서부터 기술부문간 호환성 및 유기적인 연계성이 반영된 통합설계가 이루어져야 할 것이다. 이런 통합설계를 통하여 불필요하거나 과한 요소에 대한 비용적 거품을 줄일 수 있으며 시공의 효율성을 향상시켜 제로 에너지 빌딩의 전체 공사비를 줄일 수 있다.
제로 에너지 빌딩 기술은 건축물에서 요구되는 열 및 전기에너지를 공급하기 위한 설비와 신재생에너지를 하이브리드화 하는 것으로, 열 기반 매개기술인 축열과 전력기반의 ESS(Energy Storage System)를 통하여 이종 신재생에너지가 연계됨으로써 설비효율 및 에너지생산량을 극대화시킬 수 있다. 또한, IT기술을 활용한 BEMS(Building Energy Management System)에 의해 에너지 자립율과 거주환경의 질을 높일 수 있도록 패시브(Passive) 기술과 액티브(Active) 기술이 통합 관리됨으로써 제로에너지빌딩 패키지화가 완성될 수 있다. 다만, 사용되는 에너지량이 생산되는 에너지량을 초과하는 경우 에너지 자립에 한계가 있을 수 있다.
한편, 건물 내에 설치된 전력 설비의 경우 비선형소자와 저항 성분 등에 의해 원천적 손실이 발생하고 있고, 대부분의 손실은 열손실로 전력 공급시스템의 1~5%에 해당한다. 특히, 최근 전기차 시대가 도래함에 따라 건물에서 전기차를 충전하기 위해 사용되는 전력 공급 장치가 증가하고 있으며, 여기서 발생하는 열은 폐열로서 재 사용됨이 없이 버려지고 있는 실정이다. 이에, 제로 에너지 빌딩의 에너지 효율화를 달성하기 위해, 전력설비 등에서 발생하는 손실을 회수하여 건물에서 사용되는 에너지부하를 줄이는 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 건물 내 전력설비 등을 냉각시키기 위한 열교환부를 설치함으로써 열발생장치의 열을 효과적으로 냉각시키면서도, 이러한 열교환 과정에서 버려지는 폐열을 회수하여 다른 용도로 활용할 수 있는 냉각 및 폐열 회수 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 및 폐열 회수 시스템은, 열발생장치를 냉각시키기 위한 액체가 유입되는 유입구 및 상기 열발생장치와 열교환된 액체를 방출하는 배출구를 각각 갖는 열교환부들; 상기 열교환부들과 연결되며 열을 방출시키는 방열 라인을 갖는 방열부; 및 상기 열교환부들의 유입구들과 상기 방열 라인의 일단을 연결하며 상기 방열부를 통과하면서 냉각된 액체를 상기 전력장치에 공급하는 제1 링크 라인, 및 상기 열교환부들의 배출구들과 상기 방열 라인의 타단을 연결하며 상기 열교환부에서 열교환되어 배출된 액체를 상기 방출부에 공급하는 제2 링크 라인을 갖는 링크부; 및 상기 방열부로부터 방출된 열을 회수하는 열회수부를 포함한다.
상기 냉각 및 폐열 회수 시스템은, 상기 열교환부들의 유입구들과 상기 제1 링크 라인을 개폐하는 유입 밸브들, 및 상기 열교환부의 배출구들과 상기 제2 링크 라인을 개폐하는 배출 밸브들을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각 및 폐열 회수 시스템은, 제어부; 및 상기 열교환부들에 유입된 액체의 온도를 각각 센싱하는 센서를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 센서로부터 획득된 온도 정보를 바탕으로, 상기 유입 밸브들 및 상기 배출 밸브들의 개폐를 선택적으로 제어할 수 있다.
상기 냉각 및 폐열 회수 시스템은, 상기 열교환부, 상기 방열부, 및 상기 링크부를 통과하는 액체를 순환시키는 순환펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 열회수부는, 축열을 위한 축열부, 공간의 온도를 높이기 위한 난방부, 및 용수의 온도를 높이기 위한 가열부 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 냉각 및 폐열 회수 시스템은 건물 내 전력설비 등을 냉각시키기 위한 열교환부를 설치함으로써 열발생장치의 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있고, 이러한 열교환 과정에서 발생하는 열을 방열부 및 열회수부를 통해 회수하여 다른 용도로 활용함으로서 에너지 효율을 개선할 수 있는 이점을 갖는다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 제로에너지 빌딩에 대응한 순환형 전력 공급 시스템 구현 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 및 폐열 회수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 및 폐열 회수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 제로에너지 빌딩에 대응한 순환형 전력 공급 시스템 구현 예를 나타낸 도면이다.
제로에너지 빌딩은 빌딩에 필요한 에너지 부하를 최소화하고 신에너지 및 재생에너지를 활용하여 에너지 소요량을 최소화하는 녹색 건축물을 지칭할 수 있다.
제로에너지 빌딩은 냉 난방 에너지 요구량을 최소화하기 위한 패시브(passive) 기술, 에너지소비량을 최소화하기 위한 액티브(active) 기술을 포함하며, 이러한 기술을 결합하여 건물의 에너지 소요량이 최소화되도록 설계 시공한 빌딩을 의미한다. 패시브 기술은 고기밀, 단열 기술 등을 포함할 수 있고, 액티브 기술은 고효율 보일러, 폐열회수 장치, 고효율 가전 및 조명 기기, 재생에너지 발전기술 및 이를 이용한 냉/난방 장치, 및 건물에너지관리시스템(building energy management system) 기술 등을 포함할 수 있다. 제로에너지 빌딩은 벽체나 창호 등에 건물 외피를 통해 외부로 손실되는 에너지양을 최소화하고, 건축물 설비의 에너지 절감 성능 향상 및 부지 내 태양열·지열과 같은 신재생에너지 활용을 통해 냉·난방 등에 사용되는 에너지로 충당함으로써 건축물의 연간 에너지소비량이 제로가 되도록 하는 것을 목표로 한다. 다만, 빌딩 내 사용되는 에너지량이 생산되는 에너지량을 초과하는 경우 에너지 자립에 한계를 갖게 된다.
이에, 본 발명에 따른 실시예에서는, 건물 내 설치된 열발생장치를 냉각시키면서도, 냉각 과정에서 발생된 폐열을 이용해 필요 에너지로 재활용함으로써, 건물에서 사용되는 에너지 부하를 줄일 수 있는 냉각 및 폐열 회수 시스템을 제안한다. 도면에서와 같이, 냉각 및 폐열 회수 시스템은 건물 공통설비들에서 발생된 열을 냉각시키고 열교환 과정을 통해 열을 회수하며, 회수된 열을 개별 공간에서의 급탕 및 난방 등의 목적으로 재활용하는 일련의 과정을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 및 폐열 회수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 냉각 및 폐열 회수 시스템(10)은 건물 내 설치된 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)들을 냉가시키기 위한 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)들을 포함할 수 있다. 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)는 건물 내 전력의 발생, 배전, 수전(受電) 등을 수행하는 전력장치들을 지칭할 수 있다. 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)는 건물 내 설치된 전력공급장치, 전력저장장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)는 건물 내 설치된 변압기, 승강기 전력공급장치, 전기차 충전기 등 공통 설비를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
냉각 및 폐열 회수 시스템(10)은 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d), 링크부(130), 방열부(140), 및 열회수부(150)를 포함할 수 있다. 냉각 시스템은 수냉식으로 구현될 수 있다.
열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)(또는, 열교환기)는 내부에 흐르는 액체를 통해 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)를 냉각시키고, 냉각과정에서 열을 회수하여 링크부(130)를 통해 방열부(140)에 전달할 수 있다. 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)는 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)를 감싸거나 혹은 직간접적으로 접촉하는 형태로 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)는 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d) 각각에 대응하여 복수개로 마련될 수 있고, 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)들은 링크부(130)에 연결될 수 있다.
열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)들 각각은 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)를 냉각시키기 위한 액체가 유입되는 유입구(121) 및 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)와 열교환된 액체를 배출하는 배출구(123)를 포함할 수 있다. 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)는 내부에 형성되어 액체를 수용하는 배관을 포함하며, 배관의 일단은 유입구(121)에 연결되고, 배관의 타단은 배출구(123)에 연결될 수 있다. 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)의 배관에 흐르는 액체는 열교환을 통해 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)에서 발생된 열을 흡수하여, 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)의 과열을 방지할 수 있다. 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)는 외부로부터 액체를 임의로 공급받아 충진시키거나 배출시키기 위한 보조 공급부 및 보조 배출부를 더 포함할 수도 있다.
방열부(140)는 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)들로부터 열교환되어 온도가 증가한 액체를 공급받아 열을 적어도 하나의 열회수부(150)로 방출 및 전달하기 위한 방열라인(10)을 포함할 수 있다. 방열라인(10)은 방열 파이프, 또는 방열관 등으로 지칭될 수 있다.
열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)들에서 열교환되면서 열을 흡수한 액체는 방열부(140)에 유입되고, 방열부(140)에 유입된 액체는 열교환을 통해 열회수부(150)로 전달하며, 이에 온도가 낮아진 액체는 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)로 다시 이동됨에 따라 일방향으로 순환하는 순환 구조를 갖게된다.
링크부(130)는 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)들과 방열부(140)를 연결하기 위한 링크라인(131, 133)들을 포함할 수 있다. 링크라인(131, 133)은 링크 파이프, 또는 링크관 등으로 지칭될 수 있다. 링크부(130)는 제1 링크라인(131) 및 제2 링크라인(133)을 포함할 수 있다.
제1 링크라인(131)은 방열부(140)를 통과하면서 냉각된 액체를 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)에 공급할 수 있다. 제1 링크라인(131)의 일단은 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)들의 유입구(121)들과 방열라인(10)의 일단을 연결할 수 있다. 제2 링크라인(133)은 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)에서 열교환되어 배출된 액체를 방열부(140)에 공급할 수 있다. 제2 링크라인(133)의 일단은 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)들의 배출구(123)들과 방열라인(10)의 타단을 연결할 수 있다. 제1 링크라인(131)의 타단과 제2 링크라인(133)의 타단은 연결될 수 있다.
제1 링크라인(131)은 복수의 제1 분기라인(132)들을 포함할 수 있고, 제1 분기라인(132)들 각각은 열교환부(110a)들의 유입구(121)들과 개별적으로 연결될 수 있다. 제2 링크라인(133)은 복수의 제2 분기라인(134)들을 포함할 수 있고, 제2 분기라인(134)들 각각은 열교환부(110a)들의 배출구(123)들과 개별적으로 연결될 수 있다.
냉각 및 폐열 회수 시스템(10)은 상기와 같은 연결 구조에 의해 액체가 순환하는 구조를 갖는다. 냉각 및 폐열 회수 시스템(10)은 액체의 순환이 원활하게 이루어지도록 순환력을 제공하는 펌프(160)를 포함할 수 있고, 순환 속도를 제어하기 위한 조절 레버를 더 포함할 수도 있다.
열회수부(150)는 방열부(140)로부터 열을 회수할 수 있다. 열회수부(150)는 축열을 위한 축열부, 공간의 온도를 높이기 위한 난방부, 및 용수의 온도를 높이기 위한 가열부 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
일 예로, 열회수부(150)가 가열부인 경우, 가열부는 방열부(140)의 방열라인(10)과 열교환이 가능하도록 액체가 수용되는 온수 라인을 포함할 수 있고, 가열부를 통과하면서 열교환되어 온도가 증가한 액체는 온수 라인과 연결된 배관을 통해 건물 내 용수로 사용될 수 있도록 외부로 공급될 수 있다. 즉, 방열부(140)의 방열라인(10)과 가열부의 온수 라인은 열교환기로써 기능할 수 있다.
다른 예로, 열회수부(150)가 난방부인 경우, 난방부는 방열부(140)의 방열라인(10)과 열교환이 가능하도록 액체가 수용되는 난방 라인을 포함할 수 있고, 난방부를 통과하면서 열교환되어 온도가 증가한 액체는 난방 라인과 연결된 배관을 통해 건물 내 특정 공간의 난방을 위해 사용될 수 있도록 외부로 공급될 수 있다. 즉, 방열부(140)의 방열라인(10)과 난방부의 난방 라인은 열교환기로써 기능할 수 있다.
또 다른 예로, 열회수부(150)가 축열부인 경우, 축열부는 발열부로부터 방출된 열을 회수/저장하여, 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)의 열에너지 순환 시스템으로 건물 내 필요 에너지 절감할 수 있다. 예를 들어 건물 난방 등에 보조 수단으로 활용하여 필요 난방 에너지를 절감할 수 있다.
본 발명에 따른 냉각 및 폐열 회수 시스템(10)은 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)를 냉각시키기 위한 열교환부(110a, 110b, 110c, 110d)를 설치함으로써 열발생장치(100a, 100b, 100c, 100d)의 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있고, 이러한 열교환 과정에서 발생된 열을 방열부(140) 및 열회수부(150)를 통해 회수하여 다른 용도로 활용함으로서 에너지 효율을 개선할 수 있는 이점을 갖는다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 및 폐열 회수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 대응한 다른 실시예를 설명함에 있어서, 전술한 구성과 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 및 폐열 회수 시스템(10)은 제어부(200), 스위칭부(300), 및 센서부(400)를 더 포함할 수 있다.
냉각 및 폐열 회수 시스템(10)은 제어부(200)의 제어하에 액체의 유동을 제어하는 스위칭부(300)를 포함할 수 있다. 스위칭부(300)는 열교환부(110a, 110b)들의 유입구(121)들 각각과 제1 링크라인(131)을 개폐하는 유입 밸브(301a, 301b)들, 및 열교환부(110a, 110b)의 배출구(123)들 각각과 제2 링크라인(133)을 개폐하는 배출 밸브(303a, 303b)들을 더 포함할 수 있다. 유입 밸브(301a, 301b)들 각각은 제1 링크라인(131)으로부터 분기된 제1 분기라인(132)에 형성될 수 있다. 배출 밸브(303a, 303b)들 각각은 제2 링크라인(133)으로부터 분리된 제2 분기라인(134)에 형성될 수 있다.
제어부(200)는 기 설정된 신호에 응답하여 유입 밸브(301a, 301b)들 및 배출 밸브(303a, 303b)들을 선택적으로 제어할 수 있다. 유입 밸브(301a, 301b) 및 배출 밸브(303a, 303b)는 솔레노이드 밸브와 같은 컨트롤 밸브로 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 기 설정된 조건 하에, 제어부(200)는 제1 열교환부(110a)에 연결된 유입 밸브(301a) 및 배출 밸브(303a)를 열어 제1 열교환부(110a)와 방열부(140)의 액체 순환을 유도하고, 제2 열교환부(110b)에 연결된 유입 밸브(301b) 및 배출 밸브(303b)를 닫아 제2 열교환부(110b)와 방열부(140)의 액체 순환을 차단할 수 있다. 이 경우, 냉각 및 폐열 회수 시스템(10)은 액체의 스위칭부(300)의 선택적 개폐에 따른 중간 압력을 조절할 수 있는 순환 펌프(500)를 더 포함하여, 원활환 액체 순환을 유도하기 위한 유량 및 유수 등을 제어할 수 있다.
냉각 및 폐열 회수 시스템(10)은 열교환부(110a, 110b)들에 수용된 액체의 온도 및/또는 열발생장치(100a, 100b)의 온도를 센싱하는 센서부(400)를 더 포함할 수 있다. 제어부(200)는 센서부(400)로부터 획득된 온도 정보를 바탕으로, 유입 밸브(301a, 301b)들 및/또는 상기 배출 밸브(303a, 303b)들의 개폐를 선택적으로 제어할 수 있다.
일 예로, 열교환부(110a, 110b) 내 수용된 액체의 온도를 센싱하여 실시간 열교환 정도를 측정할 수 있다. 제어부(200)는, 해당 열교환부(110a)의 배관 내 액체가 기 설정된 온도에 이르지 못한 경우, 해당 열교환부(110a)의 유입 밸브(301a) 및 배출 밸브(303a)만을 선택적으로 개폐하여 지속적인 열교환을 유도할 수 있다.
다른 예로, 열발생장치(100a, 100b)의 온도를 센싱하여 실시간 과열 정도를 측정할 수 있다. 제어부(200)는, 해당 열발생장치(100a)가 기 설정된 온도 이상이거나, 기 설정된 온도 이상으로 기 설정된 시간을 유지하는 경우, 해당 열발생장치(100a)를 냉각시키기 위한 열교환부(110a)의 유입 밸브(301a) 및 배출 밸브(303a)만을 선택적으로 개폐하여 빠른 열순환을 유도할 수 있다.
본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10 : 냉각 및 폐열 회수 시스템
100a, 100b, 100c, 100d : 열발생장치
110a, 110b, 110c, 110d : 열교환부
121 : 유입구 123: 배출구
130, 131, 133 : 링크 라인 140 : 방열부
150 : 열회수부 200 : 제어부
300 : 스위칭부 400 : 센서부

Claims (5)

  1. 열발생장치를 냉각시키기 위한 액체가 유입되는 유입구 및 상기 열발생장치와 열교환된 액체를 방출하는 배출구를 각각 갖는 열교환부들;
    상기 열교환부들과 연결되며 열을 방출시키는 방열 라인을 갖는 방열부;
    상기 열교환부들의 유입구들과 상기 방열 라인의 일단을 연결하며 상기 방열부를 통과하면서 냉각된 액체를 상기 전력장치에 공급하는 제1 링크 라인, 및 상기 열교환부들의 배출구들과 상기 방열 라인의 타단을 연결하며 상기 열교환부에서 열교환되어 배출된 액체를 상기 방열부에 공급하는 제2 링크 라인을 갖는 링크부; 및
    상기 방열부로부터 방출된 열을 회수하는 열회수부를 포함하는,
    냉각 및 폐열 회수 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환부들의 유입구들과 상기 제1 링크 라인을 개폐하는 유입 밸브들, 및 상기 열교환부의 배출구들과 상기 제2 링크 라인을 개폐하는 배출 밸브들을 더 포함하는,
    냉각 및 폐열 회수 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제어부; 및
    상기 열교환부들에 유입된 액체의 온도 및 상기 열발생장치의 온도 중 적어도 하나를 센싱하는 센서부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 센서부로부터 획득된 온도 정보를 바탕으로, 상기 유입 밸브들 및 상기 배출 밸브들의 개폐를 선택적으로 제어하는,
    냉각 및 폐열 회수 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열교환부, 상기 방열부, 및 상기 링크부를 통과하는 액체를 순환시키는 순환펌프를 더 포함하는,
    냉각 및 폐열 회수 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열회수부는,
    축열을 위한 축열부, 공간의 온도를 높이기 위한 난방부, 및 용수의 온도를 높이기 위한 가열부 중 적어도 어느 하나인,
    냉각 및 폐열 회수 시스템.

KR1020220116309A 2022-09-15 2022-09-15 냉각 및 폐열 회수 시스템 KR20240037600A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220116309A KR20240037600A (ko) 2022-09-15 2022-09-15 냉각 및 폐열 회수 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220116309A KR20240037600A (ko) 2022-09-15 2022-09-15 냉각 및 폐열 회수 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240037600A true KR20240037600A (ko) 2024-03-22

Family

ID=90481003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220116309A KR20240037600A (ko) 2022-09-15 2022-09-15 냉각 및 폐열 회수 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240037600A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6234595B2 (ja) 太陽光エアコンシステム
CN101960408A (zh) 数据中心的可变流量计算机冷却系统及其运行方法
JP2012189308A (ja) 省エネ中央集中式暖房及び給湯システム
WO2013078843A1 (zh) 密闭式循环水冷却装置及其方法
CN109441740A (zh) 冷却系统、风力发电机组以及冷却系统的控制方法
KR102171919B1 (ko) 결합된 냉각 및 가열 시스템
KR102047974B1 (ko) 온수 생산이 가능한 고효율 지열냉난방시스템
KR100591337B1 (ko) 코제너레이션 시스템
CN113775488B (zh) 冷却系统及风力发电机组
CN104315668A (zh) 一种光伏驱动热管复合型机房空调机组的控制方法
CN114427758B (zh) 一种太阳能供应系统及其工作方法
CN104626925A (zh) 电动车热管理系统
KR100852275B1 (ko) 자연력을 이용한 축열식 냉난방시스템
CN205092761U (zh) 变流器的水冷系统
US20230118671A1 (en) Photovoltaic air conditioning system
KR20240037600A (ko) 냉각 및 폐열 회수 시스템
CN107560183A (zh) 900伏电蓄热能装置
CN207081146U (zh) 一种大型车间的空调系统
CN206602008U (zh) 一种利用日夜温差对变压器强迫油循环冷却的系统
CN115939602A (zh) 一种储能设备、储能系统、电站和充电网络
JP2004012025A (ja) ハイブリッドエネルギーシステム
CN212457076U (zh) 一种智能电热芯片加热电锅炉
CN204887852U (zh) 冷却系统及风力发电机组
CN111649506A (zh) 一种地源热泵热平衡和热回收系统
US8072090B2 (en) Process and system for generating consumable energy