KR100722273B1 - Cogeneration system - Google Patents

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KR100722273B1
KR100722273B1 KR1020050030389A KR20050030389A KR100722273B1 KR 100722273 B1 KR100722273 B1 KR 100722273B1 KR 1020050030389 A KR1020050030389 A KR 1020050030389A KR 20050030389 A KR20050030389 A KR 20050030389A KR 100722273 B1 KR100722273 B1 KR 100722273B1
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조은준
하심복
장세동
정백영
김철민
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 복수개의 구동원과 발전기로 구성되어, 히트 펌프식 공기조화기의 운전용량에 따라 상기 복수개의 구동원을 선택적으로 사용하기 때문에, 엔진의 효율 및 폐열 회수 이용효율이 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 가스소비량이 감소되어 운전비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다. The cogeneration system according to the present invention is composed of a plurality of drive sources and a generator, and since the plurality of drive sources are selectively used according to the operating capacity of the heat pump type air conditioner, the efficiency of the engine and the utilization of waste heat recovery can be improved. In addition to reducing the unnecessary gas consumption, there is an effect that can significantly reduce the operating cost.

열병합, 구동원, 엔진, 발전기, 복수개, 효율 Cogeneration, Drive Source, Engine, Generator, Multiple, Efficiency

Description

열병합 발전 시스템{Cogeneration system}Cogeneration System {Cogeneration system}

도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템이 도시된 개략도,1 is a schematic view showing a cogeneration system according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전시스템이 도시된 개략도,2 is a schematic view showing a cogeneration system according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 제 2엔진만 작동되는 상태가 도시된 개략도,3 is a schematic view showing a state in which only the second engine operating in accordance with the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 제 1엔진만 작동되는 상태가 도시된 개략도. Figure 4 is a schematic diagram showing a state in which only the first engine operating in accordance with the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

50: 엔진 51: 제 1엔진50: engine 51: first engine

52: 제 1엔진 53: 제 1전력공급라인52: first engine 53: first power supply line

54: 제 2전력공급라인 55: 제 3전력공급라인54: second power supply line 55: third power supply line

56: 제 1스위치 57: 제 2스위치56: first switch 57: second switch

58: 실외기 59: 실내기58: outdoor unit 59: indoor unit

60: 히트 펌프식 공기조화기 61: 제 1발전기60: heat pump type air conditioner 61: first generator

62: 제 2발전기 71: 제 1냉각수 열교환기62: second generator 71: first coolant heat exchanger

72: 제 2냉각수 열교환기 73: 배기가스 열교환기72: second coolant heat exchanger 73: exhaust gas heat exchanger

74: 제 1열매체 순환유로 75: 제 2열매체 순환유로74: first thermal medium circulation passage 75: second thermal medium circulation passage

76: 열매체 순환펌프 77: 폐열 공급 열교환기76: heat medium circulation pump 77: waste heat supply heat exchanger

78: 냉매 순환유로 79: 제 1냉각수 순환유로78: refrigerant circulation passage 79: first coolant circulation passage

80: 제 2냉각수 순환유로 81: 제 1연결유로80: second cooling water circulation passage 81: first connection passage

82: 제 2연결유로 83: 제 1개폐밸브82: second connecting passage 83: first opening / closing valve

84: 제 2개폐밸브 84: second opening and closing valve

본 발명은 열병합 발전 시스템에 관한 것으로서, 특히 서로 다른 용량을 갖는 복수개의 엔진이 히트 펌프식 공기조화기의 운전용량에 따라 선택적으로 사용되도록 구성됨으로써, 엔진의 효율 및 폐열 회수 이용효율이 향상될 수 있는 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cogeneration system, in particular, a plurality of engines having different capacities are configured to be selectively used according to the operating capacity of the heat pump type air conditioner, thereby improving the efficiency of the engine and the utilization of waste heat recovery. To a cogeneration system.

일반적으로 열병합 발전 시스템은 코제너레이션 시스템(C ogeneration system)이라고도 불리는 것으로, 하나의 에너지원으로부터 전력과 열을 동시에 생산하는 시스템이다. Cogeneration systems, commonly referred to as cogeneration systems, are systems that produce power and heat simultaneously from a single energy source.

이와 같은 열병합 발전 시스템은 엔진 또는 터빈을 구동하여 발전을 하면서 발생되는 배기가스 열 또는 냉각수의 폐열을 회수하여 종합 열효율을 70~80%까지 높이는 것이 가능하여, 최근에는 건축물의 전력, 열원으로 주목받고 있으며, 특히 회수 폐열을 냉난방, 급탕 등에 많이 활용하고 있는 고효율 에너지 이용방식이다. The cogeneration system can recover waste heat of exhaust gas or cooling water generated by power generation by driving an engine or a turbine, and can increase the overall thermal efficiency by 70 to 80%. In particular, it is a high-efficiency energy utilization method that utilizes the recovered waste heat a lot in cooling, heating, and hot water supply.

도 1은 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템이 도시된 개략도이다.1 is a schematic view showing a cogeneration system according to the prior art.

종래의 열병합 발전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 열이 발생되는 엔진(2)등의 구동원(이하, '엔진'이라 칭함.)과, 상기 엔진(2)에서 출력된 회전력으로 전력을 생산하는 발전기(4)와, 상기 엔진(2)으로부터 나온 배기가스의 열을 회수하는 배기가스 열교환기(6)와, 상기 엔진(2)을 냉각시킨 냉각수의 열을 회수하는 냉각수 열교환기(8)와, 급탕이나 온수 공급을 위해 상기 배기가스의 열과 냉각수의 열이 이용되는 축열조 등의 열수요처(10)를 포함하여 구성된다. In the conventional cogeneration system, as shown in FIG. 1, power is generated by a driving source (hereinafter, referred to as an “engine”) such as an engine 2 that generates heat, and a rotational force output from the engine 2. A generator 4, an exhaust gas heat exchanger 6 for recovering heat of exhaust gas from the engine 2, and a cooling water heat exchanger 8 for recovering heat of cooling water for cooling the engine 2. And a heat demand 10 such as a heat storage tank in which the heat of the exhaust gas and the heat of the cooling water are used for hot water supply or hot water supply.

상기 발전기(4)에서 생산된 전력은 가정의 각종 조명기구나 히트펌프식 공기조화기(20) 등의 가전기기로 공급된다. The electric power produced by the generator 4 is supplied to home appliances such as various lighting fixtures and heat pump type air conditioners 20 in the home.

상기 히트 펌프식 공기조화기(20)는 압축기(미도시)와 사방밸브(미도시)와 실외 열교환기(미도시)와 팽창기구(28)가 구비된 실외기(21)와, 실내 열교환기(미도시)가 구비된 실내기(22)를 포함하여 구성된다. The heat pump type air conditioner 20 includes an outdoor unit 21 equipped with a compressor (not shown), a four-way valve (not shown), an outdoor heat exchanger (not shown), and an expansion mechanism 28, and an indoor heat exchanger ( It is configured to include an indoor unit 22 is provided (not shown).

상기 배기가스 열교환기(6)는 상기 열수요처(10)와 제 1열 공급라인(12)으로 연결되고, 상기 냉각수 열교환기(8)는 상기 열수요처(10)와 제 2열 공급라인(14)으로 연결된다.The exhaust gas heat exchanger 6 is connected to the heat demand 10 and the first heat supply line 12, and the cooling water heat exchanger 8 is connected to the heat demand 10 and the second heat supply line 14. ).

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템의 작동을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the operation of the cogeneration system according to the prior art configured as described above are as follows.

먼저, 상기 엔진(2)이 구동되면 상기 발전기(4)는 상기 엔진(2)의 출력축에 의해 회전자가 회전되면서 전력을 생산하고, 생산된 전력은 상기 히트 펌프식 공기조화기(20)의 압축기(미도시)나 조명 등의 각종 전자제품에 사용된다. First, when the engine 2 is driven, the generator 4 generates electric power while the rotor is rotated by the output shaft of the engine 2, and the generated power is a compressor of the heat pump type air conditioner 20. It is used for various electronic products such as (not shown) and lighting.

그리고, 상기 엔진(2)의 폐열은 상기 열 공급 라인(12)을 통해 상기 축열조(10)로 공급되어, 급탕이나 온수 공급을 위한 열원으로 이용된다. The waste heat of the engine 2 is supplied to the heat storage tank 10 through the heat supply line 12 and used as a heat source for supplying hot water or hot water.

그러나, 종래 기술에 따른 열병합 발전 시스템은 엔진(2)의 폐열이 급탕이나 온수의 공급에만 활용되므로 시스템 효율이 낮은 문제점이 있다. However, the cogeneration system according to the prior art has a problem of low system efficiency since the waste heat of the engine 2 is utilized only for supply of hot water or hot water.

또한, 상기 히트 펌프식 공기조화기(20)의 운전 용량에 관계없이 항상 상기 엔진(2)을 운전시키도록 구성됨으로써, 부분부하 운전시 엔진의 효율이 저하될 뿐만 아니라, 급탕부하가 적은 경우 회수된 폐열의 대부분을 방열시켜야 하므로 회수열 이용효율이 저하되는 문제점이 있다. In addition, since the engine 2 is always operated regardless of the operating capacity of the heat pump type air conditioner 20, the efficiency of the engine during the partial load operation is lowered and the number of times when the hot water load is low is recovered. Since most of the waste heat that has been used must be radiated, there is a problem in that the recovery heat utilization efficiency is lowered.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공기조화기의 운전용량에 따라 다수개의 엔진이 선택적으로 운전되도록 하여 엔진의 효율 및 회수열 이용효율을 향상된 열병합 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, to provide a cogeneration system that improves the efficiency of the engine and the heat recovery efficiency by allowing a plurality of engines to be selectively operated according to the operating capacity of the air conditioner. The purpose is.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 열을 발생시키는 복수개의 구동원과, 상기 복수개의 구동원에 각각 연결되고, 상기 구동원에 의해 구동되어 전기를 생성시키는 발전기와, 상기 구동원의 폐열을 회수하는 폐 열 회수수단과, 상기 발전기와 구동원으로부터 전력과 열을 공급받는 히트 펌프식 공기조화기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The cogeneration system according to the present invention for solving the above problems is a plurality of drive sources for generating heat, a generator respectively connected to the plurality of drive sources, driven by the drive source to generate electricity, waste heat of the drive source Waste heat recovery means for recovering and, characterized in that it comprises a heat pump type air conditioner receiving power and heat from the generator and the drive source.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 열병합 발전시스템이 개략적으로 도시된 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 제 2엔진만 작동되는 상태가 개략적으로 도시된 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 제 1엔진만 작동되는 상태가 개략적으로 도시된 개략도이다. 2 is a schematic diagram schematically showing a cogeneration system according to the present invention, Figure 3 is a schematic diagram showing a state in which only the second engine operating according to the present invention, Figure 4 is a first engine according to the present invention The state in which it is only operating is a schematic diagram schematically shown.

본 발명에 따른 열병합 발전시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 열을 발생시키는 복수개의 구동원과, 상기 복수개의 구동원에 각각 연결되고, 상기 구동원에 의해 구동되어 전기를 생성시키는 발전기와, 상기 구동원의 폐열을 회수하는 폐열 회수수단과, 상기 발전기와 구동원으로부터 전력과 열을 공급받는 히트 펌프식 공기조화기(60)를 포함하여 구성된다.The cogeneration system according to the present invention includes a plurality of drive sources for generating heat, a generator connected to the plurality of drive sources, respectively, and driven by the drive sources to generate electricity, as shown in FIG. Waste heat recovery means for recovering the waste heat, and a heat pump type air conditioner (60) receiving electric power and heat from the generator and the drive source.

상기 구동원은 엔진(50)이나 연료 전지 등이 사용되어지는 바, 여기서는 엔진(50)으로 한정하여 설명한다. As the driving source, an engine 50, a fuel cell, or the like is used, and the following description will be limited to the engine 50.

상기 엔진(50)은 복수개로 이루어지는 바, 여기서는 상기 복수개의 엔진(50)은 서로 다른 용량을 갖는 2개의 제 1,2엔진(51)(52)으로 이루어진 것으로 한정하여 설명한다. The engine 50 is composed of a plurality of bars. Here, the plurality of engines 50 will be described as being composed of two first and second engines 51 and 52 having different capacities.

즉, 상기 제 1엔진(51)은 소형 엔진이고, 상기 제 2엔진(52)은 상기 제 1엔진(51)보다 용량이 큰 중형 엔진으로 구성되는 것이 바람직하다.That is, the first engine 51 is a small engine, the second engine 52 is preferably composed of a medium engine having a larger capacity than the first engine (51).

상기 제 1,2엔진(51)(52)은 각각 내부에 연소실이 구비되고, 상기 연소실로 액화 천연가스 또는 액화 석유가스 등의 연료가 투입되는 제 1,2연료관(51a)(52a)과, 상기 연소실에서 배기되는 배기가스가 안내되는 제 1,2배기관(51b)(52b)이 연결된다. The first and second engines 51 and 52 are each provided with a combustion chamber, and the first and second fuel pipes 51a and 52a into which fuel such as liquefied natural gas or liquefied petroleum gas is introduced into the combustion chamber. First and second exhaust pipes 51b and 52b through which exhaust gas exhausted from the combustion chamber is guided are connected.

한편, 상기 발전기는 상기 제 1,2엔진(51)(52)의 출력축에 각각 연결되는 제 1,2발전기(61)(62)로 이루어진다.On the other hand, the generator is composed of first and second generators 61 and 62 connected to the output shaft of the first and second engines 51 and 52, respectively.

상기 제 1,2발전기(61)(62)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)에 전력공급라인으로 각각 연결되는 바, 상기 전력공급라인은 상기 제 1발전기(61)에 연결된 제 1전력공급라인(53)과, 상기 제 2발전기(62)에 연결된 제 2전력공급라인(54)과, 상기 제 1전력공급라인(53)과 제 2전력공급라인(53)이 합지되어 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)에 연결되는 제 3전력공급라인(55)으로 이루어진다. The first and second generators 61 and 62 are respectively connected to the heat pump type air conditioner 60 by a power supply line, and the power supply line is a first electric power connected to the first generator 61. A supply line 53, a second power supply line 54 connected to the second generator 62, and the first power supply line 53 and the second power supply line 53 are laminated to the heat pump. The third power supply line 55 is connected to the air conditioner (60).

상기 제 1전력공급라인(53)에는 상기 제 2엔진(52)만을 운전시킬 경우 상기 제 1발전기(61)로부터 전력공급을 차단하는 제 1스위치(56)가 장착된다.The first power supply line 53 is equipped with a first switch 56 that cuts off power supply from the first generator 61 when only the second engine 52 is operated.

또한, 상기 제 2전력공급라인(54)에는 상기 제 1엔진(51)만을 운전시킬 경우 상기 제 2발전기(62)로부터 전력공급을 차단하는 제 2스위치(57)가 장착된다. In addition, the second power supply line 54 is equipped with a second switch 57 which cuts off the power supply from the second generator 62 when only the first engine 51 is operated.

한편, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)는 압축기(미도시)와 사방밸브(미도시)와 실외 열교환기(미도시)와 팽창기구(28)가 구비되고 실외에 장착되는 실외기(58)와, 실내 열교환기(미도시)가 구비되고 실내에 장착되는 실내기(59)를 포함하여 구성된다. On the other hand, the heat pump type air conditioner (60) is provided with a compressor (not shown), a four-way valve (not shown), an outdoor heat exchanger (not shown), and an expansion device 28, and an outdoor unit 58 mounted outdoors. And an indoor unit 59 provided with an indoor heat exchanger (not shown) and mounted indoors.

또한, 상기 폐열 회수수단은 상기 제 1,2엔진(51)(52)을 각각 냉각시킨 냉각 수의 열을 빼앗도록 설치된 제 1,2냉각수 열교환기(71)(72)와, 상기 제 1,2엔진(51)(52)에서 배기된 배기가스의 열을 빼앗도록 설치된 배기가스 열교환기(73)와, 상기 배기가스 열교환기(73)와 제 1,2냉각수 열교환기(71)(72)의 열을 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)측으로 전달하도록 형성된 열전달 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. Further, the waste heat recovery means includes first and second coolant heat exchangers (71) and (72) installed to deprive heat of the cooling water cooling the first and second engines (51, 52), respectively, Exhaust gas heat exchanger (73) provided to take heat of exhaust gas exhausted from the two engines (51) (52), said exhaust gas heat exchanger (73), and first and second coolant heat exchangers (71) (72). It characterized in that it comprises a heat transfer means formed to transfer the heat of the heat pump type air conditioner (60) side.

상기 열전달 수단은 상기 배기가스 열교환기(73)에 의해 가열된 열매체가 상기 히트펌프식 공기조화기(60)측으로 열을 전달하도록 형성된 제 1열매체 순환유로(74)와, 상기 제 1,2냉각수 열교환기(71)(72)에 의해 가열된 열매체가 상기 히트펌프식 공기조화기(60)측으로 열을 전달하도록 형성된 제 2열매체 순환유로(75)와, 상기 제 2열매체 순환유로(75)에 설치되어 상기 열매체를 순환 펌핑시키는 열매체 순환펌프(76)를 포함하여 구성된다. The heat transfer means includes a first heat medium circulation passage 74 formed so that the heat medium heated by the exhaust gas heat exchanger 73 transfers heat to the heat pump type air conditioner 60, and the first and second cooling waters. In the second heat medium circulation passage 75 and the second heat medium circulation passage 75 formed so that the heat medium heated by the heat exchangers 71 and 72 transfers heat to the heat pump type air conditioner 60. It is configured to include a heat medium circulation pump 76 is installed to circulate the heat medium.

또한, 상기 열전달 수단은 상기 배기가스 열교환기(73)와 제 1,2냉각수 열교환기(71)(72)에서 회수된 열을 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)측으로 공급하는 폐열공급 열교환기(77)를 더 포함하여 구성된다. In addition, the heat transfer means is a waste heat supply heat exchanger for supplying the heat recovered from the exhaust gas heat exchanger (73) and the first and second cooling water heat exchangers (71, 72) to the heat pump type air conditioner (60). It further comprises 77.

상기 폐열공급 열교환기(77)는 상기 제 1,2열매체 순환유로(74)(75)에 연결되고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 냉매순환유로(78)와도 연결된다. The waste heat supply heat exchanger 77 is connected to the first and second heat medium circulation passages 74 and 75, and is also connected to the refrigerant circulation passage 78 of the heat pump type air conditioner 60.

여기서, 상기 폐열공급 열교환기(77)는 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 압축기(미도시)측으로 폐열을 공급하도록 사용되는 것도 가능하고, 상기 실외 열교환기(미도시)로 들어가는 실외 공기를 예열시키도록 사용되는 것도 가능하다. Here, the waste heat supply heat exchanger 77 may be used to supply waste heat to the compressor (not shown) side of the heat pump type air conditioner 60, and the outdoor air entering the outdoor heat exchanger (not shown). It is also possible to use to preheat.

한편, 상기 제 1,2냉각수 열교환기(71)(72)는 상기 제 1,2엔진(51)(52)을 냉 각시키면서 가열된 냉각수가 순환하도록 형성된 제 1,2냉각수 순환유로(79)(80)에 의해 상기 제 1,2엔진(51)(52)과 연결되며, 상기 제 2열매체 순환유로(75)에는 제 1,2연결유로(81)(82)에 의해서 각각 연결된다. On the other hand, the first and second coolant heat exchanger (71, 72) is the first and second coolant circulation flow path (79) formed to circulate the cooling water heated while cooling the first and second engines (51, 52) The first and second engines 51 and 52 are connected to the first and second engines 51 and 52 by the first and second connection channels 81 and 82, respectively.

상기 제 1연결유로(81)는 상기 제 1냉각수 열교환기(71)와 제 2열매체 순환유로(75)를 연결시키고, 상기 제 1연결유로(81)상에는 상기 제 1냉각수 열교환기(71)로부터 열매체 공급을 단속하도록 상기 제 1연결유로(81)를 개폐시키는 제 2개폐밸브(83)가 장착된다. The first connection passage 81 connects the first cooling water heat exchanger 71 and the second heat medium circulation passage 75, and on the first connection passage 81, the first cooling water heat exchanger 71. A second opening / closing valve 83 for opening and closing the first connection passage 81 is mounted to interrupt the heat medium supply.

상기 제 2연결유로(82)는 상기 제 2냉각수 열교환기(72)와 제 2열매체 순환유로(75)를 연결시키고, 상기 제 2연결유로(82)상에는 상기 제 2냉각수 열교환기(72)로부터 열매체 공급을 단속하도록 상기 제 2연결유로(82)를 개폐시키는 제 2개폐밸브(84)가 장착된다.The second connection passage 82 connects the second cooling water heat exchanger 72 and the second heat medium circulation passage 75, and the second cooling water heat exchanger 72 is connected to the second cooling water heat exchanger 72. A second opening / closing valve 84 for opening and closing the second connection passage 82 is mounted to interrupt the heating medium supply.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 열병합 발전시스템의 작동을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the cogeneration system according to the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 운전 용량이 100%인 경우에는 상기 제 1,2엔진(51)(52)을 모두 구동시킨다. First, as shown in FIG. 2, when the operating capacity of the heat pump type air conditioner 60 is 100%, all of the first and second engines 51 and 52 are driven.

상기 제 1,2엔진(51)(52)이 구동되면, 상기 제 1,2발전기(61)(62)는 전력을 생산하게 되고, 생산된 전력은 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)로 공급된다. When the first and second engines 51 and 52 are driven, the first and second generators 61 and 62 produce power, and the generated power is transferred to the heat pump type air conditioner 60. Supplied.

이 때, 상기 제 1,2발전기(61)(62)에서 생산된 전력이 상기 제 1,2전력 공급라인(53)(54)을 통해 공급되도록 상기 제 1,2스위치(56)(57)가 온된다.At this time, the first and second switches 56 and 57 so that the power produced by the first and second generators 61 and 62 is supplied through the first and second power supply lines 53 and 54. Comes on.

또한, 상기 제 1,2엔진(51)(52)의 배기가스 폐열은 상기 배기가스 열교환기(73)에서 회수되고, 냉각수 폐열은 제 1,2냉각수 열교환기(71)(72)에서 각각 회수된다. In addition, the waste gas waste heat of the first and second engines 51 and 52 is recovered by the exhaust gas heat exchanger 73, and the coolant waste heat is recovered by the first and second coolant heat exchangers 71 and 72, respectively. do.

이 때, 상기 제 1,2냉각수 열교환기(71)(72)로부터 열매체가 상기 폐열 공급 열교환기(77)로 순환될 수 있도록 상기 제 1,2개폐밸브(83)(84)는 개방된다. At this time, the first and second open / close valves 83 and 84 are opened to allow the heat medium to be circulated from the first and second cooling water heat exchangers 71 and 72 to the waste heat supply heat exchanger 77.

따라서, 상기 제 1,2연결유로(81)(82)와 제 2열매체 순환유로(75)를 통과한 열매체는 상기 폐열공급 열교환기(77)로 전달된다. Accordingly, the heat medium passing through the first and second connection passages 81 and 82 and the second heat medium circulation passage 75 is transferred to the waste heat supply heat exchanger 77.

그리고, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)는 내부를 순환하는 냉매는 상기 폐열 공급 열교환기(77)를 통과하면서, 상기 폐열공급 열교환기(77)로 전달된 열매체와 열교환되어 상기 열매체로부터 열을 공급받게 된다. In the heat pump type air conditioner 60, the refrigerant circulating therein passes through the waste heat supply heat exchanger 77, and heat-exchanges with the heat medium transferred to the waste heat supply heat exchanger 77. Will be supplied.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 운전 용량이 소형 엔진인 상기 제 1엔진(51)의 출력이상이고, 중형엔진인 상기 제 2엔진(52)의 출력이하일 경우에는 상기 제 1엔진(51)을 정지시키고, 상기 제 2엔진(52)만을 구동시킨다. On the other hand, as shown in Figure 3, the operating capacity of the heat pump type air conditioner 60 is greater than the output of the first engine 51, which is a small engine, of the second engine 52 of the medium engine When the output is less than the output, the first engine 51 is stopped and only the second engine 52 is driven.

이 때, 상기 제 1스위치(56)는 오프시키고, 상기 제 1개폐밸브(83)를 닫는다.At this time, the first switch 56 is turned off and the first opening / closing valve 83 is closed.

따라서, 상기 제 2발전기(62)에서 생산된 전력만이 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)로 공급된다. Therefore, only the electric power produced by the second generator 62 is supplied to the heat pump type air conditioner 60.

또한, 상기 제 2엔진(52)으로부터 나온 배기가스의 열은 상기 배기가스 열교환기(73)를 통해 상기 폐열공급 열교환기(77)로 전달되고, 상기 제 2엔진(52)을 냉 각시킨 냉각수의 열은 상기 제 2연결유로(82)와 제 2열매체순환유로(75)를 통해 상기 폐열공급 열교환기(77)로 전달되어, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)로 공급된다. In addition, the heat of the exhaust gas from the second engine 52 is transferred to the waste heat supply heat exchanger 77 through the exhaust gas heat exchanger 73, and the cooling water cooling the second engine 52. The heat is transferred to the waste heat supply heat exchanger 77 through the second connection passage 82 and the second heat medium circulation passage 75, and is supplied to the heat pump type air conditioner 60.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 운전 용량이 상기 제 1엔진(51)의 출력이하로 감소될 경우에는 상기 제 2엔진(52)을 정지시키고 상기 제 1엔진(51)만을 구동시켜야 하는 바, 이 때 상기 제 2엔진(52)이 작동중인 상태에서 상기 제 1엔진(51)을 구동시킨다.On the other hand, as shown in Figure 4, when the operating capacity of the heat pump type air conditioner 60 is reduced below the output of the first engine 51, the second engine 52 is stopped and the Only the first engine 51 should be driven. At this time, the first engine 51 is driven while the second engine 52 is in operation.

상기 제 1엔진(51)이 구동되고 상기 제 1발전기(61)가 작동되어, 상기 제 1발전기(61)의 출력 주파수 및 전압이 상기 제 2발전기(62)의 출력 주파수 및 전압과 일치하게 되면, 상기 제 1스위치(56)를 온시켜 계통연계를 실시한 후, 상기 제 2엔진(52)을 정지시킨다. When the first engine 51 is driven and the first generator 61 is operated so that the output frequency and voltage of the first generator 61 match the output frequency and voltage of the second generator 62. After the system linkage is performed by turning on the first switch 56, the second engine 52 is stopped.

그리고, 상기 제 2스위치(57)를 오프시키고, 상기 제 2개폐밸브(84)를 닫는다.Then, the second switch 57 is turned off and the second open / close valve 84 is closed.

따라서, 상기 제 1엔진(51)만이 구동되면, 상기 제 1발전기(61)만이 전력을 생산하게 되고, 생산된 전력은 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)로 공급된다. Therefore, when only the first engine 51 is driven, only the first generator 61 generates power, and the generated power is supplied to the heat pump type air conditioner 60.

또한, 상기 제 1엔진(51)으로부터 나온 배기가스의 열은 상기 배기가스 열교환기(73)를 통해 상기 폐열공급 열교환기(77)로 전달되고, 상기 제 1엔진(51)을 냉각시킨 냉각수의 열은 상기 제 1연결유로(81)와 제 2열매체순환유로(75)를 통해 상기 폐열공급 열교환기(77)로 전달되어, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)로 공급된다. In addition, the heat of the exhaust gas from the first engine 51 is transferred to the waste heat supply heat exchanger 77 through the exhaust gas heat exchanger 73, and the coolant of the coolant cooling the first engine 51. Heat is transferred to the waste heat supply heat exchanger 77 through the first connection flow path 81 and the second heat medium circulation flow path 75, and is supplied to the heat pump type air conditioner 60.

따라서, 상기 제 1엔진(51)에서 회수된 폐열만이 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)로 공급된다. Therefore, only the waste heat recovered by the first engine 51 is supplied to the heat pump type air conditioner 60.

한편, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 운전 용량이 상기 제 1엔진(51)의 출력이상으로 다시 증가될 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1엔진(51)을 정지시키고 상기 제 2엔진(52)만을 구동시켜야 하는 바, 이 때 상기 제 1엔진(51)이 작동중인 상태에서 상기 제 2엔진(52)을 구동시킨다.On the other hand, when the operating capacity of the heat pump type air conditioner 60 is increased again above the output of the first engine 51, as shown in FIG. 3, the first engine 51 is stopped. In this case, only the second engine 52 should be driven. At this time, the second engine 52 is driven while the first engine 51 is in operation.

상기 제 2엔진(52)이 구동되고 상기 제 2발전기(62)가 작동되어, 상기 제 2발전기(62)의 출력 주파수 및 전압이 상기 제 1발전기의 출력 주파수 및 전압과 일치하게 되면, 상기 제 2스위치(57)를 온시켜 계통연계를 실시한 후, 상기 제 1엔진(51)을 정지시킨다. When the second engine 52 is driven and the second generator 62 is operated so that the output frequency and voltage of the second generator 62 match the output frequency and voltage of the first generator, After the system linkage is performed by turning on the two switches 57, the first engine 51 is stopped.

그리고, 상기 제 1스위치(56)를 오프시키고, 상기 제 1개폐밸브(83)를 닫는다. Then, the first switch 56 is turned off and the first opening / closing valve 83 is closed.

따라서, 상기 제 2발전기(62)에서 생산된 전력만이 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)로 공급되게 되고, 상기 제 2엔진(52)에서 회수된 폐열만이 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)로 공급된다. Therefore, only the power generated by the second generator 62 is supplied to the heat pump type air conditioner 60, and only the waste heat recovered by the second engine 52 is the heat pump type air conditioner. Supplied to 60.

한편, 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)의 운전 용량이 100%로 다시 증가될 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1,2엔진(51)(52)을 모두 구동시켜야 하는 바, 이 때 상기 제 2엔진(52)이 작동중이 상태에서 상기 제 1엔진(51)을 구동시킨다. On the other hand, when the operating capacity of the heat pump type air conditioner 60 is increased to 100% again, as shown in FIG. 2, both the first and second engines 51 and 52 must be driven. At this time, the first engine 51 is driven while the second engine 52 is in operation.

상기 제 1엔진(51)이 구동되고 상기 제 1발전기(61)가 작동되어, 상기 제 1 발전기(61)의 출력 주파수와 전압이 상기 제 2발전기(62)의 출력 주파수 및 전압과 일치하게 되면, 상기 제 1스위치(56)를 온시켜 계통연계를 실시하여, 상기 제 1,2발전기(61)(62)에서 생산된 전력이 모두 상기 히트 펌프식 공기조화기(60)로 공급되도록 한다. When the first engine 51 is driven and the first generator 61 is operated so that the output frequency and voltage of the first generator 61 match the output frequency and voltage of the second generator 62. In addition, the first switch 56 is turned on to perform system linkage so that all of the power produced by the first and second generators 61 and 62 is supplied to the heat pump type air conditioner 60.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열병합 발전 시스템은 복수개의 구동원과 발전기로 구성되어, 히트 펌프식 공기조화기의 운전용량에 따라 상기 복수개의 구동원을 선택적으로 사용하기 때문에, 엔진의 효율 및 폐열 회수 이용효율이 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 가스소비량이 감소되어 운전비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다. The cogeneration system according to the present invention configured as described above is composed of a plurality of drive sources and a generator, and selectively uses the plurality of drive sources according to the operating capacity of the heat pump type air conditioner, thereby reducing the efficiency and waste heat recovery of the engine. In addition to improving the efficiency of use, unnecessary gas consumption is reduced, there is an effect that can significantly reduce the operating cost.

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 열을 발생시키는 복수개의 구동원과;A plurality of drive sources for generating heat; 상기 복수개의 구동원에 각각 연결되고, 상기 구동원에 의해 구동되어 전기를 생성시키는 발전기와;A generator each connected to the plurality of drive sources and driven by the drive source to generate electricity; 상기 구동원의 폐열을 회수하는 폐열 회수수단과;Waste heat recovery means for recovering waste heat of the drive source; 상기 발전기와 상기 폐열 회수수단으로부터 전력과 회수된 열을 공급받는 히트 펌프식 공기조화기를 포함하고,And a heat pump type air conditioner that receives power and recovered heat from the generator and the waste heat recovery means. 상기 복수개의 발전기는 상기 히트 펌프식 공기조화기에 전력공급라인으로 각각 연결되고, The plurality of generators are each connected to a power supply line to the heat pump type air conditioner, 상기 전력공급라인에는 상기 복수개의 발전기로부터 전력공급을 단속하도록 스위치가 각각 장착된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템. The power supply line is a cogeneration system, characterized in that each switch is mounted to interrupt the power supply from the plurality of generators. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 폐열 회수수단은 상기 구동원에서 배기된 배기가스의 열을 빼앗도록 설치된 배기가스 열교환기와;The waste heat recovery means includes an exhaust gas heat exchanger installed to take heat of exhaust gas exhausted from the driving source; 상기 구동원을 냉각시킨 냉각수의 열을 빼앗도록 설치된 냉각수 열교환기와;A cooling water heat exchanger installed to take heat of cooling water cooling the driving source; 상기 배기가스 열교환기와 냉각수 열교환기에서 회수된 열을 상기 히트 펌프식 공기조화기측으로 공급하는 폐열 공급수단과;Waste heat supply means for supplying the heat recovered from the exhaust gas heat exchanger and the cooling water heat exchanger to the heat pump type air conditioner; 상기 배기가스 열교환기와 냉각수 열교환기의 열을 상기 폐열 공급수단으로 전달하도록 형성된 열전달 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전시스템. And a heat transfer means configured to transfer heat of the exhaust gas heat exchanger and the cooling water heat exchanger to the waste heat supply means. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 냉각수 열교환기는 상기 복수개의 구동원에 각각 연결되도록 복수개가 구비된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템. And a plurality of the cooling water heat exchangers are provided to be connected to the plurality of driving sources, respectively. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 열전달 수단은 상기 배기가스 열교환기에 의해 가열된 열매체가 상기 히트펌프식 공기조화기측으로 열을 전달하도록 형성된 제 1열매체 순환유로와, The heat transfer means comprises: a first heat medium circulation passage formed so that the heat medium heated by the exhaust gas heat exchanger transfers heat to the heat pump type air conditioner side; 상기 복수개의 냉각수 열교환기에 의해 가열된 열매체가 상기 히트펌프식 공기조화기측으로 열을 전달하도록 형성된 제 2열매체 순환유로와,A second heat medium circulation passage formed so that the heat medium heated by the plurality of cooling water heat exchangers transfers heat to the heat pump type air conditioner; 상기 제 2열매체 순환유로에 설치되어 상기 열매체를 순환 펌핑시키는 열매체 순환펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템. And a heat medium circulation pump installed in the second heat medium circulation passage to circulate and pump the heat medium. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 열전달 수단은 상기 제 1,2열매체 순환유로와 상기 히트펌프식 공기조화기 사이에 연결되어, 상기 배기가스 열교환기와 제 1,2냉각수 열교환기에서 회수된 열을 상기 히트 펌프식 공기조화기측으로 공급하는 폐열공급 열교환기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.The heat transfer means is connected between the first and second heat medium circulation passages and the heat pump type air conditioner to transfer the heat recovered from the exhaust gas heat exchanger and the first and second coolant heat exchangers to the heat pump type air conditioner. Cogeneration system characterized in that it further comprises a waste heat supply heat exchanger for supplying. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 복수개의 냉각수 열교환기는 상기 제 2열매체 순환유로에 연결유로에 의해서 각각 연결되고,The plurality of cooling water heat exchangers are respectively connected to the second heat medium circulation passage by a connection passage, 상기 연결유로상에는 상기 복수개의 냉각수 열교환기로부터 열매체 공급을 단속하도록 상기 연결유로를 개폐시키는 개폐밸브가 장착된 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템. On and off of the connection flow path cogeneration system characterized in that the on-off valve for opening and closing the connection flow path is mounted so as to control the heat medium supply from the plurality of cooling water heat exchanger. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 구동원은 엔진과 연료 전지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열병합 발전 시스템.The drive source is a cogeneration system, characterized in that any one of the engine and the fuel cell.
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