KR101799577B1 - Fuel efficiency improvement system by recovering waste heat of construction machinery - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템은, 유압계통, 냉각계통 및 엔진을 구비한 건설기계에 있어서, 상기 유압계통, 상기 냉각계통 및 상기 엔진의 폐열 또는 폐에너지와 차례대로 열교환하도록 작동유체를 순환시키는 유기랭킨 사이클을 구비할 수 있다. 본 발명의 일 시시예에 따른 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템은 유압 시스템을 구비한 건설기계에서 버려지는 작동유, 냉각수 및 연소가스 등의 열 에너지를 회수하여 건설기계를 구동시킬 수 있는 전기적 에너지 또는 기계적 에너지 등의 구동원으로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 건설기계의 연비를 절감할 수 있다.A system for improving fuel economy through recovery of waste heat of a construction machine according to the present invention is a construction machine having a hydraulic system, a cooling system and an engine, wherein the hydraulic system, the cooling system and the waste heat or waste energy of the engine, And an organic Rankine cycle to circulate the working fluid. The system for improving fuel economy through recovery of waste heat of a construction machine according to an embodiment of the present invention is a system for recovering heat energy such as operating oil, cooling water, and combustion gas discarded in a construction machine having a hydraulic system, Energy or mechanical energy. As a result, the fuel consumption of the construction machine can be reduced.
Description
본 발명은 건설기계에서 버려지는 폐열 등의 에너지를 회생하여 전력 또는 동력으로 재활용하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압시스템을 구비한 건설기계의 버려지는 작동유, 냉각수 또는 폐기가스에서 열에너지를 회수하여 전력 또는 동력으로 재활용 할 수 있는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for regenerating energy such as waste heat discharged from a construction machine and reusing it as electric power or power. More particularly, the present invention relates to a system for recovering heat energy from an abandoned hydraulic oil, And recovering waste heat of a construction machine that can be recycled as electric power or power.
일반적으로 건설기계의 디젤 엔진의 경우에는 가동시 많은 열이 발생하게 되고, 기계 에너지로 환원되는 열 에너지 외에도 남는 폐열이 발생된다.Generally, in the case of a diesel engine of a construction machine, a lot of heat is generated at the time of operation, and the waste heat is generated in addition to the thermal energy reduced by the mechanical energy.
이에 따라, 최근에는 엔진의 배기가스, 작동유, 냉각수 등에서 버려지는 폐열 등의 폐 에너지(Waste Energy)를 회수하여 전기 에너지 또는 기계 에너지로 재생시키는 기술에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. Accordingly, in recent years, research and development have been actively conducted on technologies for recovering waste energy such as waste heat, which is discharged from exhaust gas, operating oil, cooling water, etc. of an engine, and regenerating the waste energy as electric energy or mechanical energy.
이러한 폐 에너지 회수 기술에 관심이 집중되는 주요한 이유는 높은 효율을 갖는 엔진에서조차 버려지는 에너지가 여전히 상당하며, 연비 개선을 위한 연소 및 엔진 주변장치에 대한 기술개발이 어느 정도 한계에 도달했다고 판단하기 때문이다.The main reason for focusing on this waste energy recovery technology is that the energy that is discarded even in a high efficiency engine is still considerable, and that the development of combustion and engine peripheral equipment for fuel efficiency has reached a certain limit to be.
특히, 작동유를 이용하는 유압시스템을 구비한 건설기계의 경우에는 작동유에 온도가 낮지만 많은 열이 포함되는데 이를 활용하지 못하고 버리는 경우가 대부분이다.In particular, in the case of a construction machine having a hydraulic system using hydraulic oil, the operating oil has a low temperature but a large amount of heat is contained therein.
한편, 건설기계의 디젤엔진의 배기가스로부터 배출되는 중저온의 열 에너지를 회수하는 방법에는 유기랭킨 사이클(Organic Rankine Cycle; ORC)을 이용한 발전 장치가 많이 시도되고 있다. 일반적인 랭킨 사이클은 증발기를 통과하면서 고압이 된 증기가 터빈을 회전시켜 발생되는 축동력을 전기 에너지로 변환시키는 것인데 반면, 유기랭킨 사이클은 작동유체(Operating fluid)로 물을 사용하지 않고 낮은 온도를 가지는 암모니아, 알코올과 같은 유기 혼합물을 사용한다. On the other hand, a power generation apparatus using an Organic Rankine Cycle (ORC) has been extensively tried as a method of recovering heat energy of middle and low temperature discharged from the exhaust gas of a diesel engine of a construction machine. In a typical Rankine cycle, high pressure steam is passed through the evaporator to convert the shaft force generated by rotating the turbine into electrical energy, whereas the organic Rankine cycle uses ammonia as the operating fluid, , Organic mixtures such as alcohols are used.
이와 같은 유기랭킨 사이클을 이용하여 주요 선진국 및 제조사 들은 활발하게 기술개발을 진행하고 있으나, 엔진의 배기가스 또는 냉각수 등의 폐 에너지를 활용한 것은 열이 그리 놓지 않으며, 회수되는 열량 또한 적어 발전시킬 수 있는 전력이 크지 못하는 문제점이 있다. Major advanced countries and manufacturers are actively developing technology using such organic Rankine cycle. However, utilizing waste energy of engine exhaust gas or cooling water does not lead to heat, There is a problem that the electric power is not large.
따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 등록특허공보 10-1290289호 (발명의 명칭: 선박용 온도차 유기 랭킨 사이클 발전 장치, 등록일: 2013.07.22. )가 있다.The applicant of the present invention has proposed the present invention in order to solve the above-mentioned problems. As a prior art document related thereto, Korean Patent Registration No. 10-1290289 entitled " Temperature Induced Organic Rankine Cycle Generating Device for Ship, Posted on: July 22, 2013).
본 발명의 목적은 유압 시스템을 구비한 건설기계에서 버려지는 작동유, 냉각수 및 폐기가스의 열에너지를 회수하여 건설기계의 구동원으로 사용될 수 있는 전력 또는 기계적인 힘으로 변환시킬 수 있는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for recovering heat energy of operating oil, cooling water and waste gas discarded in a construction machine having a hydraulic system and recovering waste heat of a construction machine capable of converting it into electric power or mechanical force that can be used as a driving source of a construction machine Fuel efficiency improvement system.
본 발명은 건설기계의 작동유의 유압을 구동원으로 하여 작동될 수 있는 유기랭킨 사이클을 구비하여 폐열을 회수함으로써 유기랭킨 사이클의 구동에 필요한 에너지를 절감하면서 폐 에너지를 회수할 수 있는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 제공한다.The present invention provides an organic Rankine cycle that can be operated by using the hydraulic pressure of a hydraulic oil of a construction machine as a driving source, thereby recovering waste heat, thereby recovering waste heat of a construction machine capable of recovering waste energy while reducing energy required for driving an organic Rankine cycle To provide a fuel economy improvement system.
본 발명은 유기랭킨 사이클의 작동유체의 상변화 상태, 온도 또는 열량 등에 의해서 작동유체의 순환경로를 조절할 수 있는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 제공한다.The present invention provides a system for improving fuel economy through recovery of waste heat of a construction machine capable of regulating a circulation path of a working fluid by a phase change state, a temperature or a heat amount of a working fluid of an organic Rankine cycle.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 유압계통, 냉각계통 및 엔진을 구비한 건설기계에 있어서, 상기 유압계통, 상기 냉각계통 및 상기 엔진의 폐열 또는 폐에너지와 차례대로 열교환하도록 작동유체를 순환시키는 유기랭킨 사이클을 구비한 것을 특징으로 하는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템에 의해 달성될 수 있다. The above object is also achieved by a construction machine having a hydraulic system, a cooling system and an engine according to the present invention, wherein the hydraulic system, the cooling system and the waste heat or waste energy of the engine are circulated The present invention can be achieved by a system for improving fuel economy through recovery of waste heat of a construction machine having an organic Rankine cycle.
상기 유기랭킨 사이클의 작동유체는 상기 유압계통의 작동유, 상기 냉각계통의 냉각수 및 상기 엔진에서 배출되는 연소가스와 차례로 열교환하며, 상기 작동유, 상기 냉각수 및 상기 연소가스와 열교환함에 따라 상기 작동유체의 온도가 높아질 수 있다. Wherein the working fluid of the organic Rankine cycle is heat-exchanged in sequence with the hydraulic fluid of the hydraulic system, the cooling water of the cooling system, and the combustion gas discharged from the engine, and the heat of the working fluid, the cooling water, Can be increased.
상기 유기랭킨 사이클은, 상기 작동유체와 상기 작동유를 열교환시키는 제1 열교환기; 상기 제1 열교환기에서 나온 상기 작동유체와 상기 냉각수를 열교환시키는 제2 열교환기; 상기 제2 열교환기에서 나온 상기 작동유체와 상기 엔진의 연소가스를 열교환시키는 제3 열교환기; 상기 제3 열교환기에서 나온 상기 작동유체가 유입되어 기계적 에너지를 발생시키는 터빈; 상기 터빈에서 나온 상기 작동유체를 응축시켜서 액화시키는 응축기; 상기 응축기에서 나온 상기 작동유체를 저장하는 저장탱크; 및 상기 저장탱크에 저장된 상기 작동유체를 상기 제1 열교환기로 보내는 펌프;를 포함할 수 있다.Wherein the organic rankine cycle comprises: a first heat exchanger for exchanging heat between the working fluid and the working fluid; A second heat exchanger for exchanging heat between the working fluid from the first heat exchanger and the cooling water; A third heat exchanger for exchanging heat between the working fluid from the second heat exchanger and the combustion gas of the engine; A turbine into which the working fluid from the third heat exchanger flows to generate mechanical energy; A condenser for condensing and liquefying the working fluid from the turbine; A storage tank for storing the working fluid from the condenser; And a pump for sending the working fluid stored in the storage tank to the first heat exchanger.
상기 펌프는 상기 유압계통의 작동유 유압을 구동원으로 이용할 수 있다.The pump can use the hydraulic oil pressure of the hydraulic system as a driving source.
상기 터빈과 상기 응축기 사이에 마련되며, 상기 터빈에서 나온 작동유체와 상기 펌프에서 송출되는 작동유체를 열교환시키는 제1 재생 열교환기를 포함할 수 있다.And a first regenerative heat exchanger provided between the turbine and the condenser for exchanging heat between a working fluid from the turbine and a working fluid from the pump.
상기 터빈과 상기 제1 재생 열교환기 사이에 마련되며, 상기 터빈에서 나온 작동유체와 상기 제2 열교환기에서 나온 작동유체를 열교환시키는 제2 재생 열교환기를 포함할 수 있다.And a second regenerative heat exchanger provided between the turbine and the first regenerative heat exchanger for exchanging heat between the working fluid from the turbine and the working fluid from the second heat exchanger.
상기 제3 열교환기와 상기 터빈 사이에 마련되며, 상기 제3 열교환기에서 나온 작동유체와 배기가스 재순환 계통(EGR)에서 배출되는 가스를 열 교환시켜서 작동유체를 수퍼히팅 시키는 제4 열교환기를 포함할 수 있다.And a fourth heat exchanger provided between the third heat exchanger and the turbine to heat-exchange the working fluid from the third heat exchanger and the gas discharged from the exhaust gas recirculation system (EGR) to superheat the working fluid. have.
상기 제3 열교환기 또는 상기 제4 열교환기에서 나온 작동유체가 완전히 기화되지 않은 경우에는 상기 터빈으로 유입되지 않고 상기 제1 열교환기 쪽으로 바이패스될 수 있다.If the working fluid from the third heat exchanger or the fourth heat exchanger is not completely vaporized, it can be bypassed to the first heat exchanger without entering the turbine.
상기 터빈에서 나온 작동유체의 온도, 부피, 압력 또는 열량에 따라서 상기 터빈에서 나온 작동유체는 상기 제1 재생 열교환기 또는 상기 제2 재생 열교환기로 유입되지 않고 상기 응축기로 바로 유입될 수 있다.Depending on the temperature, volume, pressure, or heat amount of the working fluid from the turbine, the working fluid from the turbine may flow directly into the condenser without entering the first regenerative heat exchanger or the second regenerative heat exchanger.
상기 응축기의 용량 또는 크기에 따라 상기 제1 재생 열교환기 또는 상기 제2 재생 열교환기의 유무가 결정될 수 있다.The presence or absence of the first regeneration heat exchanger or the second regeneration heat exchanger can be determined according to the capacity or size of the condenser.
상기 제3 열교환기, 상기 제4 열교환기 또는 상기 터빈에서 나온 작동유체의 온도, 부피, 압력 또는 열량을 감지하는 감지센서 및 상기 감지센서의 전방에 위치하도록 상기 작동유체의 유로에 마련된 바이패스 밸브를 더 포함할 수 있다.A sensing sensor for sensing a temperature, a volume, a pressure or a heat quantity of the working fluid from the third heat exchanger, the fourth heat exchanger or the turbine, and a bypass valve provided in the flow path of the working fluid so as to be located in front of the sensing sensor. As shown in FIG.
일측에는 상기 엔진의 배기가스가 유입되고, 타측에는 외부 공기가 유입되는 터보차저; 상기 터보차저를 통과한 외부 공기를 냉각시키는 인터쿨러; 및 상기 인터쿨러에서 냉각된 외부 공기와 상기 제2 열교환기에서 나온 작동유체를 열교환시키는 제5 열교환기를 포함할 수 있다. A turbocharger in which exhaust gas of the engine flows into one side and external air flows into the other side; An intercooler for cooling the outside air passing through the turbocharger; And a fifth heat exchanger for exchanging heat between the outside air cooled in the intercooler and the working fluid from the second heat exchanger.
본 발명의 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템은, 유압 시스템을 구비한 건설기계에서 버려지는 작동유, 냉각수 및 폐기가스의 열 에너지를 회수하여 건설기계를 구동시킬 수 있는 구동원으로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 건설기계의 연비를 절감할 수 있다. The fuel economy improving system through the recovery of waste heat of the construction machine of the present invention can convert the thermal energy of the operating oil, the cooling water and the waste gas discarded in the construction machine having the hydraulic system to the drive source capable of driving the construction machine . As a result, the fuel consumption of the construction machine can be reduced.
또한, 본 발명의 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템은 건설기계의 작동유의 유압을 구동원으로 하여 유기랭킨 사이클을 구동하기 때문에 유기랭킨 사이클의 구동에 필요한 에너지를 절감하면서 폐 에너지를 회수할 수 있다.In addition, since the fuel economy improving system through the recovery of the waste heat of the construction machine of the present invention drives the organic Rankine cycle using the hydraulic pressure of the hydraulic oil of the construction machine as the driving source, the energy required for driving the organic Rankine cycle can be reduced, have.
또한, 본 발명의 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템은 유기랭킨 사이클의 작동유체의 상변화 상태, 온도 또는 열량 등에 의해서 작동유체의 순환경로를 조절하거나 연비 향상 시스템에 필요한 구성요소들을 선택적으로 활용할 수 있기 때문에 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 건설기계의 엔진룸 내에 패키지할 때 공간의 제약을 덜 받을 수 있다.Further, the system for improving the fuel economy through recovery of the waste heat of the construction machine according to the present invention can control the circulation path of the working fluid by the phase change state, the temperature or the heat amount of the working fluid of the organic Rankine cycle, It is possible to reduce the space restriction when the fuel economy improvement system for recovering the waste heat of the construction machine is packaged in the engine room of the construction machine.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템은 건설기계에서 버려지고 온도의 높낮이 다른 다양한 폐열을 모두 이용하기 때문에 유기랭킨 사이클의 작동유체를 효율적으로 기화시킬 수 있다.In addition, since the fuel economy improving system through the recovery of the waste heat of the construction machine according to the present invention abandons in the construction machine and utilizes various waste heat of different temperatures and different temperatures, the working fluid of the organic Rankine cycle can be efficiently vaporized.
더욱이, 본 발명에 따른 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템은 건설기계의 유압계통, 냉각계통, 엔진에서 발생하거나 버려지는 폐열을 회수하여 전기적 에너지 또는 기계적 에너지로 회생하고 이를 다시 건설기계의 작동에 이용함으로써 건설기계의 연비를 증가시킬 수 있다.Further, the fuel economy improvement system through the recovery of the waste heat of the construction machine according to the present invention recovers waste heat generated or abandoned in the hydraulic system, cooling system and engine of the construction machine to regenerate to electrical energy or mechanical energy, The fuel consumption of the construction machine can be increased.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 제1 재생 열교환기가 마련된 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2에 제2 재생 열교환기가 마련된 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3에 제4 열교환기가 마련된 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 5는 도 1에 제5 열교환기가 마련된 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 나타낸 구성도이다. FIG. 1 is a block diagram illustrating a system for improving fuel economy through recovery of waste heat of a construction machine according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is a view illustrating a system for improving fuel economy through recovery of waste heat of a construction machine provided with a first regenerative heat exchanger.
FIG. 3 is a view illustrating a system for improving fuel economy by recovering waste heat of a construction machine provided with a second regenerative heat exchanger.
FIG. 4 is a view illustrating a system for improving fuel economy by recovering waste heat of a construction machine provided with a fourth heat exchanger in FIG.
FIG. 5 is a block diagram of a system for improving fuel economy by recovering waste heat of a construction machine having a fifth heat exchanger in FIG.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. The drawings are schematic and illustrate that they are not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures, and any dimensions are merely illustrative and not restrictive. And to the same structure, element or component appearing in more than one drawing, the same reference numerals are used to denote similar features.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically illustrate ideal embodiments of the present invention. As a result, various variations of the drawings are expected. Thus, the embodiment is not limited to any particular form of the depicted area, but includes modifications of the form, for example, by manufacture.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템 (100, 이하, '연비 향상 시스템'이라 함)을 설명한다. Hereinafter, a fuel efficiency improvement system 100 (hereinafter referred to as a fuel efficiency improvement system) for recovering waste heat of a construction machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 나타낸 구성도, 도 2는 도 1에 제1 재생 열교환기가 마련된 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 나타낸 구성도, 도 3은 도 2에 제2 재생 열교환기가 마련된 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 나타낸 구성도, 도 4는 도 3에 제4 열교환기가 마련된 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 나타낸 구성도 및 도 5는 도 1에 제5 열교환기가 마련된 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템을 나타낸 구성도이다. FIG. 1 is a view showing a system for improving fuel economy through recovery of waste heat of a construction machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a system for improving fuel economy by recovering waste heat of a construction machine equipped with a first regenerative heat exchanger FIG. 3 is a block diagram of a fuel efficiency improvement system for recovering waste heat of a construction machine provided with a second regenerative heat exchanger in FIG. 2. FIG. 4 is a graph showing the fuel efficiency improvement by recovering waste heat of a construction machine equipped with a fourth heat exchanger. And FIG. 5 is a block diagram showing a fuel efficiency improvement system through waste heat recovery of a construction machine provided with a fifth heat exchanger in FIG.
이하에서 설명할 본 발명의 일 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)은 건설기계(미도시)에 탑재되는 시스템이다. 일반적으로 건설기계는 주행용 유압 모터에 의해 구동되는 주행장치를 구비하는 하부 주행체, 선회용 유압 모터에 의해 구동되는 선회 장치, 상기 선회 장치를 통하여 상기 하부 주행체 상에 배치되는 상부 선회체, 상기 상부 선회체의 앞부분 중앙 위치에 장착되는 작업기, 상기 상부 선회체의 앞부분 좌측 위치에 설치되는 운전실을 구비할 수 있다. The fuel
여기서, 상기 작업기는 상기 상부 선회체에 요동 가능하게 연결된 붐(boom), 상기 붐에 요동 가능하게 연결된 암(arm) 및 상기 암에 요동 가능하게 연결된 버킷(bucket)을 포함할 수 있다. 상기 작업기는 또한, 붐, 암 및 버킷을 각각 동작시키는 유압 실린더, 즉 붐 실린더, 암 실린더 및 버킷 실린더를 구비할 수 있다.Here, the working machine may include a boom pivotally connected to the upper revolving body, an arm pivotably connected to the boom, and a bucket pivotally connected to the arm. The work machine may further include a hydraulic cylinder, i.e., a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder, which operate the boom, the arm, and the bucket, respectively.
또한 상기 건설기계는 각 유압모터를 구동할 수 있는 엔진을 구비 하고 있으며, 엔진을 식힐 수 있는 냉각장치를 구비할 수 있다.The construction machine may include an engine capable of driving each hydraulic motor, and may include a cooling device capable of cooling the engine.
상기 건설기계의 유압 실린더 및 유압모터를 포함하여 유압계통이 형성되는데, 상기 유압계통은 작동유(Operating fluid)의 유압에 의해서 상기 작업기를 작동시킬 수 있다.A hydraulic system including a hydraulic cylinder of the construction machine and a hydraulic motor is formed, and the hydraulic system can operate the work machine by hydraulic pressure of an operating fluid.
또한, 상기 건설기계는 냉각수를 이용하여 엔진을 냉각시키기 위한 냉각계통을 구비하는데, 냉각계통은 엔진 또는 엔진의 일측에 구비된 라디에이터에 냉각수를 순환시켜서 엔진을 냉각시키게 된다.The construction machine includes a cooling system for cooling the engine using cooling water. The cooling system circulates cooling water in a radiator provided at one side of the engine or the engine to cool the engine.
본 발명의 일 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)은 건설기계의 유압계통, 냉각계통, 엔진에서 발생하거나 버려지는 폐열을 회수하여 전기적 에너지 또는 기계적 에너지로 회생하고 이를 다시 건설기계의 작동에 이용함으로써 건설기계의 연비를 증가시킬 수 있다. 이 때, 유압계통, 냉각계통, 엔진에서 버려지는 폐열의 온도에 따라 순차적으로 폐열을 회수함으로써 폐열 회수에 이용되는 유기랭킨 사이클의 작동유체의 온도를 순차적으로 증가시킬 수 있다.The fuel
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)은 건설기계의 엔진(110), 건설기계의 유압계통의 작동유와 열교환하여 작동유체를 가열하는 제1 열교환기(122), 엔진(110)의 냉각계통의 냉각수와 열 교환하여 제1 열교환기(122)를 거친 작동유체를 가열하는 제2 열교환기(124), 엔진(110)에서 배출된 가스와 열교환하여 제2 열교환기(124)를 거친 작동유체를 가열하는 제3 열교환기(126), 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124) 및 제3 열교환기(124)를 순차적으로 거치면서 기화된 작동유체의 의해 회전하는 터빈(130), 터빈을 거친 작동유체를 냉각 및 응축하는 응축기(142), 응축기(142)에서 액화된 작동유체가 저장되는 저장탱크(146) 및 저장탱크(146)의 작동유체를 제1 열교환기(122)로 송출하는 펌프(144)을 포함할 수 있다. 1 to 5, a fuel
참고로, 도 1 내지 도 5에 도시된 점선은 작동유체의 이동 경로를 의미한다. For reference, the dotted lines shown in FIGS. 1 to 5 indicate the movement path of the working fluid.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 엔진(110)은 굴삭기, 휠로더와 같은 건설기계의 구동원일 수 있다. 이러한 엔진(110)의 배기 매니폴드(미도시)로부터 배출되는 가스, 즉 폐 배기가스는 터보차저(turbocharger, 미도시)로 보내져 압축된 공기를 엔진(110)으로 주입시키는 과급기 내의 후술할 터빈(130)을 작동시켜 엔진(110)에서의 연소효율을 높일 수 있다. 1 to 5, the
또한, 이러한 건설기계의 엔진(110)은 건설기계의 각각의 부품들을 구동하는 상기 유압계통의 유압모터(미도시)를 구동하며, 엔진(110)의 열을 식힐 수 있는 냉각수를 포함하는 냉각계통을 구비할 수 있다. 더욱이, 엔진(110)의 일측에는 라디에이터(112)가 마련되어 엔진(110)의 열을 냉각하는 냉각수가 유입 및 유출되어 엔진(110)의 열을 대기 속으로 방출시킬 수 있다. The
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)은 유기랭킨 사이클(Organic Rankine Cycle; ORC)을 이용하여 유압(hydraulic pressure)시스템으로 작업을 진행하는 모든 건설기계의 폐열을 회수하여 건설기계의 전력으로 변환시킬 수 있다. Meanwhile, the fuel
여기서, 유기랭킨 사이클(또는 유기랭킨 회로)은 작동유체가 저장되는 저장탱크(146), 펌프(144), 증발기(또는 보일러), 터빈(130) 및 응축기(142) 등으로 이루어질 수 있다. Here, the organic Rankine cycle (or organic Rankine circuit) may consist of a
유기랭킨 사이클의 증발기 또는 보일러는 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124), 제3 열교환기(126)로 구현될 수 있다.The evaporator or boiler of the organic Rankine cycle may be implemented with a
이때, 유기랭킨 사이클의 작동유체는 끓는 점이 물보다 낮은 유기체(Organic fluid), 즉 유기 화합물을 작동유체로 가질 수 있다. 이러한 유기랭킨 사이클의 유기 작동유체로는 암모니아, 알코올, R134A, R245FA, 유기냉매 등이 이용될 수 있다. At this time, the working fluid of the organic Rankine cycle may have an organic fluid having a boiling point lower than water, that is, an organic compound as a working fluid. The organic working fluid of the organic Rankine cycle may include ammonia, alcohol, R134A, R245FA, organic refrigerant, and the like.
본 발명의 일 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)은 유압 계통의 작동유, 냉각계통의 냉각수, 엔진의 배기가스 등과 열교환할 수 있는 작동유체를 순환시키는 유기랭킨 사이클을 구비하여 건설기계에서 발생하는 폐열을 재활용할 수 있다.The fuel
일반적으로 건설기계의 작동유, 냉각수 등은 온도는 높지 않지만 많은 열량을 가진다. 따라서, 온도가 낮은 작동유, 냉각수 등과 열교환하는 작동유체는 기화되는 온도 즉, 끓는점이 낮은 작동유체를 사용해야 한다. In general, the operating oil and cooling water of a construction machine have a large amount of heat although the temperature is not high. Therefore, the working fluid that exchanges heat with the low-temperature operating fluid, the cooling water, and the like must use a working fluid having a low vaporization temperature, that is, a low boiling point.
유기랭킨 사이클의 작동유체는 끓는점이 낮은 유기냉매 등을 작동유체로 이용하기 때문에 건설기계에서 발생하는 폐열을 효율적으로 재활용할 수 있다.As the working fluid of the organic Rankine cycle uses organic refrigerant with low boiling point as the working fluid, the waste heat generated from the construction machine can be efficiently recycled.
유기랭킨 사이클의 작동유체는 펌프(144)에서부터 송출되어 가장 먼저 유압계통의 작동유와 열교환을 하게 된다. 건설기계의 유압계통의 작동유 유압이 유기랭킨 사이클의 펌프(144)의 구동원으로 이용될 수 있다. 따라서, 유기랭킨 사이클의 작동유체를 순환시키기 위해서 별도의 에너지를 생성할 필요가 없다. 이를 위해서, 건설기계의 유압계통이 유기랭킨 사이클의 펌프(144)와 연결되도록 구성되는 것이 바람직하다.The working fluid of the organic Rankine cycle is discharged from the
저장탱크(146)에 저장된 작동유체는 펌프(144)에 의해서 송출되어 가장 먼저 건설기계의 유압계통의 작동유와 열교환하게 된다. 유압계통의 작동유와 유기랭킨 사이클의 작동유체와의 열교환을 위해서 제1 열교환기(122)가 구비된다. 즉, 제1 열교환기(122)는 유압계통의 작동유 및 유기랭킨 사이클의 작동유체가 유입되어서 작동유와 작동유체 간에 열교환이 일어난다. 제1 열교환기(122)는 건설기계의 유압계통의 일측에 마련되는 것이 바람직하다.The working fluid stored in the
이를 위해, 상술한 제1 열교환기(122)는 건설기계의 유압계통의 작동유 유로 상에 설치될 수 있다. To this end, the
제1 열교환기(122)에 유입되는 작동유보다 유기랭킨 사이클의 작동유체의 온도가 낮기 때문에 제1 열교환기(122)에서 작동유체는 작동유로부터 열을 얻어서 온도가 높이지고 작동유는 작동유체에 열을 주고 온도가 낮아지게 된다.Since the temperature of the working fluid in the organic Rankine cycle is lower than the operating oil flowing into the
제1 열교환기(122)에서 작동유의 열을 흡수한 작동유체는 제2 열교환기(124)로 유입된다. 제2 열교환기(124)는 건설기계의 냉각계통의 냉각수와 유기랭킨 사이클의 작동유체 간에 열교환이 일어나는 곳이다. 이를 위해, 제2 열교환기(124)는 냉각계통의 일측에 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 제2 열교환기(124)는 건설기계의 냉각계통의 냉각수 유로 상에 설치된다. The working fluid absorbing the heat of the working oil in the first heat exchanger (122) flows into the second heat exchanger (124). The
제2 열교환기(124)에 유입되는 냉각수 보다 작동유체의 온도가 낮기 때문에 제2 열교환기(124)에서 작동유체가 냉각수로부터 열을 흡수하게 된다. 따라서, 작동유 보다 냉각수가 온도가 더 높거나 더 많은 열을 가지고 있다고 볼 수 있다.The working fluid absorbs heat from the cooling water in the
제1 열교환기(122) 및 제2 열교환기(124)에서 작동유 및 냉각수와 각각 열교환된 작동유체는 저장탱크(146)에서 유출되는 작동유체 보다는 온도가 높지만, 여전히 액체 상태이다.The working fluid heat exchanged with the operating oil and the cooling water in the
본 발명에 따른 연비 향상 시스템(100)은 액체 상태인 유기랭킨 사이클의 작동유체와 건설기계의 폐열을 열교환시켜서 작동유체를 완전 기체 상태로 상변환을 시킨 후 기체 상태의 작동유체에 의해서 터빈(130)을 회전시켜서 에너지를 얻을 수 있는 시스템이다. 따라서, 작동유체를 기체 상태로 만들기 위해서는 작동유체 보다 온도가 높은 대상물과 열교환시킬 필요가 있다.The fuel
제2 열교환기(124)에서 나온 작동유체는 제3 열교환기(126)로 유입된다. 제3 열교환기(126)에서는 엔진(110)에서 배출되는 가스와 제2 열교환기(124)에서 나온 작동유체가 서로 열교환하게 된다. 이를 위해, 제3 열교환기(126)는 엔진(110)의 배기가스 유로 상에 설치될 수 있다. 엔진(110)에서 배출되는 가스의 온도가 제2 열교환기(124)에서 유출된 작동유체의 온도 보다 많이 높기 때문에 제3 열교환기(126)에서는 작동유체가 엔진 배기가스로부터 열을 흡수하게 된다.The working fluid from the second heat exchanger (124) flows into the third heat exchanger (126). In the third heat exchanger (126), the gas discharged from the engine (110) and the working fluid from the second heat exchanger (124) exchange heat with each other. To this end, the
작동유체는 제1 열교환기(122)에서부터 제3 열교환기(126)를 거치면서 작동유, 냉각수 및 엔진 배기가스와 차례로 열교환하여 온도가 높아지게 된다. 이와 같이, 제1 및 제2 열교환기(122,124)와의 열교환에 의해서 작동유체의 온도가 점진적으로 높아지기 때문에 제3 열교환기(126)를 거치면서 작동유체가 완전 기화하는데 보다 유리한 조건을 갖출 수 있게 된다.The working fluid passes through the
이와 같은 제1 열교환기(122)는 건설기계의 작동유로부터 열교환하여 작동유체를 가열하고, 제2 열교환기(124)는 냉각계통의 냉각수로부터 열교환하여 제1 열교환기(122)를 거친 작동유체를 가열하며, 제3 열교환기(126)는 엔진(110)에서 배출된 폐기가스로부터 열교환하여 제2 열교환기(124)를 거친 작동유체를 가열할 수 있다. The
참고로, 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124) 및 제3 열교환기(126) 상의 작동유체의 온도 T1, T2, T3 는 T1 < T2 < T3 순서를 가질 수 있다. 작동유체의 온도 크기 T1 < T2 < T3 는 제1 열교환기(122) 상의 작동유체의 온도가 가장 낮고, 제3 열교환기(122) 상의 작동유체의 온도가 가장 높다는 것을 의미하며, 작동유체가 최초의 상태인 액체 상태에서 제3 열교환기(126)를 거치면서 기체 상태로 상태 변화할 수 있다는 것을 의미한다. For reference, temperatures T 1 , T 2 , and T 3 of the working fluid on the
제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124) 및 제3 열교환기(126)에서 기화된 작동유체는 터빈(130)에 유입되어 터빈(130)의 회전축(미도시)에 마련된 블레이드(미도시)를 회전시키게 된다. 다시 말해서, 터빈(130)은 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124) 및 제3 열교환기(126)를 차례대로 거치면서 기화된 작동유체의 압력 에너지를 블레이드의 회전에너지로 변환시킬 수 있다. The working fluid vaporized in the
터빈(130)의 회전축의 일측에는 전기 에너지를 생산하는 발전기(미도시)가 연결될 수 있고, 발전기의 일측에는 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 축전기(미도시)가 마련될 수 있다. 축전기에 저장된 전기 에너지는 건설기계의 운전에 사용될 수 있고 이로 인해 건설기계의 연비를 높일 수 있다. 또한, 터빈(130)의 회전축에서 발생하는 회전 에너지 즉, 기계적 에너지를 건설기계의 엔진(110)에 연결하여 엔진(110)의 효율을 높일 수도 있다.A generator (not shown) for generating electric energy may be connected to one side of the rotary shaft of the
한편, 터빈(130)에 유입된 기체 상태의 작동유체는 터빈(130)의 블레이드를 회전시키는 일을 하고(즉, 에너지를 잃고) 온도가 낮아지게 된다. 터빈(130)에서 일을 한 작동유체는 터빈(130)에서 나와서 저장탱크(146)로 유입된다. 이 때, 터빈(130)에서 나온 작동유체는 완전한 액체 상태가 아니라 기체 상태와 액체 상태의 작동유체가 혼합된 상태이면서 어느 정도의 열을 가지고 있는 상태이다. 따라서, 저장탱크(146)에 유입되기 전에 작동유체를 완전히 액체 상태로 상변화시켜야 한다. 이를 위해서, 유기랭킨 사이클은 터빈(130)과 저장탱크(146) 사이에 응축기(142)를 구비할 수 있다.On the other hand, the gaseous working fluid flowing into the
응축기(142)는 터빈(130)을 거친 작동유체를 냉각 및 응축하여 액화시킬 수 있다. 다시 말해서, 응축기(142)는 터빈(130)을 거친 작동유체의 상태를 기체 상태에서 액체상태로 변환시킬 수 있다. The
이와 같이 응축기(142)에 의해 냉각 및 응축되어 액화된 작동유체는 저장탱크(146)에 모여 저장될 수 있다. The working fluid that has been cooled and condensed by the
여기서, 저장탱크(146)에 모여 저장된 액체 상태의 작동유체는 펌프(144)에 의해 제1 열교환기(122) 또는 제2 열교환기(124) 또는 제3 열교환기(126) 중 어느 하나로 송출될 수 있다. 다시 말해서, 펌프(144)는 저장탱크(146)에 저장된 액체 상태의 작동유체를 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124) 또는 제3 열교환기(126)로 송출함으로써 연비 향상 시스템(100) 상에서 작동유체가 순환되도록 할 수 있다. 이와 같이, 유기랭킨 사이클의 작동유체가 계속 순환하면서 그 과정에서 열교환하여 기체 상태로 상변환되고 이를 이용하여 터빈(130)에서 일을 시킴으로써 건설기계에서 버려지는 폐열을 이용하여 에너지를 재생산 또는 재활용할 수 있다.The working fluid in the liquid state collected in the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)은 도 1에 도시한 바와 같이 터빈(130)을 거친 작동유체가 응축기(142)로 바로 전달될 수도 있고, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이 터빈(130)을 거친 작동유체의 열 에너지를 회수하여 재활용 할 수 있는 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)를 더 포함할 수 있다. 즉, 터빈(130)에서 나온 작동유체가 완전히 액화되지 않고 어느 정도의 열을 가지고 있다면, 바로 응축기(142)로 유입되기에는 부적합 할 수 있다. 왜냐하면, 응축기(142)에 유입되는 작동유체가 어느 정도의 열을 가지고 있다면 응축기(142)에서 이러한 작동유체가 완전히 액화되기 위해서는 응축기(142)가 커야 하는데, 건설기계의 엔진룸의 공간 제약상 큰 응축기(142)를 사용하지 못할 수 있다. 또한, 터빈(130)에서 나온 작동유체가 가지고 있는 열을 이용하여 열교환하여 제1 열교환기(122) 또는 제3 열교환기(126)로 유입되는 작동유체의 온도를 높일 수도 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)은 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)를 더 구비할 수 있다.1, the working fluid passing through the
구체적으로, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 재생 열교환기(152)는 터빈(130)을 거친 작동유체와 펌프(144)에서 송출된 작동유체를 서로 열 교환시킬 수 있다. 이때, 터빈(130)을 거친 작동유체, 즉 터빈(130)에 회전력을 발생시키고 난 작동유체의 온도가 저장탱크(146)에 저장된 작동유체의 온도 보다 높을 경우, 제1 재생 열교환기(152)를 이용하여 터빈(130)을 거친 작동유체와 펌프(144)로부터 송출된 작동유체가 서로 열 교환하게 할 수 있다. 이와 같이 제1 재생 열교환기(152)에 의해 터빈(130)에서 나온 작동유체와 열 교환하여 열을 얻은 펌프(144)에서 송출된 작동유체는 제1 열교환기(122)로 전달될 수 있다. 이로 인해서, 제1 열교환기(122)에서 작동유와 작동유체 간의 열교환 효율을 높일 수 있다.2 to 4, the first
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 재생 열교환기(154)는 터빈(130)를 거친 작동유체와 제2 열교환기(124)에서 나온 작동유체를 서로 열 교환시킬 수 있다. 이때, 터빈(130)을 거친 작동유체, 즉 터빈(130)에 회전력을 발생시키고 난 작동유체의 온도가 제2 열교환기(124)에서 가열된 작동유체의 온도보다 높을 경우, 제2 재생 열교환기(154)를 이용하여 터빈(130)을 거친 작동유체와 제2 열교환기(124)를 거친 작동유체를 다시 열 교환 할 수 있다. 이와 같이 제2 재생 열교환기(154)에 의해 열 교환되어 온도가 높아진 작동유체는 제3 열교환기(126)로 전달될 수 있다. 3 and 4, the second
이와 같이, 제1 및 제2 재생 열교환기(152,154)에 의해서 터빈(130)에서 나온 작동유체에 포함된 열 에너지를 재활용할 수 있을 뿐만 아니라 응축기(142)에 유입되기 전에 작동유체를 충분히 냉각시킴으로써 응축기(142)에서 작동유체를 완전하게 액화시킬 수 있다.In this way, not only the heat energy contained in the working fluid from the
여기서, 제3 열교환기(126)에서 엔진(110)의 폐기가스와 열 교환된 작동유체가 완전히 기화되지 않은 것으로 감지되면, 제3 열교환기(154)를 거친 작동유체를 터빈(130)을 거치치 않고 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)로 우회되도록 할 수 있다. When it is detected that the working fluid heat exchanged with the waste gas of the
구체적으로, 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124) 및 제3 열교환기(126)를 거치고도 작동유체가 완전한 기체 상태로 변화되지 않은 것으로 판단될 경우에는, 제3 열교환기(126)에서 나온 작동유체가 제1 바이패스 유로(162)를 통해 제1 재생 열 교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)로 전달되도록 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 최초에 액체 상태이던 작동유체가 완전한 기체 상태로 변환되지 않은 채로 터빈(130)으로 들어가게 될 경우에는 터빈(130)을 제대로 회전시키기 못할 뿐 아니라, 터빈(130)의 블레이드(미도시)를 손상시킬 위험성이 있기 때문이다. 이에 따라, 제3 열교환기(126)와 터빈(130) 사이에 마련된 감지센서(170)를 이용하여 제3 열교환기(126)를 거친 작동유체가 완전히 기화되지 않았다고 판단될 경우에는 제1 바이패스 밸브(163)를 이용하여 터빈(130)으로 흐르는 유로는 차단시키고, 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)로 흐르는 유로 만을 개방시킬 수 있다. Specifically, when it is determined that the working fluid has not been changed to the complete gas state through the
감지센서(170)는 제3 열교환기(126)에서 나온 작동유체의 온도, 압력 또는 부피 등을 감지하여 작동유체의 상태가 액체인지 기체인지를 감지할 수 있다. 감지센서(170)의 감지결과는 제1 바이패스 밸브(163)의 개폐를 제어하는 제어부(미도시)로 전송되고, 상기 제어부는 제1 바이패스 밸브(163)의 개폐를 조절하여 완전히 기화되지 않은 작동유체가 터빈(130)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.The
참고로, 상술한 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)는 응축기(142)의 크기 또는 용량에 따라 제1 재생 열교환기(152) 및 제2 재생 열교환기(154)가 모두다 마련될 수도 있고, 둘 중에 하나만 마련될 수도 있다. The first
또한, 터빈(130)을 회전시키고 난 후의 작동유체의 온도가 응축기(142)에서 작동유체가 완전히 액화될 정도로 낮을 경우에는, 제1 재생 열교환기(152) 및 제2 재생 열교환기(154) 모두 마련되지 않을 수도 있다. Further, when the temperature of the working fluid after rotating the
참고로, 제1 재생 열교환기(152) 상의 작동유체의 온도 T1' 는 제2 재생 열교환기(154) 상의 작동유체의 온도 T2' 보다 낮은 온도를 가질 수 있다. 또한, 제1 재생 열교환기(152) 상의 작동유체의 온도는 제1 열교환기(122) 상의 작동유체 온도 보다 낮고, 제2 재생 열교환기(154) 상의 작동유체의 온도는 제2 열교환기(124) 상의 작동유체 온도 보다 높은 것이 바람직하다.For reference, the temperature T 1 'of the working fluid on the first
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)은 제4 열교환기(128)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the fuel
도 4를 참조하면, 제4 열교환기(128)는 엔진(110)의 폐기가스와 제3 열교환기(126)에서 열 교환한 후 제3 열교환기(126)에서 나온 작동유체를 다시 열 교환시킬 수 있다. 여기서, 제4 열교환기(128)는 엔진(110)의 배기가스 재순환 계통(EGR: Exhaust Gas Recirculation, 미도시)에서 배출된 가스와 제3 열교환기(126)에서 나온 작동유체를 서로 열 교환시키게 된다. 구체적으로, 제4 열교환기(128)는 엔진(110)의 배기가스 재순환 계통(EGR)에서 나온 가스와 제3 열교환기(126)에서 나온 작동유체를 열 교환시킴으로써 작동유체를 슈퍼히팅(Superheating)시킬 수 있다. 이와 같이 제4 열교환기(128)를 거치면서 다시 열 교환된 작동유체는 완전히 기화되어 터빈(130)을 회전시킬 수 있다. 4, the
참고로, 제4 열교환기(128) 상의 작동유체의 온도 T4는 상술한 제3 열교환기(126) 상의 작동유체의 온도 T3 보다 높을 수 있다. 이에 따라, 작동유체가 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124) 및 제3 열교환기(126)에 의해 완전히 기화되지 못하더라도 제4 열교환기(128)에 의해 완전히 기화될 수 있다는 것을 의미한다. For reference, the temperature T 4 of the working fluid on the
참고로, 제3 열교환기(126)에서 엔진(110)의 폐기가스와 열 교환되어 가열된 작동유체가 완전히 기화되더라도, 제3 열교환기(126)를 통과한 작동유체가 제4 열교환기(128)를 거쳐 터빈(130)으로 우회되도록 하는 것이 바람직하다. Even if the working fluid heated and exchanged with the waste gas of the
구체적으로, 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124) 및 제3 열교환기(126)를 거치면서 액체 상태의 작동유체가 기체 상태로 완전히 변환된 것으로 판단되더라도 작동유체가 터빈(130)으로 바로 들어가도록 하는 것이 아니라 제4 열교환기(128)를 거쳐 슈퍼히팅(super heating)을 시킨 후에 작동유체가 터빈(130)으로 들어가도록 구성할 수도 이다. 이럴 경우, 제3 열교환기(126)에서 나온 작동유체가 제4 열교환기(128)를 거치게 되면서 작동유체의 온도가 더 증가하게 되어 터빈(130)을 회전시키기 위한 에너지 값, 즉 회전력이 증가될 수 있고, 결과적으로 터빈(130)에서 출력되는 일의 양을 증가시킬 수 있다. 다시 말해서, 제3 열교환기(126)를 거친 작동유체의 에너지의 값보다 제3 열교환기(126)를 거쳐 제4 열교환기(128)까지 거친 작동유체의 에너지의 값이 크므로, 터빈(130)을 더욱 빠르게 회전시킬 수 있게 된다. 따라서, 제3 열교환기(126)를 거친 작동유체가 완전히 기체 상태로 변환되었다고 하더라도 제4 열교환기(128)를 통과하도록 하여 작동유체의 에너지 값을 더욱 크게 하여야 한다. Specifically, even if it is determined that the liquid working fluid has been completely converted to the gaseous state through the
다만, 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124) 및 제3 열교환기(126)를 거치면서 액체인 작동유체가 기체 상태로 완전히 변환되는 경우에는 제4 열교환기(128)를 생략할 수도 있다. 즉, 작동유체가 제3 열교환기(126)만 거쳐도 100% 기화되는 경우에는 제4 열교환기(128) 없이 본 발명의 일 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)을 구성하는 것도 가능하다. However, when the working fluid, which is liquid, is completely converted to the gaseous state through the
또한, 제4 열교환기(128)에서 엔진(110)의 가스와 다시 열 교환된 작동유체가 완전히 기화되지 않은 것으로 감지되면, 터빈(130)을 거치치 않고 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)로 우회되도록 할 수 있다. If the working fluid again re-exchanged with the gas of the
구체적으로, 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124), 제3 열교환기(126) 및 제4 열교환기(128)를 거치면서 액체 상태인 작동유체가 기체 상태로 완전히 변환되지 않은 것으로 제4 열교환기(128)와 터빈(130) 사이에 마련된 감지센서(170)가 판단할 경우에는, 제2 바이패스 유로(164)을 통해 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)로 전달되도록 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상술한 바와 같이, 액체 상태인 작동유체가 제1 열교환기(122), 제2 열교환기(124), 제3 열교환기(126) 및 제4 열교환기(128)를 거치고도 완전히 기화되지 않아서 작동유체가 액체 상태로 터빈(130)으로 들어갈 경우, 터빈(130)이 제대로 회전되지 않을 뿐만 아니라 터빈(130)의 블레이드(미도시)를 손상시킬 위험성이 있기 때문이다. 이에 따라, 제4 열교환기(128)와 터빈(130) 사이에 마련된 감지센서(170)를 이용하여 제4 열교환기(128)를 거친 작동유체가 완전한 기체 상태가 아니라고 판단될 경우에는 제2 바이패스 밸브(165)를 이용하여 터빈(130) 쪽으로 흐르는 유로는 차단시키고, 제4 열교환기(128)에서 나온 작동유체가 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154) 쪽으로 흐르는 유로 만이 개방되도록 하여야 한다. Specifically, when the working fluid in the liquid state is not completely converted to the gaseous state through the
상기한 바와 같이, 상술한 감지센서(170)는 작동유체의 상태를 감지할 수 있는 센서로 마련될 수 있다. 다시 말해서, 감지센서(170)는 작동유체의 온도를 감지하는 온도감지센서 일 수도 있고, 작동유체의 상(phase) 변화, 즉 작동유체의 부피 또는 압력을 감지할 수 있는 압력감지센서 일 수도 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 작동유체의 물성치에 따라 다양한 형태의 감지센서일 수 있다. As described above, the
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)은 제5 열교환기(129)를 더 포함할 수 있다. 도 5에서 이점 쇄선은 외부 공기의 이동을 나타낸다. Meanwhile, the fuel
구체적으로, 도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 연비 향상 시스템(100)은 터보차저(115), 인터쿨러(114, Charge air cooler) 및 제5 열교환기(129)를 포함할 수 있다. 일반적으로 건설기계의 엔진에는 공기의 밀도를 증가시키는 인터쿨러(114)가 마련된다. 터보차저(115)의 일측에는 엔진(110)의 배기가스가 유입되고, 타측에는 대기로 방출된 외부 공기가 유입된다. 터보차저(115)에 유입된 엔진(110)의 배기가스에 의해 터보차저(115)내의 터빈(미도시)이 회전을 하고, 그에 따라 터보차저(115)로 유입된 외부 공기는 압축되어 밀도가 낮아지게 된다. 5, a fuel
여기서, 터보차저(115)를 통과하여 압축된 외부 공기는 인터쿨러(114)로 유입된다. 이때, 인터쿨러(114)로 유입되는 작동유체의 온도는 제2 열교환기(124)에 유입되는 냉각수의 온도보다 낮다. 예컨대, 제2 열교환기(124)로 유입되는 냉각수의 온도가 80 ℃ ~ 90 ℃ 라면 인터쿨러(114)로 유입되는 외부 공기의 온도는 140 ℃ ~ 200 ℃ 이다. 인터쿨러(114)로 유입된 외부 공기는 제5 열교환기(129)에서 제2 열교환기(124)에서 나온 작동유체와 열교환된다. 제2 열교환기(124)에서 나온 작동유체와 열교환된 외부 공기는 엔진(110)으로 유입되어 엔진(110)을 냉각시킨다. 제5 열교환기(129)에서 열 교환되어 나온 작동유체는 상기한 제3 열교환기(126)로 유입된다. Here, the external air compressed through the turbocharger 115 flows into the
한편, 제2 열교환기(124), 제3 열교환기(126) 및 제5 열교환기(129)의 작동유체의 온도 T2, T3, T5는 T2 < T5 < T3 순서를 가질 수 있다. 즉, 작동유체의 온도 크기 T2 < T5 < T3 는 제5 열교환기(129) 상의 작동유체의 온도가 제2 열교환기(124) 상의 작동유체의 온도보다 높지만, 제3 열교환기(126) 상의 작동유체의 온도보다 낮다는 것을 의미한다. On the other hand, the temperatures T 2 , T 3 and T 5 of the working fluid of the
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템(100)에서 작동유체의 흐름 및 건설기계에서 버려지는 작동유, 냉각수, 외부 공기 및 폐기가스와의 열 교환에 대하여 설명한다. Referring to FIGS. 1 to 5, the flow of the working fluid and the flow rate of the working fluid, the cooling water, the outside air, and the waste gas discharged from the construction machine in the fuel
먼저, 저장탱크(146)에 저장된 작동유체는 펌프(144)에 의해 제1 열교환기(122)로 송출될 수 있다. 이때, 송출되는 작동유체는 액체 상태일 수 있다. 이 때, 펌프(144)는 건설기계의 유압계통의 작동유 유압에 의해서 작동될 수 있다.First, the working fluid stored in the
그 다음, 펌프(144)에 의해 제1 열교환기(122)로 송출된 액체 상태의 작동유체는 건설기계의 유압 계통에서 사용된 후의 작동유와 열 교환 될 수 있다. 이때, 건설기계의 작동유를 폐 에너지로 활용하는 것은 건설기계의 폐 유체 에너지 중에서, 가장 낮은 온도를 가지지만 많은 열을 가지고 있기 때문이다. 한편, 작동유체와 열 교환되고 난 후의 작동유는 건설기계의 드레인 탱크(미도시)로 회수 될 수 있다. The working fluid in the liquid state sent to the
그 다음, 제1 열교환기(122)에서 열 교환된 작동유체는 제2 열교환기(124)로 전달될 수 있다. 제2 열교환기(124)에서는 제1 열교환기(122)를 거친 작동유체와 건설기계의 엔진(110)의 열을 식혀주는 냉각계통의 냉각수와 열 교환될 수 있다. 이때, 엔진(110)의 열을 식혀주는데 사용된 냉각수를 폐 에너지로 활용하는 것은 상술한 작동유보다 다음으로 높은 온도를 가지기 때문이다. 한편, 제1 열교환기(122)를 거친 작동유체와 열 교환된 냉각수는 건설기계의 냉각계통의 냉각수 탱크로 드레인 될 수 있다. The working fluid that has been heat exchanged in the
그 다음, 제2 열교환기(124)에서 열 교환된 작동유체는 제3 열교환기(126)로 전달될 수 있다. 제3 열교환기(126)에서는 제2 열교환기(124)를 거친 작동유체와 건설기계의 엔진(110)에서 배출된 연소가스와 열 교환될 수 있다. 이때, 엔진(110)에서 배출된 연소가스를 폐 에너지로 활용하는 것은 연소가스가 상술한 냉각수보다 다음으로 높은 온도를 가지기 때문이다. 또한, 엔진(110)에서 배출되는 연소가스는 상당히 높은 온도를 가지기 때문에 그대로 외부로 배출될 경우에는 배출된 연소가스에 의해 작업자가 다칠 위험성이 있기 때문이다. 한편, 제2 열교환기(124)를 거쳐 전달된 작동유체와 열 교환된 연소가스는 건설기계의 외부로 배출될 수 있다. The working fluid heat exchanged in the second heat exchanger (124) can then be transferred to the third heat exchanger (126). In the
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 열교환기(124)에서 열 교환된 작동유체는 제3 열교환기(126)로 전달되기 전에, 제5 열교환기(129)로 전달될 수 있다. 이때, 제5 열교환기(129)에서는 제2 열교환기(124)를 거친 작동유체와 별도로 마련된 터보차저(115), 인터쿨러(114)에 의해 유입된 외부 공기와 제2 열교환기(124)에서 나온 작동유체와 열교환 될 수 있다. 제5 열교환기(129)에서 열 교환된 작동유체는 제3 열교환기(126)로 유입되게 된다. 이때, 상기한 바와 같이, 제5 열교환기(129)에서 열 교환되는 외부 공기의 온도는 제2 열교환기(124)에서 열 교환 유체로 사용되는 냉각수의 온도보다는 높지만, 제3 열교환기(126)에서 열 교환 유체로 사용되는 엔진(110)에서 배출된 연소가스의 온도보다 낮다. 5, the working fluid heat-exchanged in the
그 다음, 제3 열교환기(126)에서 열 교환되어 완전히 기체 상태가 된 작동유체는 터빈(130)으로 전달되어 터빈(130)을 회전시킬 수 있다.Then, the working fluid that has been heat exchanged in the
이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 터빈(130)을 회전시켜 전력을 발생시키고 난 후의 작동유체의 온도가 저장탱크(146)에 저장된 작동유체의 온도보다 높을 경우, 제1 재생 열교환기(152)를 이용하여 전력을 발생시키고 난 후의 작동유체와 펌프(144)에 의해 송출되는 작동유체를 다시 열 교환시킬 수 있다. 2, when the temperature of the working fluid after generating the electric power by rotating the
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 전력을 발생시키고 난 후의 작동유체의 온도가 제2 열교환기(124)에서 가열된 작동유체의 온도보다 높을 경우, 터빈(130)을 거친 작동유체와 제2 열교환기(124)에서 가열된 작동유체를 다시 열교환시킬 수 있다. 3, when the temperature of the working fluid after power generation is higher than the temperature of the working fluid heated in the
상술한 바와 같이, 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)는 응축기(142)의 크기 및 용량에 따라 제1 재생 열교환기(152) 및 제2 재생 열교환기(154)가 모두 마련되거나, 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154) 중 하나만 마련될 수도 있다. The first
참고로, 제3 열교환기(126)를 거친 작동유체가 완전히 기화되지 않은 것으로 판단되면, 터빈(130)을 거치지 않고 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)로 전달될 수 있다. If it is determined that the working fluid passing through the
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 제3 열교환기(126)를 거친 작동유체가 초기의 액체 상태에서 완전한 기체 상태로 변환되지 않았다고 판단될 경우에는 엔진(110)의 연소가스 보다 온도가 높은 배기가스 재순환 계통(EGR)에서 배출되는 가스와 작동유체를 서로 열교환시키기 위해 마련된 제4 열교환기(128)로 전달될 수 있다. 제4 열교환기(128)에서는 제3 열교환기(126)를 거친 작동유체와 건설기계의 배기가스 재순환 계통(EGR)에서 배출된 가스를 열 교환시킬 수 있다. 4, when it is determined that the working fluid passing through the
참고로, 제3 열교환기(126)를 거친 작동유체가 완전히 기화된 것으로 판단되더라도, 제3 열교환기(126)를 거친 작동유체가 제4 열교환기(128)를 거치도록 할 수 있다. 왜냐하면, 제3 열교환기(126)를 거친 작동유체를 제4 열교환기(128)를 통해 슈퍼히팅(super heating) 시키게 될 경우, 터빈(130)에서 나오는 일의 양 또는 회전력이 더 커지기 때문이다. 따라서, 제3 열교환기(126)를 거치고 난 후에 작동유체가 완전히 기화되었다고 판단되더라도, 제3 열교환기(126)를 거친 작동유체가 제4 열교환기(128)를 거치도록 하는 것이 바람직하다. For reference, even if it is determined that the working fluid passing through the
그 다음, 터빈(130)을 회전시켜서 전력을 발생시키고 난 후의 작동유체는 바로 응축기(142)로 전달되어 액체로 응축된 후 저장탱크(146)에 액체 상태의 작동유체로 저장되거나, 제1 재생 열교환기(152) 또는 제2 재생 열교환기(154)를 거쳐 다시 열교환되고 난 후에 응축기(142)로 전달되어 저장탱크(146)에 액체 상태의 작동유체로 저장될 수도 있다. Then, the working fluid after rotating the
상기한 구성에 의하여 본 발명의 일 실시예에 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템(100)은, 유압 시스템을 구비한 건설기계에서 버려지는 작동유, 냉각수 및 연소가스 등의 열 에너지를 회수하여 건설기계를 구동시킬 수 있는 전기적 에너지 또는 기계적 에너지 등의 구동원으로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 건설기계의 연비를 절감할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
100: 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템
110: 엔진 112: 라디에이터
114: 인터쿨러 115: 터보차저
122: 제1 열교환기 124: 제2 열교환기
126: 제3 열교환기 128: 제4 열교환기
129: 제5 열교환기 130: 터빈
142: 응축기 144: 펌프
146: 저장탱크 152: 제1 재생 열교환기
154: 제2 재생 열교환기 162: 제1 바이패스 유로
163: 제1 바이패스 밸브 164: 제2 바이패스 유로
165: 제2 바이패스 밸브 170: 감지센서100: Improvement of fuel efficiency through recovery of waste heat of construction machinery
110: engine 112: radiator
114: intercooler 115: turbocharger
122: first heat exchanger 124: second heat exchanger
126: third heat exchanger 128: fourth heat exchanger
129: fifth heat exchanger 130: turbine
142: condenser 144: pump
146: Storage tank 152: First regenerative heat exchanger
154: second regenerative heat exchanger 162: first bypass passage
163: first bypass valve 164: second bypass passage
165: second bypass valve 170: detection sensor
Claims (12)
상기 유압계통의 작동유, 상기 냉각계통의 냉각수 및 상기 엔진에서 배출되는 연소가스와 차례대로 열 교환하도록 작동유체를 순환시키는 유기랭킨 사이클을 구비하되,
상기 유기랭킨 사이클은,
상기 작동유체와 상기 작동유를 열교환시키는 제1 열교환기;
상기 제1 열교환기에서 나온 상기 작동유체와 상기 냉각수를 열교환시키는 제2 열교환기;
상기 제2 열교환기에서 나온 상기 작동유체와 상기 엔진의 연소가스를 열교환시키는 제3 열교환기;
상기 제3 열교환기에서 나온 상기 작동유체가 유입되어 기계적 에너지를 발생시키는 터빈;
상기 터빈에서 나온 상기 작동유체를 응축시켜서 액화시키는 응축기;
상기 응축기에서 나온 상기 작동유체를 저장하는 저장탱크;
상기 저장탱크에 저장된 상기 작동유체를 상기 제1 열교환기로 보내는 펌프;
상기 터빈과 상기 응축기 사이에 마련되며, 상기 터빈에서 나온 작동유체와 상기 펌프에서 송출되는 작동유체를 열교환시키는 제1 재생 열교환기; 및
상기 터빈과 상기 제1 재생 열교환기 사이에 마련되며, 상기 터빈에서 나온 작동유체와 상기 제2 열교환기에서 나온 작동유체를 열교환시키는 제2 재생 열교환기를 포함하고,
상기 작동유체는 상기 작동유, 상기 냉각수 및 상기 연소가스와 열 교환함에 따라 온도가 높아지며,
상기 터빈에서 나온 작동유체의 온도, 부피, 압력 또는 열량에 따라서 상기 터빈에서 나온 작동유체는 상기 제1 재생 열교환기 또는 상기 제2 재생 열교환기로 유입되지 않고 상기 응축기로 바로 유입되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템.
1. A construction machine having a hydraulic system, a cooling system and an engine,
And an organic Rankine cycle for circulating the working fluid in order to exchange heat with the hydraulic fluid of the hydraulic system, the cooling water of the cooling system and the combustion gas discharged from the engine,
The organic Rankine cycle may comprise:
A first heat exchanger for exchanging heat between the working fluid and the working fluid;
A second heat exchanger for exchanging heat between the working fluid from the first heat exchanger and the cooling water;
A third heat exchanger for exchanging heat between the working fluid from the second heat exchanger and the combustion gas of the engine;
A turbine into which the working fluid from the third heat exchanger flows to generate mechanical energy;
A condenser for condensing and liquefying the working fluid from the turbine;
A storage tank for storing the working fluid from the condenser;
A pump for sending the working fluid stored in the storage tank to the first heat exchanger;
A first regeneration heat exchanger provided between the turbine and the condenser for exchanging heat between a working fluid from the turbine and a working fluid from the pump; And
And a second regenerative heat exchanger provided between the turbine and the first regenerative heat exchanger for exchanging heat between the working fluid from the turbine and the working fluid from the second heat exchanger,
Wherein the working fluid has a higher temperature due to heat exchange with the operating fluid, the cooling water, and the combustion gas,
Wherein the working fluid from the turbine flows directly into the condenser without flowing into the first regenerative heat exchanger or the second regenerative heat exchanger depending on the temperature, volume, pressure, or heat amount of the working fluid from the turbine. Fuel economy improvement system through recovery of waste heat of machinery.
상기 펌프는 상기 유압계통의 작동유 유압을 구동원으로 이용하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the pump uses the hydraulic oil pressure of the hydraulic system as a drive source.
상기 제3 열교환기와 상기 터빈 사이에 마련되며, 상기 제3 열교환기에서 나온 작동유체와 배기가스 재순환 계통(EGR)에서 배출되는 가스를 열 교환시켜서 작동유체를 슈퍼히팅 시키는 제4 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템.
5. The method of claim 4,
And a fourth heat exchanger provided between the third heat exchanger and the turbine for superheating the working fluid by exchanging heat between the working fluid from the third heat exchanger and the gas discharged from the exhaust gas recirculation system (EGR) The fuel efficiency enhancement system through the recovery of waste heat of the construction machine.
상기 제3 열교환기 또는 상기 제4 열교환기에서 나온 작동유체가 완전히 기화되지 않은 경우에는 상기 터빈으로 유입되지 않고 상기 제1 열교환기 쪽으로 바이패스되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템.
8. The method of claim 7,
And when the working fluid from the third heat exchanger or the fourth heat exchanger is not completely vaporized, it is bypassed to the first heat exchanger without flowing into the turbine. system.
상기 응축기의 용량 또는 크기에 따라 상기 제1 재생 열교환기 또는 상기 제2 재생 열교환기의 유무가 결정되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the presence or absence of the first regenerative heat exchanger or the second regenerative heat exchanger is determined according to the capacity or size of the condenser.
상기 제3 열교환기, 상기 제4 열교환기 또는 상기 터빈에서 나온 작동유체의 온도, 부피, 압력 또는 열량을 감지하는 감지센서 및 상기 감지센서의 전방에 위치하도록 상기 작동유체의 유로에 마련된 바이패스 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템.
8. The method of claim 7,
A sensing sensor for sensing a temperature, a volume, a pressure or a heat quantity of the working fluid from the third heat exchanger, the fourth heat exchanger or the turbine, and a bypass valve provided in the flow path of the working fluid so as to be located in front of the sensing sensor. Further comprising a heat recovery system for recovering waste heat of the construction machine.
일측에는 상기 엔진의 배기가스가 유입되고, 타측에는 외부 공기가 유입되는 터보차저;
상기 터보차저를 통과한 외부 공기를 냉각시키는 인터쿨러; 및
상기 인터쿨러에서 냉각된 외부 공기와 상기 제2 열교환기에서 나온 작동유체를 열교환시키는 제5 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 폐열 회수를 통한 연비 향상 시스템. 5. The method of claim 4,
A turbocharger in which exhaust gas of the engine flows into one side and external air flows into the other side;
An intercooler for cooling the outside air passing through the turbocharger; And
And a fifth heat exchanger for exchanging heat between the outside air cooled in the intercooler and the working fluid from the second heat exchanger.
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| KR1020160051981A KR101799577B1 (en) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | Fuel efficiency improvement system by recovering waste heat of construction machinery |
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| JP2006090156A (en) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | Method for regenerating waste heat energy and waste heat energy regenerating device |
| JP5328527B2 (en) * | 2009-07-03 | 2013-10-30 | 三菱電機株式会社 | Waste heat regeneration system and control method thereof |
-
2016
- 2016-04-28 KR KR1020160051981A patent/KR101799577B1/en active IP Right Grant
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