KR101977048B1 - Integrated Cooling and Heating Control Method and System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단일 시스템으로 다양한 부하에 대응하여 적정 온도의 열에너지를 각 수요처로 공급해 줄 수 있는 통합형 냉·온열 생산 제어 방법 및 통합형 냉·온열 생산 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an integrated cooling / heating production control method and an integrated cooling / heating production system capable of supplying thermal energy of appropriate temperature to each customer in response to various loads with a single system.
생활패턴의 변화에 대응하여, 마트, 식당 등 편의시설의 수가 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 이러한 편의시설은 냉동, 냉장, 냉난방, 고온수의 수요가 동시에 발생할 수 있고, 각 기능에 따라 별도로 다양한 열 부하를 요구한다. 또한, 연간 연속운전이 필요하므로 에너지 소모가 매우 크다. In response to changes in living patterns, the number of convenience facilities, such as shopping malls and restaurants, is steadily increasing. Such facilities may require refrigeration, refrigeration, cooling and heating, and hot water at the same time, and require various heat loads depending on their functions. In addition, energy consumption is very high because continuous operation is required yearly.
종래에는 냉동, 냉장 및 냉난방 시스템을 각각 설치하고, 시스템의 제어도 각각 실시하였다. 이러한 방법은 각 시스템을 설치하기 위한 공간이 많이 필요할 뿐 아니라, 운영에 필요한 비용과 전력 등 에너지가 많이 소모되며, 해당 시스템 들이 설치된 시설물 단위의 에너지 효율이 매우 낮다는 문제점이 있다. In the past, refrigeration, refrigeration, and heating and cooling systems were installed respectively, and the system was also controlled. This method requires a lot of space for installation of each system, consumes a large amount of energy such as cost and power required for operation, and has a problem that the energy efficiency of a facility unit in which the system is installed is very low.
또한, 이러한 편의시설은 계절 등 외부 요인에 따라 효율이 달라지고, 부하의 변화도 다양하다.In addition, such facilities vary in efficiency depending on external factors such as the season, and the load varies.
예를 들면, 즉석 도시락 등 냉장식품이나 냉동식품의 수요가 증가함에 따라 편의시설의 냉장 및 냉동 부하가 증가하게 되고, 특히, 하절기에는 냉방 수요가 급증함에 따라, 국가적으로 피크(peak) 전력 상승의 원인이 된다.For example, as the demand for refrigerated foods or frozen foods such as instant lunches increases, the refrigeration and freezing loads of the convenience facilities are increased. Especially, during the summer, as the demand for cooling increases rapidly, It causes.
또한, 외기(外氣)를 열원으로 사용하여 냉난방 에너지를 생산하는 시스템의 경우, 동절기에는 외기 온도가 낮아 냉매 사이클의 효율이 낮아지므로, 목표온도를 충족시키기 위한 에너지 소모가 커지게 되는데, 이 역시 국가적인 피크 전력을 상승시키는 요인이 된다. Further, in a system that generates cooling and heating energy by using the outside air as a heat source, the efficiency of the refrigerant cycle is lowered due to a low outdoor air temperature during the winter season, so that the energy consumption for meeting the target temperature becomes large. It is a factor that raises the national peak power.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 냉장, 냉동 및 냉난방 수요가 동시 또는 각각 발생하는 시설에 있어서, 냉장, 냉동, 냉난방 및 고온수용 열원를 공급하기 위해 단일 시스템을 사용함으로써, 설치 및 운영비용을 절감하고, 통합 제어를 통해 에너지 효율을 향상시키며, 가스를 연료로 사용함으로써 피크 전력의 상승을 억제할 수 있고 친환경적인, 통합형 냉·온열 생산 제어 방법 및 시스템을 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a refrigerator, a refrigerator, a refrigerator, a refrigerator, a refrigerator, And to provide an environmentally friendly integrated cooling / heating production control method and system that can reduce the operating cost, improve the energy efficiency through integrated control, suppress the rise of peak power by using gas as fuel, and provide environmentally friendly integrated cooling / heating production control method and system.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 냉열을 공급하기 위하여, 열매체를 압축하는 단계; 상기 압축 열매체를 외기와의 열교환에 의해 냉각시키는 단계; 상기 냉각된 열매체를 감압시키는 단계; 및 상기 감압에 의해 압력 및 온도가 낮아진 저온의 열매체를 실내유닛, 냉장유닛 및 냉동유닛 중 어느 하나 이상으로 공급하여 열교환시키는 단계;를 포함하여, 상기 실내유닛, 냉장유닛 및 냉동유닛 중 어느 하나 이상에서 열교환에 의해 기화된 열매체를 상기 압축하는 단계로 재순환시키되, 온열 수요가 발생하면, 상기 압축한 열매체 중 일부 또는 전부를 상기 냉각시키는 단계 및 감압시키는 단계를 생략하고 상기 실내유닛으로 공급하여 열교환시키는 단계;를 포함하여, 상기 압축한 열매체의 응축열을 이용하여 상기 실내유닛으로 온열을 제공하는, 통합형 냉·온열 생산 제어 방법이 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: compressing a heating medium to supply cold heat; Cooling the compression heat medium by heat exchange with ambient air; Depressurizing the cooled heating medium; And a step of supplying the low-temperature heat medium having a lowered pressure and temperature by the decompression to at least one of an indoor unit, a refrigerating unit and a refrigerating unit to heat-exchange the refrigerant, The cooling medium is circulated to the compressing step. When the heat demand is generated, the step of cooling or depressurizing a part or the whole of the compressed heat medium is omitted, and the heat medium is supplied to the indoor unit for heat exchange And controlling the condensation heat of the compressed heat medium to provide the heat to the indoor unit, including the condensed heat of the compressed heat medium.
바람직하게는, 온열 수요가 발생하면, 상기 실내유닛으로 온열을 제공하여 열교환에 의해 온도가 낮아진 열매체를 감압시키는 단계; 및 상기 감압에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를 엔진의 배열을 이용하여 기화시키는 단계;를 더 포함하여, 상기 기화된 열매체를 상기 압축하는 단계로 공급할 수 있다.Preferably, when the heating demand is generated, the indoor unit is heated to reduce the temperature of the heating medium, which is lowered by heat exchange. And vaporizing the heating medium, the pressure of which is lowered by the decompression, and the temperature of the heating medium by using the arrangement of the engine, so that the vaporized heating medium can be supplied to the compression step.
바람직하게는, 온열 수요가 발생하면, 상기 감압에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를 상기 기화시키는 단계로 공급하기 전에 상기 감압에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를, 냉장유닛 및/또는 냉동유닛으로 공급하는 단계;를 포함하고, 상기 냉장유닛 및/또는 냉동유닛에서 열교환에 의해 온도가 상승한 열매체를 상기 기화시키는 단계로 공급할 수 있다.Preferably, when the heating demand is generated, the heating medium whose pressure and temperature are lowered by the depressurization is supplied to the refrigeration unit and / or the freezing unit before supplying the heating medium whose pressure and temperature are lowered by the depressurization to the vaporizing step And a heating medium having a temperature raised by heat exchange in the refrigeration unit and / or the refrigeration unit may be supplied to the vaporization step.
바람직하게는, 상기 열매체를 압축하는 단계는, 가스를 연료로 하여 엔진을 가동시키고, 엔진의 동력을 이용하여 열매체를 압축시킬 수 있다.Preferably, the step of compressing the heating medium may operate the engine with gas as fuel and compress the heating medium by using the power of the engine.
바람직하게는, 상기 엔진의 동력 중에서 상기 열매체를 압축시키는 동력이 상기 엔진의 부분 부하인 경우, 상기 엔진의 잉여 동력으로 발전기를 가동시켜 전력을 생산하는 단계; 및 상기 생산된 전력을 전력 수요처로 공급하는 단계;를 포함할 수 있다.Preferably, when the power for compressing the heat medium among the power of the engine is a partial load of the engine, operating the generator with the surplus power of the engine to produce power; And supplying the produced electric power to a power consumer.
바람직하게는, 상기 냉장유닛 또는 냉동유닛에서 열교환 후 배출되는 열매체는, 상기 압축시키는 단계로 재순환시키기 전에, 부스터 압축기를 이용하여 더 압축하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Preferably, the heating medium discharged after the heat exchange in the refrigeration unit or the refrigeration unit further compresses the refrigerant using the booster compressor before the refrigerant is recirculated to the compressing step.
바람직하게는, 상기 부스터 압축기는, 상기 발전기에서 생산된 전력으로 가동시킬 수 있다.Advantageously, the booster compressor is operable with power generated by the generator.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 열매체를 순환시키는 GHP 유닛; 상기 GHP 유닛으로부터 순환되는 열매체로부터 냉열 또는 온열을 공급받는 실내유닛; 상기 GHP 유닛으로부터 순환되는 열매체로부터 냉열을 공급받는 냉장유닛; 및 상기 GHP 유닛으로부터 순환되는 열매체로부터 냉열을 공급받는 냉동유닛;을 포함하고, 상기 GHP 유닛은, 상기 열매체를 압축시키는 컴프레서; 상기 압축된 열매체를 외기와의 열교환에 의해 냉각시키는 공기 열교환기; 상기 컴프레서와 공기 열교환기를 연결하고 상기 압축된 열매체가 상기 컴프레서로부터 공기 열교환기로 공급되는 유로를 제공하는 냉열 공급라인; 상기 컴프레서와 상기 실내유닛을 연결하며, 상기 압축된 열매체가 상기 공기 열교환기를 우회하여 상기 실내유닛으로 공급되는 유로를 제공하는 온열 공급라인; 및 상기 실내유닛에서 냉열 수요가 발생하고, 상기 냉장유닛 및 냉동유닛이 가동되면 상기 압축된 열매체가 상기 냉열 공급라인으로 공급되도록 유로를 제어하고, 상기 실내유닛에서 온열 수요가 발생하면, 상기 압축된 열매체 중 적어도 일부가 상기 온열 공급라인으로 공급되도록 유로를 제어하는 제어부;를 포함하는, 통합형 냉·온열 생산 시스템이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger comprising: a GHP unit for circulating a heat medium; An indoor unit for receiving cold or hot heat from a heating medium circulated from the GHP unit; A refrigeration unit for receiving cold heat from a heating medium circulated from the GHP unit; And a refrigerating unit for receiving cold heat from a heating medium circulated from the GHP unit, wherein the GHP unit comprises: a compressor for compressing the heating medium; An air heat exchanger for cooling the compressed heat medium by heat exchange with ambient air; A cold heat supply line connecting the compressor and the air heat exchanger and providing a flow path through which the compressed heat medium is supplied from the compressor to the air heat exchanger; A heating supply line connecting the compressor and the indoor unit and providing a flow path through which the compressed heat medium bypasses the air heat exchanger and is supplied to the indoor unit; And controlling the flow path so that the compressed heat medium is supplied to the cold / hot supply line when the cold / hot water demand occurs in the indoor unit and the cold / cold unit is operated, and when the hot water demand occurs in the indoor unit, And a control unit for controlling the flow path so that at least a part of the heating medium is supplied to the heating supply line.
바람직하게는, 상기 실내유닛으로 공급되는 열매체 또는 상기 실내유닛으로부터 배출되는 열매체를 감압시켜 감압에 의해 압력 및 온도를 낮추는 감압밸브;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 실내유닛에서 냉열 수요가 발생하면, 상기 압축 열매체가 감압밸브를 통과한 후 실내유닛으로 공급되도록 유로를 제어하고, 상기 실내유닛에서 온열 수요가 발생하면, 상기 압축 열매체가 상기 실내유닛에서 열교환 후 감압밸브를 통과하도록 유로를 제어할 수 있다.Preferably, the air conditioner further includes a pressure reducing valve for reducing the pressure and the temperature by reducing the pressure of the heating medium supplied to the indoor unit or the heating medium discharged from the indoor unit, The control unit controls the flow passage so that the compressed heat medium is supplied to the indoor unit after passing through the pressure reducing valve, and when the hot heat demand occurs in the indoor unit, the compressed heat medium is controlled in the indoor unit can do.
바람직하게는, 상기 실내유닛에서 온열 수요가 발생하면, 상기 열매체는 외기와 열교환하지 않고 상기 컴프레서를 가동시키는 엔진으로부터 배출되는 배열과 열교환하여 가열될 수 있다.Preferably, when heat demand is generated in the indoor unit, the heat medium may be heat-exchanged with heat exhausted from an engine that operates the compressor without heat exchange with the outside air.
본 발명에 따른 통합형 냉·온열 생산 제어 방법 및 시스템은, 냉장, 냉동 및 냉난방 수요가 동시 또는 개별적으로 발생하는 시설에 있어서, 냉장, 냉동, 냉난방 및 고온수용 열원을 공급하기 위해 단일 시스템으로 운영할 수 있으면서도, 각 부하에 따라 적정 냉열 및 온열을 공급해줄 수 있다. The integrated cooling and heating production control method and system according to the present invention can be operated as a single system for supplying refrigeration, freezing, cooling and heating and high-temperature accommodating heat sources in a facility where refrigeration, freezing and heating / It is possible to supply appropriate cold heat and hot heat according to each load.
또한, 단일 시스템을 사용함으로써, 설치 및 운영비용을 절감할 수 있고, 통합 제어를 통해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the use of a single system can reduce installation and operational costs and improve energy efficiency through integrated control.
또한, 냉열 및 온열을 공급하는 데 있어서, 가스를 연료로 사용함으로써 전력 피크를 억제할 수 있고 친환경적이다. Further, in supplying cold heat and hot heat, the use of gas as fuel can suppress the power peak and is environmentally friendly.
또한, 동력 생산과는 별도로 엔진의 배열을 활용함으로써, 동절기 등 외기 온도가 낮아 냉매 사이클의 성능이 저하되는 문제를 해결할 수 있다. In addition, by utilizing an arrangement of the engine separately from the power generation, the problem that the performance of the refrigerant cycle deteriorates due to the low ambient temperature such as the winter season can be solved.
또한, 냉매 사이클에서 버려지는 응축열을 난방 에너지로 활용함으로써 난방 부하에 소모되는 에너지를 절감하고, 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다.In addition, by using the condensation heat that is discharged from the refrigerant cycle as the heating energy, the energy consumed in the heating load can be reduced and the energy efficiency can be maximized.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 냉·온열 생산 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다. FIG. 1 is a schematic view illustrating an integrated cooling / heating system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention, and to the contents of the accompanying drawings.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 냉·온열 생산 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다. 이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 냉·온열 생산 제어 방법 및 냉·온열 생산 시스템을 설명하기로 한다.FIG. 1 is a schematic view illustrating an integrated cooling / heating system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. Hereinafter, an integrated cooling / heating production control method and a cooling / heating production system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 냉·온열 생산 시스템은, 실내로 냉열 또는 온열을 공급하는 실내유닛(100); 냉장 장치로 냉열을 공급하는 냉장유닛(200); 냉동 장치로 냉열을 공급하는 냉동유닛(300); 및 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300) 중 어느 하나 이상으로 열매체를 순환시켜 냉열 또는 온열을 제공하는 GHP 유닛(500);을 포함한다.The integrated cooling / heating production system according to an embodiment of the present invention includes an
도면에 자세하게 도시하지는 않았지만, 실내유닛(100)은 냉방 또는 난방 설정 온도에 맞는 냉열 또는 온열을 제공할 수 있도록 제어되는 냉난방용 열교환기 및 관련 부속기기들로 구성되고, 냉장유닛(200)은 냉장 설정 온도에 맞는 냉열을 제공할 수 있도록 제어되는 냉장용 열교환기 및 관련 부속기기들로 구성되며, 냉동유닛(300)은 냉동 설정 온도에 맞는 냉열을 제공할 수 있도록 제어되는 냉동용 열교환기 및 관련 부속기기들로 구성될 수 있다.Although not shown in detail in the drawing, the
실내유닛(100)에서 냉방 또는 난방 수요가 발생하면, 냉난방용 열교환기에서는 실내공기와 GHP 유닛(500)으로부터 순환되는 열매체가 직접 또는 간접 열교환하고, 냉장유닛(200)에서 냉장 수요가 발생하면, 냉장용 열교환기에서는 냉장장치 내 공기 등과 GHP 유닛(500)으로부터 순환되는 열매체가 직접 또는 간접 열교환하며, 냉동유닛(300)에서 냉동 수요가 발생하면, 냉동용 열교환기에서는 냉동장치 내 공기 등과 GHP 유닛(500)으로부터 순환되는 열매체가 직접 또는 간접 열교환하고, 냉난방용 열교환기, 냉장용 열교환기 및 냉동용 열교환기에서 열교환 후 배출되는 열매체는 GHP 유닛(500)으로 재순환된다.When a demand for cooling or heating is generated in the
본 실시예에서, 열매체는, 실내유닛(100)과 GHP 유닛(500)을 순환하는 냉난방용 냉매; 냉장유닛(200)과 GHP 유닛(500)을 순환하는 냉장용 냉매; 및 냉동유닛(300)과 GHP 유닛(500)을 순환하는 냉동용 냉매;로 구성될 수 있다. In this embodiment, the heating medium is a refrigerant for cooling and heating circulating the
냉난방용 냉매, 냉장용 냉매 및 냉동용 냉매는 서로 동일한 물질일 수 있고, 서로 다른 물질일 수 있다. 즉, 열매체는 총 1종 이상의 서로 다른 냉매일 수 있다. The refrigerant for cooling and heating, the refrigerant for refrigeration and the refrigerant for refrigeration may be the same material or different materials. That is, the heating medium may be a total of one or more different refrigerants.
냉난방용 냉매, 냉장용 냉매 및 냉동용 냉매가 순환하는 라인은 각각 마련될 수도 있고, 냉난방용 냉매, 냉장용 냉매 및 냉동용 냉매의 구분없이 하나의 동일한 열매체로 구비되는 경우에는, 열매체가 순환하는 하나의 메인 라인으로부터 각 유닛으로 분기되도록 연결될 수도 있다. The refrigerant for cooling and heating, the refrigerant for refrigeration, and the refrigerant for refrigeration may be respectively provided. In the case where the refrigerant is provided as one and the same heating medium without distinguishing refrigerant for cooling and heating, refrigerant for refrigeration and refrigerant for refrigeration, May be connected to branch from one main line to each unit.
이와 같이, 1종 이상의 서로 다른 냉매가 순환하는 냉매 사이클을 단일 시스템으로 제공함으로써, 각 유닛의 개별 부하 및 시스템의 총괄 부하에 각각 유연하게 대응할 수 있다.As described above, by providing the single refrigerant cycle in which one or more different refrigerants circulate, it is possible to flexibly cope with the individual loads of the respective units and the overall load of the system, respectively.
본 명세서에서는, 설명의 편의를 위하여 냉난방용 냉매, 냉장용 냉매, 냉동용 냉매를 구별하지 않고, 전반적으로 '열매체'로 통칭하여 사용하며, 필요에 따라서는 구분하여 설명하기로 한다.In this specification, for convenience of explanation, the refrigerant for cooling and heating, the refrigerant for refrigeration, and the refrigerant for refrigeration are collectively referred to as a 'heating medium', and will be described separately if necessary.
또한, 본 실시예의 통합형 냉·온열 생산 시스템은, 냉장유닛(200) 및/또는 냉동유닛(300)으로부터 GHP 유닛(500)으로 재순환되는 열매체, 즉, 냉장용 냉매와 냉동용 냉매를 더 압축하는 부스터 압축기(400);를 포함한다. The integrated cooling / heating system of the present embodiment further includes a cooling / heating system for further compressing the heating medium recirculated from the refrigeration unit 200 and / or the
또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 본 실시예의 통합형 냉·온열 생산 시스템에서 요구하는 세척수, 생활수 등의 고온수를 제공하기 위하여, 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 폐열로 물을 가열시키는 고온수 열교환기(미도시);를 더 포함할 수 있다.Although not shown in the drawing, in order to provide high-temperature water such as washing water and living water required in the integrated cooling / heating production system of this embodiment, a high-temperature water heat exchanger (Not shown).
본 실시예의 GHP 유닛(500)은, 엔진(미도시)의 냉각수 등 엔진의 배열과 열매체가 열교환하는 냉각수 열교환기(510); 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로부터 재순환된 기체 상태의 열매체 또는 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)에서 열교환 후 열매체 냉각수 열교환기(510)에서 기화된 기체 상태의 열매체를 임시저장하는 어큐뮬레이터(520); 어큐뮬레이터(520)로부터 이송받은 열매체를 압축하는 컴프레서(530); 컴프레서(530)에서 압축된 열매체에 포함된 오일 성분을 분리하는 오일 분리기(540); 오일 분리기(540)에서 오일 성분이 분리된 열매체를 외기(공기)와 열교환시키는 공기 열교환기(550); 및 감압밸브(560a, 560b, 560c)를 포함한다.The GHP
본 실시예의 냉각수 열교환기(510)는, 실내유닛(100)에서 실내로 냉열을 공급하면서 온도가 상승한(적어도 일부는 기화된) 열매체 또는 실내로 온열을 공급하면서 공급하면서 온도가 낮아진(적어도 일부는 응축된) 열매체, 냉장유닛(200)에서 냉열을 공급하면서 온도가 상승한(적어도 일부는 기화된) 열매체, 냉동유닛(300)에서 냉열을 공급하면서 온도가 상승한(적어도 일부는 기화된) 열매체를 엔진 냉각수 등 엔진 배열을 열교환시켜, 열매체를 기화시키고, 기체 상태의 열매체를 컴프레서(530)로 공급한다. The cooling
특히, 냉각수 열교환기(510)는, 후술하는 온열 생산 모드, 즉, 실내유닛(100)에서 난방 수요가 있어 온열을 필요로 하는 한편, 냉장유닛(200)과 냉동유닛(300)는 운전되지 않아 냉열은 필요로 하지 않는 경우, 또는, 냉장유닛(200)과 냉동유닛(300)이 적은 용량으로 운전될 때, 실내유닛(100)에서 열교환하면서 응축된 액체 상태의 열매체를, 엔진의 배열을 이용하여 기화시킬 수 있다.Particularly, the cooling
후술하는 본 실시예의 실시 모드에 따라, 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)에서 열교환하면서 열매체의 일부 또는 전부가 기화되거나 응축될 수 있는데, 본 실시예의 냉각수 열교환기(510)에서는, 컴프레서(530)로 재순환되는 열매체 중 기화되지 않은 액체 상태의 열매체를 엔진의 배열을 이용하여 기체 상태로 기화시킬 수 있다. A part or all of the heat medium may be vaporized or condensed while exchanging heat in the
예를 들어, 실내유닛(100)에서 냉방 수요가 있을 때에는, 저온의 열매체가 GHP 유닛(500)으로부터 실내유닛(100)으로 공급되어, 실내유닛(100)에서 열교환하면서 일부 또는 전부가 기화되고, 실내유닛(100)에서 난방 수요가 있을 때에는, 고온의 열매체가 GHP 유닛(500)으로부터 실내유닛(100)으로 공급되어, 실내유닛(100)에서 열교환하면서 일부 또는 전부가 응축된다. 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로는, GHP 유닛(500)으로부터 저온의 열매체가 공급되며, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)에서의 열교환에 의해 열매체의 일부 또는 전부가 기화된다.For example, when there is a demand for cooling in the
본 실시예에서는, 엔진의 배열로서 엔진 냉각수가 활용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. In this embodiment, the engine cooling water is utilized as an arrangement of the engine.
냉각수 열교환기(510)에서 열교환에 의해, 열매체는 기화되고, 엔진 냉각수는 냉각되며, 기화된 열매체는 어큐뮬레이터(520)로 공급되고, 냉각된 엔진 냉각수는 엔진을 냉각시키기 위해 엔진으로 공급된다. By heat exchange in the cooling
본 실시예의 어큐뮬레이터(520)는, 사이클을 순환하는 열매체의 유동을 안정화시키고 컴프레서(530)로 공급되는 열매체의 유량을 조절하는 버퍼탱크의 역할을 함과 동시에, 냉각수 열교환기(510)에서 기화되지 않은 액체 상태의 열매체와 기체 상태의 열매체를 분리하여 기체 상태의 열매체만이 컴프레서(530)로 공급되도록 기액분리시키는 기액분리기의 역할을 한다. The
본 실시예의 컴프레서(530)는, 기화된 기체 상태의 열매체를 압축시킴으로써, 열매체를 순환시킨다. 또한, 고온 상태에서 열매체가 응축되도록 열매체를 압축시켜 난방 시 열을 얻거나, 냉방 시 열을 외기로 방출하도록 하여 사이클을 형성하도록 한다.The
본 실시예의 공기 열교환기(550)는, 컴프레서(530)에서 압축된 고온고압의 열매체를 외기와의 열교환에 의해 냉각시키며, 공기 열교환기(550)에서의 열교환에 의해 열매체는 액체 상태로 응축될 수 있다. The
본 실시예의 감압밸브(560a, 560b, 560c)는, 열매체를 감압시키는 수단으로서, 예를 들어 팽창밸브일 수 있다. 감압밸브(560a, 560b, 560c)에 의해 열매체는 압력이 낮아지고 팽창과정에서 온도도 낮아져 저온저압의 열매체가 된다. 감압밸브(560a, 560b, 560c)는 제어부에 의해, 팽창 후의 목적 온도 등에 따라 팽창 정도가 제어될 수 있다.The
감압밸브(560a, 560b, 560c)는 도 1에 도시된 바와 같이, 열매체의 흐름 방향을 기준으로 실내유닛(100)의 상류 또는 하류에 설치되는 실내유닛용 감압밸브(560a); 냉장유닛(200)의 상류에 설치되는 냉장유닛용 감압밸브(560b); 및 냉동유닛(300)의 상류에 설치되는 냉동유닛용 감압밸브(560c);를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the
실내유닛용 감압밸브(560a)는, 실내유닛(100)에서 냉방 수요가 있을 때에는, 컴프레서(530)에서 압축되고, 공기 열교환기(550)에서 응축된, 냉열 공급라인(CL)을 따라 실내유닛(100)으로 이송되는 저온고압의 열매체를 팽창시켜 저온저압의 열매체가 실내유닛(100)으로 공급되도록 한다.When there is a cooling demand in the
또한, 실내유닛용 감압밸브(560a)는, 실내유닛(100)에서 난방 수요가 있을 때에는, 컴프레서(530)에서 압축되고, 공기 열교환기(550)를 우회하여 온열 공급라인(HL)을 따라 실내유닛(100)으로 이송되고, 실내유닛(100)으로 온열을 공급하면서 온도가 낮아진(적어도 일부는 응축된) 저온의 열매체를 팽창시킬 수 있다.When there is a demand for heating in the
냉장유닛용 감압밸브(560b)는, 공기 열교환기(550)에서 응축된, 냉열 공급라인(CL)을 따라 냉장유닛(200)으로 이송되는 저온고압의 열매체를 팽창시켜 저온저압의 열매체가 냉장유닛(200)으로 공급되도록 한다.
냉동유닛용 감압밸브(560c)는, 공기 열교환기(550)에서 응축된, 냉열 공급라인(CL)을 따라 냉동유닛(300)으로 이송되는 저온고압의 열매체를 팽창시켜 저온저압의 열매체가 냉동유닛(300)으로 공급되도록 한다.
본 실시예의 오일 분리기(540)는, 컴프레서(530)의 냉각이나, 피스톤의 마모 방지 등을 위하여 컴프레서(530)로 공급하는 윤활유가, 컴프레서(530)에서 열매체를 압축하는 과정에서 혼입된 상태로 사이클을 순환하는 것을 방지하기 위하여, 열매체에 혼입된 오일 성분을 열매체로부터 분리시킨다. The
오일 성분을 분리함으로써, 오일 성분이 후단 공정 장치나 배관 등에 누적됨으로써 사이클 성능에 이상이 생기는 등의 문제를 방지할 수 있다. By separating the oil component, it is possible to prevent problems such as an abnormality in the cycle performance due to accumulation of the oil component in the downstream-end process unit, piping, and the like.
도면에 도시하지는 않았지만, 본 실시예의 통합형 냉·온열 생산 시스템은, 가스를 연료로 하여 동력을 생산하는 엔진(미도시); 및 엔진과 선택적으로 연결 및 해제가 가능하도록 엔진의 회전축에 결합되는 발전기(미도시);를 더 포함한다.Although not shown in the drawing, the integrated cooling / heating production system of this embodiment includes an engine (not shown) for producing power using gas as fuel; And a generator (not shown) coupled to the rotation shaft of the engine so as to selectively connect and disconnect with the engine.
또한, 본 실시예의 컴프레서(530)는, 엔진의 회전축에 엔진과 선택적으로 연결 및 해제가 가능하도록 결합될 수 있다.In addition, the
본 실시예의 엔진에서 가스 연료의 연소에 의해 생산된 동력은, 발전기에서 전력으로 전환될 수도 있고, 컴프레서(530)에서 압축일로 전환될 수도 있다.In the engine of this embodiment, the power produced by the combustion of the gaseous fuel may be switched from the generator to the electric power or from the
본 실시예에 따른 발전기는 동력제어유닛에 의해 엔진의 회전축에 기계적으로 결합되거나 결합되지 않을 수 있다. 발전기가 엔진의 회전축에 결합되면 엔진에서 생산된 동력을 전력으로 전환하게 된다.The generator according to the present embodiment may be mechanically coupled to the rotational axis of the engine by the power control unit or not. When the generator is connected to the rotating shaft of the engine, the power produced by the engine is converted into electric power.
본 실시예에서 가스 연료는, 천연가스(NG; Natural Gas)일 수 있으며, 본 실시예에 따르면, 천연가스를 연료로 사용하여 전력을 생산하거나, 압축일을 생산할 수 있고, 비율을 조절하여 전력과 압축일을 동시에 생산할 수도 있다. 천연가스는 연소 시 이산화탄소, 질소산화물 및 황산화물 등 오염물질의 배출이 현저히 낮은 친환경 연료이다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 친환경적으로 전력 및 동력(압축일)을 생산할 수 있다. In this embodiment, the gaseous fuel may be natural gas (NG). According to the present embodiment, natural gas may be used as fuel to produce electric power or to produce compression work, And a compression job at the same time. Natural gas is an eco-friendly fuel with significantly lower emissions of pollutants such as carbon dioxide, nitrogen oxides and sulfur oxides during combustion. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to produce power and power (compression day) in an environmentally friendly manner.
또한, 천연가스를 연료로 하여, 시스템 내에서 자체적으로 전력을 생산하여 사용할 수 있다. 즉, 한전 등 전력 공급 인프라로부터 공급받는 전력 사용량을 감소시킬 수 있으므로, 본 실시예의 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)의 수요 급증으로 피크 전력에 도달하는 것을 억제할 수 있다. In addition, natural gas can be used as a fuel to produce and use electric power in the system itself. That is, it is possible to reduce the amount of electric power supplied from the electric power supply infrastructure such as KEPCO, so that it is possible to suppress the peak electric power from reaching the surplus demand of the
본 실시예의 발전기에서 생산된 전력은, 상술한 실내유닛(100), 냉장유닛(200), 냉동유닛(300), 부스터 압축기(400) 및 GHP 유닛(500) 등 본 실시예의 통합형 냉·온열 생산 시스템을 구동시키는 전력으로 사용될 수 있다. 또는, 본 실시예의 통합형 냉·온열 생산 시스템이 설치된 건물, 시설물 단위에서 사용될 수도 있을 것이다. The electric power produced by the generator of the present embodiment is supplied to the
본 실시예의 컴프레서(530)에서 필요로 하는 동력이, 엔진의 부분 부하에 해당될 때, 발전기를 가동시켜, 엔진의 잉여 동력으로 전력을 생산함으로써, 엔진의 동력 효율을 상승시킬 수 있다.When the power required by the
잉여의 동력으로 생산한 전력은, 본 실시예의 통합형 냉·온열 생산 시스템 내에서 사용하거나, 본 실시예에 따른 통합형 냉·온열 생산 시스템이 설치된 건물 단위에서 바로 사용할 수 있다.The electric power produced by surplus power can be used in the integrated cooling / heating production system of this embodiment, or can be used immediately in the building unit in which the integrated cooling / heating production system according to this embodiment is installed.
본 실시예에 따른 컴프레서(530) 및 발전기는 동력제어유닛에 의해 엔진의 회전축에 기계적으로 결합되거나 결합되지 않을 수 있다. 컴프레서(530)가 엔진의 회전축에 결합되면 엔진에서 생산된 동력을 압축일로 전환하게 되고, 발전기가 엔진의 회전축에 결합되면 엔진에서 생산된 동력을 전력으로 전환하게 된다. The
따라서, 본 실시예에 따르면, 엔진을 구동시켜 전력을 생산하거나, 압축일을 생산할 수 있고, 또는, 전력과 압축일을 동시에 생산할 수도 있다. 엔진의 구동에 의해 전력 생산과 압축일 생산 비율을 제어할 수 있으므로, 전력 생산량과 압축일에 의해 생산되는 냉열 또는 온열의 비율을 독립적으로 조절할 수 있다. Therefore, according to the present embodiment, the engine can be driven to produce electric power, to produce the compression work, or to produce the electric power and the compression work at the same time. Since the production rate of the power generation and the compression day can be controlled by driving the engine, the ratio of the power generation amount and the cold heat or the heat generated by the compression work can be independently controlled.
본 실시예에 따른 통합형 냉·온열 생산 시스템은, 엔진의 회전축에 발전기와 컴프레서(530)를 선택적으로 결합시킴으로써, 전력을 생산하는 전력 생산 모드; 냉열(cooling energy)을 생산하는 냉열 생산 모드; 온열(heating energy)을 생산하는 온열 생산 모드; 냉열과 온열의 생산 비율을 제어하면서 냉열과 온열을 동시에 생산하는 냉·온열 생산 모드; 전력과 냉열의 생산 비율(냉전비)을 제어하면서 전력과 냉열을 동시에 생산하는 전력-냉열 생산 모드; 전력과 온열 생산 비율(열전비)를 제어하면서 전력과 온열을 동시에 생산하는 전력-온열 생산 모드; 및 전력과 냉·온열 생산 비율을 제어하면서 전력과 냉·온열을 동시에 생산하는 전력-냉·온열 생산 모드;로 운전될 수 있다. The integrated cooling / heating production system according to the present embodiment includes a power generation mode in which electric power is generated by selectively coupling a generator and a
전력 생산 모드, 냉열 생산 모드, 온열 생산 모드, 냉·온열 생산 모드, 전력-냉열 생산 모드, 전력-온열 생산 모드 및 전력-냉·온열 생산 모드의 선택과 그에 따른 제어는 도시하지 않은 제어부(미도시)에 의해 수동 또는 자동으로 제어될 수 있다. 각 모드에 따른 작동 원리(생산 제어 방법)는 후술하기로 한다. The selection and control of the power generation mode, the cold / hot production mode, the hot / cold production mode, the power / cold / hot production mode, Time or manually). The operation principle (production control method) according to each mode will be described later.
또한, 본 실시예의 컴프레서(530)에서 생산된 압축일은, 냉열 또는 온열을 생산하기 위한 에너지로 활용된다. 즉, 본 실시예에 따르면, 컴프레서(530)는 냉·온열을 생산하는 냉매 사이클을 구성하는 요소이다.In addition, the compression work produced by the
이하, 상술한 본 실시예의 통합형 냉·온열 생산 시스템의 냉·온열 공급 제어 방법을 설명하기로 한다. 전력을 생산하는 모드는, 필요에 따라 발전기를 연결함으로써, 잉여 동력을 전력으로 전환시키는 구성이므로, 이하에서는 전력을 생산하는 모드에 대해서는 구체적인 설명을 생략하고, 냉열과 온열을 공급하는 모드에 대해서만 설명하기로 한다. Hereinafter, the method of controlling the cooling / heating supply of the integrated cooling / heating production system of the present embodiment will be described. The mode for generating electric power is a configuration for switching surplus power to electric power by connecting a generator as required. Therefore, a detailed description of a mode for generating electric power is omitted below, and only a mode for supplying cold and hot is explained .
도시하지 않은 제어부(미도시)는, 각 모드에 따라 실시간으로 실내유닛(100)의 냉방 및 난방 부하, 냉장유닛(200)의 냉장 부하, 냉동유닛(300)의 냉동 부하 및 실내유닛(100)의 고온수 부하 등을 실시간으로 검지한다. 또한, 제어부는, 검지한 값에 따라 각 모드를 작동시키며, 열매체의 유량 및 열매체의 유로를 제어하고, 감압밸브의 작동으로 열매체의 압력을 제어하며, 엔진의 회전수 등을 제어하여, 본 실시예의 통합형 냉·온열 생산 시스템을 최적으로 운전할 수 있도록 구현한다. A cooling load of the refrigerating unit 200, a refrigerating load of the refrigerating
또한, 본 실시예의 통합형 냉·온열 생산 시스템의 과부하를 방지하거나 유지보수를 위한 작동을 제어하는 등 시스템을 보호하기 위한 정지 기동 시퀀스를 실행할 수도 있다. Further, it is also possible to execute a stop startup sequence for protecting the system, such as preventing overload of the integrated cooling / heating system of the present embodiment or controlling operation for maintenance.
먼저, 본 실시예의 냉열 생산 모드는, 온열의 수요는 없으며, 실내유닛(100)에서 냉방 수요가 발생하고, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)에서 냉열 수요가 발생함으로써, GHP 유닛(500)으로부터 저온의 열매체를 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로 순환시킨다. First, in the cold heat production mode of the present embodiment, there is no demand for heat, and cooling demand is generated in the
도 1을 참조하여, 본 실시예의 통합형 냉·온열 생산 시스템을 냉열 생산 모드로 운전할 때 열매체의 순환 경로를 설명한다. Referring to FIG. 1, the circulation path of the heating medium will be described when the integrated cooling / heating production system of this embodiment is operated in the cold / hot production mode.
컴프레서(530)에서 압축된 기체 상태의 열매체는 오일 분리기(540)에서 오일 성분이 분리된다. 냉열 생산 모드에서는, 솔레노이드 밸브(도면부호 미부여)를 제어하여, 컴프레서(530)에서 압축된 고온고압의 기체 상태의 열매체가 냉열 공급라인(CL)을 통해 공기 열교환기(550)로 공급되도록 한다. The gaseous heat medium compressed in the
그에 따라, 컴프레서(530)에서 압축된 기체 상태의 열매체는 공기 열교환기(550)로 공급되고, 공기 열교환기(550)에서 외기와의 열교환에 의해 액체상태가 되면서 온도가 낮아진 열매체는, 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로 각각 부하에 따라 유량을 조절하여 공급한다. Accordingly, the gaseous heat medium compressed by the
실내유닛(100)으로 공급한 열매체(냉난방용 냉매)는, 실내유닛(100)에서 설정된 냉방 설정 온도에 따라, 감압밸브(560a)의 작동을 제어하여, 팽창 정도를 조절하고, 실내유닛(100)의 냉방 설정 온도에 대응하여 팽창에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체가 실내유닛(100)에서의 열교환에 의해 실내유닛(100)으로 냉열을 제공한다. 실내유닛(100)에서의 열교환에 의해 열매체는 가열되며, 일부 또는 전부가 기화될 수 있다. The heating medium (cooling / heating refrigerant) supplied to the
실내유닛(100)으로 냉열을 제공해주면서 기화된 열매체는 컴프레서(530)로 재순환시킨다. 컴프레서(530)로 재순환되는 열매체는, 유량 조절이나 유동의 안정화를 위해 어큐뮬레이터(520)에 임시저장될 수 있다.The vaporized heating medium is recycled to the compressor (530) while providing cold energy to the indoor unit (100). The heating medium recirculated to the
또한, 실내유닛(100)에서 열교환하면서 기화되지 않은 열매체가 있다면, 냉각수 열교환기(510)를 가동시켜 엔진 냉각수와의 열교환에 의해 열매체를 기화시킬 수 있다. In addition, if there is a non-vaporized heating medium in the
냉장유닛(200)으로 공급한 열매체(냉장용 냉매)는, 냉장유닛(200)에서 설정된 냉장 설정 온도에 따라, 감압밸브(560b)의 작동을 제어하여, 팽창 정도를 조절하며, 팽창에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를 냉장유닛(200)으로 공급하여, 냉장유닛(200)으로 냉열을 제공한다. 냉장유닛(200)에서의 열교환에 의해 열매체는 가열되며, 일부 또는 전부가 기화될 수 있다. The heating medium (refrigerating refrigerant) supplied to the refrigeration unit 200 controls the operation of the
냉장유닛(200)으로 냉열을 제공해주면서 기화된 열매체는 부스터 압축기(400)를 이용하여 더 압축한 후, 컴프레서(530)로 재순환시킨다. The vaporized heating medium is further compressed by the booster compressor (400) while providing cold heat to the refrigeration unit (200), and then recycled to the compressor (530).
부스터 압축기(400)에서 압축되면서 열매체의 온도는 더 상승할 수 있다. 냉장유닛(200)에서 열교환 후 GHP 유닛(500)으로 재순환되는 열매체의 온도는 실내유닛(100)에서 열교환 후 GHP 유닛(500)으로 재순환되는 열매체의 온도보다 높아 압축비가 커지기 때문이다.The temperature of the heat medium can be further increased while being compressed by the booster compressor (400). The temperature of the heating medium recirculated to the
컴프레서(530)로 재순환되는 열매체는, 유량 조절이나 유동의 안정화를 위해 어큐뮬레이터(520)에 임시저장될 수 있다. 또한, 냉장유닛(200)에서 열교환하면서 기화되지 않은 열매체가 있다면, 냉각수 열교환기(510)를 가동시켜 엔진 냉각수와의 열교환에 의해 열매체를 기화시킬 수 있다. The heating medium recirculated to the
냉동유닛(300)으로 공급한 열매체(냉동용 냉매)는, 냉동유닛(300)에서 설정된 냉동 설정 온도에 따라, 감압밸브(560c)의 작동을 제어하여, 팽창 정도를 조절하며, 팽창에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를 냉동유닛(300)으로 공급하여, 냉동유닛(300)으로 냉열을 제공한다. The heating medium (refrigeration refrigerant) supplied to the
냉동유닛(300)에서의 열교환에 의해 열매체는 가열되며, 일부 또는 전부가 기화될 수 있다. 냉동유닛(300)으로 냉열을 제공해주면서 온도가 상승한 열매체는 부스터 압축기(400)를 이용하여 더 압축한 후, 컴프레서(530)로 재순환시킨다. The heating medium is heated by the heat exchange in the freezing
컴프레서(530)로 재순환되는 열매체는, 유량 조절이나 유동의 안정화를 위해 어큐뮬레이터(520)에 임시저장될 수 있다.The heating medium recirculated to the
또한, 냉동유닛(300)에서 열교환하면서 기화되지 않은 열매체가 있다면, 냉각수 열교환기(510)를 가동시켜 엔진 냉각수와의 열교환에 의해 열매체를 기화시킬 수 있다. 냉각수 열교환기(510)로 공급한다. In addition, if there is a non-vaporized heating medium in the freezing
단, 냉동유닛(300)으로부터 부스터 압축기(400)로 공급하는 열매체는, 부스터 압축기(400)로 공급하기 전에, 냉동유닛용 압축기(도면부호 미부여)를 이용하여 더 압축한 후 공급할 수 있다. 이는, 냉동유닛(300)으로부터 GHP 유닛(500)으로 재순환되는 열매체의 온도가 냉장유닛(200)으로부터 GHP 유닛(500)으로 재순환되는 열매체의 온도보다 높아 압축비가 커지기 때문이다. However, the heating medium supplied from the
냉각수 열교환기(510)는, 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)에서 열교환에 의해 온도가 높아진 열매체를 엔진 냉각수와의 열교환에 의해 가열시키며, 열교환에 의해 열매체의 대부분 또는 전량을 기화시킨다. The cooling
냉각수 열교환기(510)에서 기화된 기체 상태의 열매체를 컴프레서(530)로 재순환시킨다.And recirculates the gaseous heat medium vaporized in the cooling
다음으로, 도 1을 참조하여 본 실시예의 냉·온열 생산 모드를 설명하기로 한다. 본 실시예의 냉·온열 생산 모드는, 냉열 부하와 온열 부하의 비율에 따라 제어가 달라질 수 있다. Next, the cold / hot production mode of this embodiment will be described with reference to FIG. In the cooling / heating production mode of this embodiment, the control may be changed depending on the ratio of the cooling load and the heating load.
이하, 본 실시예의 냉·온열 생산 모드를, 냉열 부하가 온열 부하보다 큰 경우, 냉열 부하와 온열 부하가 동일한 경우 및 온열 부하가 냉열 부하보다 큰 경우로 구분하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the cold / hot production mode of this embodiment will be described by dividing the case where the cold load is larger than the heat load, the case where the cold load and the heat load are the same, and the case where the heat load is larger than the cold load.
먼저, 냉열 부하가 온열 부하보다 큰 경우에는, 예를 들어, 실내유닛(100)에서의 난방 수요가 발생하고, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)을 가동함으로써 냉열의 수요도 발생하되, 냉장유닛(300) 및 냉동유닛(300)에서 필요로 하는 냉열을 공급하기 위한 에너지량이 실내유닛(100)에서 필요로 하는 온열을 공급하기 위한 에너지량보다 많은 경우일 수 있다. First, when the cold load is larger than the heat load, for example, the heating demand in the
이때에는, GHP 유닛(500)으로부터 실내유닛(100)으로는 고온의 열매체를 공급하고, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로는 저온의 열매체를 공급해야 한다. At this time, it is necessary to supply a high-temperature heating medium from the
도 1을 참조하여 냉열 부하가 온열 부하보다 큰 냉·온열 생산 모드에서 열매체의 순환 경로를 설명하면 다음과 같다. Referring to FIG. 1, the circulation path of the heating medium in the cold / hot production mode in which the cooling load is larger than the heating load will be described below.
컴프레서(530)에서 압축된 기체 상태의 열매체는 오일 분리기(540)에서 오일 성분이 분리된다. 본 실시 모드에서는, 솔레노이드 밸브(도면부호 미부여)의 유로 제어에 의해, 컴프레서(530)에서 압축된 기체 상태의 열매체 중 일부는 냉열 공급라인(CL)을 통해 공기 열교환기(550)로 공급한 후 공기 열교환기(550)에서 냉각(응축)시켜 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로 공급하고, 나머지는 온열 공급라인(HL)을 통해 공기 열교환기(550)를 우회하여 실내유닛(100)으로 공급한다. The gaseous heat medium compressed in the
본 실시예에 따르면, 컴프레서(530)와 공기 열교환기(550)를 연결하며, 컴프레서(530)에서 압축된 열매체가 공기 열교환기(550)로 공급되는 유로를 냉열 공급라인(CL); 상기 컴프레서(530)와 실내유닛(100)을 연결하며, 컴프레서(530)에서 압축된 열매체가 공기 열교환기(550)를 우회하여 실내유닛(100)으로 공급되는 유로를 제공하는 온열 공급라인(HL);을 포함하며, 냉열 공급라인(CL) 및 온열 공급라인(HL)에는 제어부에 의해 제어되며 열매체가 유동하는 유로를 결정하는 솔레노이드 밸브(도면부호 미부여);가 각각 설치된다.According to this embodiment, the refrigerant supply line CL is connected to the
공기 열교환기(550)를 통과한 열매체는 저온의 열매체가 되고, 공기 열교환기(500)를 우회한 열매체는 고온의 열매체가 된다. 즉, 실내유닛(100)과 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)의 부하에 따라 공기 열교환기(550)로 공급할 열매체의 유량과 공기 열교환기(550)를 우회시킬 열매체의 유량이 결정된다. The heat medium passing through the air heat exchanger (550) becomes a low temperature heat medium, and the heat medium which bypasses the air heat exchanger (500) becomes a high temperature heat medium. That is, the flow rate of the heat medium to be supplied to the
공기 열교환기(550)를 우회한 고온의 열매체(냉난방용 냉매)는 실내유닛(100)으로 공급되며, 실내유닛(100)에으로 온열을 제공하면서 온도가 낮아진다. 이 과정에서 열매체의 적어도 일부는 응축될 수 있다. 실내유닛(100)을 통과하면서 온도가 낮아진 열매체를 감압밸브(560a)로 공급하며, 감압밸브(560a)의 작동을 제어하여, 팽창 정도를 조절하고, 팽창에 의해 압력이 낮아지고 온도가 더 낮아진 열매체를 컴프레서(530)로 재순환시킨다. The high temperature heating medium (refrigerant for cooling and heating) bypassing the
즉, 본 실시모드에서는, GHP 유닛(500)으로부터 실내유닛(100)으로의 열매체의 순환 방향을 실내유닛(100)의 냉방 수요가 있을 때와는 반대 방향으로 제어하여, 열매체의 응축열을 활용하여 난방 에너지를 공급함으로써, 난방 부하를 절감할 수 있다. That is, in this mode of operation, the circulation direction of the heating medium from the
팽창에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를 냉각수 열교환기(510)로 바로 순환시킬 수도 있고, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로 공급하여 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로 냉열을 공급해 준 후 컴프레서(530)로 재순환시킬 수도 있다. 마찬가지로, 이 과정에서 기화되지 않은 열매체가 있다면, 냉각수 열교환기(510)에서 기화시킨 후 컴프레서(530)로 재순환시킬 수도 있다. The heating medium whose pressure and temperature have been lowered by the expansion can be circulated directly to the cooling
공기 열교환기(550)를 통과하면서 열교환에 의해 온도가 낮아진 저온의 열매체는 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로 공급할 수 있다.The low temperature heat medium having passed through the
냉장유닛(200)으로 공급할 열매체(냉장용 냉매)는, 냉장유닛(200)에서 설정된 냉장 설정 온도에 따라, 감압밸브(560b)의 작동을 제어하여, 팽창 정도를 조절하며, 팽창에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를 냉장유닛(200)으로 공급하여, 냉장유닛(200)으로 냉열을 제공한다. 이 과정에서 열매체는 적어도 일부가 기화될 수 있다. The heating medium (refrigerating refrigerant) to be supplied to the refrigeration unit 200 controls the operation of the
냉장유닛(200)으로 냉열을 제공해주면서 온도가 상승한 열매체는 컴프레서(530)로 재순환시킨다. 마찬가지로, 이 과정에서 기화되지 않은 열매체가 있다면, 냉각수 열교환기(510)에서 기화시킨 후 컴프레서(530)로 재순환시킬 수도 있다. The heating medium having the increased temperature while supplying cold heat to the refrigeration unit (200) is recirculated to the compressor (530). Likewise, if there is any non-vaporized heating medium in this process, it may be vaporized in the cooling
냉동유닛(300)으로 공급할 열매체(냉동용 냉매)는 감압밸브(560c)로 공급하고, 냉동유닛(300)에서 설정된 냉동 설정 온도에 따라, 감압밸브(560c)의 작동을 제어하여, 팽창 정도를 조절하며, 팽창에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를 냉동유닛(300)으로 공급함으로써, 냉동유닛(300)으로 냉열을 제공한다. 냉동유닛(300)에서의 열교환에 의해 열매체의 적어도 일부는 기화된다. The heating medium to be supplied to the
냉동유닛(300)으로 냉열을 제공해주면서 온도가 상승한 열매체는 컴프레서(530)로 재순환시킨다. 마찬가지로, 이 과정에서 기화되지 않은 열매체가 있다면, 냉각수 열교환기(510)에서 기화시킨 후 컴프레서(530)로 재순환시킬 수도 있다. The heat medium having the increased temperature is supplied to the compressor (530) while providing cold heat to the freezing unit (300). Likewise, if there is any non-vaporized heating medium in this process, it may be vaporized in the cooling
단, 냉동유닛(300)으로부터 컴프레서(530)로 재순환시키는 열매체는, 컴프레서(530)로 공급하기 전에, 냉동유닛용 압축기를 이용하여 한 번 더 압축한 후 공급할 수 있다. 이는, 냉동유닛(300)으로부터 GHP 유닛(500)으로 재순환되는 열매체의 온도가 냉장유닛(200)으로부터 GHP 유닛(500)으로 재순환되는 열매체의 온도보다 높아 압축비가 커지기 때문이다.However, the heating medium to be recirculated from the
한편, 본 실시 모드에서는, 상술한 냉열 생산 모드와는 달리, 부스터 압축기(400)를 사용하지 않을 수 있다. 즉, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)에서 열교환에 의해 온도가 상승한 열매체는 부스터 압축기(400)로 더 압축시키지 않고 GHP 유닛(500)으로 재순환시킬 수 있다. On the other hand, in this mode of operation, unlike the above-described cold / hot production mode, the
이는, 실내유닛(100)에서 열교환 후 GHP 유닛(500)으로 재순환되는 열매체의 냉열을 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)에서 활용함으로써, 감압밸브(560b, 560c)에서 열매체의 팽창 정도가, 상술한 냉열 생산 모드에 비해 크지 않으므로, 열매체를 추가로 압축시킬 필요가 없기 때문이다.This is because the refrigeration unit 200 and the
즉, 본 실시예에 따르면, 회수되는 열매체의 냉열을 추가로 활용함으로써 압축일이 감소되어 에너지 비용을 절감할 수 있다. That is, according to the present embodiment, by further utilizing the cold heat of the recovered heat medium, the compression work can be reduced and the energy cost can be reduced.
냉각수 열교환기(510)는, 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)에서 열교환 후 재순환된 열매체를 엔진 냉각수와의 열교환에 의해 가열시키며, 열교환에 의해 열매체의 대부분 또는 전량을 기화시킨다. The cooling
냉각수 열교환기(510)에서 기화된 기체 상태의 열매체를 컴프레서(530)로 재순환시킨다.And recirculates the gaseous heat medium vaporized in the cooling
다음으로, 냉열 부하와 온열 부하가 같은 경우를 설명하기로 한다. 냉열 부하와 온열 부하가 같다는 것은, 예를 들어, 실내유닛(100)에서의 난방 수요가 발생하고, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)을 가동하여 냉열의 수요도 발생하되, 냉장유닛(300) 및 냉동유닛(300)에서 필요로 하는 냉열을 공급하기 위한 에너지량과 실내유닛(100)에서 필요로 하는 온열을 공급하기 위한 에너지량이 동일한 경우일 수 있다. Next, the case where the cold load and the thermal load are the same will be described. The reason why the cold load and the warm load are the same is that the heating demand in the
마찬가지로, 이때에는, GHP 유닛(500)으로부터 실내유닛(100)으로는 고온의 열매체를 공급하고, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로는 저온의 열매체를 공급해야 한다. Similarly, at this time, it is necessary to supply a high-temperature heating medium from the
냉열 부하와 온열 부하가 동일한 냉·온열 생산 모드에서 열매체의 순환 경로는 상술한 냉열 부하가 온열 부하보다 큰 경우와 비교하여, 공기 열교환기(550)를 가동하지 않는다는 점에서 차이가 있다. The circulation path of the heating medium in the cold / hot production mode having the same cold heat load and the same heating load is different in that the
즉, 냉열 부하와 온열 부하가 동일한 냉·온열 생산 모드에서는, 컴프레서(530)에서 압축한 기체 상태의 열매체를, 공기 열교환기(550)로는 공급하지 않고, 전량을 공기 열교환기(550)를 우회시켜 실내유닛(100)으로 공급하고, 실내유닛(100)으로부터 배출된 후 감압(팽창)된 저온의 열매체를 냉장유닛(200) 및 냉동 유닛(300)으로 공급한다. That is, in the cooling / heating production mode in which the cool heat load and the heat load are the same, the gaseous heat medium compressed by the
본 실시 모드에서 열매체는, 냉열 공급라인(CL)으로는 공급되지 않고, 온열 공급라인(HL)을 통해서면 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로 공급될 수 있다. The heating medium can be supplied to the
상술한 차이점을 제외하고, 나머지 작동 상태에 대해서는 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 나머지 작동 상태에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 하며, 상술한 냉열 부하가 온열 부하보다 큰 경우의 냉·온열 생산 모드의 작동 상태를 참조할 수 있다. Except for the differences described above, the same can be applied to the remaining operating states. Therefore, a detailed description of the remaining operating states will be omitted, and the operating state of the cold / hot production mode in the case where the above-described cold load is larger than the thermal load can be referred to.
다음으로, 온열 부하가 냉열 부하보다 큰 경우를 설명하기로 한다. 온열 부하가 냉열 부하보다 크다는 것은, 예를 들어, 실내유닛(100)에서의 난방 수요가 발생하고, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)을 가동하여 냉열의 수요도 발생하되, 냉장유닛(300) 및 냉동유닛(300)에서 필요로 하는 냉열을 공급하기 위한 에너지량보다 실내유닛(100)에서 필요로 하는 온열을 공급하기 위한 에너지량이 큰 경우일 수 있다. Next, the case where the thermal load is larger than the cold load will be described. The reason why the heat load is larger than the cold load is that the heating demand in the
마찬가지로, 이때에는, GHP 유닛(500)으로부터 실내유닛(100)으로는 고온의 열매체를 공급하고, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로는 저온의 열매체를 공급해야 한다. Similarly, at this time, it is necessary to supply a high-temperature heating medium from the
온열 부하가 냉열 부하보다 큰 냉·온열 생산 모드에서 열매체의 순환 경로는 상술한 냉열 부하가 온열 부하와 동일한 경우와 동일하게 적용될 수 있다. In the cooling / heating production mode in which the heating load is larger than the cooling load, the circulation path of the heating medium can be applied in the same manner as the above-described case where the cooling load is the same as the heating load.
단, 본 실시모드에서는, 상술한 냉열 부하와 온열 부하가 동일한 경우와 비교하여, 실내유닛(100), 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)으로부터 GHP 유닛(500)으로 순환되는 열매체를 가열시키는 열원으로서, 엔진으로부터 배출되는 배열을 활용한다는 점에서 차이가 있을 수 있다. However, in this mode of operation, the heating medium circulated from the
즉, 본 실시 모드에서는 냉각수 열교환기(510)의 가동이 필요하며, 엔진의 배열을 이용하여 컴프레서(530)로 재순환되는 열매체를 추가로 가열시켜 기화시켜야 한다. That is, in this embodiment mode, the cooling
또한, 엔진의 배열을 이용하여 열매체를 기화시킴으로써, 컴프레서(530)의 입구 측의 열매체의 밀도를 높여 열매체 순환량이 증가되며, 온열 생산량을 증가시킬 수 있다.Further, by vaporizing the heating medium by using the arrangement of the engine, the density of the heating medium at the inlet side of the
온열 부하가 냉열 부하보다 큰 경우는, 주로 동절기로서, 동절기에는 외기의 온도가 낮아, 외기를 이용해서는 충분히 열매체를 가열시킬 수 없다. When the heat load is larger than the cold load, it is mainly a winter season, and the temperature of the outside air is low in the winter, and the heating medium can not be heated sufficiently by using the outside air.
따라서, 본 실시모드에서는, 냉각수 열교환기(510)를 가동시켜, 엔진의 배열로 열매체를 충분히 기화시킴으로써, 동절기에 GHP 유닛(500)의 사이클 성능이 저하되는 문제를 해결할 수 있다. Therefore, in this embodiment mode, the problem that the cycle performance of the
엔진의 배열을 열원으로 사용하는 것은, 열매체와 엔진 냉각수 등 엔진의 배열을 직접 열교환시킬 수도 있고, 또는, 엔진의 배열로 스팀을 생산하여 열매체와 스팀을 열교환시킴으로써 간접 열교환시킬 수도 있다. The arrangement of the engine may be used as a heat source by directly heat-exchanging the arrangement of the engine such as the heating medium and the engine cooling water, or indirectly heat-exchanging the heat medium by heat exchange between the heating medium and steam by producing an arrangement of the engine.
나머지 작동 상태에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 하며, 상술한 냉열 부하가 온열 부하와 같은 경우의 냉·온열 생산 모드의 작동 상태를 참조할 수 있다. The detailed description of the remaining operation states will be omitted, and the operation state of the cold / hot production mode in the case where the above-described cold load is the same as the warm load can be referred to.
다음으로, 온열 생산 모드를 설명하기로 한다. 온열 생산 모드는, 실내유닛(100)에서의 난방 수요만 발생하고, 냉열의 수요는 없어, 냉장유닛(200) 및 냉동유닛(300)을 가동하지 않으므로, GHP 유닛(500)으로부터 저온의 열매체는 필요하지 않고, 고온의 열매체만을 필요로 하는 경우이다.Next, the thermal production mode will be described. In the warm production mode, only the heating demand is generated in the
온열 생산 모드에서 열매체의 순환 경로를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. The circulation path of the heating medium in the hot production mode will be described with reference to FIG.
컴프레서(530)에서 압축된 기체 상태의 열매체는 오일 분리기(540)에서 오일 성분이 분리된다. 본 실시 모드에서는, 솔레노이드 밸브(도면부호 미부여)의 유로 제어에 의해, 컴프레서(530)에서 압축된 기체 상태의 열매체 전부가 공기 열교환기(550)를 우회하는 온열 공급라인(HL)을 통해 실내유닛(100)으로 공급된다. 즉, 본 실시모드에서 공기 열교환기(500)는 가동되지 않고, 열매체의 유로가 냉열 공급라인(CL)으로는 개방되지 않는다. The gaseous heat medium compressed in the
온열 생산 모드는, 동절기에 작동될 수 있는데, 동절기에는 외기의 온도가 낮아 공기 열교환기(550)에서의 열교환 효율이 매우 낮다. 따라서, 본 실시모드에서는, 열매체와 외기를 열교환시키지 않고, 냉각수 열교환기(510)를 가동시켜 엔진의 배열을 활용하여 열매체를 가열시킨다. The hot production mode can be operated in the winter season, but the heat exchange efficiency in the
공기 열교환기(550)를 우회한 고온의 열매체는 실내유닛(100)으로 공급되며, 실내유닛(100)에서 냉난방용 냉매와의 열교환에 의해 온열을 제공하면서 온도가 낮아진다. 실내유닛(100)을 통과하면서 온도가 낮아진 열매체는 감압밸브(560a)로 공급하고, 감압밸브(560a)의 작동을 제어하여, 팽창 정도를 조절하고, 팽창에 의해 압력이 낮아지고 온도가 더 낮아진 열매체를 냉각수 열교환기(510)로 재순환시킨다. The high temperature heating medium bypassing the
냉각수 열교환기(510)는, 실내유닛(100)에서 열교환 후 재순환된 열매체를 엔진 냉각수 또는 엔진 배열과 상술한 바와 같이 직접 또는 간접 열교환에 의해 가열시키며, 열교환에 의해 열매체의 대부분 또는 전량을 기화시킨다. The cooling
냉각수 열교환기(510)에서 기화된 기체 상태의 열매체를 컴프레서(530)로 재순환시킨다.And recirculates the gaseous heat medium vaporized in the cooling
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단일 시스템을 이용하여, 냉열 및 온열을 모두 생산할 수 있고, 모드 전환에 따라 전력을 동시에 생산할 수도 있어, 에너지 효율이 높고 설치 및 운영 비용을 대폭 절감할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to produce both cold and hot heat using a single system, and simultaneously generate power according to mode switching, thereby achieving high energy efficiency and drastically reducing installation and operation costs .
또한, 자체적으로 전력을 생산하여 사용할 수 있으므로 피크 전력을 억제할 수 있다. In addition, since the power can be produced and used by itself, the peak power can be suppressed.
또한, 동절기에는, 온열 생산 수요가 급증하는 반면 외기의 온도는 낮아 열교환 효율이 낮은 문제를 해결하기 위해, 온열 생산 수요가 냉열 생산 수요보다 크거나 온열 생산 수요만 있을 때에는, 엔진의 배열을 활용하여 열매체를 순환시키므로, 열매체가 순환하는 사이클의 성능을 유지할 수 있다. In winter, in order to solve the problem of low heat exchange efficiency due to a low temperature of the outside air while a demand for hot production is soaring, when the hot production demand is higher than the cold production demand or only the hot production demand, By circulating the heating medium, the performance of the cycle in which the heating medium circulates can be maintained.
또한, 열매체의 응축열을 활용함으로써, 에너지 효율을 극대화할 수 있다. Further, by utilizing the heat of condensation of the heating medium, the energy efficiency can be maximized.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is.
100 : 실내유닛
200 : 냉장유닛
300 : 냉동유닛
400 : 부스터 압축기
500 : GHP 유닛
510 : 냉각수 열교환기
520 : 어큐뮬레이터
530 : 컴프레서
540 : 오일 분리기
550 : 공기 열교환기
560a, 560b, 560c : 감압밸브
CL : 냉열 공급라인
HL : 온열 공급라인100: Indoor unit
200: refrigeration unit
300: refrigeration unit
400: booster compressor
500: GHP unit
510: cooling water heat exchanger
520: accumulator
530: Compressor
540: Oil separator
550: Air heat exchanger
560a, 560b and 560c:
CL: Cooling and heat supply line
HL: Heat supply line
Claims (10)
열매체를 압축하는 단계;
상기 압축 열매체를 공기 열교환기에서 외기와의 열교환에 의해 냉각시키는 단계;
상기 냉각된 열매체를 감압시키는 단계;
상기 감압에 의해 압력 및 온도가 낮아진 저온의 열매체를 실내유닛, 냉장유닛 및 냉동유닛 중 어느 하나 이상으로 공급하여 열교환시키는 단계; 및
상기 실내유닛, 냉장유닛 및 냉동유닛 중 어느 하나 이상에서 열교환에 의해 기화된 열매체를 상기 압축하는 단계로 재순환시키는 단계;를 포함하며,
온열 수요 및 냉열 수요가 동시에 발생했을 때, 냉열 부하 및 온열 부하에 따라, 엔진의 배열을 이용하여 상기 압축하는 단계로 재순환되는 열매체를 가열하는 냉각수 열교환기 및 상기 공기 열교환기의 가동여부를 제어하고, 상기 압축 열매체를 상기 실내유닛, 냉장유닛 및 냉동유닛 중 어느 하나 이상으로 각각 공급하거나, 압축 열매체를 실내유닛으로 공급한 후 실내유닛으로부터 냉장유닛 및 냉동유닛 중 어느 하나 이상으로 공급하도록 유로를 제어하는 단계;를 포함하여, 냉열과 온열을 동시에 공급하는, 통합형 냉·온열 생산 제어 방법.To supply cold heat,
Compressing the heating medium;
Cooling the compressed heat medium by heat exchange with ambient air in an air heat exchanger;
Depressurizing the cooled heating medium;
Supplying a low-temperature heat medium having a lowered pressure and temperature by the reduced pressure to at least one of an indoor unit, a refrigerating unit, and a refrigerating unit to perform heat exchange; And
And recirculating the heating medium, which has been vaporized by heat exchange, to the compressing step in at least one of the indoor unit, the refrigerating unit and the refrigerating unit,
A cooling water heat exchanger for heating a heating medium recirculated to the compression stage by using an arrangement of the engine in accordance with a cold load and a thermal load when the hot water demand and the cold & A control unit for controlling the flow path so as to supply the compressed heat medium to at least one of the indoor unit, the refrigerating unit and the freezing unit, or supply the compressed heat medium to the indoor unit, And simultaneously supplying cold heat and hot heat to the integrated cooling / heating production control method.
온열 수요가 발생하면,
상기 압축한 열매체 중 일부 또는 전부를 상기 냉각시키는 단계 및 감압시키는 단계를 생략하고 상기 실내유닛으로 공급하여 열교환시키는 단계;
상기 실내유닛으로 온열을 제공하면서 열교환에 의해 온도가 낮아진 열매체를 감압시키는 단계; 및
상기 감압에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를 엔진의 배열을 이용하여 기화시키는 단계;를 더 포함하여,
상기 기화된 열매체를 상기 압축하는 단계로 재순환시키고, 상기 압축한 열매체의 응축열을 이용하여 상기 실내유닛으로 온열을 제공하는, 통합형 냉·온열 생산 제어 방법.The method according to claim 1,
When hot demand occurs,
Removing the step of cooling and decompressing a part or the whole of the compressed heat medium, supplying the heat medium to the indoor unit, and performing heat exchange;
Decompressing a heating medium whose temperature is lowered by heat exchange while supplying heat to the indoor unit; And
Further comprising vaporizing the heat medium having a lowered pressure and a lowered temperature by using the arrangement of the engine,
Wherein the evaporated heating medium is recycled to the compressing step and the heat is supplied to the indoor unit by using the heat of condensation of the compressed heat medium.
온열 수요가 발생하면,
상기 감압에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를 상기 기화시키는 단계로 공급하기 전에 상기 감압에 의해 압력 및 온도가 낮아진 열매체를, 냉장유닛 및/또는 냉동유닛으로 공급하는 단계;를 포함하고,
상기 냉장유닛 및/또는 냉동유닛에서 열교환에 의해 온도가 상승한 열매체를 상기 기화시키는 단계로 공급하는, 통합형 냉·온열 생산 제어 방법.The method of claim 2,
When hot demand occurs,
Supplying a heating medium having a lowered pressure and a lowered temperature by the depressurization to the refrigeration unit and / or the refrigeration unit before the supply of the heating medium whose pressure and temperature have been lowered by the depressurization to the vaporizing step,
And the heating medium having a temperature raised by heat exchange in the refrigeration unit and / or the refrigeration unit is supplied to the vaporization step.
상기 열매체를 압축하는 단계는,
가스를 연료로 하여 엔진을 가동시키고, 엔진의 동력을 이용하여 열매체를 압축시키는, 통합형 냉·온열 생산 제어 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The step of compressing the heating medium may include:
An integrated cooling / heating production control method for operating an engine with gas as fuel and compressing a heating medium by using engine power.
상기 엔진의 동력 중에서 상기 열매체를 압축시키는 동력이 상기 엔진의 부분 부하인 경우, 상기 엔진의 잉여 동력으로 발전기를 가동시켜 전력을 생산하는 단계; 및
상기 생산된 전력을 전력 수요처로 공급하는 단계;를 포함하는, 통합형 냉·온열 생산 제어 방법.The method of claim 4,
When the power for compressing the heat medium among the power of the engine is a partial load of the engine, generating electric power by activating the generator with surplus power of the engine; And
And supplying the generated power to a power consumer.
상기 냉장유닛 또는 냉동유닛에서 열교환 후 배출되는 열매체는, 상기 압축시키는 단계로 재순환시키기 전에, 부스터 압축기를 이용하여 더 압축하는 단계;를 더 포함하는, 통합형 냉·온열 생산 제어 방법. The method of claim 5,
Further comprising the step of further compressing the heating medium discharged after heat exchange in the refrigeration unit or the refrigeration unit using a booster compressor before recirculation to the compressing step.
상기 부스터 압축기는, 상기 발전기에서 생산된 전력으로 가동시키는, 통합형 냉·온열 생산 제어 방법.The method of claim 6,
Wherein the booster compressor operates with electric power generated by the generator.
상기 GHP 유닛으로부터 순환되는 열매체로부터 냉열 또는 온열을 공급받는 실내유닛;
상기 GHP 유닛으로부터 순환되는 열매체로부터 냉열을 공급받는 냉장유닛; 및
상기 GHP 유닛으로부터 순환되는 열매체로부터 냉열을 공급받는 냉동유닛;을 포함하고,
상기 GHP 유닛은,
상기 열매체를 압축시키는 컴프레서;
상기 압축된 열매체를 외기와의 열교환에 의해 냉각시키는 공기 열교환기;
상기 실내유닛, 냉장유닛 및 냉동유닛 중 어느 하나 이상에서 열교환된 후 상기 컴프레서로 재순환되는 열매체를 엔진의 배열을 이용하여 가열시키는 냉각수 열교환기;
상기 컴프레서와 공기 열교환기를 연결하고 상기 압축된 열매체가 상기 컴프레서로부터 공기 열교환기로 공급되는 유로를 제공하는 냉열 공급라인;
상기 컴프레서와 상기 실내유닛을 연결하며, 상기 압축된 열매체가 상기 공기 열교환기를 우회하여 상기 실내유닛으로 공급되는 유로를 제공하는 온열 공급라인; 및
냉열 수요와 온열 수요가 동시에 발생했을 때, 냉열 부하와 온열 부하에 따라 상기 공기 열교환기 및 냉각수 열교환기의 가동 여부를 제어하고, 상기 압축된 열매체가 상기 실내유닛, 냉장유닛 및 냉동유닛 중 어느 하나 이상으로 각각 공급되거나, 실내유닛으로 공급된 후 냉장유닛 및 냉동유닛 중 어느 하나 이상으로 공급되도록 유로를 제어하는 제어부;를 포함하는, 통합형 냉·온열 생산 시스템.A GHP unit for circulating the heat medium;
An indoor unit for receiving cold or hot heat from a heating medium circulated from the GHP unit;
A refrigeration unit for receiving cold heat from a heating medium circulated from the GHP unit; And
And a refrigeration unit for receiving cold heat from a heating medium circulated from the GHP unit,
The GHP unit includes:
A compressor for compressing the heating medium;
An air heat exchanger for cooling the compressed heat medium by heat exchange with ambient air;
A cooling water heat exchanger that heats the heating medium, which is heat-exchanged in at least one of the indoor unit, the refrigeration unit, and the refrigeration unit, and which is recirculated to the compressor, using an arrangement of the engine;
A cold heat supply line connecting the compressor and the air heat exchanger and providing a flow path through which the compressed heat medium is supplied from the compressor to the air heat exchanger;
A heating supply line connecting the compressor and the indoor unit and providing a flow path through which the compressed heat medium bypasses the air heat exchanger and is supplied to the indoor unit; And
And controls the operation of the air heat exchanger and the cooling water heat exchanger in accordance with the cold load and the thermal load when the cold heat demand and the hot water demand occur simultaneously and the compressed heat medium is supplied to the indoor unit, And a control unit for controlling the flow path so as to be supplied to at least one of the refrigeration unit and the refrigeration unit after being supplied to the indoor unit.
상기 실내유닛으로 공급되는 열매체 또는 상기 실내유닛으로부터 배출되는 열매체를 감압시켜 감압에 의해 압력 및 온도를 낮추는 감압밸브;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 실내유닛에서 냉열 수요가 발생하면, 상기 압축 열매체가 감압밸브를 통과한 후 실내유닛으로 공급되도록 유로를 제어하고,
상기 실내유닛에서 온열 수요가 발생하면, 상기 압축 열매체가 상기 실내유닛에서 열교환 후 감압밸브를 통과하도록 유로를 제어하는, 통합형 냉·온열 생산 시스템.The method of claim 8,
Further comprising: a pressure reducing valve for reducing the pressure of the heating medium supplied to the indoor unit or the heating medium discharged from the indoor unit,
Wherein,
And controls the flow passage so that the compressed heat medium is supplied to the indoor unit after passing through the pressure reducing valve when the cold heat demand occurs in the indoor unit,
Wherein the control unit controls the flow passage so that the compressed heat medium is passed through the pressure reducing valve after heat exchange in the indoor unit when the indoor heat demand occurs in the indoor unit.
상기 실내유닛에서 온열 수요가 발생하면,
상기 열매체는 외기와 열교환하지 않고 상기 컴프레서를 가동시키는 엔진으로부터 배출되는 배열과 열교환하여 가열되는, 통합형 냉·온열 생산 시스템.The method of claim 9,
When the heat demand is generated in the indoor unit,
Wherein the heat medium is heat-exchanged with an arrangement discharged from an engine that operates the compressor without heat exchange with the outside air, thereby being heated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180070071A KR101977048B1 (en) | 2018-06-19 | 2018-06-19 | Integrated Cooling and Heating Control Method and System |
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|---|---|
| KR101977048B1 true KR101977048B1 (en) | 2019-05-10 |
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| KR (1) | KR101977048B1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20180042985A (en) | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 한국가스공사 | Trigeneration system |
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2018
- 2018-06-19 KR KR1020180070071A patent/KR101977048B1/en active IP Right Grant
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