KR20150021711A - Ocean Thermal Energy Conversion System Using Discharge of Seawater Heat Pump - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해양중층수를 사용함으로써 발생하는 해양심층수와 해양중층수의 온도 차이를 히트펌프를 이용하여 해양심층수 온도까지 하강시켜 해양심층수의 취수 비용을 절감할 수 있는 해양 온도차 발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an ocean temperature difference generation system using seawater heat pump discharge water, and more particularly, to a system for reducing the temperature difference between a deep ocean water and a marine middle water generated by using an ocean water to a deep sea water temperature by using a heat pump The present invention relates to a marine thermal power generation system capable of reducing water intake costs of deep sea water.
주거 생활을 쾌적하게 하기 위한 중요한 요소 중의 하나인 냉, 난방용 에너지원은 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석 연료가 주로 이용되어 왔으나, 화석 연료는 연소 과정에서 각종 공해 물질을 배출함으로써 환경을 오염시키게 될 뿐만 아니라, 이산화 탄소 배출에 의한 지구 온난화 현상까지 초래하고 있는바, 화석연료를 대신할 수 있는 대체 에너지 개발이 활발하게 진행되고 있다.Fossil fuels such as coal, petroleum, and natural gas have been mainly used as energy sources for cooling and heating, which is one of the important factors for improving the living of the residents. However, fossil fuels pollute the environment by discharging various pollutants in the combustion process. As a result, global warming due to carbon dioxide emission is also occurring. Alternative energy that can replace fossil fuels is being actively developed.
이러한 대체 에너지 중에 냉, 난방용으로 직접 사용될 수 있는 것으로는, 해수, 지열 또는 하수열이 있으며, 이들을 효과적으로 이용하기 위해서는 고효율의 히트 펌프가 필연적이다.Among these alternative energies, there are seawater, geothermal or sewage heat which can be directly used for cooling and heating, and a heat pump of high efficiency is inevitably required to use them effectively.
이러한 히트 펌프는 그 구동 방식에 따라 전기식과 엔진식, 열원에 따라 공기열원식, 수열원식(폐열원식), 지열원식 등으로 구분될 수 있으며, 열 공급방식에 따라 온풍식, 냉풍식, 온수식, 냉수식 및 펌프의 이용 범위에 따라 난방용, 냉방용, 제습용, 냉난방 겸용 등으로 구분된다.Such heat pumps can be classified into electric heaters, engine heaters, air heat sources, water heat sources (waste heat source heaters), and geothermal heaters according to their driving methods. The heat pumps can be classified into a hot air type, a cold air type, Depending on the use of cold water and pump, it can be divided into heating, cooling, dehumidification, and heating and cooling.
그리고 히트 펌프는 압축기, 증발기, 응축기, 팽창밸브 등으로 구성되고, 현재 대부분의 히트펌프는 냉방과 난방을 겸용으로 사용하는 구조로 되어 있으며, 보통 공기열원식은 외부 온도가 5℃ 이하인 경우에는 성능이 떨어지게 되고, 기계적 손상도 발생하면서 작동이 원활하지 못한 단점이 있으며, 수열원식이나 지열원식은 혹한 지역에서도 지속적으로 열을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 효율도 높아 공기열원식을 대체하는 새로운 히트 펌프로 주목 받고 있다.The heat pump is composed of a compressor, an evaporator, a condenser, an expansion valve, etc. Most of the heat pumps are used for both cooling and heating. In general, It is a new heat pump that replaces the air heat source because it is not only inefficient in operation due to mechanical damage but also because it is able to continuously supply heat even in harsh areas as well as energy efficiency. It is attracting attention.
즉, 종래의 공기열원식 히트 펌프는 동계 혹한 시 외기의 온도가 저하하게 되면 증발 압력 저하와 함께 과도한 압축비로 운전됨으로써, 압축기의 운전 효율이 떨어지게 되며, 시스템 순환 유량의 감소에 따른 난방 능력이 감소하게 됨으로써, 전체적인 시스템 효율이 저하된다. 또한, 증발압력이 저하하면 압축기 토출구에서의 냉매 온도가 과도하게 상승됨으로써, 전체 시스템의 안전에도 좋지 않은 영향을 끼칠 우려가 있다.That is, in the conventional air heat source type heat pump, when the temperature of the outdoor air is lowered during the cold weather in the winter, the evaporator pressure is reduced and the compressor is operated at an excessive compression ratio. As a result, the operation efficiency of the compressor is lowered. The overall system efficiency is degraded. Further, if the evaporation pressure is lowered, the refrigerant temperature at the compressor discharge port excessively rises, which may adversely affect the safety of the entire system.
이러한 공기열원식 히트펌프의 문제점을 해결하기 위하여 다양한 형태의 수열원식 히트 펌프가 개발되었다.Various types of hydrothermal heat pumps have been developed to solve the problems of the air heat source heat pump.
일반적으로 해양 온도차 발전은 수온이 높은 해양표층수와 수온이 낮은 해양심층수를 각각 기화열과 응축열로 활용하여 전기를 생산하는 발전 시스템이다. 경제성이 있는 해양 온도차 발전을 위해서는 대량의 해양표층수와 해양심층수를 연속적으로 확보할 수 있어야 한다. In general, oceanic temperature difference generation is a power generation system that uses ocean surface water with high temperature and deep ocean water with low water temperature as electricity of vaporization and condensation, respectively. For economical oceanic temperature difference development, it is necessary to continuously acquire a large amount of ocean surface waters and deep ocean waters.
우리나라는 해안가에 화력 및 원자력 발전소가 다수 위치하고 있는데, 발전소에서는 일일 수백만 톤 이상의 고수온 배출수가 발생한다. There are many thermal and nuclear power plants on the coast of Korea, and mills generate more than millions of tons of high-temperature water per day.
발전소 배출수는 계절적 변동이 있긴 하지만, 대개 25℃ 내지 35℃의 고수온으로 배출되기 때문에 온도차 발전에 쉽게 활용될 수 있다. 냉각수로 사용되는 해양심층수는 우리나라 동해안에 거의 무한량으로 보존하고 있으며, 수온도 5℃ 이하를 나타내기 때문에 온도차 발전용 냉각수로 활용될 수 있다. 발전소 배출수를 이용한 온수와 해양심층수를 이용한 냉수를 해양 온도차 발전으로 활용한다면 최소 20℃ 이상의 수온 차가 발생하기 때문에 상업적인 발전이 가능하다. Although there is seasonal fluctuation of the power plant drainage water, since it is discharged at a high temperature of usually 25 to 35 ° C, the temperature difference can be easily utilized for power generation. Deep ocean water used as cooling water is preserved in almost unlimited amount on the east coast of Korea. Since the water temperature is below 5 ℃, it can be used as cooling water for temperature difference power generation. If cold water using hot water and deep ocean water using power plant discharge water is used as ocean temperature difference power generation, commercial development is possible because water temperature difference of at least 20 ° C occurs.
해양 온도차 발전의 가장 큰 문제는 온수와 냉수가 대량으로 필요하다는 점이다. 발전소 배출수는 일일 수백만 톤 이상의 대량의 온수를 확보할 수 있는 반면, 냉각수로 활용되는 해양심층수는 대량으로 확보하기가 매우 어려운 현실이다. 해양심층수를 취수하는 취수관이 현재 국내에서는 직경 500mm 정도가 최대 직경인 반면, 상용 해양 온도차 발전을 위해서는 직경 3000mm 이상의 대구경 취수관이 필요한 상황이다. The biggest problem of ocean temperature difference development is that a large amount of hot water and cold water are needed. It is very difficult to obtain a large amount of deep ocean water used as cooling water, while power plant effluent can secure a large amount of hot water of millions of tons per day or more. In Korea, the diameter of 500mm is the maximum diameter, while the diameter of 3000mm or more is necessary for commercial ocean temperature difference generation.
따라서, 해양 온도차 발전의 효율을 증대시키면서 경제성을 향상시키기 위해서는 대량의 해양심층수를 취수할 수 있는 대구경의 취수관을 개발하거나, 혹은 해양심층수를 냉각수로 활용할 시 효율적으로 활용할 수 있는 사이클을 개발하는 과정이 필요하다. 현재, 개발된 해양 온도차 발전 사이클은 발전소 배출수와 해양심층수를 사용할지라도 단순한 1차 사이클만을 적용하고 있기 때문에 발전효율과 경제성이 낮은 문제가 있다. 또한, 대구경 취수관을 개발하더라도 대구경 취수관을 수온이 5℃ 이하인 깊이까지 매설해야 하기 때문에 많은 비용이 소요된다는 문제가 있다. Therefore, in order to increase the efficiency of the ocean temperature difference power generation and improve the economic efficiency, it is necessary to develop a large-scale intake pipe capable of taking a large amount of deep sea water, or to develop a cycle that can be efficiently utilized when deep sea water is used as cooling water Is required. At present, the developed oceanic temperature difference power generation cycle has a problem of low power generation efficiency and economical efficiency because it uses only a simple primary cycle even when using the plant discharge water and deep sea water. In addition, even if a large-diameter water intake pipe is developed, a large-diameter water intake pipe must be buried to a depth of 5 ° C or less.
또한, 해양심층수는 청정성과 부영양성을 가지는 해수이므로 수산 양식용으로 활용이 가능하지만, 수온이 매우 낮기 대문에 가열 후 양식용으로 활용해야 한다는 단점이 있다. 비록 한해성 어종에는 직접 활용이 가능하지만, 해조류 및 일반 어종은 적정 수온이 10℃ 이상이기 때문에 5℃이하의 해양심층수를 가열하여 수산 양식에 활용하기에는 에너지 비용 측면에서 단점이 있다. In addition, since the deep sea water is clean and eco-friendly, it can be used for aquaculture. However, since the water temperature is very low, it must be used for cultivation after heating. Although seaweeds and general fish species have an appropriate temperature of more than 10 ℃, it is disadvantageous in terms of energy cost to utilize deep seawater below 5 ℃ for aquaculture.
본 발명은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 해양중층수를 사용함으로써 발생하는 해양심층수와 해양중층수의 온도 차이를 히트펌프를 이용하여 해양심층수 온도까지 하강시켜 해양심층수의 취수 비용을 절감할 수 있는 해양 온도차 발전시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention solves the problems of the prior art, and it is possible to reduce the water intake cost of the deep ocean water by lowering the temperature difference between the deep ocean water and the marine middle water caused by using the middle water of the ocean to the deep ocean water temperature by using the heat pump The purpose of the present invention is to provide an ocean temperature difference power generation system.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited thereto, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템은 해양중층수를 열원으로 냉매를 증발시키는 제1증발기를 포함하는 히트펌프유닛 및 상기 제1증발기를 통과한 해양중층수를 열원으로 냉매를 응축시키는 제2응축기 및 해양표층수를 열원으로 상기 제2응축기를 통과한 냉매를 증발시키는 제2증발기를 포함하는 해양온도차발전유닛을 포함한다.In order to accomplish the object of the present invention, an offshore temperature difference power generation system using sea water heat pump discharge water is provided with a heat pump unit including a first evaporator for evaporating refrigerant from a middle ocean water as a heat source, A second condenser for condensing the refrigerant with the middle layer water as a heat source, and a second evaporator for evaporating the refrigerant having passed through the second condenser with the surface water of the ocean as a heat source.
이때, 상기 제2응축기를 유동하면서 가열된 해양중층수를 상기 제1증발기로 유입시키는 순환라인을 더 포함할 수 있다. The circulation line may further include a circulation line for flowing the heated middle ocean water into the first evaporator while flowing through the second condenser.
또한, 해양심층수를 상기 제2응축기로 유동시키는 심층수 공급라인을 더 포함할 수 있다. In addition, it may further comprise a deep water supply line for flowing the deep ocean water to the second condenser.
또한, 상기 제1증발기를 통과한 해양중층수를 배출하는 배출라인을 더 포함할 수 있다. Further, it may further include a discharge line for discharging the marine middle layer water that has passed through the first evaporator.
또한, 상기 히트펌프유닛은 상기 제1증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제1응축기를 포함하고, 상기 제1응축기는 고열원수요처에 고열원을 제공할 수 있다. In addition, the heat pump unit may include a first condenser in which the refrigerant evaporated in the first evaporator is condensed, and the first condenser may provide a high heat source to the high heat source consumer.
다른 카테고리로써, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템은 해양중층수를 열원으로 냉매를 증발시키는 제1증발기를 포함하는 제1히트펌프 및 상기 해양중층수를 열원으로 냉매를 증발시키는 제2증발기를 포함하는 제2히트펌프를 포함하는 히트펌프유닛 및 상기 제1증발기 및 상기 제2증발기를 통과한 해양중층수를 열원으로 냉매를 응축시키는 제3응축기 및 해양표층수를 열원으로 상기 제3응축기를 통과한 냉매를 증발시키는 제3증발기를 포함하는 해양온도차발전유닛을 포함한다.In another category, a marine temperature difference power generation system using sea water heat pump discharge water for achieving the object of the present invention includes a first heat pump including a first evaporator for evaporating refrigerant from the ocean middle layer water as a heat source, And a third condenser for condensing the refrigerant to the heat source of the marine middle layer water that has passed through the first evaporator and the second evaporator, And a third evaporator for evaporating the refrigerant that has passed through the third condenser as a heat source.
이때, 상기 제1증발기 및 상기 제2증발기는 상기 해양중층수가 각각 개별적으로 유입되어 유동될 수 있도록 병렬로 연결될 수 있다. At this time, the first evaporator and the second evaporator may be connected in parallel so that the marine middle layer water flows separately and flows.
또한, 상기 제1히트펌프는 상기 제1증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제1응축기를 포함하고, 상기 제2히트펌프는 상기 제2증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제2응축기를 포함하며, 상기 제1응축기는 제1고열원수요처에 고열원을 제공하고, 상기 제2응축기는 제2고열원수요처에 고열원을 제공할 수 있다. The first heat pump may include a first condenser in which the refrigerant evaporated in the first evaporator is condensed and the second heat pump may include a second condenser in which the refrigerant evaporated in the second evaporator is condensed, The first condenser may provide a high heat source to a first high heat source consumer and the second condenser may provide a high heat source to a second high heat source consumer.
또한, 상기 제1히트펌프는 상기 제1증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제1응축기를 포함하고, 상기 제2히트펌프는 상기 제2증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제2응축기를 포함하며, 상기 제1응축기 및 상기 제2응축기는 고열원수요처에 고열원을 제공할 수 있다. The first heat pump may include a first condenser in which the refrigerant evaporated in the first evaporator is condensed and the second heat pump may include a second condenser in which the refrigerant evaporated in the second evaporator is condensed, The first condenser and the second condenser may provide a high heat source to the high heat source consumer.
또한, 상기 제1증발기를 유동한 상기 해양중층수가 상기 제2증발기로 유동되도록 상기 제1증발기 및 상기 제2증발기가 직렬로 연결될 수 있다. In addition, the first evaporator and the second evaporator may be connected in series so that the middle ocean layer water flowing in the first evaporator flows to the second evaporator.
또한, 상기 제1히트펌프는 상기 제1증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제1응축기를 포함하고, 상기 제2히트펌프는 상기 제2증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제2응축기를 포함하며, 상기 제1응축기는 제1고열원수요처에 구비되어 고열원을 제공하고, 상기 제2응축기는 제2고열원수요처에 고열원을 제공할 수 있다. The first heat pump may include a first condenser in which the refrigerant evaporated in the first evaporator is condensed and the second heat pump may include a second condenser in which the refrigerant evaporated in the second evaporator is condensed, The first condenser may be provided at a first high heat source consumer to provide a high heat source, and the second condenser may provide a high heat source to a second high heat source consumer.
또한, 상기 제1히트펌프는 상기 제1증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제1응축기를 포함하고, 상기 제2히트펌프는 상기 제2증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제2응축기를 포함하며, 상기 제1응축기 및 상기 제2응축기는 고열원수요처에 고열원을 제공할 수 있다. The first heat pump may include a first condenser in which the refrigerant evaporated in the first evaporator is condensed and the second heat pump may include a second condenser in which the refrigerant evaporated in the second evaporator is condensed, The first condenser and the second condenser may provide a high heat source to the high heat source consumer.
본 발명의 해양 온도차 발전 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.The marine temperature difference power generation system of the present invention has the following effects.
첫째, 해양온도차발전유닛의 열원으로 사용하던 해양심층수 대신 해양중층수를 히트펌프유닛을 사용하여 해양심층수와 대응되는 온도까지 하강시켜 해양온도차발전유닛의 열원으로 사용함으로써 해양심층수를 취수하기 위한 취수관 설치가 용이하고, 취수관 설치비용이 감소하는 효과가 있다.First, instead of the deep ocean water used as a heat source of the ocean temperature difference power generation unit, the middle water layer of the ocean is lowered to a temperature corresponding to the deep ocean water by using a heat pump unit and used as a heat source of the ocean temperature difference power generation unit, The installation is easy and the installation cost of the water intake pipe is reduced.
둘째, 히트펌프유닛으로 유입되는 해양중층수와 해양온도차발전유닛을 유동한 후 배출되는 배출수의 온도가 거의 동일하여 해수의 온도 변화로 인한 환경변화 등과 같은 환경영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다. Second, since the temperatures of the middle ocean water flowing into the heat pump unit and the discharge water discharged after flowing through the ocean temperature difference power generation unit are almost the same, environmental effects such as environmental changes due to the temperature change of seawater can be minimized.
셋째, 히트펌프유닛으로 유입되는 해양중층수와 해양온도차발전유닛을 유동한 후 배출되는 배출수의 온도가 거의 동일하여 배출수를 순환시켜 히트펌프유닛으로 재유입 하여 사용이 가능하여, 추가적인 해양중층수의 취수 양을 최소화할 수 있는 효과가 있다. Third, since the temperature of the middle ocean water flowing into the heat pump unit and the temperature of the discharge water discharged after flowing through the ocean temperature difference power generation unit are almost the same, the drain water can be circulated and reused into the heat pump unit, There is an effect that the amount of water intake can be minimized.
넷째, 히트펌프유닛과 해양온도차발전유닛의 용량 차를 심층수 공급라인 및 배출라인을 추가적으로 구성하여 용이하게 커버할 수 있는 효과가 있다. 이때, 심층수 공급라인은 취수 량이 적기 때문에 종래와 비교하여 취수관의 설치비용이 감소되는 효과가 있다. Fourth, the capacity difference between the heat pump unit and the ocean temperature difference power generation unit can be easily covered by additionally forming a deep water supply line and a discharge line. At this time, since the deep water supply line has a small amount of water intake, the installation cost of the water intake pipe is reduced compared with the conventional one.
다섯째, 히트펌프유닛의 응축기에서 발생하는 고열원을 건조실과 같은 고열원수요처에 제공함으로써 소금 수확 등과 같이 고열원이 필요한 다양한 설비와 연결하여 사용할 수 있는 효과가 있다. Fifth, a high heat source generated in a condenser of a heat pump unit is provided to a high heat source consumer such as a dry room, so that it can be used in connection with various facilities requiring a high heat source such as salt harvesting.
여섯째, 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템은 모든 열원을 바다에서 취수하여 사용하기 때문에 다량의 열원을 용이하게 확보할 수 있는 효과가 있다. Sixth, an ocean temperature difference power generation system using seawater heat pump drain water has an effect of easily securing a large amount of heat source since all heat sources are taken from the sea and used.
일곱째, 히트펌프유닛은 복수의 히트펌프를 직렬 또는 병렬로 이용함으로써, 적은 용량 또는 낮은 효율의 히트펌프를 사용하여 비용을 절감시키거나, 하나의 히트펌프를 예비용으로 구비하여 하나의 히트펌프가 고정 등으로 인해 구동이 불가능하더라도 지속적인 발전이 가능한 효과가 있다. Seventh, by using a plurality of heat pumps in series or in parallel, it is possible to reduce the cost by using a heat pump of a small capacity or a low efficiency, or to provide a single heat pump with a spare heat pump Even if it can not be driven due to fixing, etc., there is an effect that continuous development is possible.
여덟째, 복수의 히트펌프의 복수의 응축기 각각에 고열원수요처를 구비하거나, 복수의 응축기를 유동하는 냉매라인을 직렬로 연결하고, 직렬로 연결된 냉매라인에 적어도 하나 이상의 고열원수요처를 구비하여 고열원을 필요로 하는 다양한 고열원수요처에 활용이 가능한 효과가 있다. Eighth, a refrigerant line which flows in a plurality of condensers is connected in series to each of a plurality of condensers of a plurality of heat pumps, or a refrigerant line connected in series is provided with at least one high- It is possible to utilize it in a variety of high heat source demanding places which require the heat source.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도;
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도;
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도;
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도;
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양온도 차 발전시스템의 구성도;
도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도; 및
도 7은 본 발명의 제7실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And shall not be interpreted.
Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a block diagram of an ocean temperature difference power generation system using a sea water heat pump discharge water according to a first embodiment of the present invention; Fig.
FIG. 2 is a block diagram of an ocean temperature difference generation system using a sea water heat pump discharge water according to a second embodiment of the present invention; FIG.
3 is a block diagram of an ocean temperature difference generation system using a sea water heat pump discharge water according to a third embodiment of the present invention;
4 is a view illustrating a configuration of an ocean temperature difference generation system using a sea water heat pump discharge water according to a fourth embodiment of the present invention;
5 is a configuration diagram of a marine temperature difference generation system using a sea water heat pump discharge water according to a fifth embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a block diagram of an ocean temperature difference generation system using a sea water heat pump discharge water according to a sixth embodiment of the present invention; FIG. And
FIG. 7 is a configuration diagram of an ocean temperature difference generation system using a sea water heat pump discharge water according to a seventh embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1실시예First Embodiment
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도이다. 본 발명에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 히트펌프유닛(100) 및 해양온도차발전유닛(200)으로 구성된다. 1 is a configuration diagram of an ocean temperature difference power generation system using seawater heat pump discharge water according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the offshore thermal
일반적으로 해양온도차발전유닛(200)은 온도가 낮은 해양심층수를 사용하지만, 해양심층수를 취수하기 위한 취수관을 설치하는데 많은 비용이 들기 때문에 본 발명에서는 해양중층수를 사용한다. 이때, 해양중층수의 온도는 약 10℃인 반면, 심층수의 온도는 약 5℃로써, 약 5℃의 온도차이가 발생한다. 이러한 온도차이를 보완하기 위하여 히트펌프유닛(100)을 통해 해양중층수의 온도를 낮춘 후 해양온도차발전유닛(200)으로 유입시켜 해양 온도차 발전에 사용한다.In general, since the ocean temperature
히트펌프유닛(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 해양중층수를 열원(Heat Source)로 사용하는 제1증발기(310), 압축기(400), 제1응축기(510) 및 팽창밸브(600)로 구성된다. 1, the
제1증발기(310)는 냉매를 증발시키는 열원으로 해양중층수를 사용한다. 이때, 해양중층수는 냉매를 증발시키면서 열을 빼앗기게 되어 온도가 하강하게 된다. 이와 같은 제1증발기(310)는 열원인 해양중층수가 해양심층수의 온도와 유사한 온도가 될 수 있도록 약 5℃ 정도의 열이 뺏기도록 한다. The
즉, 10℃의 온도로 유입된 해양중층수는 제1증발기(310)를 통과하며 냉매에 열을 전달하고, 5℃의 온도로 배출된다. 히트펌프유닛(100)의 제1증발기(310)가 해양중층수의 온도를 해양심층수의 온도와 유사한 온도까지 낮춰주기 때문에 열원으로 사용되는 해수를 취수하기 위한 취수관의 설치 길이가 상대적으로 짧아져 취수관의 설치가 용이하고 설치 비용을 대폭 감소할 수 있다.That is, the middle ocean water flowing at a temperature of 10 ° C passes through the
압축기(400)는 제1증발기(310)에서 증발된 기체 상태의 냉매의 압력을 상승시켜 제1응축기(510)로 전달하는 장치이다. The
제1응축기(510)는 고온의 냉매로부터 열을 전달 받아 냉매를 냉각하여 응축시키는 장치이다. 이러한 제1응축기(510)는 건조실 등과 같은 고열원수요처(350)와 연결되어 제1응축기(510)에서 외부로 발산되는 열이 고열원수요처(350)로 공급되도록 한다. The
고열원수요처(350)는 전술한 바와 같이, 바닷물을 증발시켜 소금을 생산하는 건조실 등으로 활용할 수 있다. 여기서 고열원수요처(350)는 일반적인 냉동사이클에 따라 열의 공급이 필요한 다양한 수요처에 사용될 수 있을 것이다. 특히, 본 발명의 해양온도차 발전이 설치되는 주변 환경 등에 따라 바닷물을 증발시켜 소금을 생산하는 건조실 등으로 활용될 수 있을 것이다. As described above, the high-temperature source consumer (350) can be utilized as a drying room for producing salt by evaporating seawater. Here, the high-
팽창밸브(600)는 제1응축기(510)에서 응축 액화된 고온, 고압의 액체 냉매를 교축 작용에 의해 증발을 일으킬 수 있는 압력까지 감압해주는 밸브이다. 또한, 팽창밸브(600)는 제1증발기(310)에서 충분한 열을 흡수할 수 있는 적정한 냉매량을 조절하여 공급해주는 역할을 수행한다. The
전술한 제1증발기(310), 압축기(400), 제1응축기(510) 및 팽창밸브(600)는 일반적인 냉동 사이클의 구성이므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다. The
해양온도차발전유닛(200)은 도 1에 도시된 바와 같이, 제2응축기(520), 펌프(700), 제2증발기(320) 및 터빈(800)을 구성된다. 이러한 해양온도차발전유닛(200)은 저온의 해양중층수(또는 해양심층수)와 상대적으로 고온인 해양표층수의 온도 차를 이용하여 터빈(800)을 구동시켜 발전하는 장치이다.The ocean temperature
제2응축기(520)는 히트펌프유닛(100)의 제1증발기(310)에서 온도가 약 5℃로 하강되어 배출되는 해양중층수를 유입하여 해양온도차발전유닛(200)을 순환하는 냉매를 응축시키는 장치이다. 이때, 제2응축기(520)를 유동한 후 배출되는 해수는 냉매를 응축시키는 과정에서 온도가 상승하고, 해양의 환경 영향을 최소화시키기 위하여 최초 유입되는 해양중층수와 동일한 온도인 10℃로 배출되는 것이 바람직하다.The
펌프(700)는 제2응축기(520)에서 응축되어 액화된 냉매의 압력을 향상시켜 제2증발기(320)로 유동시키는 장치이다.The
제2증발기(320)는 해양표층수를 열원으로 이용하여 펌프(700)에서 고압으로 유입되는 냉매를 증발시켜 기화시킨다. The
터빈(800)은 제2증발기(320)에서 증발되어 기화된 냉매가 유동하며 구동되어 발전하는 장치이다.The
전술한 제2응축기(520), 펌프(700), 제2증발기(320) 및 터빈(800)은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
전술한 바와 같이, 제1증발기(310), 제2응축기(520) 및 제2증발기(320)는 해양중층수 및 해양표층수와 같은 해수를 열원으로 사용하기 때문에 대량의 열원을 용이하게 공급할 수 있기 때문에 해양온도차발전이 용이하다. As described above, since the
또한, 종래의 해양온도차발전과 비교하여 상대적으로 취수관의 설치 길이가 짧기 때문에 설치가 용이하고, 설치비용이 감소하며, 히트펌프유닛(100)의 제1응축기(510)에서 증발하는 고열원을 이용하는 건조실을 설치하여 바닷물을 증발시켜 소금을 생산할 수도 있다. In addition, compared with the conventional marine temperature difference power generation, since the installation length of the water intake pipe is relatively short, it is easy to install, the installation cost is reduced, and the high heat source that evaporates in the
해양심층수보다 상대적으로 온도가 높은 해양중층수를 사용하지만, 해양중층수는 히트펌프유닛(100)을 통과하며 제1증발기(310)의 열원으로 사용되어 냉매에 열을 전달하며 온도가 감소되어 해양심층수에 대응되는 온도까지 온도가 하강하기 때문에 해양온도차발전유닛(200)으로 유입되는 경우 해양표층수와 충분한 온도차이가 발생되어 원활한 온도차발전이 이루어진다.
The middle water layer of the ocean is used as the heat source of the
제2실시예Second Embodiment
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도이다. 제2실시예에 따른 해양 온도차 발전시스템(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 전술한 제1실시예와 유사한 구성으로 이루어지고, 이하 차이가 나는 구성 및 작용을 중심으로 설명한다.2 is a configuration diagram of a marine temperature difference power generation system using a sea water heat pump discharge water according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the ocean temperature difference
본 실시예에서의 해양온도차발전시스템은 해양온도차발전유닛(200)의 제2응축기(520)에서 배출되는 해수를 히트펌프유닛(100)의 제1증발기(310)로 유입시키는 순환라인(910)이 더 구비된다. The system for generating the differential pressure of the sea temperature in this embodiment comprises a
해양온도차발전유닛(200)의 제2응축기(520)를 유동한 후 배출되는 해수는 히트펌프유닛(100)의 제1증발기(310)로 유입되는 해양중층수의 온도와 유사한 온도로 배출되기 때문에 해양중층수의 취수를 최소화할 수 잇다. The seawater discharged after flowing through the
결국, 순환라인(910)을 통해 해양온도차발전유닛(200)의 제2응축기(520)를 유동한 해수를 히트펌프유닛(100)의 제1증발기(310)로 재유입 함으로써 해수 취수량이 감소되어 취수 비용을 절감시킬 수 있다. The seawater withdrawn amount is reduced by re-flowing the seawater flowing through the
나아가, 반복 순환을 통해 해수를 이용하면 히트펌프유닛(100)의 제1증발기(310)에 최초 해양중층수를 유입한 이후 추가적인 해양중층수를 취수 하지 않거나, 소량의 해양중층수만을 취수할 수도 있다. Further, when the seawater is used through the repeated circulation, after the first marine middle layer water is introduced into the
한편, 제2응축기(520)를 유동한 해수는 히트펌프유닛(100)의 열원 사용량에 따라 일부만 제1증발기(310)로 재유입 되고, 배출라인(930)을 통하여 일부는 배출될 수 있다. 이때, 배출되는 해수는 최초 유입되는 해양중층수와 동일한 온도로 배출되기 때문에 해양의 환경 영향을 최소화시킬 수 있다.Meanwhile, the seawater flowing through the
그리고 본 실시예에서 해양온도차발전시스템은 제1증발기(310) 및 제2응축기(520)를 연결하는 라인과 결합되는 심층수 공급라인(920)이 더 구비될 수 있다.In this embodiment, the ocean temperature difference generation system may further include a deep
따라서, 용량차 또는 효율저하 등으로 인해 히트펌프유닛(100)의 제1증발기(310)를 유동한 후 온도가 하강되어 배출되는 해수의 양이 해양온도차발전유닛(200)의 제2응축기(520)에서 필요로 하는 양보다 상대적으로 적은 경우에는 이를 보충할 수 있다. Therefore, the amount of seawater discharged after the temperature of the
이러한 심층수 공급라인(920)은 제1증발기(310) 및 제2응축기(520)를 연결하는 라인과 밸브를 통해 연결되어 필요에 따라 해양심층수를 직접 공급할 수 있다. 즉, 제1증발기(310)를 유동하며 온도가 하강하여 해양심층수와 대응되는 온도로 하강한 해수와 심층수 공급라인(920)을 통해 직접 공급되는 해양심층수를 혼합하여 해양온도차발전유닛(200)의 제2응축기(520)로 공급하게 된다. The deep
이때, 해양심층수를 취수하기 위해 취수관을 해양심층수를 취수할 수 있는 깊이까지 설치하여야 하지만, 종래의 기술과 비교하여 사용하는 해양심층수의 양이 상대적으로 적기 때문에 취수관의 직경을 얇게 할 수 있기 때문에 취수관의 설치 비용이 감소될 수 있다.
At this time, it is necessary to install the water intake pipe to a depth sufficient to receive the deep sea water to take in the deep sea water. However, since the amount of the deep sea water used is relatively small as compared with the conventional technology, the diameter of the water intake pipe can be made thin Therefore, the installation cost of the intake pipe can be reduced.
제3실시예Third Embodiment
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도이다. 본 발명의 제3실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템(10)은 도 3에 도시된 바와 같이, 전체적으로 제2실시예와 유사한 구성으로 이루어진다. 하지만, 제2실시예와는 반대로 히트펌프유닛(100)의 용량이 해양온도차발전유닛(200)의 용량보다 상대적으로 큰 경우를 위한 실시예이다. 3 is a configuration diagram of an ocean temperature difference power generation system using a sea water heat pump discharge water according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the
이때, 히트펌프유닛(100)의 해양온도차발전유닛(200) 보다 용량이 더 크기 때문에 히트펌프유닛(100)의 제1증발기(310)에서 유출되는 온도가 하강한 해양중층수를 해양온도차발전유닛(200)의 제2응축기(520)에서 모두 수용할 수 없기 때문에, 이를 배출하기 위한 배출라인(930)이 더 구비된다. 즉, 히트펌프유닛(100)의 제1증발기(310)에서 유출되는 온도가 하강한 해양중층수 중 해양온도차발전유닛(200)의 제2응축기(520)에서 수용 가능한 용량만큼만 유입되고, 나머지는 배출라인(930)을 통해 해양으로 배출된다. At this time, since the capacity of the
제3실시예에서도 제2실시예와 마찬가지로 해양온도차발전유닛(200)의 제2응축기(520)를 유동한 후 배출되는 해수를 히트펌프유닛(100)의 제1증발기(310)로 재유입 시키기 위한 순환라인(910)이 구비될 수 있다. In the third embodiment, as in the second embodiment, the sea water discharged after flowing through the
제2응축기(520)에서 배출되어 제1증발기(310)로 유입되는 해수가 있기 때문에 제2응축기(520)로 추가로 유입되는 해양중층수의 용량을 적은 용량만 유입시킬 수 있다.
Since there is seawater discharged from the
제4실시예Fourth Embodiment
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도이다. 본 발명의 제4실시예에 따른 해양 온도차 발전시스템(10)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제1히트펌프(110) 및 제2히트펌프(120)를 포함하는 히트펌프유닛(100) 및 해양온도차발전유닛(200)으로 구성된다. 4 is a configuration diagram of an ocean temperature difference power generation system using a sea water heat pump discharge water according to a fourth embodiment of the present invention. 4, the
제1히트펌프(110)는 제1증발기(310), 제1압축기(410), 제1응축기(510), 제1팽창밸브(610) 및 제1고열원수요처(351)로 구성되고, 이러한 구성은 제1실시예의 히트펌프유닛(100)과 동일한 구성으로 이루어진다. The
제2히트펌프(120)는 제2증발기(320), 제2압축기(420), 제2응축기(520), 제2팽창밸브(620) 및 제2고열원수요처(352)로 구성되고, 이러한 구성은 제1히트펌프(110)와 동일한 구성으로 이루어진다. The
이때, 제1히트펌프(110)의 제1증발기(310) 및 제2히트펌프(120)의 제2증발기(320)에는 해양중층수가 각각 개별적으로 유입되어 유동될 수 있도록 해양중층수 유입라인이 병렬로 연결된다. At this time, in the first evaporator (310) of the first heat pump (110) and the second evaporator (320) of the second heat pump (120), the middle ocean water inflow line They are connected in parallel.
이러한 제1히트펌프(110) 및 제2히트펌프(120)는 각각 해양온도차발전유닛(200)과 동일 용량으로 이루어져 제1히트펌프(110) 및 제2히트펌프(120) 중 하나는 고장 등을 대비하여 예비용으로 사용할 수도 있다Each of the
그리고, 제1히트펌프(110) 및 제2히트펌프(120)의 용량을 합친 용량이 해양온도차발전유닛(200)과 동일한 용량이 되도록 하여 제1히트펌프(110) 및 제2히트펌프(120)를 동시에 구동할 수도 있다. 제1히트펌프(110) 및 제2히트펌프(120)의 용량을 합친 용량이 해양온도차발전유닛(200)과 동일한 용량이 되는 경우에는 제1증발기(310) 및 제2증발기(320)를 통과하며 온도가 하강한 해양중층수를 혼합하여 해양온도차발전유닛(200)의 제3응축기(530)로 유입시킨다. The
즉, 제1증발기(310) 및 제2증발기(320)를 통과하는 열원공급라인이 병렬로 연결되어 있기 때문에 제1실시예 내지 제3실시예에서 사용되는 히트펌프유닛(100)보다 상대적으로 작은 용량의 히트펌프를 사용하더라도 제1증발기(310) 및 제2증발기(320)를 각각 유동하며 온도가 낮아진 해양중층수를 혼합하기 때문에 해양온도차발전유닛(200)이 필요로 하는 용량을 충족시킬 수 있다.That is, since the heat source supply lines passing through the
또한, 제1히트펌프(110)의 제1응축기(510) 및 제2히트펌프(120)의 제2응축기(520)는 각각 제1고열원수요처(351) 및 제2고열원수요처(352)와 연결됨으로써, 서로 다른 종류의 건조물을 건조하는 등 다양한 용도로 활용이 가능하다. The
제1히트펌프(110) 및 제2히트펌프(120)가 상호 다른 용량으로 설정되어 있는 경우에는 제1응축기(310) 및 제2응축기(320)에서 발산하는 열이 달라지기 때문에 제1고열원수요처(351) 및 제2고열원수요처(352)에 서로 다른 온도 조건을 제공할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 고열원이 각각의 고열원수요처(351, 352)로 공급되기 때문에 이에 복수의 고열원수요처(350)는 각각 해당 온도에 대응되는 다양한 건조실 또는 기타 설비로 사용될 수 있다.When the
제4실시예에 따른 해양온도차발전유닛(200)은 제3응축기(530), 펌프(700), 제3증발기(330) 및 터빈(800)으로 구성되고, 이러한 구성은 제1실시예와 동일한 구성으로 이루어진다.
The third embodiment comprises a
제5실시예Fifth Embodiment
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도이다. 제 5실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템(10)은 도 5에 도시된 바와 같이, 전체적으로 제4실시예와 유사한 구성으로 이루어진다. 5 is a configuration diagram of an ocean temperature difference power generation system using a seawater heat pump discharge water according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the offshore temperature difference
하지만, 제1응축기(510) 및 제2응축기(520)를 통과하는 냉매라인이 직렬로 연결되고, 직렬로 연결된 냉매라인 상에 적어도 하나 이상의 고열원수요처(350)에 고열원을 제공하도록 구비된다. 이와 같이, 고열원수요처(350)와 연결되는 라인이 직렬로 연결되어 있기 때문에 제1응축기(510) 및 제2응축기(520)의 효율이 서로 틀려질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 고열원수요처(350)를 통과한 냉매가 1차적으로 제2응축기(520)를 통과한 후 제2응축기(520)를 통과하기 때문에 제1응축기(510) 및 제2응축기(520)가 서로 다른 효율로 이루어지거나, 제1응축기(510) 및 제2응축기(520)가 동일한 효율로 이루어진 경우에는 제4실시예와 비교하여 더 높은 온도의 고열원을 고열원수요처(350)로 공급할 수 있다. However, the refrigerant line passing through the
또한, 도 5에서는 하나의 고열원수요처(350)만 도시되어 있지만, 직렬로 연결된 고열원수요처(350)가 복수 구비될 수 있다. 이러한 경우에는 복수의 고열원수요처(350)를 가열된 냉매가 순차적으로 지나가기 때문에 각각의 고열원수요처(350)의 온도가 달라질 수 있다. 즉, 가열된 냉매가 최초로 유동하는 고열원수요처(350)가 가장 높은 고열원을 얻을 수 있으며, 순차적으로 점차적으로 낮은 고열원을 얻을 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 고열원이 복수의 고열원수요처(350)로 공급되기 때문에 이에 복수의 고열원수요처(350)는 각각 해당 온도에 대응되는 다양한 건조실 또는 기타 설비로 사용될 수 있다. In FIG. 5, only one high-
제5실시예에 따른 해양온도차발전유닛(200)은 제3응축기(530), 펌프(700), 제3증발기(330) 및 터빈(800)으로 구성되고, 이러한 구성은 제1실시예와 동일한 구성으로 이루어진다.
The
제6실시예Sixth Embodiment
도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도이다. 제6실시예에 따른 해양 온도차 발전시스템(10)은 도 6에 도시된 바와 같이, 전체적으로 제4실시예와 유사한 구성으로 이루어진다.6 is a configuration diagram of a marine temperature difference power generation system using a sea water heat pump discharge water according to a sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the ocean temperature difference
하지만, 해양중층수를 공급하는 라인이 제1증발기(310) 및 제2증발기(320)와 직렬로 연결되어 있다. 이와 같이, 해양중층수가 제1증발기(310) 및 제2증발기(320)와 직렬로 연결되어 있기, 때문에 해양중층수는 제1증발기(310) 및 제2증발기(320)를 순차적으로 유동하게 된다. However, the line for supplying the marine middle layer water is connected in series with the
이렇게 해양중층수는 제1증발기(310) 및 제2증발기(320)를 순차적으로 유동하기 때문에 제1증발기(310)에서 1차적으로 해양중층수의 온도를 하강시키고, 제2증발기(320)에서 2차적으로 해양중층수의 온도를 하강하여 최종적으로 해양온도차발전유닛(200)의 제3응축기(530)가 필요로 하는 온도까지 낮추어 제3응축기(530)로 공급한다. Since the marine middle layer water flows sequentially through the
제1증발기(310) 및 제2증발기(320)를 순차적으로 유동하기 때문에 하나의 히트펌프로 이루어진 히트펌프유닛(100) 보다 상대적으로 효율이 낮은 제1히트펌프(110) 및 제2히트펌프(120)를 사용하더라도 해양온도차발전유닛(200)이 필요로 하는 열원의 온도까지 해양중층수의 온도를 하강시킬 수 있다. Since the
일예로, 제1증발기(310)로 유입되는 해양중층수의 온도가 10℃인 경우, 제1증발기(310)를 유동하며 약 8℃까지 해양중층수를 온도를 하강하여 제2증발기(320)로 유입시키고, 약 8℃의 온도로 제2증발기(320)로 유입된 해양중층수는 제2증발기(320)를 유동하며 해양온도차발전의 제3응축기(530)가 열원으로 사용하기 위해 필요로 하는 5℃로 해양중층수의 온도를 하강시킬 수 있다. For example, when the temperature of the middle ocean water flowing into the
이와 같이, 제1증발기(310) 및 제2증발기(320)를 통과하는 열원공급라인이 직렬로 연결되어 있기 때문에 제1실시예 내지 제5실시예에서 사용되는 히트펌프유닛(100)보다 상대적으로 효율이 낮은 히트펌프를 사용하더라도 제1증발기(310) 및 제2증발기(320)를 순차적으로 유동하며 충분한 온도까지 해양중층수의온도를 하강시킬 수 있다.Since the heat source supply lines that pass through the
제1증발기(310) 및 제2증발기(320)에서의 증발온도가 틀려짐에 따라 제1응축기(510) 및 제2응축기(520)에서의 응축온도도 틀려지고, 이에 따라 제1고열원수요처(351) 및 제2고열원수요처(352)에 서로 다른 고열원이 공급되기 때문에 이에 제1고열원수요처(351) 및 제2고열원수요처(352)는 각각 해당 온도에 대응되는 다양한 건조실 또는 기타 설비로 사용될 수 있다.As the evaporation temperatures of the
제6실시예에 따른 해양온도차발전유닛(200)은 제3응축기(530), 펌프(700), 제3증발기(330) 및 터빈(800)으로 구성되고, 이러한 구성은 제1실시예와 동일한 구성으로 이루어진다.
The third embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except that the third embodiment of the present invention is applied to the third embodiment of the present invention in which the third embodiment comprises a
제7실시예Seventh Embodiment
도 7은 본 발명의 제7실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템의 구성도이다. 제 7실시예에 따른 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템(10)은 도 7에 도시된 바와 같이, 전체적으로 제6실시예와 유사한 구성으로 이루어진다. FIG. 7 is a configuration diagram of an ocean temperature difference generation system using a sea water heat pump discharge water according to a seventh embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the marine temperature difference
하지만, 제1응축기(510) 및 제2응축기(520)를 통과하는 냉매라인이 직렬로 연결되고, 직렬로 연결된 냉매라인 상에 적어도 하나 이상의 고열원수요처(350)에 고열원을 제공하도록 구비된다. 이와 같이, 고열원수요처(350)와 연결되는 라인이 직렬로 연결되어 있기 때문에 제1응축기(510) 및 제2응축기(520)의 효율이 서로 틀려질 수 있다. However, the refrigerant line passing through the
도 7에 도시된 바와 같이, 고열원수요처(350)를 통과한 냉매가 1차적으로 제2응축기(520)를 통과한 후 제2응축기(520)를 통과하기 때문에 제1응축기(510) 및 제2응축기(520)가 서로 다른 효율로 이루어지거나, 제1응축기(510) 및 제2응축기(520)가 동일한 효율로 이루어진 경우에는 제6실시예와 비교하여 더 높은 온도의 고열원을 고열원수요처(350)로 공급할 수 있다. As shown in FIG. 7, since the refrigerant passing through the high-
또한, 도 7에서는 하나의 고열원수요처(350)만 도시되어 있지만, 직렬로 연결된 고열원수요처(350)가 복수 구비될 수 있다. 이러한 경우에는 복수의 고열원수요처(350)를 가열된 냉매가 순차적으로 지나가기 때문에 각각의 고열원수요처(350)의 온도가 달라질 수 있다. In FIG. 7, only one high-
즉, 가열된 냉매가 최초로 유동하는 고열원수요처(350)가 가장 높은 고열원을 얻을 수 있으며, 순차적으로 점차적으로 낮은 고열원을 얻을 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 고열원이 복수의 고열원수요처(350)로 공급되기 때문에 이에 복수의 고열원수요처(350)는 각각 해당 온도에 대응되는 다양한 건조실 또는 기타 설비로 사용될 수 있다. That is, the high
제7실시예에 따른 해양온도차발전유닛(200)은 제3응축기(530), 펌프(700), 제3증발기(330) 및 터빈(800)으로 구성되고, 이러한 구성은 제1실시예와 동일한 구성으로 이루어진다.
The third embodiment comprises a
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
10 : (해수 히트펌프 배출수를 이용한)해양 온도차 발전시스템
100 : 히트펌프유닛
110 : 제1히트펌프
120 : 제2히트펌프
200 : 해양온도차발전유닛
310 : 제1증발기
320 : 제2증발기
330 : 제3증발기
350 : 고열원수요처
351 : 제1고열원수요처
352 : 제2고열원수요처
400 : 압축기
410 : 제1압축기
420 : 제2압축기
510 : 제1응축기
520 : 제2응축기
530 : 제3응축기
600 : 팽창밸브
610 : 제1팽창밸브
620 : 제2팽창밸브
700 : 펌프
800 : 터빈
910 : 순환라인
920 : 심층수 공급라인
930 : 배출라인10: Marine temperature difference generation system (using sea water heat pump discharge water)
100: Heat pump unit
110: first heat pump
120: second heat pump
200: Ocean temperature difference power generation unit
310: first evaporator
320: Second evaporator
330: Third evaporator
350: High heat source demand source
351: First High Heat Source Demand Source
352: Second High Heat Source Demand Source
400: Compressor
410: first compressor
420: second compressor
510: first condenser
520: second condenser
530: Third condenser
600: expansion valve
610: first expansion valve
620: second expansion valve
700: pump
800: Turbine
910: Circular line
920: Deep water supply line
930: discharge line
Claims (12)
상기 제1증발기를 통과한 해양중층수를 열원으로 냉매를 응축시키는 제2응축기 및 해양표층수를 열원으로 상기 제2응축기를 통과한 냉매를 증발시키는 제2증발기를 포함하는 해양온도차발전유닛;
을 포함하는 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.A heat pump unit including a first evaporator for evaporating refrigerant from a middle ocean water layer as a heat source; And
A second condenser for condensing the refrigerant to the heat source; and a second evaporator for evaporating the refrigerant that has passed through the second condenser with the surface water of the ocean as a heat source;
The system comprising a water heat pump discharge water system comprising:
상기 제2응축기를 유동하면서 가열된 해양중층수를 상기 제1증발기로 유입시키는 순환라인을 더 포함하는 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.The method according to claim 1,
And a circulation line for flowing the heated middle ocean water into the first evaporator while flowing through the second condenser.
해양심층수를 상기 제2응축기로 유동시키는 심층수 공급라인을 더 포함하는 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a deep water supply line for flowing the deep ocean water to the second condenser.
상기 제1증발기를 통과한 해양중층수를 배출하는 배출라인을 더 포함하는 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a discharge line for discharging the marine middle layer water that has passed through the first evaporator.
상기 히트펌프유닛은 상기 제1증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제1응축기를 포함하고,
상기 제1응축기는 고열원수요처에 고열원을 제공하는 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.The method according to claim 1,
Wherein the heat pump unit includes a first condenser in which the refrigerant evaporated in the first evaporator is condensed,
The first condenser is an ocean temperature difference power generation system using a seawater heat pump drain water for providing a high heat source to a high heat source consumer.
상기 제1증발기 및 상기 제2증발기를 통과한 해양중층수를 열원으로 냉매를 응축시키는 제3응축기 및 해양표층수를 열원으로 상기 제3응축기를 통과한 냉매를 증발시키는 제3증발기를 포함하는 해양온도차발전유닛;
을 포함하는 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.A second heat pump including a first heat pump including a first evaporator for evaporating refrigerant from a middle ocean water layer as a heat source and a second evaporator for evaporating refrigerant from the middle ocean water as a heat source; And
A third condenser for condensing the refrigerant to the heat source in the middle ocean water that has passed through the first evaporator and the second evaporator, and a third evaporator for evaporating the refrigerant passing through the third condenser, A power generation unit;
The system comprising a water heat pump discharge water system comprising:
상기 제1증발기 및 상기 제2증발기는 상기 해양중층수가 각각 개별적으로 유입되어 유동될 수 있도록 병렬로 연결되는 해수 히트 펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.The method according to claim 6,
Wherein the first evaporator and the second evaporator are connected in parallel so that the marine middle layer water can flow in and flow separately.
상기 제1히트펌프는 상기 제1증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제1응축기를 포함하고,
상기 제2히트펌프는 상기 제2증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제2응축기를 포함하며,
상기 제1응축기는 제1고열원수요처에 고열원을 제공하고, 상기 제2응축기는 제2고열원수요처에 고열원을 제공하는 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the first heat pump includes a first condenser in which the refrigerant evaporated in the first evaporator is condensed,
Wherein the second heat pump includes a second condenser in which the refrigerant evaporated in the second evaporator is condensed,
The first condenser provides a high heat source to a first high heat source consumer and the second condenser provides a high heat source to a second high heat source consumer.
상기 제1히트펌프는 상기 제1증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제1응축기를 포함하고,
상기 제2히트펌프는 상기 제2증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제2응축기를 포함하며,
상기 제1응축기 및 상기 제2응축기는 고열원수요처에 고열원을 제공하는 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the first heat pump includes a first condenser in which the refrigerant evaporated in the first evaporator is condensed,
Wherein the second heat pump includes a second condenser in which the refrigerant evaporated in the second evaporator is condensed,
Wherein the first condenser and the second condenser are a sea temperature difference power generation system using a seawater heat pump drain water for providing a high heat source to a high heat source consumer.
상기 제1증발기를 유동한 상기 해양중층수가 상기 제2증발기로 유동되도록 상기 제1증발기 및 상기 제2증발기가 직렬로 연결되는 해수 히트 펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.The method according to claim 6,
Wherein the first evaporator and the second evaporator are connected in series so that the middle ocean water layer flowing through the first evaporator flows into the second evaporator.
상기 제1히트펌프는 상기 제1증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제1응축기를 포함하고,
상기 제2히트펌프는 상기 제2증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제2응축기를 포함하며,
상기 제1응축기는 제1고열원수요처에 구비되어 고열원을 제공하고, 상기 제2응축기는 제2고열원수요처에 고열원을 제공하는 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.11. The method of claim 10,
Wherein the first heat pump includes a first condenser in which the refrigerant evaporated in the first evaporator is condensed,
Wherein the second heat pump includes a second condenser in which the refrigerant evaporated in the second evaporator is condensed,
Wherein the first condenser is provided in a first high heat source consumer to provide a high heat source and the second condenser is a sea heat pump discharge water using a sea heat pump discharge water to provide a high heat source to a second high heat source consumer.
상기 제1히트펌프는 상기 제1증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제1응축기를 포함하고,
상기 제2히트펌프는 상기 제2증발기에서 증발된 냉매가 응축되는 제2응축기를 포함하며,
상기 제1응축기 및 상기 제2응축기는 고열원수요처에 고열원을 제공하는 해수 히트펌프 배출수를 이용한 해양 온도차 발전시스템.11. The method of claim 10,
Wherein the first heat pump includes a first condenser in which the refrigerant evaporated in the first evaporator is condensed,
Wherein the second heat pump includes a second condenser in which the refrigerant evaporated in the second evaporator is condensed,
Wherein the first condenser and the second condenser are a sea temperature difference power generation system using a seawater heat pump drain water for providing a high heat source to a high heat source consumer.
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