KR0149466B1

KR0149466B1 - 열병합발전시스템

Info

Publication number: KR0149466B1
Application number: KR1019940013206A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 이노우에; 노조무 구스모토; 유지 요시타케; 도쿠유키 아카시
Original assignee: 다케나카 도이치; 가부시키가이샤 다케나카 고무텡
Priority date: 1994-01-27
Filing date: 1994-06-13
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2014-06-13
Also published as: US5819843A; US5607013A; CN1122896A; KR950023833A; DE4434831C2; TW251393B; DE4434831A1

Abstract

본 발명은 열병합발전시스템에 관한 것으로써, 자가전기설비에 공급하는 전력을 발전하는 가스엔진식 발전기에 배열회수배관을 접속하고 그 배열회수배관을 통하여 배열인 고온의 온수를 열원측이 되는 열원측열교환기에 공급하고 열원측열교환기에서의 열교환에 의해 열매를 가열증발시켜서 그 열매증기를 상승하여 난방용 열교환기에 공급하여 그곳에서의 열교환에 의해 액화시키고 그 열매액을 흘러내려서 열원측열교환기로 되돌아가게 하고 자연순환유동에 의하여 난방을 실시하며, 잉여의 배열을 방열기에서 방출하고 난방용열교환기에 대한 열매의 공급량을 제어하고 자가전기 설비의 전력을 자가발전설비에서 발전한 전력으로 공급하는 동시에 그 자가발전설비로부터의 배열을 이용하여 난방을 실시하는 것이면서 시스템 전체를 싼 값으로 구축하는 것을 특징으로 한다.

Description

열병합발전시스템(COGENERATION SYSTEM)

제1도는 본 발명에 관련되는 열병합발전시스템의 제1실시예를 나타내는 전체시스템구성도.

제2도는 본 발명에 관련되는 열병합발전시스템의 제2실시예를 나타내는 전체시스템구성도.

제3도는 본 발명에 관련되는 열병합발전시스템의 제3실시예를 나타내는 전체시스템구성도.

제4도는 본 발명에 관련되는 열병합발전시스템의 제4실시예를 나타내는 전체시스템구성도.

제5도는 본 발명에 관련되는 열병합발전시스템의 제5실시예를 나타내는 전체시스템구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발전기 2 : 조명기구

3 : 환기용 팬 4 : 콘센트

5 : 급수용펌프 6 : 냉각쟈켓

7 : 펌프 8 : 배열(排熱)회수배관

10 : 자연순환용 배관 12 : 방열팬

13 : 방열기 16 : 제1마이크로컴퓨터

20 : 바이패스배관 21 : 축열통

23 : 제 2마이크로컴퓨터 26 : 증기터빈식 발전기

29 : 응축기 32 : 냉방용 자연순환용 배관

본 발명은 자가전기설비에 대한 전력을 자가발전설비에서 공급할 수 있도록 하면서 그 자가발전설비로부터의 배열을 이용하여 난방과 냉방을 실시할 수 있도록 한 열병합발전시스템에 관한 것이다.

상기한 바와같은 열병합발전시스템으로서는 종래 일본특개평 2-23211호 공보에 개시되어 있는 것이 있었다.

이 종래예에 따르면 2축식 가스터빈의 배기를 배열보일러에 공급하고 그 배열보일러에서 발생한 과열증기를 추기복수(抽氣復水) 터빈에 공급하여 동기 발전기를 구동함에 따라 발전하고 배열보일러로부터의 배열에 의해 온수를 얻는 동시에 추기복수터빈으로부터의 추기를 흡수식냉동기에 공급하여 냉수를 얻고 그들의 온수 및 냉수 각각에 의해 냉난방을 실시할 수 있도록 구성되어 있다.

이와같은 종래예에 있어서 난방을 실시하기 위해 온수를 난방용열교환기에 공급하거나 냉수를 냉방용 열교환기에 공급하는 경우 일반적으로 펌프를 이용하고 있다. 그리고 그 펌프의 구동을 상기한 동기발열기에서 얻은 전력에 의하여 실시하도록 구성된다.

그러나 예를들면 빌딩등에 있어서, 다수의 장소에 온수와 냉수를 펌프로 압송하기 위해서는 대용량의 펌프가 많이 필요하기 때문에 초기 비용이 증대하는 결점이 있다. 또한 펌프의 구동을 위해 상당히 많은 전력을 소비하는 데다, 자가발전설비로써 발열능력이 큰 것이 필요하게 되어 초기 비용이 증대하고, 한편 외부에서 전력을 받는 경우에는 유지비용이 증대하는 결점이 있으며 시스템을 구축함에 있어서 값이 비싸지는 결점이 있었다.

본 발명의 목적은 자가전기 설비의 전력을 자가발전설비에서 발전한 전력으로 공급하는 동시에 그 자가발전설비로부터의 배열을 이용하여 난방을 실시하는 것이면서 시스템 전체를 싼 값으로 구축할 수 있도록 하는 것에 있으며, 또 다른 목적은 자가발전설비로부터의 배열량을 넘는 난방부하의 변화에 대해서도 양호하게 대응할 수 있도록 하는 것에 있으며, 또 다른 목적은 자가 발전설비로부터의 배열을 보다 유효하게 이용할 수 있게 하는 것에 있다. 그리고 다른 목적은 자가전기설비의 전력을 자가발전설비에서 발전한 전력으로 공급하는 동시에 그 자가발전설비로부터의 배열을 이용하여 냉방을 실시하는 것이면서 시스템 전체를 싼 값으로 구축할 수 있게 하는 것에 있으며, 또 다른 목적은 자가발전설비의 용량이 적어도 냉방부하의 증대에 양호하게 대응할 수 있게 하는 것에 있으며, 또 다른 목적은 자가발전설비로부터의 배열에 의해 냉방 및 난방의 어느쪽도 구성간단한 동시에 싼 값으로 하여 실시할 수 있게 하는 것에 있다. 또한 다른 목적은 자가발전설비로부터의 배열량을 넘는 냉방부하의 변화에 대해서도 양호하게 대응할 수 있게 하는 것에 있으며, 또 다른 목적은 자가발전설비로부터의 배열을 보다 유효하게 이용할 수 있게 하는 것에 있다. 또한 다른 목적은 후술하는 실시예에서 확실하게 될 것이다.

본 발명의 열병합발전시스템은 상기 목적을 달성하기 위해 자가전기설비에 공급하는 전력을 발전하는 자가발전설비와, 상기 자가발전설비에 부설한 열원측으로 되는 열원측열교환기와, 상기 열원측열교환기에 기체와 액체로 상변화하는 열매(熱媒)를 자연순환유동하는 자연순환용배관을 통하여 상기 열원측열교환기보다도 위쪽장소에서 접속한 이용측이 되는 난방용열교환기와, 상기 자연순환용배관에 부설한 방열기와, 잉여열의 존재를 검출하여 방열 신호를 출력하는 잉여열검출수단과, 상기 방열신호에 응답하여 상기 방열기를 방열상태로 전환하도록 작동하는 방열제어수단으로 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 열병합발전시스템의 구성에 따르면 자가발전설비에서 발전한 전력을 자가전기설비에 공급하면서 자가발전설비로부터의 배열을 열원측열교환기에 공급하고 그 열원측열교환기와 난방용 열교환기의 사이에서 열매를 자연순환시켜서 난방을 실시할 수 있다. 그리고 자가발전설비로 부터의 배열량이 난방용열교환기에서의 수요량보다도 많은 때에는 방열제어 수단에 의해 방열상태로 전환하여 잉여열을 방열기로부터 자동적으로 방출하고 자가발전설비에서는 소정의 발전을 실시하게 하면서 난방용 열교환기에 대한 열매의 공급량을 제어할 수 있다.

따라서 자가발전설비에서 발전한 전력을 자가전기설비에 공급하고 자가발전설비로부터의 배열을 이용하여 열매를 가열증발시키고 열원측열교환기와 난방용 열교환기의 사이에서의 열매의 자연순환에 의해 난방을 실시하기 때문에 난방용 열교환기에 열매를 공급하기 위해 펌프등의 열의 반송동력이 불필요해지는 동시에 정비보수 작업도 간단해지고 자가전기설비의 전력을 자가발전설비에서 발전한 전력으로 공급하는 동시에 그 자가발전설비로부터의 배열을 이용하여 난방을 실시하는 것이면서 시스템 전체를 싼 값으로 구축할 수 있게 되었다.

또한 자가발전설비로부터의 배열량이 난방용 열교환기에서의 수요량보다도 많을 때에는 잉여열을 방열기에서 자동적으로 방출하도록 제어하기 때문에 예를들면 펌프등의 토출량을 조정하는 등의 경우보다도 제어구성을 간단하게 할 수 있으므로 이 점에 있어서도 제작경비를 절감할 수 있다.

또 본 발명의 열병합발전시스템은 상기한 목적을 달성하기 위해 상기 발명의 열병합발전시스템에 있어서의 자가발전설비와 열원측열교환기를 배열회수배관을 통하여 접속하고 그 배열회수배관에 바이패스배관을 접속하여 그 바이패스배관에 축열통을 부설하는 동시에 바이패스배관에 유동하는 상태와 유동시키지 않은 상태로 전환하는 전환밸브를 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 열병합발전시스템의 구성에 따르면 주간등과 같이 발전량에 비해 난방부하가 작을 때에 자가발전설비로부터의 배열량의 잉여분을 축열통에 공급하고 저녁부터 밤이라든가 다음날 아침등과 같이 자가발전설비로부터와 배열량에 비하여 난방부하가 커졌을 때에 대응할 수 있다.

따라서 잉여열을 축열통에 공급하여 저장하고 저녁부터 밤이라든가 다음날 아침등과 같이 자가발전설비로부터의 배열량에 비하여 난방부하가 커졌을때에 대응하기 때문에 자가발전설비로부터의 배열량을 넘는 난방부하의 변화가 있어도 그 열의 부족분을 축열통에 저장한 열을 이용하여 대응할 수 있게 되었다.

또 본 발명의 열병합발전시스템은 상기 목적을 달성하기 위해 상기한 발명의 열병합발전시스템에 있어서 자연순환용 배관에 저탕통을 부설한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 열병합발전시스템의 구성에 따르면 저탕통에도 자연순환에 의하여 열매를 공급하고 자가발전설비로부터의 배열을 급탕등에 이용할 수 있다.

따라서 자가발전설비로부터의 배열을 이용하여 저탕통에도 자연순환에 의하여 열매를 공급하여 급탕등에 이용하기 때문에 자가발전설비로부터의 배열을 보다 유효하게 이용할 수 있게 되었다.

또 본 발명의 열병합발전시스템은 상기 목적을 달성하기 위해 자가전기 설비에 공급하는 전력을 발전하는 자가발전설비와, 상기 자가발전설비에 부설한 열원측이 되는 열원측열교환기와, 상기 열원측열교환기에 기체와 액체로 상변화하는 열매를 자연순환유동하는 자연순환용 배관을 통하여 상기 열원측열교환기보다도 윗쪽장소에서 접속한 흡수식 냉동기와, 상기 흡수식 냉동기의 증발기에 기체와 액체로 상변화하는 열매를 자연순환유동하는 냉방용 자연순환용배관을 통하여 상기 흡수식냉동기보다도 아랫쪽장소에서 접속한 이용측이 되는 냉방용 열교환기와, 상기 자연순환용 배관에 부설한 방열기와, 잉여열의 존재를 검출하여 방열신호를 출력하는 잉여열검출수단과, 상기 방열신호에 응답하여 상기 방열기를 방열상태로 전환하도록 작동하는 방열제어수단으로 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 열병합발전시스템의 구성에 따르면 자가발전설비에서 발전한 전력을 자가전기설비에 공급하면서 자가발전설비로부터의 배열을 열원측열교환기에 공급하고, 그 열원측열교환기와 흡수식냉동기의 증발기의 사이에서 열매를 자연순환시키고, 또한 증발기와 냉방용 열교환기의 사이에서 열매를 자연순환시켜서 냉방을 실시할 수 있다. 그리고 자가발전설비로부터의 배열량이 냉방용 열교환기에서의 수요량보다도 많을 때에는 방열제어 수단에 의해 방열상태로 전환되어 잉여열을 방열기로부터 자동적으로 방출하고 자가발전설비에서는 소정의 발전을 실시하게 하면서 냉방용 열교환기에 대한 열매의 공급량을 제어할 수 있다.

본 발명의 열병합발전시스템에 따르면 자가발전설비에서 발전한 전력을 자가전기설비에 공급하고 자가발전설비로부터의 배열을 이용하여 열매를 가열증발시키고 열원측열교환기와 흡수식냉동기의 증발기의 사이에서 열매를 자연순환시키고, 또한 증발기와 냉방용 열교환기의 사이에서의 열매의 자연 순환에 의해 냉방을 실시하기 때문에 냉방용 열교환기에 열매를 공급하기위해 펌프등의 열의 반송동력이 불필요해지는 동시에 정비보수작업도 간단해지고 자가전기설비의 전력을 자가발전설비에서 발전한 전력으로 공급하는 동시에 그 자가발전설비로부터의 배열을 이용하여 냉방을 실시하는 것이면서 시스템 전체를 싼 값으로 구축할 수 있게 되었다.

또한 자가발전설비로부터의 배열량이 냉방용 열교환기에서의 수요량보다도 많을 때에는 잉여열을 방열기로부터 자동적으로 방출하여 제어하기 때문에, 예를들면 펌프등의 토출량을 조정하는 등의 경우보다도 제어구성을 간단하게 할 수 있고 이 점에 있어서도 제작경비를 절감할 수 있다.

또 본 발명의 열병합발전시스템은 상기한 바와같은 목적을 달성하기위해 상기 발명의 열병합발전시스템에 있어서의 자가발전장치에 의하여 구동하는 제빙기를 설치하는 동시에 그 제빙기에 얼음저장열통을 접속하고 증발기의 근처에 열교환기를 설치하고 얼음저장열통과 열교환기를 냉각용 배관을 통하여 접속한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 열병합발전시스템의 구성에 따르면 자가전기설비에서의 전력소비가 적은 야간등에 얼음저장열통에 얼음을 저장하고 그 얼음을 이용하여 열매를 응축액화할 수 있다.

따라서 본 발명의 열병합발전시스템에 따르면 자가발전설비의 용량이 적어도 냉방부하의 증대에 양호하게 대응할 수 있어 보다 경제적이다.

또 본 발명의 열병합발전시스템은 상기한 바와같은 목적을 달성하기위해 상기한 발명의 열병합발전시스템에 있어서, 자연순환용배관에 이용측이 되는 난방용 열교환기를 부설한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 열병합발전시스템의 구성에 따르면 열원측열교환기와 난방용 열교환기의 사이에서 열매를 자연순환시켜서 난방을 실시할 수 있다.

따라서 본 발명의 열병합발전시스템에 따르면 자가발전설비로부터의 배열에 의해 냉방만이 아니라 난방도 구성간단한 동시에 싼 값으로 실시할 수 있게 되었다.

또 본 발명의 열병합발전시스템은 상기한 바와같은 목적을 달성하기위해 상기 발명의 열병합발전시스템에 있어서, 자가발전설비와 열원측열교환기를 배열회수배관을 통하여 접속하고 그 배열회수배관에 바이패스배관을 접속하고 그 바이패스배관에 축열통을 부설하는 동시에 바이패스배관에 유동하는 상태와 유동시키지않은 상태로 전환하는 전환밸브를 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 열병합발전시스템의 구성에 따르면 발전량에 비하여 냉방부하가 작을때에 자가발전설비로부터의 배열량의 잉여분을 축열통에 공급하고 주간등과 같이 냉방부하가 커졌을때에 대응할 수 있다.

따라서 본 발명의 열병합발전시스템에 따르면 잉여열을 축열통에 공급 저장하고 주간등과 같이 냉방부하가 커졌을때에 대응하기 때문에 자가발전 설비로부터의 배열량을 넘는 냉방부하의 변화가 있어도 그 열의 부족분을 축열통에 저장한 열을 이용하여 대응할 수 있게 되었다.

또 본 발명의 열병합발전시스템은 상기한 바와같은 목적을 달성하기위해 상기 발명의 열병합발전시스템에 있어서, 자연순환용배관에 저탕통을 부설한 것을 특징으로 하고 있다.

따라서 본 발명의 열병합발전시스템에 따르면 자가발전설비로부터의 배열을 이용하여 저탕통에도 자연순환에 의하여 열매를 공급하여 급탕등에 이용하기 때문에 자가발전설비로부터의 배열을 보다 유효하게 이용할 수 있게 되었다. 발명을 설명하기 위해 현재의 가장 적절하다고 생각되는 형태가 도시되어 있지만, 발명이 도시된 대로의 구성 및 방책에 한정되는 것은 아닌 것을 이해해 주었으면 한다.

이하 본 발명의 한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

[실시예 1]

제1도는 열병합발전시스템의 제1실시예를 나타내는 전체시스템구성도이며 1은 빌딩의 지하실등에 설치되는 자가발전설비로서의 가스엔진식 발전기를 나타내고 그 가스엔진식 발전기(1)에 각층의 조명기구(2…), 환기용팬(3…), 콘센트(4…), 급수용 펌프(5…)등 각종의 자가전기설비가 접속되고 가스 엔진식 발전기(1)에서 발전한 전력에 의해 자가전기 설비에 대한 전력을 공급하도록 구성되어 있다.

가스엔진식 발전기(1)의 냉각쟈켓(6)에 펌프(7)를 끼워넣은 배열회수배관(8)이 접속되는 동시에 그 배열회수배관(8)에 열원측이 되는 열원측열교환기(9)가 부설되어 있다.

열원측열교환기(9)에 기체와 액체로 상변화하는 열매를 자연순환유동하는 자연순환용배관(10)이 접속되는 동시에 그 자연순환용배관(10)에 열원측열교환기(9)보다도 윗쪽장소에 있어서, 각 층의 이용측이 되는 난방용열교환기(11…)가 부설되어 있다.

자연순환용 배관(10)은 밀봉상태에서 내압성 대(大)로 구성되는 동시에 그 내부에는 감압상태(예를들면 온도 75℃ 이상에서 물을 증발시킬 수 있을 정도의 압력)에서 열매로서의 물이 봉입되어 있으며 냉각쟈켓(6)에서 보내져 오는 고온의 온수(예를들면 온도 90℃ 이상의 온수)와 열원측열교환기(9)에서 열교환함에 따라 증기를 발생하고 그 증기가 자연순환용 배관(10)을 구성하는 증기배관(10a)내에서 상승하여 난방용 열교환기(11…)에 공급되고 난방용 열교환기(11…)에서의 열교환에 의해 액화하고 그 물이 자연순환용 배관(10)을 구성하는 물배관(10b)을 통하여 흘러내림에 의해 열원측열교환기(9)에 되돌아가도록, 즉 자연순환유동하도록 구성되어 있다.

최상부의 난방용 열교환기(11)보다도 윗쪽장소에 있어서, 자연순환용 배관(10)에 방열팬(12)을 구비한 방열기(13)가 부설되어 있다. 이 방열기(13)에 대한 증기의 입구측에 잉여열의 존재를 검출하여 방열신호를 출력하는 잉여열검출수단으로서의 압력센서(14)와 설정 이상의 압력일때 개방되는 자동개폐밸브(15)가 끼워 넣어지고, 또한 압력센서(14)에 방열제어수단으로서의 제1마이크로컴퓨터(16)가 접속되는 동시에 그 제1마이크로컴퓨터(16)에 방열팬(12)을 구동하는 팬모터(17)가 접속되어 있다.

상기 제1마이크로컴퓨터(16)에서는 압력센서(14)로부터의 방열신호에 응답하여 팬모터(17)에 기동신호를 출력하고 그에 따라 방열팬(12)을 구동하여 방열기(13)를 방열상태로 전환하고 배열량이 난방부하등의 필요량보다도 많을때에 그 잉여열을 자동적으로 배출하도록 구성되어 있다.

또 배열회수배관(8)에 전환밸브로서의 분배밸브(18)와 역지밸브(19)를 통하여 바이패스 배관(20)이 접속되는 동시에 그 바이패스배관(20)에 축열통(21)이 부설되고 냉각쟈켓(6)으로부터 보내어지는 고온의 온수의 일부를 축열통(21)에 공급하고 그 열에너지를 축열통(21)에 공급하여 저장하도록 구성되어 있다.

축열통(21)내에 온도센서(22)가 설치되고 그 온도센서(22)에 제2마이크로 컴퓨터(23)가 접속되고 그 제2마이크로컴퓨터(23)에 분배밸브(18)가 접속되고 축열통(21)내의 온수의 온도가 설정된 고온(예를들면 85℃ 이상)이 되었을 때에 축열을 정지하고, 한편 설정된 저온(예를 들면 80℃ 이하)이 되었을 때에 축열을 개시하도록 구성되어 있다.

방열기(13)보다도 하방향측 장소에 있어서, 자연순환용배관(10)에 저탕통(24)이 부설되고 가스엔진식 발전기(1)로부터의 배열을 이용하여 급탕등에 대한 온수를 얻도록 구성되어 있다.

[실시예 2]

제2도는 열병합발전시스템의 제2실시예를 나타내는 전체시스템구성도이며 제1실시예와 다른 점은 다음과 같다.

즉 일부가 다른부보다도 윗쪽으로 돌출하여 구축되어 있는 건물에 적용하는 경우를 나타내고 돌출건물부분내에도 자연순환용 배관(10)이 연장설치되는 동시에 그 자연순환용 배관(10)에 난방용 열교환기(11…)가 부설되고, 또한 돌출건물부분의 옥상에 설치된 저탕통(24)의 윗쪽까지 자연순환용 배관(10)이 연장설치되는 동시에 그곳에 잉여열의 존재를 검출하여 방열신호를 출력하는 잉여열검출수단으로서의 압력 센서(14)가 끼워 넣어져 있다.

또 방열기(13)가 낮은 측의 옥상에 설치되고 그 방열기(13)에 대한 증기의 입구측에 개폐밸브(15a)가 끼워 넣어지고 상기 제1실시예와 똑같이 압력센서(14)에 제1마이크로컴퓨터(16)가 접속되는 동시에 그 제1마이크로컴퓨터(16)에 방열팬(12)을 구동하는 팬모터(17)가 접속되고 배열량이 난방부하등의 필요량보다도 많을때에 개폐밸브(15a)를 열고 그 잉여열을 자동적으로 배출하도록 구성되어 있다. 다른 구성 및 기능은 제1실시예와 똑같으며 동일 도면번호를 붙임에 따라 그 설명을 생략한다.

상기 실시예에 있어서, 방열기(13)를 방열상태로 전환하기위해 잉여열의 존재를 검출하는데 증기의 입구측에서의 압력을 검출하고 있지만 압력에 대신하여 온도를 검출하도록 해도 좋다.

상기 실시예에 있어서, 예를 들면 물배관(10b)의 하부측에 이점쇄선으로 나타내는 바와같이 수력발전용의 수차(25)를 설치하거나 증기배관(10a)의 하부측에 이점쇄선으로 나타내는 바와같이 증기터빈식 발전기(26)를 설치하여 보조적인 발전을 실시하고 그 전력에 의해 가스엔진식 발전기(1)로부터의 전력에 대신하여, 예를 들면 펌프(7)를 구동하는 등으로 해도 좋다.

[실시예 3]

제3도는 열병합발전시스템의 제3실시예를 나타내는 전체시스템구성도이며 제1실시예와 다른 점은 다음과 같다.

즉 상기 자연순환용배관(10)에 흡수식냉동기(27)의 재생기(28)가 부설되어 있다. 도면중 29는 응축기, 30은 흡수기를 각각 나타내고 있다.

흡수식냉동기(27)의 증발기(31)에 기체와 액체로 상변화하는 열매를 자연순환유동하는 냉방용 자연순환용 배관(32)이 접속되는 동시에 흡수식 냉동기(27)보다도 아랫쪽장소에서 냉방용 자연순환용 배관(32)에 이용측이 되는 냉방용 열교환기(33…)가 부설되어 있다.

자연순환용 배관(10)은 밀봉상태에서 내압성 대로 구성되는 동시에 그 내부에는 감압상태(예를들면 온도 75℃ 이상에서 물을 증발할 수 있을 정도의 압력)로 열매로서의 물이 봉입되어 있으며 냉각쟈켓(6)으로부터 보내어져 오는 고온의 온수(예를들면 온도 90℃ 이상의 온수)와 열원측열교환기(9)에서 열교환함에 따라 증기를 발생하고 그 증기가 자연순환용 배관(10)을 구성하는 증기배관(10a)내를 상승하여 흡수식 냉동기(27)의 재생기(28)에 공급되고 재생기(28)에서의 열교환에 따라 액화하고 그 물이 자연순환용 배관(10)을 구성하는 물배관(10b)을 통하여 흘러내림에 따라 열원측열교환기(9)로 되돌아가도록, 즉 자연순환유동하도록 구성되어 있다.

또 냉방용 자연순환용 배관(32)에는 기체와 액체로 상변화하는 열매로써 염소가 없는 무해한 프론가스(R134a)가 봉입되고 흡수식냉동기(27)의 증발기(31)에서 응축액화된 프론액이 냉방용 자연순환용 배관(32)을 구성하는 액배관(32a)을 통하여 흘러내림에 따라 냉방용 열교환기(33…)에 공급되고 냉방용 열교환기(33…)에서의 열교환에 의해 증발하고 그 프론가스가 냉방용 자연순환용 배관(32)을 구성하는 가스배관(32b)내를 상승하여 증발기(31)로 되돌아가도록, 즉 자연순환유동되도록 구성되어 있다.

흡수식냉동기(27)보다도 윗쪽장소에 있어서, 상기 제1실시예와 똑같이 자연순환용 배관(10)에 방열팬(12)을 구비한 방열기(13)가 부설되어 있다. 이 방열기(13)에 대한 증기의 입구측에 잉여열의 존재를 검출하여 방열신호를 출력하는 잉여열검출수단으로서의 압력 센서(14)와 설정 이상의 압력일때 개방되는 자동개폐밸브(15)가 끼워 넣어지고, 또한 압력센서(14)에 방열제어수단으로서의 제1마이크로컴퓨터(16)가 접속되는 동시에 그 제1마이크로컴퓨터(16)에 방열팬(12)을 구동하는 팬모터(17)가 접속되어 있다.

상기 제1마이크로컴퓨터(16)에서는 압력센서(14)로부터의 방열신호에 응답하여 팬모터(17)에 기동신호를 출력하고, 그에 따라 방열팬(17)을 구동하여 방열기(13)를 방열상태로 전환하고, 배열량이 냉방부하등의 필요량보다도 많을 때에 그 잉여열을 자동적으로 배출하도록 구성되어 있다. 다른 구성 및 기능은 제1실시예와 똑같으며 동일 도면번호를 붙임에 따라 그 설명은 생략한다.

[실시예 4]

제4도는 열병합발전시스템의 제4실시예를 나타내는 전체시스템구성도이며 제3실시예와 다른 점은 다음과 같다.

즉 가스엔진식 발전기(1)에 제빙기(34)가 접속되는 동시에 그 제빙기(34)에 펌프배관(35)과 되돌아감배관(36)을 통하여 얼음축열통(37)이 접속되어 있다. 한편 증발기(31)로부터의 출구측에 있어서 액배관(32a)에 열교환기(38)가 설치되는 동시에 얼음축열통(37)과 열교환기(38)가 냉각용 배관(39a)(39b)을 통하여 접속되고 자가전기설비에서의 전력소비가 적은 야간등에 제빙기(34)를 구동하여 제빙하고 그 얼음을 얼음축열통(37)에 저장하고 그 얼음을 이용하여 프론가스의 응축액화를 촉진하도록 구성되어 있다. 다른 구성은 제3실시예와 대략 같으므로 그 설명은 동일 도면번호를 붙임에 따라 생략한다.

[실시예 5]

제5도는 열병합발전시스템의 제5실시예를 나타내는 전체시스템구성도이며 제4실시예와 다른 점은 다음과 같다.

즉 냉방용 열교환기(33)에 대신하여 냉·난방용 열교환기(40)를 이용하여 그 냉·난방용 열교환기(40)가 상기 자연순환용배관(10)에 부설되고 열원측열교환기(9)에서의 열교환에 의해 발생한 증기를 증기배관(10a)내를 상승시켜서 냉·난방용 열교환기(40…)에 공급하고 냉·난방용 열교환기(40…)에서의 열교환에 의해 액화하고 그 물을 물배관(10b)을 통하여 흘러내림에 따라 열원측열교환기(9)로 되돌아가도록, 즉 자연순환유동하도록 하여 가스엔진식 발전기(1)로부터의 배열을 이용하여 난방도 실시할 수 있게 구성되어 있다. 다른 구성은 제4실시예와 똑같으며 그 설명은 동일 도면번호를 붙임에 따라 생략한다. 상기 냉·난방용 열교환기(40)에 대신하여 난방 전용의 난방용 열교환기를 이용하여 냉방용 열교환기(33)와 별개로 설치하도록 해도 좋다.

상기 열병합발전시스템을 실시함에 있어, 자가발전설비의 능력을 적절히 설정함에 의해 하나의 빌딩 전체에서 필요로 되는 전력을 공급하는 것이 가능한데, 외부로부터의 전력을 받을 수 있도록 외부로부터의 전력선을 끌어들여 놓고 전력부하가 대폭적으로 증대하는 등의 상황에 대응할 수 있게 해두어도 좋다.

상기 실시예에 있어서의 난방용 열교환기(11)로서는 송풍팬에 의해 온풍을 보내는 타입의 것, 또는 복사에 의해 난방을 실시하는 복사패널등 각종의 것을 적용할 수 있다.

자가발전설비로서는 상기 실시예와 같은 가스엔진식 발전기(1)에 한정되지 않고, 예를 들면 디젤엔진식 발전기와 가스터빈식 발전기, 또는 인산형연료전지 등의 각종의 연료전지등, 요컨대 그 발전에 동반하여 배열을 발생하는 것이면 좋다.

상기 실시예에서는 자연순환용배관(10)내에 물을 저압으로 봉입함에 의해 자연순환가능한 열매로 하고 있는데 본 발명으로서는 염소가 없는 무해한 프론가스(R134a)와 (R404A)등의 열매를 사용할 수 있다.

냉방용 열교환기(33)와 냉·난방용 열교환기(40)로서는 송풍팬에 의해 냉풍과 온풍을 보내는 타입의 것, 또는 복사에 의해 냉방과 난방을 실시하는 복사패널등 각종의 것을 적용할 수 있다.

상기 실시예에서는 자가발전설비로서의 가스엔진식 발전기(1)의 냉각쟈켓(6)과 열원측열교환기(9)를 배열회수배관(8)을 통하여 접속하고 있는데 그 배열회수배관(8)을 설치하지 않고 냉각쟈켓(6)으로부터 전열가능하게 냉각쟈켓(6)에 직접적으로 열원측열교환기(9)를 설치하도록 해도 좋다.

또 상기 실시예에서는 얼음축열통(37)을 증발기(31)로부터의 출구측에 설치하고 있는데 그것과 병렬로 설치하거나, 또는 증발기(31)에 대한 입구측에 설치하도록 해도 좋다.

이 발명은 그 사상 또는 본질에 일탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있고, 따라서 발명의 범위를 나타내는 것으로서 이상의 설명이 아니라 부가된 특허청구범위를 참조해야 한다.

Claims

자가전기설비에 공급하는 전력을 발전하는 자가발전설비와, 상기 자가발전설비에 부설한 열원측이 되는 열원측열교환기와, 상기 열원측열교환기에 기체와 액체로 상변화하는 열매를 자연순환 유동하는 자연순환용배관을 통하여 상기 열원측열교환기보다도 윗쪽장소에서 접속한 이용측이 되는 난방용 열교환기와, 상기 자연순환용 배관에 부설한 방열기와, 잉여열의 존재를 검출하여 방열신호를 출력하는 잉여열검출수단과, 상기 방열신호에 응답하여 상기 방열기를 방열상태로 전환하도록 작동하는 방열제어수단으로 이루어지는 것을 특징으로하는 열병합발전시스템.
제1항에 있어서, 상기 자가발전설비와 상기 열원측열교환기를 배열회수배관을 통하여 접속하고 그 배열회수배관에 바이패스배관을 접속하고 그 바이패스배관에 축열통을 부설하는 동시에 상기 바이패스배관에 유동하는 상태와 유동시키지 않은 상태로 전환하는 전환밸브를 설치하는 것을 특징으로 하는 열병합발전시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자연순환용배관에 저탕통을 부설하는 것을 특징으로하는 열병합발전시스템.
자가전기설비에 공급하는 전력을 발전하는 자가발전설비와, 상기 자가발전설비에 부설한 열원측이 되는 열원측열교환기와, 상기 열원측열교환기에 기체와 액체로 상변화하는 열매를 자연순환 유동하는 자연순환용배관을 통하여 상기 열원측열교환기보다도 윗쪽장소에서 접속한 흡수식 냉동기와, 상기 흡수식냉동기의 증발기에 기체와 액체로 상변화하는 열매를 자연 순환유동하는 냉방용 자연순환용 배관을 통하여 상기 흡수식냉동기보다도 아랫쪽장소에서 접속한 이용측이 되는 냉방용 열교환기와, 상기 자연순환용 배관에 부설한 방열기와, 잉여열의 존재를 검출하여 방열신호를 출력하는 잉여열검출수단과, 상기 방열신호에 응답하여 상기 방열기를 방열상태로 전환하도록 작동하는 방열제어수단으로 이루어지는 것을 특징으로하는 열병합발전 시스템.
제4항에 있어서, 상기 자가발전장치에 의하여 구동하는 제빙기를 설치하는 동시에 그 제빙기에 얼음축열통을 접속하고 상기 증발기의 근처에 열교환기를 설치하고 상기 얼음축열통과 상기 열교환기를 냉각용배관을 통하여 접속하는 것을 특징으로하는 열병합발전시스템.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 자연순환용 배관에 이용측이 되는 난방용 열교환기를 부설하는 것을 특징으로하는 열병합발전시스템.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 자가발전설비와 상기 열원측열교환기를 배열회수배관을 통하여 접속하고 그 배열회수배관에 바이패스배관을 접속하고 그 바이패스배관에 축열통을 부설하는 동시에 상기 바이패스배관에 유동하는 상태와 유동시키지 않은 상태로 전환하는 전환밸브를 설치하는 것을 특징으로하는 열병합발전시스템.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 자연순환용 배관에 저탕통을 부설하는 것을 특징으로하는 열병합발전시스템.
제5항에 있어서, 상기 자가발전설비와 상기 열원측열교환기를 배열회수배관을 통하여 접속하고 그 배열회수배관에 바이패스배관을 접속하고 그 바이패스배관에 축열통을 부설하는 동시에 상기 바이패스배관에 유동하는 상태와 유동시키지 않은 상태로 전환하는 전환밸브를 설치하는 것을 특징으로하는 열병합발전시스템.
제6항에 있어서, 상기 자연순환용배관에 저탕통을 부설하는 것을 특징으로하는 열병합발전시스템.
제7항에 있어서, 상기 자연순환용배관에 저탕통을 부설하는 것을 특징으로하는 열병합발전시스템.
제10항에 있어서, 상기 자가발전설비와 상기 열원측열교환기를 배열회수배관을 통하여 접속하고 그 배열회수배관에 바이패스배관을 접속하고 그 바이패스배관에 축열통을 부설하는 동시에 상기 바이패스배관에 유동하는 상태와 유동시키지 않은 상태로 전환하는 전환밸브를 설치하는 것을 특징으로하는 열병합발전시스템.