(57)【要約】【課題】熱併合発電機とボイラーを利用して暖房供給先に熱媒体である暖房水を提供することができる小型熱併合発電システムの提供。【解決手段】本発明は、熱併合発電機の廃熱によって所定温度に上昇した熱媒体をボイラのー内部に備えられた熱交換器に流入し、バーナーの燃焼熱によって熱交換が行われるようにすることで、バーナーの燃焼に必要なエネルギーは減少し、熱媒体の熱効率減少を防止して、熱併合発電機の内部に別途の熱交換器が備えられないので、構造的に簡素化できた小型熱併合発電システムに関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房供給先（１４０）の暖房に必要な熱媒体である暖房水が貯蔵される蓄熱曹（１１０）と、
前記蓄熱曹（１１０）と管連結され、電気を生産するときに発生する廃熱によって前記暖房供給先（１４０）の暖房に使用された熱媒体が加熱されるように備えられる熱併合発電機（１２０）と、
一端は前記熱併合発電機（１２０）と管連結され、他端は前記蓄熱曹（１１０）と管連結され、循環ポンプ（１３９）によって熱媒体が循環可能になるように設けられ、前記熱併合発電機（１２０）の廃熱によって直接加熱された熱媒体が熱交換器（１３５）に流入され、バーナー（１３７）の燃焼熱によって熱交換が行われるようにし、前記熱交換器（１３５）によって熱交換が行われた熱媒体を前記蓄熱曹（１１０）に再供給できるように備えられるボイラー（１３０）と、
を含むことを特徴とする暖房専用小型熱併合発電システム。
【請求項２】
前記蓄熱曹（１１０）は、貯蔵された熱媒体の温度を測定し、前記ボイラー（１３０）を制御する制御パネルと電気的に連結された温度センサー（１１１）をさらに含み、
前記制御パネルは、前記温度センサー（１１１）で感知された温度が設定温度以下の場合に前記ボイラー（１３０）又は前記熱併合発電機（１２０）のうち少なくとも何れか一つを動作させることで、前記蓄熱曹（１１０）に貯蔵された熱媒体の温度を一定に維持させることを特徴とする請求項１に記載の暖房専用小型熱併合発電システム。
【請求項３】
前記ボイラー（１３０）は、
前記熱併合発電機（１２０）を通過し、一端が前記蓄熱曹（１１０）と管連結され、他側は前記ボイラー（１３０）の暖房供給管（１３３）を介して前記熱交換器（１３５）の一側と管連結される第１ライン（Ｌ１）と、
前記熱交換器（１３５）の他側と管連結され、前記ボイラー（１３０）の暖房還水管（１３１）を介して前記蓄熱曹（１１０）と管連結される第２ライン（Ｌ２）と、を含み、
前記第１ライン（Ｌ１）と前記第２ライン（Ｌ２）の内部には常時循環ポンプ（１３９）によって循環する熱媒体が移動可能に備えられることを特徴とする請求項１に記載の暖房専用小型熱併合発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱併合発電機とボイラーを利用して暖房供給先に熱媒体である暖房水を提供することができる小型熱併合発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、小型熱併合発電（ＣＨＰ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｈｅａｔ  ＆  Ｐｏｗｅｒ）とは、内燃機関、ガスタービン、燃料電池、スターリングエンジンなど各種原動機によって燃料が有する化学エネルギーを電気エネルギーに変換生産し、この時に伴う廃熱を有効に活用する総合エネルギーシステムである。
【０００３】
このような発電方式は、既存の発電方式に比べて２倍以上にエネルギーの利用効率を向上させることができる高効率エネルギー技術であると同時に、地球温暖化に寄与度が最も高いＣＯの排出量を画期的に減らすことができる親環境技術であるので、各国でその導入を活発に推進している。
【０００４】
このような熱併合発電システムの一つとして、大韓民国の登録特許第７１３６２０号が提示されている。
【０００５】
図１は、従来の熱併合発電と個別暖房統合システムを概略的に示す構成図であって、韓国公開特許第１０−２０１１−３６２８５号（２０１１年４月７日）に開示されている。
【０００６】
従来の熱併合発電と個別暖房統合システムは、熱併合発電機とボイラーの熱媒体流路を連結することで、熱併合発電機で回収した熱を暖房及び温水の両方に利用することができ、システムを単純化させて設置費用を減少させることができ、暖房及び温水モード時に供給される熱量制御が容易な小型熱併合発電システムを提供することにその目的があり、これを実現するための電気の発電時に生成された廃熱を回収するために熱交換器１１０を備えた熱併合発電機１００と、前記熱交換器１１０で熱を吸収した熱媒体を暖房所要先と温水供給のために直水との熱交換が行われる給湯熱交換器２３０のいずれか一つで選択的に循環させるボイラー２００と、前記循環される熱媒体が貯蔵され、前記貯蔵された熱媒体を前記熱併合発電機１００の熱交換器１１０に供給するように連結された熱媒体貯蔵タンク３００とから構成される。
【０００７】
しかし、このような従来の熱併合発電システムは、暖房時に熱併合発電機の廃熱を回収するための熱交換器に加えて、主熱交換器を同時に使用するので、構造的にボイラーの大きさが増加するとともに、全体的な構造が複雑という問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するために提案されたもので、熱媒体の熱交換に必要な熱交換器の個数を簡素化して熱併合システムの構造的な簡素化を推進するとともに、熱効率を高めることができる熱併合システムを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した技術的課題を解決するために本発明による暖房専用小型熱併合発電システムは、暖房供給先の暖房に必要な熱媒体である暖房水が貯蔵される蓄熱曹と、前記蓄熱曹と管連結され、電気を生産する時に発生する廃熱によって前記暖房供給先の暖房に使用された熱媒体が加熱できるように備えられる熱併合発電機と、一端が前記熱併合発電機と管連結され、他端は前記蓄熱曹と管連結され、循環モーターによって熱媒体が循環可能に設けられ、前記熱併合発電機の廃熱によって加熱された熱媒体が熱交換器に流入され、バーナーの燃焼熱によって熱交換が行われるようにし、前記熱交換器によって熱交換が行われた熱媒体を前記蓄熱曹に再供給することができるように備えられるボイラーと、を含む。
【００１０】
また、前記蓄熱曹は、貯蔵された熱媒体の温度を測定し、前記ボイラーを制御する制御パネルと電気的に連結された温度センサーをさらに含み、前記制御パネルは前記温度センサーで感知された温度が設定温度以下の場合に前記ボイラー又は前記熱併合発電機のうち少なくとも何れか一つを動作させることで、前記蓄熱曹に貯蔵された熱媒体の温度を一定に維持させることが好ましい。
【００１１】
また、前記ボイラーは、前記熱併合発電機を通過し、一端が前記蓄熱曹と管連結され、他側は前記ボイラーの暖房供給管を介して前記熱交換器の一側と管連結される第１ラインと、前記熱交換器の他側と管連結され、前記ボイラーの暖房還水管を介して前記蓄熱曹と管連結される第２ラインと、を含み、前記第１ラインと前記第２ラインの内部には前記循環モーターによって循環する熱媒体が移動可能に備えられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来とは差別的に熱併合発電機の廃熱によって直接加熱式に所定温度が上昇した熱媒体をボイラーの内部に備えられた熱交換器に流入し、バーナーの燃焼熱によって熱交換が行われるようにすることで、バーナーの燃焼に必要なエネルギーは減少し、熱媒体の熱効率減少を防止する効果を有するようになる。
【００１３】
また、従来とは差別的に熱併合発電機の内部に別途の熱交換器が備えられないので、構造的に簡素化できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の熱併合発電システムを示した概念図である。
【図２】本発明による小型熱併合発電システムを示した概念図である。
【図３】本発明による小型熱併合発電システムを介して熱媒体が移動する様態を示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して本発明による暖房専用小型熱併合発電システム（以下、「熱併合発電システム」という）について詳しく説明する。
【００１６】
まず、図２に示したように、本発明による熱併合発電システム１００は、大きく、蓄熱曹１１０と、熱併合発電機１２０と、ボイラー１３０とから構成される。
【００１７】
より詳しく説明すれば、前記蓄熱曹１１０は、暖房水である熱媒体を一定量貯蔵することができるタンク（ｔａｎｋ）形式に形成され、一側の外面は熱併合発電機１２０及びボイラー１３０の暖房還水管１３１と管連結され、他側の外面は貯蔵された熱媒体が暖房供給先１４０を循環して暖房に使用されるように管連結される。
【００１８】
なお、暖房還水管１３１は蓄熱曹１１０の一側上部に連結され、熱併合発電機１２０は前記蓄熱曹１１０の一側下部に管連結され、暖房供給先１４０を循環した以後の熱媒体が熱併合発電機１２０に容易に供給できるようにする。
【００１９】
また、蓄熱曹１１０には貯蔵された熱媒体の温度を測定することができる温度センサー１１１がさらに備えられ、前記温度センサー１１１はボイラー１３０の制御パネル（図示せず）と電気的に連結され、前記制御パネルを介して貯蔵された熱媒体の温度を一定に維持できるようにする。
【００２０】
例えば、制御パネルを介して蓄熱曹１１０に貯蔵される熱媒体（暖房水）の設定温度を６０℃に設定するとき、温度センサー１１１はその設定温度の以下に蓄熱曹１１０に貯蔵された熱媒体の温度が低下すれば、その感知温度を制御パネルに送信し、前記制御パネルはボイラー１３０のバーナー１３７を稼動するか、又は、電気を生産する熱併合発電機１２０のうち少なくとも何れか一つを稼動させて、蓄熱曹１１０に貯蔵された熱媒体の温度を一定に維持できるようにする。
【００２１】
なお、図示していないが、制御パネルは、熱併合発電機１２０を介して生産された電気を満たすか否かによってボイラー１３０又は熱併合発電機１２０を稼動させ、蓄熱曹１１０に貯蔵された熱媒体の温度を上昇させることができるようにする。
【００２２】
そして、前記熱併合発電機１２０は、通常の電気を生成するとき、廃熱が発生する小型熱併合発電機を使用し、蓄熱曹１１０及びボイラー１３０の暖房供給管１３３と管連結される第１ラインＬ１が形成されるように設けられる。
【００２３】
このとき、第１ラインＬ１は熱併合発電機１２０のガスエンジン等と近接するように流入され、前記熱併合発電機１２０の廃熱が前記第１ラインＬ１の直接的な加熱によって熱媒体を加熱できるように設けられることが好ましい。
【００２４】
そして、前記ボイラー１３０は、供給されるガスを加熱するバーナー１３７と、前記バーナー１３７の燃焼熱を介して熱媒体を熱交換する熱交換器１３５と、熱交換が行われた熱媒体を循環させる循環ポンプ１３９とを含む通常のボイラー１３０で構成され、前記ボイラー１３０の暖房供給管１３３は熱併合発電機１２０と管連結される第１ラインＬ１が設けられ、暖房還水管１３１は蓄熱曹１１０と管連結される第２ラインＬ２が設けられる。
【００２５】
なお、熱交換器１３５は一側が第１ラインＬ１と管連結され、他側は第２ラインＬ２と管連結されるように設けられ、熱交換が行われた熱媒体が循環ポンプ１３９により蓄熱曹１１０に流入されて貯蔵できるようにする。
【００２６】
上述したように、本発明による熱併合発電システムは、図３に示したように、循環ポンプ１３９の回転によって蓄熱曹１１０に貯蔵された熱媒体（暖房水）が第１ラインＬ１に沿って熱併合発電機１２０に流入されるようになり、前記熱併合発電機１２０に流入された熱媒体は、電気の生産時に発生する廃熱に直接的に第１ラインＬ１が加熱されて熱媒体が加熱されるようになる。
【００２７】
熱併合発電機１２０によって加熱された熱媒体は、ボイラー１３０の暖房供給管１３３を介してボイラー１３０の内部の熱交換器１３５に流入され、前記熱交換器１３５に流入された熱媒体は、バーナー１３７の燃焼熱によって再び熱交換が行われるようになる。
【００２８】
このとき、熱媒体は、既に所定温度に加熱された状態で熱交換器１３５の内部に流入された状態であるので、バーナー１３７の燃焼熱による熱交換時間が短縮されるようになり、それによってエネルギーの所要が少なくなり、熱効率は高いながらもエネルギーの損失は少ない暖房水を獲得できるようになる。
【００２９】
熱交換器１３５を介して燃焼熱と熱交換が行われた熱媒体は、再び暖房還水管１３１と連結された第２ラインＬ２を介して蓄熱曹１１０に貯蔵されるようになり、貯蔵された熱媒体は、暖房供給先１４０を循環して暖房に使用された後、さらに前記蓄熱曹１１０に貯蔵されるようになる。
【００３０】
このような構成からなる本発明による熱併合発電システムは、従来とは差別的に熱併合発電機１２０の廃熱によって直接加熱式に所定温度が上昇した熱媒体をボイラー１３０の内部に備えられた熱交換器１３５に流入し、バーナー１３７の燃焼熱によって熱交換が行われるようにすることで、バーナー１３７の燃焼に必要なエネルギーは減少し、熱媒体の熱効率減少を防止する効果を有するようになる。
【００３１】
また、従来とは差別的に熱併合発電機１２０の内部に別途の熱交換器が備えられないので、構造的に簡素化できた効果を有する。
【００３２】
以上、本発明の特定実施例について詳述した。しかし、本発明の思想及び範囲はこのような特定実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で多様に修正及び変形が可能であることを本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば理解するはずである。
【００３３】
したがって、以上で記述した実施例は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであるため、すべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならず、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。
【符号の説明】
【００３４】
１００  本発明による小型熱併合発電システム
１１０  蓄熱曹
１１１  温度センサー
１２０  熱併合発電機
１３０  ボイラー
１３１  暖房還水管
１３３  暖房供給管
１３５  熱交換器
１３７  バーナー
１３９  循環ポンプ
１４０  暖房供給先
Ｌ１  第１ライン
Ｌ２  第２ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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