KR20210092106A - Environment-friendly, high-efficiency heat pump system with reduced energy and carbon emissions for both industrial steam, hot water and cold water - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉수 생산 시 발생하는 열교환기의 응축온도를 이용하여, 기존 산업체의 설비 시스템에 대용량 공기열히트펌프를 적용하여 스팀과 온수 및 냉수를 무상 생산하여 공급할 수 있는 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a heat pump device and a system using the same, and more particularly, by applying a large-capacity air heat pump to a facility system of an existing industry using the condensation temperature of a heat exchanger generated during cold water production, steam, hot and cold water It relates to an eco-friendly, high-efficiency heat pump device that can produce and supply industrial steam, hot water, and cold water for free, energy saving and carbon emission reduction, and a system using the same.
일반적으로 보일러는 온수 보일러와 스팀 보일러, 열매체 보일러 등이 있다.In general, boilers include hot water boilers, steam boilers, and heating medium boilers.
도 1에는 기존 산업체의 냉수 온수, 스팀 생산을 위한 설비 시스템의 구성이 도시되어 있다. 1 shows the configuration of a facility system for producing cold water, hot water, and steam of an existing industry.
상수도 또는 지하수 탱크에 저장된 물을 가스보일러에 의해 온수 또는 103℃ 이상의 가열 스팀을 생산하여 사용처로 공급한다. 가열 스팀이 일정량의 열 전달을 하고 나면 증기가 응축된 물로 변합니다. 이것을 저장하는 것이 응축수 탱크다. 이 응축수 탱크를 설치하는 이유는 스팀이 계속 소비가 되면 스팀의 발생원인 물이 계속적으로 필요하게 된다. 이를 절약하기 위해 다시 회수하여 사용한다.Water stored in tap water or underground water tanks is supplied to the place of use by producing hot water or steam heated at 103℃ or higher by means of a gas boiler. After the heated steam has transferred a certain amount of heat, the steam turns into condensed water. It is the condensate tank that stores it. The reason for installing this condensate tank is that if steam is consumed continuously, water, which is the source of steam, is continuously needed. To save it, it is collected and used again.
다른 이유는 스팀 보일러에 물이 지속적으로 공급되어야 스팀이 나오는데. 이때 물의 온도가 상온이라고 가정하면 이를 스팀 발생온도까지 올릴려면 많은 열원(에너지가)이 필요하게 된다.Another reason is that steam comes out when water is continuously supplied to the steam boiler. At this time, assuming that the water temperature is room temperature, a large amount of heat source (energy value) is required to raise it to the steam generation temperature.
그런데 응축수 회수된 물을 사용하게 되면 응축수가 가지고 있는 고유의 온도를 그대로 쓸 수 있어 에너지 절약이 가능하다.However, if the condensed water recovered is used, the intrinsic temperature of the condensed water can be used as it is, so energy can be saved.
한편, 냉수는 상수도 또는 지하수 탱크로부터 상온의 물을 공급받아 냉수 생산을 위하여 칠러를 가동하여 0 ~ 7℃의 냉수를 공급하고 있다.On the other hand, cold water is supplied with water at room temperature from tap water or an underground water tank, and a chiller is operated to produce cold water to supply cold water of 0 to 7°C.
이러한 방식의 종래 기술들은 온수, 스팀, 냉수를 공급하기 위해서는 각각의 에너지가 과다하게 소모되는 문제점이 있었다. In this type of prior art, there is a problem in that each energy is excessively consumed in order to supply hot water, steam, and cold water.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 계절에 상관없이 무한한 자연에너지의 공기열(현열과 잠열)과 물을 이용하여 에너지를 생산하는 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템을 제공하는 데 있다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is an eco-friendly, high-efficiency heat of industrial steam, hot water, and cold water combined with energy saving and carbon emission reduction that uses air heat (sensible heat and latent heat) and water of infinite natural energy regardless of the season To provide a pump device and a system using the same.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 여름철에는 물에서 열을 빼앗아 5~7℃의 차가운 물을 생산하여 냉방에 이용하고, 차가운 물을 생산하면서 빼앗은 열을 이용하여, 뜨거운 물을 동시에 생산하는 시스템이며, 겨울철에는 공기에서 열을 취득하여 55~60℃의 뜨거운 물을 생산하여, 공간난방 및 바닥난방, 급탕(온수)에 이용하는 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템을 제공하는 데 있다.In addition, another problem to be solved by the present invention is to take heat from water in summer to produce cold water at 5-7 ℃ and use it for cooling, and to use the heat taken while producing cold water to produce hot water at the same time. It is a system that acquires heat from air in winter to produce hot water of 55~60℃, and uses steam, hot water, and cold water for space heating, floor heating, and hot water supply (hot water). Eco-friendly high efficiency of energy saving and carbon emission reduction To provide a heat pump device and a system using the same.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 공기열(현열과 잠열)에서 열을 빼앗아 (ΔT15~23℃) 기준하여 수축열(축냉 또는 축열)탱크에 냉수와 온수를 만들어서 냉방과 난방, 급탕(온수)을 동시에 해결할 수 있는 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템을 제공하는 데 있다.In addition, another problem to be solved by the present invention is to take heat from air heat (sensible heat and latent heat) and make cold water and hot water in the shrinkage heat (cooling or heat storage) tank based on (ΔT15~23℃) for cooling, heating, and hot water supply ( It is to provide an eco-friendly, high-efficiency heat pump device that can simultaneously solve industrial steam, hot water, and cold water, energy saving and carbon emission reduction, and a system using the same.
이러한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템은 실외기와 실내기를 구비하고, 압축기, 제1 열교환기, 팽창밸브 및 제2 열교환기 등 냉동 사이클을 이루는 구성요소들을 포함하며, 상기 구성요소들에 의해 구현되는 냉동 사이클에 있어 냉매의 흐름방향을 전환하여 냉방 또는 난방기기로의 전환사용이 가능하게 하는 사방변 밸브를 갖추고 있으며 열매체가 상기 실외기와 실내기 사이에서 순환하여 물에서 열을 빼앗아 차가운 물을 생산하여 사용하고, 차가운 물을 생산하면서 빼앗은 열을 이용하여 뜨거운 물을 생산하는 히트펌프장치와; 상기 히트펌프장치로부터 공급된 열원을 저장하며, 공기에서 열을 빼앗아 뜨거운 온기를 저장하여 유입되는 물을 온수로 생산하고, 물에서 열을 빼앗아 차가운 냉기를 저장하여 유입되는 물을 냉수로 생산하는 수축열 탱크; 및 상기 히트펌프장치로부터 공급된 냉수가 저장되고 순환펌프와 급수가압펌프에 의해 순환되어 대상물의 사용처별 냉수공급시설에 연결되는 냉수탱크;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.An eco-friendly, high-efficiency heat pump device for energy saving and carbon emission reduction for industrial steam, hot water, and cold water combined use and a system using the same according to an embodiment of the present invention for solving these technical problems includes an outdoor unit and an indoor unit, a compressor, a first It includes components constituting a refrigeration cycle such as a heat exchanger, an expansion valve, and a second heat exchanger, and converts the flow direction of the refrigerant in the refrigeration cycle implemented by the components to enable conversion to a cooling or heating device a heat pump device having a four-way valve that circulates between the outdoor unit and the indoor unit, and takes heat from the water to produce and use cold water, and to produce hot water using the heat taken while producing cold water; Storing the heat source supplied from the heat pump device, taking heat from the air and storing hot heat to produce hot water, and taking heat from water and storing cold air to produce cold water. storage tank; and a cold water tank in which the cold water supplied from the heat pump device is stored, circulated by a circulation pump and a water supply pressure pump, and connected to a cold water supply facility for each use of an object.
그리고, 본 발명에 따른 상기 수축열 탱크는 상기 수축열 탱크의 내부공간 중 상부를 통과하는 상부 온수관과; 상기 수축열 탱크의 내부공간 중 하부를 통과하는 하부 냉수관과; 일단이 상기 상부 온수관 및 상기 하부 냉수관의 배출구에 연결되어 있으며, 타단이 상기 대상물의 급수시설에 연결되어, 냉,난방수를 배출하는 배관라인; 및 상기 상부 온수관 및 상기 하부 냉수관의 유입구에 연결되어 있으며, 타단으로부터 물이 공급되는 급수관;을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.And, the heat shrink tank according to the present invention includes an upper hot water pipe passing through an upper part of the inner space of the heat shrink tank; a lower cold water pipe passing through a lower part of the internal space of the heat shrink tank; a piping line having one end connected to the outlets of the upper hot water pipe and the lower cold water pipe, and the other end being connected to the water supply facility of the object to discharge cooling and heating water; and a water supply pipe connected to the inlets of the upper hot water pipe and the lower cold water pipe and supplied with water from the other end.
그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 수축열 탱크에서 생산된 에너지를 저장하여 필요에 의한 대상물에 냉,난방 열원을 공급하고, 공급 후 되돌아오는 에너지의 빼앗긴 열원의 부족분을 생산하여 다시 축열 또는 축냉을 하는 것이 더욱 바람직하다.And, by storing the energy produced in the heat shrink tank according to a preferred embodiment of the present invention, a cooling and heating heat source is supplied to an object as needed, and a shortage of the heat source taken away from the energy returned after supply is produced and stored again or It is more preferable to perform storage cooling.
그리고, 본 바렴의 바람직한 실시예에 따른 상기 수축열 탱크는 온수 생산시 빼앗은 차가운 열을 이용하여 동시에 5 내지 7℃의 냉수를 생산하는 것이 더욱 바람직하다.And, it is more preferable that the heat shrink tank according to a preferred embodiment of the present invention produces cold water of 5 to 7° C. at the same time by using the cold heat taken during the production of hot water.
그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 수축열 탱크는 냉수 생산시 빼앗은 열을 이용하여 동시에 55 내지 60℃의 온수를 생산하는 것이 더욱 바람직하다.And, it is more preferable that the heat shrink tank according to a preferred embodiment of the present invention produces hot water of 55 to 60° C. at the same time by using the heat taken during the production of cold water.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 무한한 자연에너지인 공기열(현열과 잠열)과 물을 이용한 히트펌프장치에서 열을 빼앗아 5 ~ 7℃의 냉수를 생산하여 냉수탱크에 보관하여 기존 산업체의 냉수로 공급하여 주고, 냉수 생산시에 발생하는 열교환기의 응축온도를 이용하여 온수를 무상으로 생산하여 기존 산업체의 온수 및 스팀으로 공급할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it takes heat from the heat pump device using air heat (sensible heat and latent heat) and water, which are infinite natural energy, produces cold water at 5 ~ 7 ℃, stores it in a cold water tank, and supplies cold water to existing industries In addition, there is an effect that hot water can be produced free of charge using the condensation temperature of the heat exchanger generated during cold water production and supplied as hot water and steam of existing industries.
또한, 본 발명에 의하면 냉수 생산시 외기 온도에 상관없이 5 ~ 7℃ 냉수의 온도를 일정하게 유지 생산함과 동시에 50 ~ 55℃ 정도의 온수를 무상으로 생산, 축열탱크에 축열하여 온수를 무상으로 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, when producing cold water, regardless of the outside temperature, the temperature of 5 ~ 7 ℃ cold water is maintained and produced, and at the same time, hot water of about 50 ~ 55 ℃ is produced free of charge, and the hot water is stored in the heat storage tank for free. There is a usable effect.
또한, 본 발명에 의하면 히트펌프장치 및 수축열 탱크, 냉수 탱크를 구성하여 수축열 탱크 및 냉수탱크에서 생산된 에너지를 저장하여 필요에 의한 사용처에 냉수, 온수 열원을 공급할 수 있는 에너지 효율을 극대화시킨 친환경 고효율 대용량 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템을 제공해 줄 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, a heat pump device, a heat shrink tank, and a cold water tank are configured to store the energy produced in the heat shrink tank and the cold water tank, thereby maximizing the energy efficiency of supplying a cold water and hot water heat source to a place of use according to need. There is an effect of providing an eco-friendly, high-efficiency, large-capacity heat pump device and a system using the same.
도 1은 종래의 기존 산업체의 냉수, 온수, 스팀 생산을 위한 설비 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템의 냉,난방/급탕 겸용 계통도를 나타낸 것이다.1 is a configuration diagram of a facility system for producing cold water, hot water, and steam of a conventional conventional industry;
2 is a schematic diagram showing an eco-friendly high-efficiency heat pump device for industrial steam, hot water, and cold water combined energy saving and carbon emission reduction and a system using the same for both cooling, heating and hot water supply according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them.
먼저, 본 발명의 한 실시예에 따른 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템에 대해 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.First, an eco-friendly, high-efficiency heat pump device for industrial steam, hot water, and cold water combined energy saving and carbon emission reduction and a system using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 .
도 2는 본 발명에 따른 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템의 냉,난방/급탕 겸용 계통도이다.2 is an eco-friendly, high-efficiency heat pump device for energy saving and carbon emission reduction combined with industrial steam, hot water, and cold water according to the present invention, and a system diagram for combined cooling, heating and hot water supply of a system using the same.
도 2를 참조하면, 본 발명은 히트펌프장치(10), 상기 히트펌프장치(10)로부터 공급된 열원을 저장하는 수축열 탱크(20) 및 냉수탱크(50)로 구성된다.Referring to FIG. 2 , the present invention includes a
먼저, 히트펌프장치(10)는 실내기와 실외기가 구비되어 있으며 내부 구성이 도시되어 있지는 않으나, 컴프레샤, 열교환기, 팽창밸브 및 증발기로 구성될 수 있으며, 내부에는 냉매가 들어 있다. 압축기는 기체 상태인 냉매를 고온ㆍ고압의 기체로 압축하여 응축기로 보내주고, 응축기에서는 상기 압축기에서 보내주는 압축된 냉매를 냉각하여 액화시키며, 상기 응축기에서 액화된 냉매를 팽창밸브를 통하여 팽창시키면서 증발기로 분사시키면, 증발기에서는 분사된 냉매가 급팽창하여 주위의 열, 즉 냉각회로로부터 열을 빼앗으면서 증발하게 된다. 상기 과정을 통하여 증발기에서는 냉수를 만들고, 응축기에서는 방출되는 열을 이용하여 온수를 가열한다.First, the
다음으로, 수축열 탱크(20)는 탱크의 내부공간 중 상부를 통과하는 상부 온수관(22)과, 상기 수축열 탱크(20)의 내부공간 중 하부를 통과하는 하부 냉수관(24)과, 일단이 상기 상부 온수관(22) 및 상기 하부 냉수관(24)의 배출구에 연결되어 있으며 타단이 상기 기존 산업체의 시설 구간(100)의 급수시설에 연결되어, 냉,난방수를 배출하는 배관라인(30) 및 상기 상부 온수관(22) 및 상기 하부 냉수관(24)의 유입구에 연결되어 있으며 타단으로부터 15℃ 이상의 상수도가 공급되는 급수관(40)을 포함하여 구성된다. Next, the
상부 온수관(22)은 수축열 탱크(20)의 내부공간 중 상부를 통과하도록 설치되며, 하부 냉수관(24)은 수축열 탱크(20)의 내부공간 중 하부를 통과되도록 설치된다. 상기 상부 온수관(22) 및 하부 냉수관(24)은 각각 수축열 탱크(20)의 일 측면을 관통하고 있으며, 상기 관통하여 외부로 유출된 상부 온수관(22) 및 하부 냉수관(24)의 유출구는 체크밸브(26)와 인라인펌프(28) 및 배관라인(30)과 각각 연결되어 있다.The upper
상부 온수관(22) 및 하부 냉수관(24)은 수축열 탱크(20)내에서 각각 열교환을 통해 상부 온수관(22) 및 하부 냉수관(24)을 흐르는 물을 가열 또는 냉각시켜 기존 산업체의 시설 구간(100)에 온수 또는 냉수를 공급할 수 있도록 한다.The upper
급수관(40)은 상부 온수관(22) 및 하부 냉수관(24)의 유입구와 연결되어 있으며, 상기 상부 온수관(22) 및 하부 냉수관(24)에 물을 공급하는 역할을 한다.The
배관라인(30)은 상부 온수관(22) 및 하부 냉수관(24)의 배출구와 연결되어 있으며, 상부 온수관(22) 또는 하부 냉수관(24)에서 열교환을 마친 온수 또는 냉수를 기존 산업체(100)에 공급하는 역할을 한다.The
이상과 같이 수축열 탱크(20) 내에 저장되어 있는 물은 온도에 따른 밀도차에 의하여 따뜻한 물은 상부로 상승하고, 차가운 물은 하부로 침강하기 때문에 수축열 탱크(20)의 크기가 클수록 상부와 하부의 온도차가 극심하게 나타나게 된다. 따라서 상부 온수관(22)과 하부 냉수관(24)을 각각 수축열 탱크(20)의 내부공간 중 상부와 하부를 통과시키게 하여 열전달의 효율성을 극대화할 수 있다.As described above, in the water stored in the
다음으로, 냉수탱크(50)는 상기 히트펌프장치(10)로부터 공급되는 물이 7 ~ 10℃ 냉수로 변환되어 저장되고 순환펌프(52)와 급수가압펌프(54)에 의해 순환되어 기존 산업체(100)의 냉수공급시설(110)에 연결된다. 따라서 기존 산업체(100)의 냉방으로 사용이 가능하다. Next, in the
이하에서 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention having the above configuration will be described.
온수의 경우, 히트펌프장치(10)의 응축기에서 일정한 온도로 가열된 온수는 수축열 탱크(20)에 저장된다. 수축열 탱크(20)의 상부와 하부의 온도는 물의 온도에 따른 밀도 차에 의해 상부의 온도는 하부의 온도보다 훨씬 더 높아진다. 따라서 급수관(40)으로부터 수축열 탱크(20)의 내부공간 중 상부를 통과하도록 설치된 상부 온수관(22)으로 물이 유입되면, 수축열 탱크(20)에 저장된 온수와 간접적 열교환을 하여 상기 유입된 물이 가열된다.In the case of hot water, the hot water heated to a constant temperature in the condenser of the
수축열 탱크(20)의 상부에 온수관(22)을 설치함으로써 수축열 탱크(20)에 저장된 온수 중 가장 뜨거운 지점에 저장되어 있는 온수와 열교환이 이루어지게 되어 유입된 물이 더욱 효율적으로 가열될 수 있다. 55 내지 60℃로 가열된 물은 배출구와 연결되어 있는 배관라인(30)을 통해 기존 산업체의 시설 구간(100)로 공급된다.By installing the
냉수의 경우, 히트펌프장치(10)의 증발기에서 냉각된 냉수가 수축열 탱크(20)에 저장되며, 상기 상술한 바와 같이, 수축열 탱크(20)의 하부의 온도는 상부의 온도보다 훨씬 낮으므로, 수축열 탱크(20)의 내부공간 중 하부를 통과하도록 설치된 하부 냉수관(24)으로 물이 유입되면 급수관(40)으로부터 유입된 물이 더욱 효율적으로 냉각될 수 있다. 5 내지 7℃로 냉각된 물은 배출구와 연결되어 있는 배관라인(30)을 통해 기존 산업체의 시설 구간(100)로 공급된다.In the case of cold water, the cold water cooled by the evaporator of the
한편, 기존 산업체(100)로 공급하는 냉수의 경우, 무한한 자연에너지인 공기열(현열과 잠열)과 물을 이용한 히트펌프장치(10)에서 열을 빼앗아 5 ~ 7℃의 냉수가 화석연료를 전혀 사용하지 않고도 변환 생산되어 냉수탱크(50)에 저장되고 순환펌프(52)와 급수가압펌프(54)에 의해 순환되어 대상물의 기존 산업체(100)의 냉수공급시설(110)에 연결된다.On the other hand, in the case of cold water supplied to the existing
본 발명에 따른 제1 실시예에 의하면, 난방시에는 히트펌프장치(10)에 의하여 고온 온수로 변화된 물은 일측의 상부 온수관(22)을 통해 수축열 탱크(20)로 공급되며, 수축열 탱크(20)의 상부의 고온 온수는 타측의 상부 온수관(22)을 통해 기존 산업체(100)의 가스보일러(120)에 전달되어 103℃ 이상의 가열 스팀이 생산되고, 상기 기존 산업체(100)의 배관라인을 따라 열을 공급하고 순환을 마친 저온 온수는 인라인펌프(28)에 의해 다시 수축열 탱크(20)의 하부로 되돌아오는 흐름이다.According to the first embodiment according to the present invention, during heating, the water converted into hot water by the
본 발명은 공기열(현열과 잠열)에서 열을 빼앗아 수축열 탱크(20)에서 유입되는 물을 열교환하여 다시 수축열 탱크(20)로 내보내는데 있어 ΔT 15 ~ 23℃기준하여 7.5Ton/h을 겨울철에는 온수 생산이 가능하며, ΔT 5℃ 기준하여 23 ~ 25Ton의 냉수 생산을 할 수 있다. 온수 생산 시 빼앗은 차가운 열을 이용하여 동시에 냉수(5 ~ 7℃)를 생산할 수 있으며, 냉수 생산 시 빼앗은 열을 이용하여 동시에 온수(55 ~ 60℃)를 생산하는 아주 효율성이 높은 기계장치이다.The present invention takes heat from air heat (sensible heat and latent heat), heat exchanges water flowing in from the
또한, 수축열 탱크(20)에 생산된 에너지(kcal)를 저장하여 필요에 의한 기존 산업체(100)에 냉,난방 열원(kcal)을 공급하고, 기존 산업체(100)에 공급 후 되돌아오는 에너지의 빼앗긴 열원(ΔT 13 ~ 17℃)의 부족분을 생산하여, 다시 축열 또는 축냉을 함으로써 에너지효율을 극대화한 시스템이다.In addition, by storing the energy (kcal) produced in the
또한, 무한한 자연에너지인 공기열(현열과 잠열)과 물을 이용한 히트펌프장치(10)에서 열을 빼앗아 5 ~ 7℃의 냉수를 생산하여 냉수탱크에 보관하여 기존 산업체의 냉수로 공급하여 줄 수 있다.In addition, it takes heat from the
이처럼 본 발명은 필요한 에너지원(100%)는 공기열원(현열과 잠열) 75%, 기계장치 구동에 필요한 전기의 25% 소비로 만들어지므로 화석연료를 전혀 사용하지 않고, 일정한 전력공급 만으로 에너지를 생산하는 친환경 에너지기기이다.As such, in the present invention, the required energy source (100%) is made by consuming 75% of the air heat source (sensible heat and latent heat) and 25% of the electricity required to drive the machinery, so it does not use any fossil fuels at all and produces energy only by supplying constant power. It is an eco-friendly energy device.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템은 냉동사이클과 그 역사이클을 모두 실현할 수 있는 히트펌프장치(10)와, 수축열 탱크(20) 및 냉수탱크(50)로 구성된 형태로서, 기존 산업체(10)의 냉수, 온수 및 스팀생산의 시스템과 연결하여 공급할 수 있는 유용한 발명인 것이다.As described above, the eco-friendly, high-efficiency heat pump device for industrial steam, hot water, and cold water combined energy saving and carbon emission reduction and a system using the same according to the present invention is a heat pump device (10) capable of realizing both the refrigeration cycle and its reverse cycle And, it is a useful invention that can be supplied in connection with the system of cold water, hot water and steam production of the existing
전술한 본 발명에 따른 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템의 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시 목적으로 제시된 것으로 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위에 기재된 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능할 것이다.The embodiments of the eco-friendly and high-efficiency heat pump device for industrial steam, hot water, and cold water combined energy saving and carbon emission reduction and a system using the same according to the present invention are presented for illustrative purposes only to help the understanding of the present invention It is not limited, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various changes and implementations within the scope of the technical idea described in the appended claims.
10. 히트펌프장치 20. 수축열 탱크
22. 상부 온수관 24. 하부 냉수관
26. 체크밸브 28. 인라인펌프
30. 배관라인 40. 급수관
50. 냉수탱크 52. 급수가압펌프
52. 순환펌프 100. 대상물
110. 냉방 시설 120. 스팀 또는 온수 시설10.
22. Upper
26. Check
30. Piping
50.
52.
110.
Claims (5)
상기 히트펌프장치(10)로부터 공급된 열원을 저장하며, 공기에서 열을 빼앗아 뜨거운 온기를 저장하여 유입되는 물을 온수로 생산하고, 물에서 열을 빼앗아 차가운 냉기를 저장하여 유입되는 물을 냉수로 생산하는 수축열 탱크(20); 및
상기 히트펌프장치(10)로부터 공급된 냉수가 저장되고 순환펌프(52)와 급수가압펌프(54)에 의해 순환되어 대상물의 사용처별 냉수공급시설에 연결되는 냉수탱크(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템.It includes an outdoor unit and an indoor unit, and includes components constituting a refrigeration cycle, such as a compressor, a first heat exchanger, an expansion valve, and a second heat exchanger, and switches the flow direction of a refrigerant in a refrigeration cycle implemented by the components. It is equipped with a four-way valve that enables switching to cooling or heating equipment, and a heating medium circulates between the outdoor and indoor units to take heat from the water and produce and use cold water at 5 ~ 7℃, producing cold water a heat pump device 10 for producing hot water of 55 to 60° C. using the heat taken while;
Stores the heat source supplied from the heat pump device 10, takes heat from the air to store hot warmth to produce hot water, and takes heat from water to store cold air and converts the incoming water into cold water. Produced heat-shrink tank (20); and
The cold water supplied from the heat pump device 10 is stored, and the cold water tank 50 is circulated by the circulation pump 52 and the water supply pressure pump 54 and is connected to the cold water supply facility for each use of the object. Eco-friendly, high-efficiency heat pump device and system using the same for industrial steam, hot water, and cold water combined energy saving and carbon emission reduction
상기 수축열 탱크(20)의 내부공간 중 상부를 통과하는 상부 온수관(22)과;
상기 수축열 탱크(20)의 내부공간 중 하부를 통과하는 하부 냉수관(24)과;
일단이 상기 상부 온수관(22) 및 상기 하부 냉수관(24)의 배출구에 연결되어 있으며, 타단이 상기 대상물의 급수시설에 연결되어, 냉,난방수를 배출하는 배관라인(30); 및
상기 상부 온수관(22) 및 상기 하부 냉수관(24)의 유입구에 연결되어 있으며, 타단으로부터 물이 공급되는 급수관(40);을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템.According to claim 1, wherein the heat shrink tank (20)
an upper hot water pipe 22 passing through an upper portion of the internal space of the heat shrink tank 20;
a lower cold water pipe 24 passing through the lower part of the internal space of the heat shrink tank 20;
One end is connected to the outlet of the upper hot water pipe 22 and the lower cold water pipe 24, the other end is connected to the water supply facility of the object, the piping line 30 for discharging cooling and heating water; and
It is connected to the inlet of the upper hot water pipe 22 and the lower cold water pipe 24, and the water supply pipe 40 to which water is supplied from the other end. Industrial steam, hot water, and cold water combined energy saving and Eco-friendly, high-efficiency heat pump device with reduced carbon emission and a system using the same.
상기 수축열 탱크(20)에서 생산된 에너지를 저장하여 필요에 의한 대상물에 냉,난방 열원을 공급하고, 공급 후 되돌아오는 에너지의 빼앗긴 열원의 부족분을 생산하여 다시 축열 또는 축냉을 하는 것을 특징으로 하는 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템.The method of claim 1,
Storing the energy produced in the heat shrink tank 20, supplying a cooling/heating heat source to an object as needed, and producing the shortfall of the lost heat source of the energy returned after supply to store or cool again. Eco-friendly, high-efficiency heat pump device and system using the same for industrial steam, hot water and cold water energy saving and carbon emission reduction.
온수 생산시 빼앗은 차가운 열을 이용하여 동시에 5 내지 7℃의 냉수를 생산하는 것을 특징으로 하는 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템.According to claim 1, wherein the heat shrink tank (20)
An eco-friendly, high-efficiency heat pump device and system using the same for industrial steam, hot water and cold water combined energy saving and carbon emission reduction, characterized in that it produces cold water of 5 to 7°C at the same time using the cold heat taken during hot water production.
냉수 생산시 빼앗은 열을 이용하여 동시에 55 내지 60℃의 온수를 생산하는 것을 특징으로 하는 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템.According to claim 1, wherein the heat shrink tank (20)
An eco-friendly, high-efficiency heat pump device and system using the same for industrial steam, hot water and cold water combined energy saving and carbon emission reduction, characterized in that it simultaneously produces hot water of 55 to 60°C using the heat taken during cold water production.
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CN114183922A (en) * | 2021-11-05 | 2022-03-15 | 淮北矿业股份有限公司 | Automatic steam concurrent heating device of air energy water tank |
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2020
- 2020-01-15 KR KR1020200005662A patent/KR20210092106A/en not_active Application Discontinuation
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