KR101680515B1

KR101680515B1 - 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템

Info

Publication number: KR101680515B1
Application number: KR1020160050295A
Authority: KR
Inventors: 장기현; 남기환; 신종현; 최영환; 박종석
Original assignee: (주)귀뚜라미
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2016-11-28

Abstract

본 발명은 초소형 열병합 발전장치(m-CHP)를 이용하여 발전과 함께 난방 혹은 온수를 공급하면서도, 냉방장치의 구동원인 열매체를 공급하여 냉방 역시 공급하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하나의 시스템에서 냉방과 전기, 난방과 전기, 냉방, 난방 및 발전 부하 중 어느 하나의 운전 모드를 선택할 수 있는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.

Description

하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템{Hybrid type micro-combined heat and power supply system}

본 발명은 초소형 열병합 발전장치(m-CHP)를 이용하여 발전과 함께 난방 혹은 온수를 공급하면서도, 냉방장치의 구동원인 열매체를 공급하여 냉방 역시 공급하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 하나의 시스템에서 냉방과 전기, 난방과 전기, 냉방, 난방 및 발전 부하 중 어느 하나의 운전 모드를 선택할 수 있는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템에 관한 것이다.

최근 지역난방과 개별난방의 단점을 해결하면서도 에너지 효율이 높기 때문에 가정용은 물론 산업용으로 적용 가능한 초소형 열병합 발전 시스템(m-CHP: micro-Combined Heat and Power System)이 제시되고 있다.

초소형 열병합 발전시스템은 하나의 에너지원으로부터 전력과 열을 동시에 생산하는 종합 에너지 시스템으로 일반적으로 고온부는 전력을 생산하는 동력원으로 사용하고, 저온부는 열원으로 사용한다.

일 예로, 한국공개특허 제2006-0013391호나 한국등록특허 제1264249호 등에서는 엔진을 이용하여 발전기를 구동시키고, 그 과정에서 발생한 폐열은 열교환기를 통해 회수하여 온수나 난방수를 공급하고 있다.

그러나 이상과 같은 종래기술에서는 엔진을 이용한 발전 모드 및 엔진의 구동시 발생한 폐열을 이용한 난방 모드를 제공할 뿐, 냉방장치와의 연동이 되지 않아서 냉방을 제공하지 못하고 에너지 효율이 낮다.

또한, 하나의 초소형 열병합 발전시스템으로 냉방까지 제공함으로써 냉방과 전기, 난방과 전기, 냉방, 난방 및 발전 부하 공급을 포함한 다양한 운전 모드를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

특허문헌 1. 한국공개특허 제2006-13391호 특허문헌 2. 한국등록특허 제1264249호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초소형 열병합 발전장치를 이용하여 발전과 함께 난방 혹은 온수를 공급하면서도, 냉방 역시 공급하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 하나의 시스템에서 냉방과 전기, 난방과 전기, 냉방, 난방 및 발전 부하 중 어느 하나의 운전 모드를 선택할 수 있는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템을 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템은 엔진과; 상기 엔진에 의해 구동되어 전기를 생산하는 발전기와; 부하측에 냉방을 공급하는 냉방장치와; 부하측에 난방이나 온수를 공급하는 난방장치와; 온수를 저장하는 축열조와; 상기 엔진에서 배출된 고온의 배기가스와 상기 냉방장치를 구동시키는 열매체 사이에 열교환이 이루어지는 냉방용 열교환기와; 상기 엔진에서 배출된 고온의 배기가스가 상기 냉방용 열교환기를 거친 후 외부로 배출되도록 안내하는 배기관과; 상기 냉방용 열교환기에서 열교환을 마친 열매체를 상기 냉방장치 또는 축열조 중 어느 하나로 순환시키는 열매체 순환관과; 냉각수가 상기 발전기 및 엔진을 통과하면서 냉각을 하는 과정에서 각각 폐열을 회수하도록 순환시키는 냉각수 순환관과; 1차측은 상기 냉각수 순환관에서 공급된 냉각수가 통과하고, 2차측은 축열조의 물이 통과함으로써 물 대 물 열교환이 이루어지는 폐열회수 열교환기; 및 상기 축열조에 저장된 온수를 상기 난방장치로 공급하는 배출관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 배출관은 분기 배출관으로써 제1 배출단은 상기 난방장치에 연결되고, 제2 배출단은 상기 냉방장치에 연결되어 상기 축열조에 저장된 온수를 상기 난방장치 또는 냉방장치에 공급하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 엔진에서 배출된 고온의 배기가스와 상기 냉각수 사이에 열교환이 이루어지는 배열회수 열교환기를 더 포함하되, 상기 배열회수 열교환기는 상기 냉방용 열교환기의 배출단에 연결되어 상기 냉방용 열교환기에서 1차로 열교환을 마친 배기가스와 2차로 열교환을 하며, 상기 냉각수 순환관은 상기 배열회수 열교환기, 발전기, 엔진 및 폐열회수 열교환기를 따라 순차로 순환하도록 배관되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 열매체 순환관은 상기 냉방용 열교환기와 냉방장치 사이를 순환시키는 제1 열매체 순환관과; 상기 냉방용 열교환기와 축열조 사이를 순환시키는 제2 열매체 순환관; 및 상기 제1 열매체 순환관과 제2 열매체 순환관을 연결하는 분기로에 설치된 3방변 밸브;를 포함하여, 상기 열매체가 제1 열매체 순환관을 통해 냉방장치에 공급되어 상기 냉방장치를 가동시키거나, 혹은 상기 열매체가 제2 열매체 순환관을 통해 축열조에 공급되어 상기 축열조의 물을 가열하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉방장치는 하이브리드 흡수식 냉동기이고 상기 열매체는 스팀(steam)이며, 상기 냉방용 열교환기는 스팀 열교환기인 것이 바람직하다.

또한, 상기 축열조의 물을 가열하는 히터를 더 포함하되, 상기 히터는 상기 발전기의 전력을 공급받도록 전기적으로 연결되어, 전기 부하가 없는 경우 상기 발전기에서 발전된 전기로 상기 히터를 가동시켜 상기 축열조의 물을 가열하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 폐열회수 열교환기의 2차측에 저온의 직수를 공급하는 직수관; 및 상기 축열조에 저장된 고온이 물을 시스템 외부로 방출하는 퇴수관;을 더 포함하되, 상기 냉방장치에 의한 냉방부하나 상기 난방장치에 의한 난방부하가 없는 경우 상기 직수관을 통해 저온의 직수를 공급하고, 축열조에 저장된 고온의 물을 방출하여 상기 엔진이나 발전기가 과열되지 않고 지속적인 발전이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템의 경우 상기 냉방장치는 스팀과 중온수를 포함한 2가지의 열매체로 구동되는 이중효용 흡수식 냉동기이고, 상기 축열조는 서로 독립적으로 설치된 중온수 축열조 및 스팀 축열조를 포함하고, 상기 폐열회수 열교환기는 서로 독립적으로 설치된 제1 폐열회수 열교환기 및 제2 폐열회수 열교환기를 포함하되, 상기 제1 폐열회수 열교환기의 1차측은 상기 냉각수 순환관에서 공급된 냉각수가 통과하고, 2차측은 상기 중온수 축열조의 물이 통과하도록 배관되어 물 대 물 열교환이 이루어지고, 상기 제2 폐열회수 열교환기의 1차측은 상기 냉각수 순환관에서 공급된 냉각수가 통과하고, 2차측은 상기 냉방장치의 중온수 수용부에 공급되는 물이 통과하도록 배관되어 물 대 물 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 열매체는 스팀이고, 상기 냉방용 열교환기는 스팀 열교환기이고, 상기 열매체 순환관은 상기 냉방용 열교환기와 냉방장치 사이를 순환시키는 제1 열매체 순환관과; 상기 냉방용 열교환기와 스팀 축열조 사이를 순환시키는 제2 열매체 순환관; 및 상기 제1 열매체 순환관과 제2 열매체 순환관을 연결하는 분기로에 설치된 3방변 밸브;를 포함하며, 상기 스팀이 제1 열매체 순환관을 통해 상기 냉방장치의 스팀 수용부에 공급되어 상기 냉방장치를 가동시키거나, 혹은 상기 스팀이 제2 열매체 순환관을 통해 제2 축열조에 공급되어 상기 제2 축열조의 물을 가열하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 발전과 함께 난방 혹은 온수를 공급하면서도, 냉방장치에 구동원인 열매체를 공급하여 냉방 역시 공급한다. 따라서, 회수된 폐열로 난방 이외에 냉방 역시 공급하며 냉방장치의 COP를 향상시킨다.

또한, 본 발명은 하나의 시스템에서 부하에 따라 냉방과 전기, 난방과 전기, 냉방, 난방 및 발전 부하 중 어느 하나의 운전 모드를 선택할 수 있게 함으로써, 계절별 혹은 부하별로 최적의 운전을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템의 제1 운전 모드(냉방+전기 부하)를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템의 제2 운전 모드(난방+전기 부하)를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템의 제3 운전 모드(냉방 부하)를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템의 제4 운전 모드(난방 부하)를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템의 제5 운전 모드(전기 부하)를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템의 제1 운전 모드(냉방+전기 부하)를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템의 제2 운전 모드(냉방+전기 부하)를 나타낸 도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템(100)은 엔진(EN), 발전기(GE), 냉방장치(CL), 난방장치(HT), 축열조(WT), 냉방용 열교환기(110), 배기관(120), 열매체 순환관(130), 냉각수 순환관(140), 폐열회수 열교환기(150) 및 배출관(160)을 포함한다.

또한, 본 발명은 바람직하게 배열회수 열교환기(170), 히터(180), 직수관(190a) 및 퇴수관(190b)을 더 포함한다.

이러한 본 발명은 가정용이나 산업용으로도 사용되는 m-CHP(micro-Combined Heat and Power)에 관한 것으로, 엔진(EN), 발전기(GE) 및 폐열회수 열교환기(150)를 포함하는 m-CHP 장치에 냉방장치(CL), 난방장치(HT) 및 축열조(WT)를 연결하여 하이브리드 시스템을 구축한다.

따라서, 본 발명은 엔진(EN) 및 발전기(GE)를 구동시켜 발전을 하고, 발전된 전기를 전기 부하에 공급한다. 또한, 구동중인 엔진(EN) 및 발전기(GE)를 냉각시키는 과정에서 폐열을 회수하고 폐열회수 열교환기(150)를 통해 축열조(WT)에 축열한다.

또한, 엔진(EN)의 구동시 발생한 고온의 배기가스를 냉방용 열교환기(110)에서 회수하여 냉방장치(CL)의 구동 열원인 열매체로 사용하고, 아울러 배기가스의 폐열을 배열회수 열교환기(170)에서 추가로 회수하여 폐열회수 열교환기(150)로 전달한다.

또한, 축열조(WT)에 저장된 온수(이하, '중온수'라 함)는 난방장치(HT)로 공급되어 난방(혹은 온수 공급)에 사용되거나, 혹은 냉방장치(CL)로 공급되어 상기 열매체와 함께 냉방장치(CL)의 구동 열원으로 사용된다.

이와 같이 본 발명은 발전과 함께 난방(혹은 온수)을 공급하면서도, 냉방장치(CL)에 열매체를 공급하여 냉방 역시 공급한다. 따라서, 회수된 폐열로 난방 이외에 냉방 역시 공급하며 냉방장치(CL)의 COP(coefficient of performance)를 향상시킨다.

또한, 아래에서 좀더 상세히 설명하는 바와 같이 하나의 시스템에서 부하의 종류에 따라 냉방과 전기, 난방과 전기, 냉방, 난방 및 발전 부하 중 어느 하나의 운전 모드를 선택할 수 있게 함으로써, 계절별 혹은 부하별로 최적의 운전을 가능하게 한다.

이를 위해, 상기 엔진(EN)은 가스 엔진이나 스털링 엔진과 같은 발전 구동 장치가 사용되며 일 예로 내연기관인 가스 엔진(EN)이 사용되는 경우 흡기필터(F)를 통해 공급된 연소 공기와 연료 가스를 혼합하여 연료 가스를 공급받는다.

그러면 엔진(EN)은 공급된 혼합 연소 가스를 연소시킴으로써 잘 알려진 바와 같이 흡입, 압축, 폭발 및 배기의 4행정 싸이클을 따라 피스톤이 왕복운동하며 크랭크축이 작동한다.

이와 같이 엔진(EN)이 발전기(GE)를 가동시킴으로써 발전기(GE)에서 생산된 전기는 인버터 등을 통해 전기 분전반에 제공된다. 전기 분전반에 제공된 전력은 전기 부하(PWR)로 공급된다.

한편, 엔진(EN)과 발전기(GE)의 지속적인 가동을 위해 냉각수를 이용하여 과열을 방지하는데, 이때 냉각수가 엔진(EN) 및 발전기(GE)를 냉각시키는 과정에서 폐열을 회수하여 축열조(WT)에 축열하고, 축열된 열원은 냉방장치(CL) 및 난방장치(HT)에 사용된다.

엔진(EN)과 발전기(GE)의 냉각 및 폐열 회수를 위해 대표적으로 엔진(EN)이나 발전기(GE)에 설치된 워터 재킷(water jacket)을 그대로 사용할 수 있다. 그 외 워터 재킷 대신 혹은 워터 재킷과 함께 엔진(EN)의 표면을 지그재로 방향을 따라 감싸는 별도의 열교환관(미도시)을 사용할 수도 있다.

다음, 냉방장치(CL)는 부하측에 냉방을 공급하고, 난방장치(HT)는 부하측에 난방이나 온수를 공급하는 것으로, 냉방장치(CL) 및 난방장치(HT)는 각각 폐열을 이용하여 부하측에 냉방 및 난방을 공급한다.

특히, 냉방장치(CL)는 하이브리드 흡수식 냉동기이고, 이 경우 엔진(EN)에서 발생한 고온의 배기가스와 열교환을 하는 열매체는 스팀(steam)이다. 따라서, 냉방용 열교환기(110)는 '스팀 열교환기'가 사용된다.

따라서, 본 발명은 냉방장치(CL)에 열매체를 공급함으로써 냉동 사이클에서의 냉동 능력과 소비된 압축기의 일량과의 비를 나타내는 COP를 향상시킴으로써 에너지 효율을 향상시킨다.

난방장치(HT)는 바닥 난방 이외에 라디에이터 등을 비롯한 다양한 부하를 포함하며, 여기의 난방장치(HT)는 온수 공급기 역시 포함하는 것으로 한다. 즉, 난방 부하에는 온수 공급도 포함한다.

축열조(WT)는 엔진(EN) 및 발전기(GE)의 구동시 발생한 폐열을 회수하여 축열한다. 축열은 중온수를 저장하는 방식이 사용하며, 냉각수 계통과 열매체(즉, 스팀) 계통에 의해 이루어진다.

냉각수 계통에서의 축열은 냉각수가 배열회수 열교환기(170), 발전기(GE) 및 엔진(EN)을 냉각시키는 과정에서 회수한 폐열을 폐열회수 열교환기(150)로 전달하여 이루어진다.

열매체 계통에서의 축열은 열매체가 냉방장치(CL)에 사용되지 않을 경우 열매체를 냉방장치(CL) 대신 축열조(WT)에 공급하고 이를 통해 물을 가열함으로써 폐열을 회수하는 방식이 사용된다.

냉방용 열교환기(110)에서는 엔진(EN)에서 배출된 고온의 배기가스와 냉방장치(CL)를 구동시키는 열매체(즉, 스팀) 사이에 열교환이 이루어진다.

이를 위해, 배기관(120)은 엔진(EN)에서 배출된 고온의 배기가스가 냉방용 열교환기(110)의 1차측을 거친 후 외부로 배출되도록 안내한다.

아울러, 열매체 순환관(130)은 냉방용 열교환기(110)에서 열교환을 마쳐 온도가 올라간 열매체가 냉방장치(CL)를 순환하도록 냉방용 열교환기(110)의 2차측과 냉방장치(CL)를 연결한다.

따라서, 냉방용 열교환기(110) 내부의 1차측을 유동하는 고온의 배기가스와 2차측을 유동하는 열매체 사이에 열교환이 이루어져, 열매체가 열을 회수하여 고온의 스팀이 된다.

바람직하게, 냉방용 열교환기(110)에서 열교환을 마쳐 온도가 올라간 열매체는 열매체 순환관(130)에 의해 냉방장치(CL)로 순환되거나 혹은 축열조(WT)를 순환하도록 구성된다.

이를 위해, 열매체 순환관(130)은 냉방용 열교환기(110)와 냉방장치(CL) 사이를 순환시키는 제1 열매체 순환관(131)과, 냉방용 열교환기(110)와 축열조(WT) 사이를 순환시키는 제2 열매체 순환관(132) 및 제1 열매체 순환관(131)과 제2 열매체 순환관(132)을 연결하는 분기로에 설치된 3방변 밸브(133)를 포함한다.

따라서, 열매체가 제1 열매체 순환관(131)을 통해 냉방장치(CL)에 공급되어 냉방장치(CL)를 가동시키거나, 혹은 열매체가 제2 열매체 순환관(132)을 통해 축열조(WT)에 공급되어 축열조(WT)의 물을 가열한다.

한편, 배기관(120)의 하류측에는 머플러(M)가 설치되어 소음 등을 저감시킬 수 있으며, 특히 배기관(120)은 후술할 배열회수 열교환기(170)의 1차측에도 연결되어 배기가스가 2회에 걸쳐 열교환되게 한다.

냉각수 순환관(140)은 냉각수를 순환시킴으로써 엔진(EN) 및 발전기(GE)를 냉각시키는 과정에서 엔진(EN) 및 발전기(GE)의 폐열을 회수한다. 또한, 배열회수 열교환기(170)에 공급된 배기가스의 폐열 역시 회수한다.

냉각수 순환관(140)을 통해 회수된 폐열은 폐열회수 열교환기(150)에 전달된다. 이를 위해 냉각수 순환관(140)은 폐열을 회수하면서 온도가 올라간 냉각수를 폐열회수 열교환기(150)의 1차측에 공급한다.

또한, 냉각수 순환관(140)은 배열회수 열교환기(170), 발전기(GE) 및 엔진(EN)을 거친 후 다시 폐열회수 열교환기(150)에 연결되도록 배관된다. 따라서, 냉각수는 배열회수 열교환기(170), 발전기(GE), 엔진(EN) 및 폐열회수 열교환기(150)의 1차측을 순환하게 된다.

특히, 냉각수는 폐열의 온도가 낮은 순서인 배열회수 열교환기(170), 발전기(GE) 및 엔진(EN)을 순차로 거치도록 함으로써 최대한 많은 열량을 회수하고 열효율을 높인다.

폐열회수 열교환기(150)는 냉각수가 회수한 폐열을 이용하여 축열조(WT)에 저장된 물을 가열하기 위한 것으로, 1차측에는 냉각수 순환관(140)에서 공급된 냉각수가 통과하고, 2차측에는 축열조(WT)의 물이 통과하도록 구성된다.

이러한 폐열회수 열교환기(150)는 물 대 물 열교환이 이루어지는 것으로, 판형 열교환기를 비롯하여 다양한 타입과 같은 열교환기가 사용되며, 상술한 바와 같이 냉각수에서 회수한 폐열을 축열조(WT)에 전달한다.

이를 위해, 냉각수 순환관(140)은 폐열회수 열교환기(150)의 1차측에 연결된다. 아울러 폐열회수 열교환기(150) 2차측은 축열환수관(RP) 및 축열공급관(SP)에 연결되며 각각은 축열조(WT) 내부를 순환하도록 배관된다.

배출관(160)은 축열조(WT)에 저장된 중온수를 난방장치(HT)로 공급하는 것으로, 일단은 축열조(WT)에 연결되고 타단은 난방장치(HT)에 연결된다. 난방장치(HT) 측으로 공급된 중온수는 난방이나 온수 공급용 등으로 사용된다.

특히, 배출관(160)은 분기 배출관(160)이 사용된다. 이때, 분기형 배출관(160)의 제1 배출단은 난방장치(HT)에 연결되고, 제2 배출단은 냉방장치(CL)에 연결되어 중온수를 난방장치(HT) 이외에 냉방장치(CL)에도 공급할 수 있게 한다.

이와 같이 본 발명에 적용되는 냉방장치(CL)는 흡수식 냉동기로써 열매체 즉, 스팀 이외에 축열조(WT)의 중온수를 이용하여 구동되는 하이브리드 방식으로써 상술한 바와 같이 COP 역시 향상시킨다는 특징이 있다.

한편, 배열회수 열교환기(170)에서는 엔진(EN)에서 배출된 고온의 배기가스와 냉각수 사이에 열교환이 이루어진다. 이러한 배열회수 열교환기(170)를 별도로 추가함으로써 배기가스의 폐열 회수 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

특히, 배열회수 열교환기(170)는 냉방용 열교환기(110)의 배출단에 연결되어 냉방용 열교환기(110)에서 1차로 열교환을 마친 배기가스가 2차로 열교환을 할 수 있게 한다.

배열회수 열교환기(170)를 더 구비한 경우 냉각수 순환관(140)은 냉각수가 배열회수 열교환기(170), 발전기(GE), 엔진(EN) 및 폐열회수 열교환기(150)를 따라 순차로 순환하도록 배관된다.

히터(180)는 축열조(WT)의 물을 가열하는 것으로, 발전기(GE)의 전력을 공급받도록 발전기(GE)의 출력단과 전기적으로 연결된다.

이러한 히터(180)는 전기 부하가 없는 경우 발전기(GE)에서 발전된 전기로 히터(180)를 가동시키고, 히터(180)에서 발생된 열로 축열조(WT)의 물을 추가로 가열함으로써 전력낭비를 방지한다.

다만, 도 1 내지 도 5에서는 히터(180)를 상대적으로 저온측인 축열환수관(RP)에 설치된 것을 예로 들었으나, 축열환수관(RP) 이외에 축열조(WT) 내부에 직접 설치될 수도 있음은 자명할 것이다.

직수관(190a) 및 퇴수관(190b)은 냉방부하 및 난방부하 없이 전기 부하만 있는 경우 축열조(WT)의 물 온도가 과도하게 올라가는 것을 방지함으로써, 냉각수로 냉각을 하면서 지속적인 발전을 가능하게 한다.

이를 위해 직수관(190a)은 폐열회수 열교환기(150)의 2차측에 저온의 직수를 공급하고, 퇴수관(190b)은 축열조(WT)에 저장된 고온이 물을 시스템 외부로 방출되도록 구성된다.

따라서, 축열조(WT)에 채워진 물 온도가 과도하게 올라가면 퇴수관(190b)을 통해 물을 방출하고, 직수관(190a)을 통해서는 저온의 물을 공급함으로써 폐열회수 열교환기(150)를 통과하는 냉각수의 온도를 낮춘다.

냉각수의 온도가 과도하게 올라가는 것이 방지되면 적절히 낮아진 온도의 냉각수로 엔진(EN) 및 발전기(GE)를 냉각시킴으로써 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템의 지속적인 발전을 가능하게 한다.

이하, 이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템을 부하 종류별로 나누어 설명한다. 이하에서 설명할 도 1 내지 도 5는 각각 냉방과 전기, 난방과 전기, 냉방, 난방 및 전기 부하를 나타낸다.

먼저, 도 1은 냉방과 전기 부하가 있는 경우를 나타낸다. 냉방을 위해서는 냉방장치(CL)에 구동원인 열매체나 중온수가 공급되고, 발전된 전기는 부하측으로 공급 및 사용되어야 한다.

이를 위해, 엔진(EN)에 의해 발전기(GE)가 가동되면 전기가 생산되고, 생산된 전기는 분전반을 통해 수용가 등과 같은 전기 부하측(PWR)으로 공급된다.

또한, 냉각수는 냉각수 순환관(140)에 의해 배열회수 열교환기(170), 발전기(GE) 및 엔진(EN)을 거치면서 폐열을 회수한다. 회수된 폐열은 폐열회수 열교환기(150)를 거쳐 축열조(WT)에 축열(즉, 중온수 생성)된다.

이와 같이 축열조(WT)에 저장된 중온수는 흡수식 냉동기와 같은 하이브리드식 냉방장치(CL)에 공급되어 냉방장치(CL)의 구동원으로 사용된다.

그와 동시에 엔진(EN)에서 발생된 고온의 배기가스는 냉방용 열교환기(110)에 공급되어 열매체를 가열한다. 가열된 열매체(즉, 스팀)는 제1 열매체 순환관(131)을 통해 냉방장치(CL)에 공급된다.

냉방용 열교환기(110)에서 1차 열교환을 마친 배기가스는 배열회수 열교환기(170)를 통해 배기되는 과정에서 상술한 바와 같이 냉각수와 2차로 열교환을 한다.

위와 같이 냉방 및 전기 부하만 있는 경우에는 배출관(160)을 통해 난방장치(HT)로 중온수가 공급되지 않고, 히터(180)는 꺼짐 상태이며, 직수관(190a) 및 퇴수관(190b)은 닫힌 상태가 된다.

다음, 도 2는 난방과 전기 부하가 있는 경우를 나타낸다. 난방을 위해서는 축열조(WT)에 중온수가 충분히 공급되고, 발전된 전기는 부하측으로 공급 및 사용되어야 한다.

이를 위해, 엔진(EN)에 의해 발전기(GE)가 가동되면 전기가 생산되고, 생산된 전기는 분전반을 통해 수용가 등과 같은 전기 부하측으로 공급된다.

또한, 냉각수는 냉각수 순환관(140)에 의해 배열회수 열교환기(170), 발전기(GE) 및 엔진(EN)을 거치면서 폐열을 회수한다. 회수된 폐열은 폐열회수 열교환기(150)를 거쳐 축열조(WT)에 축열된다.

이와 같이 축열조(WT)에 저장된 중온수는 배출관(160)을 통해 난방장치(HT) 측으로 공급되어 부하에 온수나 난방수를 공급한다.

그와 동시에 엔진(EN)에서 발생된 고온의 배기가스는 냉방용 열교환기(110)에 공급되어 열매체를 가열한다. 열교환을 통해 가열된 열매체는 일 예로 3방변 밸브(133) 및 제2 열매체 순환관(132)을 통해 축열조(WT)에 공급된다.

이때, 열매체는 별도의 열교환기 없이 직접 축열조(WT) 내부로 분사되거나, 축열조(WT) 내부에 설치된 열교환기(미도시)를 통해 간접 열교환을 하며, 그에 따라 축열조(WT) 내부의 물을 추가로 가열한다.

위와 같이 난방 및 전기 부하만 있는 경우에는 배출관(160)을 통해 냉방장치(CL)로 중온수가 공급되지 않고, 히터(180)는 꺼짐 상태이며, 직수관(190a) 및 퇴수관(190b)는 닫힌 상태가 된다.

다음, 도 3은 오직 냉방 부하만 있는 경우를 나타낸다. 냉방을 위해서는 냉방장치(CL)에 구동원인 열매체나 중온수가 공급되고, 발전된 전기는 부하 대신 히터(180)에서 사용된다.

이를 위해, 엔진(EN)에 의해 발전기(GE)가 가동되면 전기가 생산되고, 생산된 전기는 분전반을 통해 히터(180)에 공급되고, 히터(180)는 축열조(WT) 내부에 채워진 물을 가열한다. 즉, 전기 부하가 없거나 부족 부하인 경우 기왕에 발전한 전기를 히터(180)에서 소모하는 것이다.

그와 동시에 엔진(EN)에서 발생된 고온의 배기가스는 냉방용 열교환기(110)에 공급되어 열매체를 가열한다. 열교환을 통해 가열된 열매체는 제1 열매체 순환관(131)을 통해 냉방장치(CL)에 공급된다.

위와 같이 냉방 부하만 있는 경우에는 배출관(160)을 통해 난방장치(HT)로 중온수가 공급되지 않고, 직수관(190a) 및 퇴수관(190b)도 닫힌 상태가 된다. 반면 히터(180)는 상술한 바와 같이 켜짐 상태가 된다.

다음, 도 4는 오직 난방 부하만 있는 경우를 나타낸다. 난방을 위해서는 축열조(WT)에 중온수가 충분히 공급되고, 발전된 전기는 부하 대신 히터(180)에서 사용된다.

이를 위해, 엔진(EN)에 의해 발전기(GE)가 가동되면 전기가 생산되고, 생산된 전기는 분전반을 통해 히터(180)에 공급되어, 기왕에 발전한 전기를 히터(180)에서 소모할 수 있게 한다. 따라서, 에너지 효율을 높인다.

그와 동시에 엔진(EN)에서 발생된 고온의 배기가스는 냉방용 열교환기(110)에 공급되어 열매체를 가열한다. 가열된 열매체는 일 예로 3방변 밸브(133) 및 제2 열매체 순환관(132)을 통해 축열조(WT)에 공급된다.

이때, 열매체는 별도의 열교환기 없이 직접 축열조(WT) 내부로 분사되거나, 축열조(WT) 내부에 설치된 열교환기(미도시)를 통해 간접 열교환하고, 그에 따라 열매체는 축열조(WT) 내부의 물을 추가로 가열한다.

위와 같이 난방 부하만 있는 경우에는 배출관(160)을 통해 냉방장치(CL)로 중온수가 공급되지 않고, 직수관(190a) 및 퇴수관(190b)도 닫힌 상태가 된다. 반면 히터(180)는 상술한 바와 같이 켜짐 상태가 된다.

다음, 도 5는 오직 전기 부하만 있는 경우를 나타낸다. 전기 부하가 있는 경우 발전된 전기는 수용가와 같은 전기 부하에서 사용된다.

즉, 엔진(EN)에 의해 발전기(GE)가 가동되면 전기가 생산되고, 생산된 전기는 분전반을 통해 수용가 등과 같은 전기 부하측으로 공급된다.

또한, 냉각수는 냉각수 순환관(140)에 의해 배열회수 열교환기(170), 발전기(GE) 및 엔진(EN)을 거치면서 폐열을 회수한다. 회수된 폐열은 폐열회수 열교환기(150)를 거쳐 임시로 축열조(WT)에 축열된다.

또한, 냉방용 열교환기(110)에서 1차 열교환을 마친 배기가스는 배열회수 열교환기(170)를 통해 배기되는 과정에서 냉각수와 2차로 열교환을 하며, 그에 따라 폐열은 축열조(WT)에 임시로 저장된다.

다만, 폐열을 회수하여 축열조(WT)에 계속 축열하게 되면 폐열회수 열교환기(150)를 통해 냉각수의 온도가 올라가고, 그에 따라 발전기(GE) 및 엔진(EN)의 과열을 방지할 수 없게 된다.

이에, 직수관(190a)을 통해 폐열회수 열교환기(150)에 저온의 직수를 공급하고, 그와 동시에 혹은 센서에 의해 감시된 축열조(WT) 내부의 온수 온도에 따라 축열조(WT)에 채워진 고온의 물을 퇴수관(190b)을 통해 시스템 외부로 방출한다. 방출된 고온의 물은 다른 시스템에서 사용하거나 혹은 그냥 버려질 수 있다.

위와 같이 전기 부하만 있는 경우에는 배출관(160)을 통해 냉방장치(CL) 및 난방장치(HT)로 중온수가 공급되지 않고, 히터(180)는 꺼진 상태가 된다. 반면, 직수관(190a) 및 퇴수관(190b)은 상술한 바와 같이 개방된 상태가 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템에 대해 설명한다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템으로 도 6은 제1 운전 모드(냉방+전기 부하)를 나타낸 도이고, 도 7은 제2 운전 모드(냉방+전기 부하)를 나타낸 도이다.

도 6 및 도 7과 같이, 본 발명의 다른 실시예에는 엔진(EN), 발전기(GE), 냉방장치(CL), 축열조(WT), 냉방용 열교환기(110), 배기관(120), 열매체 순환관(130), 냉각수 순환관(140) 및 폐열회수 열교환기(150)를 포함한다.

이점은 위에서 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템과 동일하다.

그러나, 본 발명의 다른 실시예는 축열조(WT)로써 중온수 축열조(WT-1) 및 스팀 축열조(WT-2)을 구비하여 중온수 및 스팀을 포함한 2개의 열매체를 각각 분리하여 순환시키는 점에서 차이가 있다.

또한, 폐열회수 열교환기(150)로써 제1 폐열회수 열교환기(150-1) 및 제2 폐열회수 열교환기(150-2)를 구비하여 상술한 중온수를 중온수 축열조(WT-1) 및 냉방장치(CL)로 분리하여 순환시키는 점에서 차이가 있다.

도 1 내지 도 5와 같이 통합된 하나의 축열조(WT)를 이용하면 상대적으로 열효율이 낮고 내부 온도 분포에 따라 중온수 및 스팀을 위한 복합적인 코일 구성 등이 쉽지 않다.

또한, 통합된 하나의 폐열회수 열교환기(150)를 이용하면 생성된 중온수가 축열조(WT)를 거쳐 냉방장치(CL)로 공급되므로 효율이 저하되고 열손실로 인한 일부 온도 저하가 생긴다.

그러나, 도 6 및 도 7과 같이 서로 분리된 중온수 축열조(WT-1) 및 스팀 축열조(WT-2)를 구비하면 각 열매체 별로 최적의 열효율을 갖게 하고 코일 구성의 어려움 등을 극복하고 구조 설계를 쉽게 한다.

또한, 서로 분리된 제1 폐열회수 열교환기(150-1) 및 제2 폐열회수 열교환기(150-2)를 구비하면 난방을 위한 중온수 축열조(WT-1) 순환과 냉방을 위한 냉방장치(CL) 순환을 서로 분리하여 효율을 높이고 온도 저하를 방지한다.

좀더 구체적으로, 본 발명에 적용되는 냉방장치(CL)는 스팀과 중온수 2가지의 열매체로 구동되는 이중효용 흡수식 냉동기(double effect absorption type refrigerator)가 적용된다.

이중효용 흡수식 냉동기 그 자체는 이미 공지된 것으로 약 80℃~120℃의 중온수만을 이용하는 단효용 방식은 COP가 0.7 정도임에 비해, 이중효용 방식은 COP가 1.2 정도로 성능이 높다.

이러한 이중효용 방식은 냉매 싸이클 중 냉매의 재생시 스팀(즉, 중압 증기)을 사용하는 고온 발생기 및 중온수를 사용하는 저온 발생기를 포함하므로, 열매체로써 아래와 같이 스팀 및 중온수를 독립적으로 공급받는다.

이를 위해, 축열조(WT)는 서로 독립적으로 설치된 중온수 축열조(WT-1) 및 스팀 축열조(WT-2)를 포함한다. 폐열회수 열교환기(150)는 서로 독립적으로 설치된 제1 폐열회수 열교환기(150-1) 및 제2 폐열회수 열교환기(150-2)를 포함한다.

이때, 제1 폐열회수 열교환기(150-1)의 1차측은 냉각수 순환관(140)에서 공급된 냉각수가 통과하고, 2차측은 중온수 축열조(WT-1)의 물이 통과하도록 배관되어 물 대 물 열교환이 이루어진다.

제2 폐열회수 열교환기(150-2)의 1차측은 냉각수 순환관(140)에서 공급된 냉각수가 통과하고, 2차측은 냉방장치(CL)의 중온수 수용부에 공급되는 물이 통과하도록 배관되어 물 대 물 열교환이 이루어진다.

바람직하게는 냉각수 순환관(140)에 3방변 밸브(141)을 추가하여 냉각수가 제1 폐열회수 열교환기(150-1) 및/또는 제2 폐열회수 열교환기(150-2)를 순환하는 냉각수 싸이클을 조절한다.

따라서, 냉각수가 엔진(EN) 및 발전기(GE)를 냉각시키는 과정에서 회수한 폐열로 제1 폐열회수 열교환기(150-1)에서 열교환을 하고, 그에 따라 생성된 중온수는 중온수 축열조(WT-1)에 축열한다. 축열된 중온수는 난방에 사용된다.

반면, 이상과 같이 냉각수가 회수한 폐열로 제2 폐열회수 열교환기(150-2)에서 열교환을 하고, 그에 따라 생성된 중온수를 냉방장치(CL)의 중온수 수용부로 공급함으로써 냉매 재생기 중 하나인 저온 발생기에 공급한다.

나아가, 상술한 냉방용 열교환기(110)에 사용되는 열매체는 스팀(steam)이고, 냉방용 열교환기(110)는 스팀을 이용한 스팀 열교환기가 사용된다.

이때, 열매체 순환관(130)은 냉방용 열교환기(110)와 냉방장치(CL) 사이를 순환시키는 제1 열매체 순환관(131)과, 냉방용 열교환기(110)와 스팀 축열조(WT-2) 사이를 순환시키는 제2 열매체 순환관(132) 및 상기 제1 열매체 순환관(131)과 제2 열매체 순환관(132)을 연결하는 분기로에 설치된 3방변 밸브(133)를 포함한다.

따라서, 스팀이 제1 열매체 순환관(131)을 통해 냉방장치(CL)의 스팀 수용부에 공급되어 냉방장치(CL)를 가동시키거나, 혹은 스팀이 제2 열매체 순환관(132)을 통해 제2 축열조(WT-2)에 공급되어 제2 축열조(WT-2)의 물을 가열하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예 역시 배열회수 열교환기(170)를 포함하고, 그 외 도시는 생략하였지만 히터(180), 직수관(190a), 퇴수관(190b) 및 난방장치(HT)를 포함하며 그 기능인 도 1 내지 도 5에서 이미 설명한 바와 같다.

특히, 회수된 폐열은 중온수 축열조(WT-1) 및 스팀 축열조(WT-2)에 각각 축열되므로, 난방장치(HT)는 중온수 축열조(WT-1) 및 스팀 축열조(WT-2) 중 어느 하나 이상으로부터 난방수를 공급받아 난방을 공급할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예는 도 6에 제1 운전 모드(냉방+전기 부하)를 도시하고, 도 7에 제2 운전 모드(냉방+전기 부하)를 도시하였지만, 본 발명의 다른 실시예 역시 도 3 내지 도 5와 같이 냉방 부하, 난방 부하 및 전기 부하를 공급할 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

EN: 엔진
GE: 발전기
CL: 냉방장치
HT: 난방장치
WT(WT-1, WT-2): 축열조
110: 냉방용 열교환기
120: 배기관
130: 열매체 순환관
140: 냉각수 순환관
150(150-1, 150-2): 폐열회수 열교환기
160: 배출관
170: 배열회수 열교환기
180: 히터
190a: 직수관
190b: 퇴수관

Claims

엔진(EN)과;
상기 엔진(EN)에 의해 구동되어 전기를 생산하는 발전기(GE)와;
부하측에 냉방을 공급하는 냉방장치(CL)와;
부하측에 난방이나 온수를 공급하는 난방장치(HT)와;
온수를 저장하는 축열조(WT)와;
상기 엔진(EN)에서 배출된 고온의 배기가스와 상기 냉방장치(CL)를 구동시키는 열매체 사이에 열교환이 이루어지는 냉방용 열교환기(110)와;
상기 엔진(EN)에서 배출된 고온의 배기가스가 상기 냉방용 열교환기(110)를 거친 후 외부로 배출되도록 안내하는 배기관(120)과;
상기 냉방용 열교환기(110)에서 열교환을 마친 열매체를 상기 냉방장치(CL) 또는 축열조(WT) 중 어느 하나로 순환시키는 열매체 순환관(130)과;
냉각수가 상기 발전기(GE) 및 엔진(EN)을 통과하면서 냉각을 하는 과정에서 각각 폐열을 회수하도록 순환시키는 냉각수 순환관(140)과;
1차측은 상기 냉각수 순환관(140)에서 공급된 냉각수가 통과하고, 2차측은 축열조(WT)의 물이 통과함으로써 물 대 물 열교환이 이루어지는 폐열회수 열교환기(150); 및
상기 축열조(WT)에 저장된 온수를 상기 난방장치(HT)로 공급하는 배출관(160);을 포함하되,
상기 배출관(160)은 분기 배출관(160)으로서 제1 배출단은 상기 난방장치(HT)에 연결되고, 제2 배출단은 상기 냉방장치(CL)에 연결되어 상기 축열조(WT)에 저장된 온수를 상기 난방장치(HT) 또는 냉방장치(CL)에 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 엔진(EN)에서 배출된 고온의 배기가스와 상기 냉각수 사이에 열교환이 이루어지는 배열회수 열교환기(170)를 더 포함하되,
상기 배열회수 열교환기(170)는 상기 냉방용 열교환기(110)의 배출단에 연결되어 상기 냉방용 열교환기(110)에서 1차로 열교환을 마친 배기가스와 2차로 열교환을 하며,
상기 냉각수 순환관(140)은 상기 배열회수 열교환기(170), 발전기(GE), 엔진(EN) 및 폐열회수 열교환기(150)를 따라 순차로 순환하도록 배관되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템.
제1항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 열매체 순환관(130)은,
상기 냉방용 열교환기(110)와 냉방장치(CL) 사이를 순환시키는 제1 열매체 순환관(131)과;
상기 냉방용 열교환기(110)와 축열조(WT) 사이를 순환시키는 제2 열매체 순환관(132); 및
상기 제1 열매체 순환관(131)과 제2 열매체 순환관(132)을 연결하는 분기로에 설치된 3방변 밸브(133);를 포함하여,
상기 열매체가 제1 열매체 순환관(131)을 통해 냉방장치(CL)에 공급되어 상기 냉방장치(CL)를 가동시키거나, 혹은 상기 열매체가 제2 열매체 순환관(132)을 통해 축열조(WT)에 공급되어 상기 축열조(WT)의 물을 가열하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템.
제1항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 냉방장치(CL)는 하이브리드 흡수식 냉동기이고,
상기 열매체는 스팀(steam)이며,
상기 냉방용 열교환기(110)는 스팀 열교환기인 것을 특징으로 하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템.
제1항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 축열조(WT)의 물을 가열하는 히터(180)를 더 포함하되,
상기 히터(180)는 상기 발전기(GE)의 전력을 공급받도록 전기적으로 연결되어,
전기 부하가 없는 경우 상기 발전기(GE)에서 발전된 전기로 상기 히터(180)를 가동시켜 상기 축열조(WT)의 물을 가열하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템.
제1항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 폐열회수 열교환기(150)의 2차측에 저온의 직수를 공급하는 직수관(190a); 및
상기 축열조(WT)에 저장된 고온이 물을 시스템 외부로 방출하는 퇴수관(190b);을 더 포함하되,
상기 냉방장치(CL)에 의한 냉방부하나 상기 난방장치(HT)에 의한 난방부하가 없는 경우 상기 직수관(190a)을 통해 저온의 직수를 공급하고, 축열조(WT)에 저장된 고온의 물을 방출하여 상기 엔진(EN)이나 발전기(GE)가 과열되지 않고 지속적인 발전이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템.
제1항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 냉방장치(CL)는 스팀과 중온수를 포함한 2가지의 열매체로 구동되는 이중효용 흡수식 냉동기이고,
상기 축열조(WT)는 서로 독립적으로 설치된 중온수 축열조(WT-1) 및 스팀 축열조(WT-2)를 포함하고,
상기 폐열회수 열교환기(150)는 서로 독립적으로 설치된 제1 폐열회수 열교환기(150-1) 및 제2 폐열회수 열교환기(150-2)를 포함하되,
상기 제1 폐열회수 열교환기(150-1)의 1차측은 상기 냉각수 순환관(140)에서 공급된 냉각수가 통과하고, 2차측은 상기 중온수 축열조(WT-1)의 물이 통과하도록 배관되어 물 대 물 열교환이 이루어지고,
상기 제2 폐열회수 열교환기(150-2)의 1차측은 상기 냉각수 순환관(140)에서 공급된 냉각수가 통과하고, 2차측은 상기 냉방장치(CL)의 중온수 수용부에 공급되는 물이 통과하도록 배관되어 물 대 물 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템.
제8항에 있어서,
상기 열매체는 스팀(steam)이고,
상기 냉방용 열교환기(110)는 스팀 열교환기이고,
상기 열매체 순환관(130)은 상기 냉방용 열교환기(110)와 냉방장치(CL) 사이를 순환시키는 제1 열매체 순환관(131)과; 상기 냉방용 열교환기(110)와 스팀 축열조(WT-2) 사이를 순환시키는 제2 열매체 순환관(132); 및 상기 제1 열매체 순환관(131)과 제2 열매체 순환관(132)을 연결하는 분기로에 설치된 3방변 밸브(133);를 포함하며,
상기 스팀이 제1 열매체 순환관(131)을 통해 상기 냉방장치(CL)의 스팀 수용부에 공급되어 상기 냉방장치(CL)를 가동시키거나, 혹은 상기 스팀이 제2 열매체 순환관(132)을 통해 제2 축열조(WT-2)에 공급되어 상기 제2 축열조(WT-2)의 물을 가열하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 초소형 열병합 발전 시스템.