Low Emission Gas Engine Heat Pump System

• Main Author: LEE TAEHYEONG
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 15.04.2022
• Subjects: BLASTING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; COMBUSTION ENGINES; CONTROLLING COMBUSTION ENGINES; ENGINE PLANTS IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNALCOMBUSTION ENGINES; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES ORENGINES IN GENERAL; HEAT PUMP SYSTEMS; HEATING; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS; IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FORINTERNAL-COMBUSTION ENGINES; LIGHTING; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES; MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; MECHANICAL ENGINEERING; REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; REFRIGERATION OR COOLING; STEAM ENGINES; SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL, WITH COMBUSTIBLEMIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES; WEAPONS

The present invention relates to a low emission gas engine heat pump (GHP) system. More specifically, according to the present invention, an amount of an air and a fuel is controlled through a mixer which mixes a fuel gas with an intake air by an electronic control unit (ECU) of a gas engine heat pump (GHP). The low emission gas engine heat pump system of the present invention comprises: a mixer; an electronic throttle valve; an intake pipe; an intake manifold; an engine; a dry exhaust manifold; the electronic control unit (ECU); a controller; a first exhaust pipe; an oxygen sensor; a three-way catalyst (TWC); a second exhaust pipe; a heat exchanger; and a third exhaust pipe. 본 발명은 저공해 가스엔진히트펌프(GHP) 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스엔진히트펌프(GHP)의 전자제어유닛(ECU)에 의해 연료가스를 흡입공기와 혼합하는 믹서를 통해 공기와 연료량을 제어하고, 전자식 스로틀밸브를 통해 엔진으로 유입되는 혼합된 혼합가스의 양을 요구 엔진 회전수 및 부하에 따라 제어하고, 흡기파이프를 통해 흡기매니폴드로 들어온 혼합가스가 엔진으로 유입된 후 상기 혼합가스를 전기 스파크에 의해 연소시키는 점화플러그를 제어하여 연소되게 하는 가스엔진히트펌프(GHP) 엔진의 전자제어유닛(ECU)과 엔진 사이에 추가 설치된 제어기가 삼원촉매(TWC) 전단에 장착된 산소(O2)센서의 신호를 받아 믹서를 제어하여 주므로 소정의 목표 공연비에 따른 연료량을 제어할 수 있으며, 촉매 활성화 온도 확보를 위해 엔진 후단의 기존 습식 배기매니폴드의 냉각수라인을 변경 또는 냉각수 라인이 없는 건식 배기매니폴드로 변경하고, 삼원촉매(전촉매) 전단에 장착된 전단 산소(O2)센서에 의해 엔진에서 연소된 가스의 산소 농도를 측정하여 공연비를 제어하고, 삼원촉매(후촉매) 전단에 장착된 후단 산소(O2)센서에 의해 삼원촉매(전촉매)를 통과한 배출가스의 산소농도를 측정하여 삼원촉매의 산소 저장 용량을 계산하고 공연비 제어와 촉매 진단 기능에 활용할 수 있으며, 삼원촉매(전촉매)에 의해 엔진에서 배출되는 유해가스인 일산화탄소(CO), 탄화수소(THC), 질소산화물(NOx)을 저감할 수 있고, 삼원촉매(후촉매)에 의해 삼원촉매(전촉매)에서 저감되지 않은 유해 배출가스를 추가로 저감할 수 있으며, 열교환기 전단에 장착된 녹스(NOx)센서에 의해 삼원촉매(전촉매)와 삼원촉매(후촉매)를 통과한 배출가스의 질소산화물(NOx) 농도를 측정하여 소정의 값 이상 발생시 연료를 제어할 수 있는 효과가 있다.