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수용가의 지역냉난방을 위한 열에너지 배관망을 흐르는 열에너지 공급매체로서 CO2를 사용하는 CO2 지역 에너지 공급설비에 관한 것으로서,동심을 이루는 외피관과 내피관으로 이루어지고, 상기 외피관과 내피관 사이의 환형공간은 대기압보다 낮은 진공 상태를 유지하며, 상기 내피관 내부를 통해 상기 수용가로 공급되는 액상 CO2가 흐르는 공급관;상기 수용가에서 열교환되어 기화된 기상 CO2가 회수되어 모이는 회수관;상기 회수관으로부터 공급되는 기상 CO2를 냉각하여 온도를 낮추는 프리쿨러;상기 프리쿨러에 의해 냉각된 기상 CO2를 압축하여 액상 CO2로 상변화시키는 주 압축기; 및상기 주압축기에 의해 상변화된 액상 CO2를 공급받아 저장하고, 상기 저장된 액상 CO2를 상기 공급관으로 압송 공급하는 액상 CO2 저장조;를 포함하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제1항에 있어서,상기 내피관을 흐르는 액상 CO2의 압력과 온도는 각각 35 bar 이하 및 0℃ 이하인 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제1항에 있어서,상기 프리쿨러는 상기 회수관으로부터 공급되는 기상 CO2를 1차적으로 냉각시키는 제1 프리쿨러 및 상기 제1 프리쿨러에서 냉각된 기상 CO2를 공급받아 2차적으로 냉각시키는 제2 프리쿨러를 포함하는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제3항에 있어서,상기 제1 프리쿨러는 상기 회수관으로부터 공급되는 기상 CO2가 유입되고 배출되는 내부 배관과, 온수 저장조로부터 공급된 온수를 상기 내부 배관 주위로 분사하는 분무수단과, 상기 제1 프리쿨러 내부의 압력을 대기압 이하로 형성시키는 진공펌프를 포함하고, 상기 내부 배관을 흐르는 기상 CO2는 상기 분무수단으로부터 분사된 온수의 증발 잠열에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제4항에 있어서,상기 진공펌프의 구동전원은 1차적으로 신재생에너지 발전원 또는 열병합발전의 잉여전력을 사용하고, 상기 진공펌프의 구동에 필요한 전력이 부족한 경우에 2차적으로 상용전력을 사용하는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제4항에 있어서,상기 제1 프리쿨러는 상기 내부 배관으로부터 배출되는 기상 CO2의 온도를 5℃ 이하로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제4항에 있어서,상기 제1 프리쿨러 내부의 압력은 최대 250 Torr 이내이고, 상기 온수 저장조로부터 공급되는 온수의 온도는 해당압력에서의 포화온도 이하인 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제5항에 있어서,상기 진공펌프는 신재생에너지 발전원 또는 열병합발전의 잉여전력을 구동전원으로 하여 상기 제1 프리쿨러 내부의 압력을 사전에 설정된 값 이하로 유지시키는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제3항에 있어서,상기 제2 프리쿨러는 상기 액상 CO2 저장조로부터 공급되는 액상 CO2를 그 내부공간으로 분사하여 기화시키는 인젝터를 구비하고, 상기 제1 프리쿨러에서 1차적으로 냉각되어 공급되는 기상 CO2는 상기 제2 프리쿨러의 하부로부터 유입되어 상기 인젝터에 의해 기화된 CO2가 형성하는 냉각 분위기에서 2차적으로 냉각된 후 상기 제2 프리쿨러로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제9항에 있어서,상기 인젝터로부터 분사된 액상 CO2는 기화 과정에서 그 일부가 드라이아이스로 상변화되어 상기 제2 프리쿨러의 하부에 축적되고, 상기 제2 프리쿨러의 하부로 유입된 기상 CO2는 상기 축적된 드라이아이스를 통과한 후 상기 제2 프리쿨러로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제9항에 있어서,상기 제2 프리쿨러는 그 내부의 압력이 사전에 설정된 값을 초과하여 상승할 경우 상기 제2 프리쿨러 내부의 기체를 외부로 배출시키는 압력 조절기를 구비하는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제11항에 있어서,상기 압력 조절기로부터 배출된 기체는 상기 회수관 라인으로 회수되는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제1항에 있어서,상기 공급관에는 상기 외피관과 내피관 사이의 환형공간의 진공도를 측정하는 진공센서와, 상기 진공센서에 의해 측정된 압력이 사전에 설정된 진공도보다 떨어질 경우 상기 환형공간 내부의 기체를 상기 회수관으로 압송하여 상기 환형공간의 진공도를 유지시키는 진공펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제1항 또는 제13항에 있어서,상기 외피관과 내피관 사이를 상호 연결하여 고정되는 지지부재가 원주방향을 따라 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제14항에 있어서,상기 지지부재에는 상기 지지부재에 의해 분할된 각 공간 사이를 유통시키는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제3항 또는 제9항에 있어서,상기 제2 프리쿨러 내부에서 2차적으로 냉각된 기상 CO2의 일부는 상기 주 압축기를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제16항에 있어서,상기 주 압축기를 냉각시킨 기상 CO2는 상기 회수관으로 회수되는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제4항에 있어서,상기 온수 저장조에 저장되는 온수는 열병합발전의 폐열을 이용하여 생산되는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제3항에 있어서,상기 회수관을 흐르는 기상 CO2의 일부를 공급받아 압축하여 액상 CO2를 생산하는 보조 압축기 및 상기 보조 압축기에서 생산된 액상 CO2를 저장하는 보조 저장조를 더 포함하고, 상기 보조 저장조에 저장된 액상 CO2는 상기 제2 프리쿨러나 상기 액상 CO2 저장조 중의 적어도 어느 하나로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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제19항에 있어서,상기 보조 압축기는 상기 CO2 지역 에너지 공급설비가 정상운전 상태에 도달할 때까지 또는 상기 주 압축기에서 생산되는 액상 CO2의 양이 수요량에 미치지 못할 때 가동되는 것을 특징으로 하는 CO2 지역 에너지 공급설비
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