RU2233387C2 - Power supply system - Google Patents
Power supply system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2233387C2 RU2233387C2 RU2002122379/06A RU2002122379A RU2233387C2 RU 2233387 C2 RU2233387 C2 RU 2233387C2 RU 2002122379/06 A RU2002122379/06 A RU 2002122379/06A RU 2002122379 A RU2002122379 A RU 2002122379A RU 2233387 C2 RU2233387 C2 RU 2233387C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- energy
- temperature
- supply system
- accumulator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится преимущественно к автономным системам энергообеспечения, использующим энергию солнца, – жилых зданий, автономно расположенных поселков или жилых комплексов, промышленных и сельскохозяйственных объектов, удаленных от существующих систем энергоснабжения, и предназначена для обеспечения теплом, горячей водой и электроэнергией этих объектов.The proposal relates primarily to autonomous energy supply systems using the energy of the sun - residential buildings, autonomously located settlements or residential complexes, industrial and agricultural facilities remote from existing energy supply systems, and is intended to provide heat, hot water and electricity to these facilities.
Известны системы энергоснабжения, использующие энергию солнца и преобразующую ее в электрическую, например посредством ветроустановок с электрогенераторами, которая запасается в электроаккумуляторах и затем по необходимости подводится к различным потребителям электроэнергии: радиаторам отопления, осветительным лампам, бытовым приборам и оборудованию – прототип.There are known energy supply systems that use the energy of the sun and converts it into electrical energy, for example, through wind turbines with electric generators, which is stored in electric batteries and then, if necessary, is supplied to various consumers of electric energy: heating radiators, lighting lamps, household appliances and equipment - a prototype.
Эти системы могут использоваться и в наземных объектах обитания в районах преимущественно с большой интенсивностью ветра.These systems can also be used in terrestrial habitats in areas mainly with high wind intensity.
Параллельно могут использоваться и энергоустановки, преобразующие световую солнечную энергию в электрическую энергию.At the same time, power plants that convert solar light energy into electrical energy can be used.
Энергетический потенциал ветровых источников в более чем в 4 раза превышает существующую потребность в энергии, которая в настоящее время практически полностью покрывается за счет не возобновляемых источников (нефть, газ, уголь), использование которых связано с существенным загрязнением окружающей среды.The energy potential of wind sources is more than 4 times the existing energy demand, which is now almost completely covered by non-renewable sources (oil, gas, coal), the use of which is associated with significant environmental pollution.
В связи с тем, что энергия солнца и энергия ветра по величине существенно переменна по времени, а потребление энергии в объектах обитания осуществляется постоянно, но с переменной интенсивностью, существующие системы энергообеспечения снабжаются электроаккумуляторами, заряжаемыми постоянным током напряжением 12/24 В через специальные инверторы, преобразующие электроэнергию, поступающую от электрогенераторов ветроустановок, в электроэнергию с напряжением, достаточным для зарядки электроаккумуляторов.Due to the fact that solar and wind energy are substantially variable in time in time, and energy consumption in habitats is constant, but with variable intensity, the existing energy supply systems are supplied with electric batteries charged with 12/24 V direct current through special inverters, converting electricity from wind turbine generators to electricity with a voltage sufficient to charge electric batteries.
В таких системах энергоснабжения применяются ветроустановки лопастного и вихревого типов с встроенными системами управления мощностью и напряжением вырабатываемого постоянного тока для обеспечения нормальных условий зарядки электроаккумуляторов, что в целом увеличивает их стоимость и снижает надежность работы. Общая требуемая емкость электроаккумуляторов для обеспечения стабильного энергоснабжения относительно больших жилых объектов, например площадью 6000 м2, становится настолько велика, что практическая реализация такой энергосистемы становится экономически нерациональной, поскольку требует больших вложений на обеспечение экологически безопасной ее эксплуатации, требующей регулярной ежегодной замены большого числа аккумуляторных батарей. Для обеспечения функционирования объектов обитания также требуется перевод всего электрооборудования на постоянный ток низкого напряжения, что требует широкого производства нового типа электроустройств.Such power supply systems use vane and eddy-type wind turbines with built-in power and voltage control systems for the generated direct current to ensure normal charging conditions for electric batteries, which generally increases their cost and reduces reliability. The total required capacity of electroaccumulators to ensure a stable energy supply for relatively large residential facilities, for example, an area of 6000 m 2 , becomes so large that the practical implementation of such an energy system becomes economically irrational, since it requires large investments in ensuring its environmentally safe operation, requiring regular annual replacement of a large number of battery batteries. To ensure the functioning of habitats, the conversion of all electrical equipment to direct current of low voltage is also required, which requires the widespread production of a new type of electrical device.
При этом существенно затрудняется и перевод существующих зданий и других объектов на электроснабжение от этих систем, поскольку это требует замены всего электрооборудования.At the same time, the conversion of existing buildings and other facilities to power supply from these systems is significantly more difficult, since this requires the replacement of all electrical equipment.
Цель данного предложения - это создание системы энергоснабжения на базе даровых источников энергии, в которой устранены указанные выше недостатки.The purpose of this proposal is to create a power supply system based on free energy sources, which eliminates the above disadvantages.
Поставленная задача решается тем, что:The problem is solved in that:
- в системе энергообеспечения обитаемых объектов, например зданий, содержащей по меньшей мере одну ветровую установку с электрогенератором, электрически связанным с энергоаккумулятором, сообщенным с потребителем этой энергии, энергоаккумулятор выполнен в виде по меньшей мере двух тепловых аккумуляторов – высокотемпературного и низкотемпературного, высокотемпературный теплоаккумулятор сообщен по теплу с нагревателем, приводящим по меньшей мере электрогенератор стабилизированной частоты и напряжения тепловой машины, холодильник которой по теплу сообщен с низкотемпературным теплоаккумулятором, который по теплу сообщен с системой отопления и горячего водоснабжения обитаемого объекта с возможностью регулирования передаваемой тепловой энергии, а также – с подогревателем воздуха, поступающего на вход по меньшей мере одной ветроустановки, электрогенератор которой сообщен с электронагревателем теплоносителя высокотемпературного теплоаккумулятора с возможностью регулирования передаваемой в воздухоподогреватель тепловой энергии;- in the energy supply system of inhabited objects, for example buildings, containing at least one wind turbine with an electric generator electrically connected to the energy accumulator communicated with the consumer of this energy, the energy accumulator is made in the form of at least two heat accumulators - a high-temperature and a low-temperature, high-temperature heat accumulator communicated by heat with a heater, leading at least a generator of stabilized frequency and voltage of the heat engine, the refrigerator to the heat is connected to a low-temperature heat accumulator, which is warmly connected to the heating and hot water supply system of the inhabited object with the possibility of regulating the transmitted heat energy, and also to the air heater supplied to the input of at least one wind turbine, the electric generator of which is connected to the electric heater of the high-temperature coolant a heat accumulator with the ability to regulate thermal energy transferred to the air heater;
- по меньшей мере одна ветроустановка выполнена вихревого типа, по оси входной части которой расположен выход вертикального воздухопровода, в нижней части которого расположен воздухоподогреватель, сообщенный по теплу с низкотемпературным теплоаккумулятором;- at least one wind turbine is made of a vortex type, on the axis of the inlet part of which there is an outlet of a vertical air duct, in the lower part of which there is an air heater communicated by heat with a low-temperature heat accumulator;
- вертикальный воздуховод сообщен с выходами вентиляционной системы обитаемого объекта;- the vertical duct is connected with the exits of the ventilation system of the inhabited object;
- воздухоподогреватель установлен в нижней части вертикального воздуховода, в верхней части которого установлено лопастное колесо воздушной турбины с электрогенератором, а сам воздуховод выполнен в виде силовой трубчатой стойки лопастной ветроустановки;- the air heater is installed in the lower part of the vertical duct, in the upper part of which there is a blade wheel of an air turbine with an electric generator, and the duct itself is made in the form of a power tubular rack of a blade wind turbine;
- низкотемпературный теплоаккумулятор выполнен в виде герметичного теплоизолированного объема, заполненного жидким теплоносителем, например водой;- low-temperature heat accumulator is made in the form of a sealed thermally insulated volume filled with a liquid coolant, such as water;
- низкотемпературный теплоаккумулятор выполнен в виде теплоизолированного объема, заполненного твердым веществом, например SiO2, внутри которого расположен трубчатый теплообменник отвода/подвода тепла посредством циркуляции жидкостного теплоносителя;- the low-temperature heat accumulator is made in the form of a thermally insulated volume filled with a solid substance, for example SiO 2 , inside of which there is a tubular heat removal / supply heat exchanger by means of circulation of the heat-transfer fluid;
- высокотемпературный теплоаккумулятор расположен внутри низкотемпературного теплоаккумулятора;- a high-temperature heat accumulator is located inside the low-temperature heat accumulator;
- тепловая машина выполнена работающей по циклу Ренкина, а ее нагреватель-парогенератор сообщен с высокотемпературным теплоаккумулятором посредством газового теплоносителя и выполнен с возможностью подогрева теплоносителя от электрогенератора по меньшей мере одной ветроустановки;- the heat engine is made working according to the Rankine cycle, and its heater-steam generator is in communication with the high-temperature heat accumulator by means of a gas heat carrier and is configured to heat the heat carrier from the generator of at least one wind turbine;
- электросеть стабилизированного приводимого тепловой машиной электрогенератора и система отопления и горячего водоснабжения сообщены как с резервными источниками энергоснабжения, так и внешними потребителями этой энергии;- the power grid of a stabilized electric generator driven by a heat engine and the heating and hot water supply system are communicated both with reserve power sources and external consumers of this energy;
- резервный источник тепла выполнен в виде топливной горелки, по теплу сообщенной с нагревателем тепловой машины, а выходной канал продуктов сгорания горелки сообщен с вертикальным воздуховодом подвода воздуха к ветроустановке;- the backup heat source is made in the form of a fuel burner connected in heat to the heater of the heat engine, and the output channel of the combustion products of the burner is in communication with the vertical duct for supplying air to the wind turbine;
- низкотемпературный теплоаккумулятор по теплу сообщен с приводимым от электрогенератора тепловой машины тепловым насосом, по теплу сообщенным с потребителями тепла, требующими на своем входе температуру большую, чем температура в низкотемпературном теплоаккумуляторе.- the low-temperature heat accumulator is in heat communication with a heat pump driven from the heat generator’s electric generator, in heat communicated with heat consumers requiring a higher temperature at their inlet than the temperature in the low-temperature heat accumulator.
На чертеже дано схемное решение предложенной системы энергоснабжения.The drawing shows a schematic solution of the proposed power supply system.
Обитаемый объект, например многоэтажное здание, содержит на крыше ветроустановку вихревого типа 2 с турбиной 3 и электрогенератором 4, связанным с электрораспределительным устройством 5, сообщенным с дополнительным даровым источником энергии – лопастной ветроустановкой с электрогенератором 7 и генерирующими электрический ток солнечными платами 8, также сообщенными с входом устройства 5.The inhabited object, for example, a multi-storey building, contains on the roof a vortex-type wind turbine 2 with a turbine 3 and an electric generator 4 connected to an electric distribution device 5, connected to an additional free energy source - a bladed wind turbine with an electric generator 7 and electric current-generating solar panels 8, also communicated with device input 5.
Через устройство 5 все электрогенераторы 4, 7, 8 связаны с энергоаккумулятром, выполненным в виде высокотемпературного теплоаккумулятора 9 и низкотемпературного теплоаккумулятора 10, в данном примере реализации расположенного вокруг теплоаккумулятора 9 для поглощения им теплоты, проходящей через теплоизоляцию 11. Низкотемпературный теплоаккумулятор 10 выполнен в виде герметичной теплоизолированной емкости, заполненной теплоаккумулирующим веществом жидким, например водой, или твердым, например SiO2, BeO, Al2O3. Этими же или другими веществами, работоспособными при высоких температурах, например, 800°С, заполнен и высокотемпературный теплоаккумулятор 9 с возможностью циркуляции в нем газового или жидкого теплоносителя. В низкотемпературном теплоаккумуляторе 10 для подвода или отвода от него теплоты размещен трубчатый теплообменник 12, гидравлически включенный в контур циркуляции жидкого теплоносителя, преимущественно воды, перекачиваемого насосом 13. Контур циркуляции воды в данном примере реализации по теплу подключен: к системе отопления и горячего водоснабжения (на чертеже не показана) здания 1 с возможностью регулирования расхода циркуляции, например, дросселем 14; к тепловому насосу 15, приводимому электродвигателем 16 и по теплу(холоду) сообщенному трубопроводами 17 с потребителями объекта 1, работающими на теплоносителе с температурой, существенно большей (меньшей), чем температура в низкотемпературном теплоаккумуляторе 10; с электронагревателем 18, сообщенным, например, с устройством 5; с конденсатором-холодильником тепловой машины 20, а также с воздухоподогревателями 21, 211, 2111, с возможностью регулирования передаваемой проходящему через них воздуху теплоты, например, за счет регулирования расхода теплоносителя посредством дросселей 22, 23. Низкотемпературных теплоаккумуляторов, по теплу сообщенных с теплоаккумуляторами 9 и/или 10, может быть несколько, в том числе с различной рабочей температурой, подключенных соответственно к потребителям, требующим для своего функционирования различную температуру теплоносителя.Through the device 5, all the electric generators 4, 7, 8 are connected to the energy accumulator, made in the form of a high-temperature heat accumulator 9 and a low-temperature heat accumulator 10, in this embodiment, located around the heat accumulator 9 to absorb heat passing through the thermal insulation 11. The low-temperature heat accumulator 10 is made in the form of a sealed a thermally insulated container filled with a heat-accumulating substance liquid, for example water, or solid, for example SiO 2 , BeO, Al 2 O 3 . The same or other substances that are operable at high temperatures, for example, 800 ° C, are filled with a high-temperature heat accumulator 9 with the possibility of circulation of a gas or liquid coolant in it. In the low-temperature heat accumulator 10, for the supply or removal of heat from it, a tubular heat exchanger 12 is placed hydraulically connected to the circulation circuit of the liquid heat carrier, mainly water pumped by the pump 13. In this example, the water circulation circuit is connected to heat: to the heating system and hot water supply (on the drawing is not shown) of building 1 with the possibility of regulating the flow rate of circulation, for example, by a throttle 14; to the heat pump 15, driven by an electric motor 16 and heat (cold) communicated by pipelines 17 with consumers of the object 1, operating on a coolant with a temperature significantly higher (lower) than the temperature in the low-temperature heat accumulator 10; with an electric heater 18 communicated, for example, with device 5; with a condenser-cooler of the heat engine 20, as well as with air heaters 21, 21 1 , 21 11 , with the possibility of regulating the heat transferred to the air passing through them, for example, by regulating the flow of coolant through the chokes 22, 23. Low-temperature heat accumulators, according to the heat communicated with heat accumulators 9 and / or 10, can be several, including those with different operating temperatures, respectively connected to consumers that require different temperatures of the coolant for their functioning.
Тепловая машина 20, например, выполненная работающей по циклу Ренкина и преимущественно - с возможностью регулирования и высокоэффективного преобразования тепловой энергии в механическую на своем валу (эти средства широко известны), получает тепловую энергию посредством разогрева нагревателя-парогенератора 24 за счет циркуляции газового теплоносителя через высокотемпературный теплоаккумулятор 9 воздуходувкой 25 и регулирования потоков тепла дросселями 26 и 27 и электронагревателем 28, связанным с устройством 5.The heat engine 20, for example, made according to the Rankine cycle and mainly with the ability to control and highly efficiently convert thermal energy into mechanical energy on its shaft (these tools are widely known), receives thermal energy by heating the heater-steam generator 24 due to the circulation of the gas coolant through the high-temperature the heat accumulator 9 by the blower 25 and the regulation of heat fluxes by the chokes 26 and 27 and the electric heater 28 associated with the device 5.
Воздухоподогреватели 21 расположены в термоизолированных для исключения охлаждения воздуха в каналах 29, 30 подвода воздуха к рабочим органам ветроустановок 2 и 31, электрогенераторы 4 и 32 которых через устройство 5 подключены в первую очередь к электронагевателям 28 и 281 высокотемпературного теплоаккумулятора 9.The air heaters 21 are located in thermally insulated to prevent air cooling in the channels 29, 30 of the air supply to the working bodies of wind turbines 2 and 31, the electric generators 4 and 32 of which through the device 5 are connected primarily to the electric heaters 28 and 28 1 of the high-temperature heat accumulator 9.
Воздуховод 29 расположен преимущественно вертикально, и его выход расположен по оси входной части вихревой ветроустановки 2, где имеет место пониженное давление.The duct 29 is located mainly vertically, and its outlet is located along the axis of the inlet part of the vortex wind turbine 2, where there is a reduced pressure.
Разогрев воздуха воздухоподогревателями 21 повышает скорость движения воздуха к рабочему органу ветроустановки, увеличивая тем самым количество вырабатываемой электроэнергии, поступающей в высокотемпературный теплоаккумулятор 9, и, таким образом, обеспечивая частичный возврат тепловой энергии низкотемпературного теплоаккумулятора 10 в тепловую энергию высокотемпературного теплоаккумулятора 9.Heating the air with air heaters 21 increases the speed of air movement to the working body of the wind turbine, thereby increasing the amount of generated electricity entering the high-temperature heat accumulator 9, and, thus, providing a partial return of the thermal energy of the low-temperature heat accumulator 10 to the heat energy of the high-temperature heat accumulator 9.
Выходы вентиляционных каналов 33 помещений здания 1 также могут быть сообщены с воздуховодом 29. В верхней части воздуховода 29 может быть установлена дополнительная турбина с электрогенератором аналогично выполнению элементов 31 и 32.The outputs of the ventilation ducts 33 of the premises of building 1 can also be communicated with the duct 29. In the upper part of the duct 29 can be installed an additional turbine with an electric generator similar to the implementation of the elements 31 and 32.
В качестве воздуховода рационально использовать трубчатую силовую стойку лопастной ветроустановки 6.As a duct, it is rational to use a tubular power rack of a bladed wind turbine 6.
Тепловая машина 20 выполнена кинематически связанной с электрогенератором 34 стабилизированной частоты и напряжения, например, 50 Гц и 220/380 В, что достигается регулированием оборотов машины 20, например, дросселем 35 и, например, тока возбуждения генератора 34. Тепловая машина 20 может быть по валу связанной с насосами и воздуходувками (газодувками) систем водоснабжения, собственных нужд, вентиляции, горячего водоснабжения и т.д. для снижения габаритов установки, ее стоимости и повышения надежности системы в целом путем резервирования основных ее агрегатов.The heat engine 20 is kinematically connected with a stabilized frequency and voltage generator 34, for example, 50 Hz and 220/380 V, which is achieved by controlling the speed of the machine 20, for example, a choke 35 and, for example, the excitation current of the generator 34. The heat engine 20 can be shaft connected with pumps and blowers (gas blowers) of water supply systems, auxiliary needs, ventilation, hot water supply, etc. to reduce the dimensions of the installation, its cost and increase the reliability of the system as a whole by redundant its main units.
Так, например, приводимая валом 36 газодувка 37 может быть использована для передачи теплоты через разъемы 38 внешней системе потребления высокотемпературной тепловой энергии, например теплоаккумуляторам силовых установок специальных мобильных машин (теплокарам), могущих перевозить людей и грузы в заданном радиусе действия данной системы энергоснабжения или в районе дислоцирования сети объектов обитания, снабженных системами энергоснабжения рассматриваемого типа. Разъемы 38 могут также использоваться и для зарядки высокотемпературного теплоаккумулятора 9 от внешних высокотемпературных источников тепла, например, в критических или аварийных ситуациях или при пуске системы.So, for example, a gas blower 37 driven by a shaft 36 can be used to transfer heat through sockets 38 to an external system of high-temperature heat energy consumption, for example, heat accumulators of power plants of special mobile machines (heatcars) that can transport people and goods within a given radius of action of this power supply system or area of deployment of a network of habitats equipped with energy supply systems of the type in question. The connectors 38 can also be used to charge the high-temperature heat accumulator 9 from external high-temperature heat sources, for example, in critical or emergency situations or when starting the system.
Для целей резервирования машина 20 может быть снабжена дополнительным, например, газогорелочным нагревателем 39, выход продуктов сгорания из которого может быть выполнен выходящим в воздуховод 29 через канал 40 для увеличения напора (расхода) воздуха, подводимого к турбине 3.For backup purposes, the machine 20 can be equipped with an additional, for example, gas burner heater 39, the output of the combustion products from which can be performed leaving the duct 29 through the channel 40 to increase the pressure (flow) of the air supplied to the turbine 3.
Для упрощения электрогенераторов 4, 7, 32 они могут выполняться в виде электромашин переменного тока, подключаемых через устройство 5 к электронагревателям 28, 281, 18. При любых типах электрогенераторов они могут подключаться к электронагревателям, выполненным в виде последовательного ряда электронагревателей с различными электрическими сопротивлениями, подключаемыми к электрической цепи электрогенераторов ветроустановок по мере увеличения скорости ветра и выходной электрической мощности (напряжения), что существенно упрощает процесс управления зарядкой энергией именно аккумуляторов теплового типа.To simplify the electric generators 4, 7, 32, they can be implemented in the form of alternating current electric machines connected through the device 5 to electric heaters 28, 28 1 , 18. With any types of electric generators, they can be connected to electric heaters made in the form of a series of electric heaters with different electrical resistances connected to the electric circuit of wind generator electric generators with increasing wind speed and output electric power (voltage), which greatly simplifies the process board battery charging energy is thermal type.
Для целей пуска рассматриваемой системы энергообеспечения она может снабжаться, например, дизельэлектрогенератором относительно небольшой мощности, необходимой для запуска газодувки 25, насоса 13 и питательного объемного насоса 41 для обеспечения парообразования в парогенераторе и запуска тепловой машины 20, приводящей электрогенератор 34, от которого затем и запускаются все дополнительные приводы вспомогательных нужд и все системы жизнеобеспечения обитаемого объекта в целом. Возможен запуск устройств 13, 25 и 41 от электроаккумуляторного привода или устройства 5.For the purpose of starting up the energy supply system under consideration, it can be supplied, for example, with a diesel generator of relatively small power required to start the gas blower 25, pump 13 and the feed volume pump 41 to ensure steam generation in the steam generator and start the heat engine 20, which drives the electric generator 34, from which they are then launched all additional drives of auxiliary needs and all life support systems of the inhabited object as a whole. It is possible to start devices 13, 25 and 41 from an electroaccumulator drive or device 5.
Работает данная система энергообеспечения следующим образом. При запуске газодувки 25 осуществляется зарядка теплоаккумулятора 9, а затем при запуске насоса 13 и низкотемпературного теплоаккумулятора 10. При открытии дросселя 26 и запуске питательного насоса 41 запускается тепловая машина 20, и включается в работу стабилизированный синхронный генератор 34, от которого уже запускаются все приводы вспомогательных нужд и насосы перекачки воды, теплоносителей, теплового насоса 16 и системы тепло- и электроснабжения объекта обитания. Вырабатываемая источниками 2, 6, 8 электроэнергия направляется в электронагреватели 28, 281, и осуществляется зарядка теплоаккумулятора 9 до заданной температуры. При избытке вырабатываемой источниками 2, 6, 8 электроэнергии она направляется в электронагреватели 18 и 181 для подзарядки теплоаккумулятора 10, а также при необходимости и стабилизации параметров пара на входе паровой машины 20. Зарядка теплоаккумулятора 10 осуществляется за счет отвода теплоты от холодильника-конденсатора 19 тепловой машины 20.This energy supply system works as follows. When the gas blower 25 is started, the heat accumulator 9 is charged, and then when the pump 13 and the low-temperature heat accumulator 10 are started. When the inductor 26 is opened and the feed pump 41 is started, the heat engine 20 starts up and the stabilized synchronous generator 34 starts up, from which all auxiliary drives are already started. needs and pumps for pumping water, coolants, heat pump 16 and the heat and power supply system of the habitat. The electricity generated by sources 2, 6, 8 is directed to electric heaters 28, 28 1 , and the heat accumulator 9 is charged to a predetermined temperature. With an excess of electricity generated by sources 2, 6, 8, it is sent to electric heaters 18 and 18 1 to recharge the heat accumulator 10, and also, if necessary, to stabilize the steam parameters at the inlet of the steam engine 20. The heat accumulator 10 is charged by removing heat from the refrigerator-condenser 19 heat engine 20.
При открытии дросселя 14 запускается система отопления и горячего водоснабжения обитаемого объекта, а при открытии дросселя 42 тепловая энергия из теплоаккумулятора 10 подается на вход теплового насоса 15 и далее к ее потребителю.When the inductor 14 is opened, the heating and hot water supply system of the inhabited object is started, and when the inductor 42 is opened, thermal energy from the heat accumulator 10 is supplied to the input of the heat pump 15 and then to its consumer.
В случаях, когда температура низкотемпературного теплоаккумулятора 10 достигает своего максимально допустимого значения (например, в летний период, когда система отопления отключена, а электропотребление велико), избыточная тепловая энергия сбрасывается из низкотемпературного теплоаккумулятора 10 посредством воздухонагревателей 21, 211, 2111, которые при этом одновременно повышают эффективную мощность турбин 3, 31, электрогенераторы которых обеспечивают частичный возврат сбрасываемой из низкотемпературного теплоаккумулятора 10 тепловой энергии в высокотемпературный теплоаккумулятор, что важно при недостаточной в данный период времени скорости ветра, требуемой для полного энергоснабжения объекта обитания.In cases where the temperature of the low-temperature heat accumulator 10 reaches its maximum permissible value (for example, in the summer, when the heating system is turned off and the power consumption is high), excess heat energy is discharged from the low-temperature heat accumulator 10 by means of air heaters 21, 21 1 , 21 11 , which at this simultaneously increase the effective power of turbines 3, 31, the generators of which provide a partial return discharged from the low temperature heat accumulator 10 energy into the high-temperature heat accumulator, which is important when the wind speed is insufficient for a given period of time, which is required for the complete energy supply of the habitat.
Предложенная система энергоснабжения по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами:The proposed power supply system in comparison with the prototype has the following advantages:
- повышается общая вырабатываемая ветроустановками энергия, поскольку используется энергия ветра при любых низких его скоростях, достаточных для вращения электрогенераторов;- the total energy generated by wind turbines is increased, since wind energy is used at any low speeds sufficient to rotate electric generators;
- повышается надежность ветроустановок и снижается их стоимость за счет снижения требований к параметрам вырабатываемого ими электрического тока и упрощения самих электрогенераторов;- the reliability of wind turbines is increased and their cost is reduced by reducing the requirements for the parameters of the electric current generated by them and simplifying the generators themselves;
- обеспечивается полная экологическая безопасность энергоаккумулирующего блока при существенном повышении срока его эксплуатации и снижении затрат на его обслуживание по сравнению с электроаккумуляторами существующих типов;- full environmental safety of the energy storage unit is ensured with a significant increase in its service life and lower maintenance costs compared with existing types of electric accumulators;
- технически просто достигается сколь угодно большая энергоемкость тепловых аккумуляторов, что позволяет запасать любое требуемое количество энергии, достаточное для обеспечения стабильной бесперебойной работы системы даже в периоды долговременного отсутствия ветра;- technically, an arbitrarily large energy intensity of thermal batteries is simply achieved, which allows you to store any required amount of energy sufficient to ensure stable uninterrupted operation of the system even during periods of long-term absence of wind;
- обеспечивается возможность применения данной системы для уже существующих обитаемых объектов с традиционными системами тепло- и электроснабжения и при широко применяемом промышленном и бытовом оборудовании;- it is possible to use this system for existing habitable objects with traditional heat and power supply systems and with widely used industrial and domestic equipment;
- технически просто и надежно обеспечивается возможность обмена потоками тепловой и электрической энергии с внешними потребителями энергии и внешними ее источниками, что повышает надежность системы жизнеобеспечения в аварийных и критических ситуациях;- technically simple and reliable, it is possible to exchange heat and electric energy flows with external energy consumers and its external sources, which increases the reliability of the life support system in emergency and critical situations;
- обеспечивается возможность надежного энергообеспечения автономных объектов проживания, промышленных и сельскохозяйственных удаленных от централизованного энергоснабжения предприятий, обладающих высокой неравномерностью потребления электрической и тепловой энергии;- the possibility of reliable energy supply of autonomous living facilities, industrial and agricultural, remote from the centralized energy supply of enterprises with high uneven consumption of electric and thermal energy;
- при развитии данной системы энергообеспечения возможно применение экологически безопасных мобильных машин с теплоаккумуляторной силовой установкой, способных решить задачу перевозки людей и грузов в зоне действия жилых и промышленных объектов с данными системами энергообеспечения, базирующимися на использовании теплоаккумуляторов и даровых источников энергии.- with the development of this energy supply system, it is possible to use environmentally friendly mobile machines with a heat storage power plant that can solve the problem of transporting people and goods in the area of residential and industrial facilities with these energy supply systems based on the use of heat storage and free energy sources.
Дополнительным положительным свойством данной системы энергообеспечения является возможность передачи тепловой энергии из низкотемпературного теплоаккумулятора в высокотемпературный теплоаккумулятор посредством используемых ветроустановок, что существенно повышает эффективную выходную мощность вырабатываемой (посредством тепловой энергии, запасенной как в низкотемпературном, так и в высокотемпературном теплоаккумуляторах) стабилизированной по частоте и напряжению электроэнергии, идущей на электроснабжение объекта обитания.An additional positive feature of this energy supply system is the ability to transfer thermal energy from a low-temperature heat accumulator to a high-temperature heat accumulator using the used wind turbines, which significantly increases the effective output power of the generated (by means of thermal energy stored in both low-temperature and high-temperature heat accumulators) voltage stabilized in frequency going to the power supply of the habitat.
ЛитератураLiterature
1. Техническая документация на космическую станцию “МИР” - аналог.1. Technical documentation for the MIR space station - analogue.
2. Серебряков Р.А., Бирюк В.В. Вихревая ветроэнергетическая установка // Ракетно-космическая техника. Сер.ХII. Самара, 2000, с.48-73 – прототип.2. Serebryakov R.A., Biryuk V.V. Vortex wind power installation // Rocket and space technology. Ser.XII. Samara, 2000, p. 48-73 - prototype.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122379/06A RU2233387C2 (en) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | Power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122379/06A RU2233387C2 (en) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | Power supply system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002122379A RU2002122379A (en) | 2004-03-10 |
| RU2233387C2 true RU2233387C2 (en) | 2004-07-27 |
Family
ID=33412818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002122379/06A RU2233387C2 (en) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | Power supply system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2233387C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8577512B2 (en) | 2009-03-23 | 2013-11-05 | Panasonic Corporation | Energy supply system |
| RU2532639C2 (en) * | 2012-08-01 | 2014-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Mini district heating plant to balance load schedule in electric mains |
| RU2557049C2 (en) * | 2012-04-17 | 2015-07-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Систем Энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской Академии Наук | Method of steam turbine set operation |
-
2002
- 2002-08-21 RU RU2002122379/06A patent/RU2233387C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8577512B2 (en) | 2009-03-23 | 2013-11-05 | Panasonic Corporation | Energy supply system |
| RU2557049C2 (en) * | 2012-04-17 | 2015-07-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Систем Энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской Академии Наук | Method of steam turbine set operation |
| RU2532639C2 (en) * | 2012-08-01 | 2014-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Mini district heating plant to balance load schedule in electric mains |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002122379A (en) | 2004-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2890329T3 (en) | Domestic power installation and operation method for operating a domestic power installation | |
| CN203626907U (en) | Power generation station | |
| CN104393587B (en) | Combined cooling, heating and power energy station utilizing renewable energy sources | |
| KR101385776B1 (en) | cooling and heating system with composition energy control | |
| CN105841396A (en) | Combined cooling heating and power supply composite energy supply system based on waste heat deep recycling | |
| CN104390256A (en) | Novel phase change heat storage heating device | |
| CN102801367A (en) | Solar electric power generation device | |
| CN111140445A (en) | Gas-steam combined cycle cooling, heating and power multi-energy combined supply system | |
| CN103925629A (en) | Wind driven generator peak shaving phase-change energy-storage heat supply system | |
| CN208753989U (en) | A kind of distributed energy resource system based on miniature gas turbine power generation | |
| RU2233387C2 (en) | Power supply system | |
| CN202483651U (en) | Heat pump power generation system | |
| CN208671400U (en) | A kind of energy supplying system of providing multiple forms of energy to complement each other using renewable energy | |
| RU2352866C1 (en) | Power supply system for stand alone building | |
| CN110854937A (en) | Thermal power frequency modulation method of coupling heat storage device | |
| KR101490390B1 (en) | Smart Energy Storage System of High-rise Buildings, Renewable Energy Used to Drive The Inverter Pump | |
| EP1495269A1 (en) | An autonomous unit for supplying energy | |
| RU2215244C1 (en) | Off-line survival system | |
| CN102465817A (en) | Water, thermal and wind motive power generation system | |
| JPH11351056A (en) | Small-sized energy plant device | |
| SU1726922A1 (en) | Solar combination electric station | |
| CN105757763A (en) | Compound clean energy centralized energy supply, domestic hot water supply and power supply system | |
| KR102507752B1 (en) | Building Integrated Photovoltaic and Thermal system with control mode of electrical energy | |
| CN109681952A (en) | Photovoltaic and photothermal mixing heat pump system | |
| RU91117U1 (en) | DEVICE FOR INDEPENDENT ELECTRICAL AND HEAT SUPPLY OF PREMISES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130822 |