CZ308811B6 - Zařízení pro využití odpadního tepla na principu ORC kompresoru - Google Patents
Zařízení pro využití odpadního tepla na principu ORC kompresoru Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308811B6 CZ308811B6 CZ2020179A CZ2020179A CZ308811B6 CZ 308811 B6 CZ308811 B6 CZ 308811B6 CZ 2020179 A CZ2020179 A CZ 2020179A CZ 2020179 A CZ2020179 A CZ 2020179A CZ 308811 B6 CZ308811 B6 CZ 308811B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- air
- compressor
- circuit
- waste heat
- primary
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Zařízení pro využití odpadního tepla a výrobu stlačeného plynu na principu organického Rankin-Clausiova cyklu (ORC) zahrnuje primární zdroj (1) odpadního tepla napojený na okruh (2) transportního média, na který je dále připojen přes výměník (3) tepla chladicí okruh (4) s chladivem. Chladicí okruh (4) je dále připojen do ORC expandéru (5) uspořádaného na společné hřídeli (6) se sekundárním, ORC kompresorem (7) a z expandéru (5) dále do kondenzátoru (10), který je napojen přes čerpadlo (12) zpět na výměník (3) tepla. Primárním zdrojem (1) odpadního tepla je primární kompresor (13) a okruhem (2) transportního média je olejový okruh (16). Výstup z primárního kompresoru (13) je napojen na olejový okruh (16), který je dále připojen na olejový separátor (17), následně přes výměník (3) tepla na chladicí okruh (4) s chladivem, a pak zpět do primárního kompresoru (13).
Description
V současné době je využití stlačeného vzduchu a jeho použití v průmyslových aplikacích a provozech značně rozšířené a setkáváme se s ním prakticky na každém kroku. Technologie stlačování vzduchuje dobře známá a jednotlivé principy jsou kvalitně popsány. Problém nastává v okamžiku dalšího zvyšování účinnosti komprese a případné využití odpadního tepla z komprese samotné. Pro využití odpadního tepla různých systémů se používá organický Rankin-Clausiův cyklus (ORC).
Pro příklad provedených aplikací, které pracují s využitím ORC cyklu za účelem produkce elektrické energie, lze uvézt korejskou patentovou přihlášku KR 20160126167 A, která popisuje systém s využitím ORC pro generování energie. Systém je určen pro přímý provoz kompresoru chladicího a klimatizačního systému využívajícího odpadní teplo venkovní jednotky z chladicího a klimatizačního systému a sluneční energie a konkrétněji se týká organického Rankinova cyklu.
Evropský patent EP 2634383 B1 popisuje způsob a zařízení pro skladování energie. Způsob skladování energie zahrnuje krok ukládání energie, ve kterém je nasáván vzduch na vstupu jednoho nebo více kompresorů, jeho tlak je zvýšen na hodnotu vyšší než okolní tlak, vzduch je zkapalněn izoentalpickou expanzí a je přiváděn do tepelně izolované akumulační nádrže. Tam se páry studeného vzduchu, vytvořené během procesu zkapalňování vzduchu, přivádějí zpátky ke vstupu kompresoru přes alespoň jeden protiproudý výměník tepla, který umožňuje výměnu tepla stlačeného vzduchu se studenou párou za alespoň jedním stupněm kompresoru, přičemž stlačený vzduch je rozdělen na dva dílčí proudy. Druhý proud je veden skrz expanzní turbínu, kde se získaná energie přivádí do kompresoru. Způsob dále zahrnuje krok odebírání energie, ve kterém je kapalný vzduch odebrán ze zásobní nádrže a znovu zplyňován, přičemž tlak vzduchu se zvyšuje pomocí čerpadla a/nebo pomocí tepelného stlačení, a poté se zvyšuje teplota vzduchu alespoň na teplotu okolí. Stlačený vzduch vyráběný tímto způsobem, který pohání hlavní turbínu, se dodatečně používá ke kondenzování chladicího média, přičemž energie vyrobená v procesu ORC cyklu je spojena s energií vyrobenou v hlavní turbíně.
Z mezinárodní patentové přihlášky WO 2019211775 AI je známé zařízení pro využití odpadního tepla a výrobu mechanické a/nebo elektrické energie, na principu organického Rankin-Clausiova cyklu. Toto zařízení zahrnuje primární zdroj odpadního tepla ve formě primárního spalovacího motoru. Dle obr. 1 a 4A tohoto řešení je primární zdroj odpadního tepla napojen na okruh transportního média pomocí výměníku tepla, na který je dále připojen přes výměník tepla chladicí okruh s chladivém. Chladicí okruh je dále připojen do expandéru uspořádaného na společné hřídeli s generátorem a z expandéru dále do kondenzátoru, který je napojen přes čerpadlo zpět na výměník tepla. Samotný okruh transportního média je vytvořen jako uzavřený okruh pro výrobu mechanické a/nebo elektrické energie a dále je z výměníku připojen na sekundární expandér uspořádaný na společné hřídeli s trojicí sekundárních kompresorů a sekundárním generátorem, a z expandéru dále přes rekuperační výměník do soustavy prvního, druhého a třetího chladicího zařízení a prvního, druhého a třetího sekundárního kompresoru, a přes rekuperační výměník, výměník tepla a sekundární expandér zpět na výměník tepla. Sekundární kompresor rovněž zahrnuje vstup plynu nebo vzdušiny a výstup stlačeného plynu nebo vzdušiny, ačkoliv se jedná o uzavřený okruh. Primárním zdrojem odpadního tepla je soustava primárního kompresoru, spalovací komory a
-1 CZ 308811 B6 primárního expandéru, a zahrnuje vstup plynu nebo vzdušiny. Okruhem transportního média je plynné médium (argon, vzduch, dusík, oxid uhličitý a jejich kombinace) cirkulující v uzavřeném okruhu. Výstup z primárního kompresoru je napojen na spalovací komoru, primární expandér, výfukový kanál pro spaliny, který je dále připojen na výměník tepla, následně přes výměník tepla na chladicí okruh s chladivém, a pak k výstupu spalin.
Technický problém, který tento dokument řeší, je poskytnutí zařízení pro výrobu mechanické a/nebo elektrické energie s rekuperací odpadového tepla ze spalovacího motoru, zejména z plynové turbíny, za účelem zvýšení účinnosti konverze a zvýšení výtěžku při parciální zátěži, obecně tedy za účelem zvýšení účinnosti pohonné jednotky za pomoci dodatečné točivé síly.
Z americké patentové přihlášky US 2017058760 AI je známé zařízení pro využití odpadního tepla a výrobu stlačeného plynu, zejména vzduchu nebo vzdušiny, na principu modifikovaného Camotova parního cyklu. Dle obr. 1 tohoto řešení zařízení zahrnuje primární zdroj odpadního tepla, který je napojen přes výměník tepla přímo na chladicí okruh s chladivém. Chladicí okruh je dále připojen do expandéru (parní turbíny) uspořádaného na společné hřídeli se sekundárním kompresorem, a z expandéru dále do kondenzátoru (tepelný výměník), který je napojen přes čerpadlo (parní kompresor) zpět na výměník tepla. Sekundární kompresor zahrnuje vstup plynu nebo vzdušiny a výstup stlačeného plynu nebo vzdušiny. Primárním zdrojem odpadního teplaje spalovací motor zahrnující vstup plynu nebo vzdušiny, přičemž spaliny motoru jsou vedeny do prvního expandéru (výfuková turbína) uspořádaného na společné hřídeli s primárním kompresorem. Spalinový okruh je dále přes výměník tepla napojen na chladicí okruh s chladivém, a pak ven do atmosféry. Primární kompresor zahrnuje výstup stlačeného plynu nebo vzdušiny. Výstup stlačeného plynu nebo vzdušiny ze sekundárního kompresoru je napojen na výstup stlačeného plynu nebo vzdušiny z primárního kompresoru, a spolu jsou vedeny zpět do spalovacího motoru jako přívod stlačeného vzduchu.
Technický problém, který tento dokument řeší, je poskytnutí systému s rekuperací tepelné energie, který zachytí část odpadního tepla ze spalovacího motoru za účelem zvýšení jeho celkové účinnosti a který vyrábí stlačený vzduch pro dodatečné přeplňování a dodávku do interního cyklu spalování spalovacího motoru.
Ze stavu techniky vyplývá, že všechny moderní i staré kompresory, které jsou v současné době celosvětově využívány v nej různějších aplikacích, se svou koncepcí, materiálem a konstrukcí blíží limitní hranici pro další případné zvyšování jejich celkové účinnosti. Tato omezení jsou daná především fýzikálními zákony. Dále lze také konstatovat, že ve stavu techniky doposud nebyla řešena možnost zapojení dalšího sekundárního kompresoru do organického Rankinova cyklu využívajícího odpadní nebo nízkopotenciální zdroj tepla, například odpadního tepla z primárního kompresoru, u kterého již lze jen obtížně zvýšit účinnost.
Podstata vynálezu
Cílem předkládaného vynálezu je využít odpadní teplo z výroby stlačeného vzduchu nebo vzdušiny nebo i z jiných zdrojů tepla, které může pocházet z různých provozů, průmyslové výroby, obnovitelných zdrojů energie, nebo obecně z odpadního tepla, které by nemělo dalšího využití. Odpadní teplo je využito pomocí organického Rankin-Clausiova cyklu (ORC cyklu) za účelem zvýšení produkce stlačeného vzduchu nebo využití odpadního tepla, a tím i účinnosti těchto zařízení za pomoci zapojení dalšího - sekundárního - kompresoru do ORC cyklu využívajícího odpadní nebo nízkopotenciální zdroj tepla, například odpadního tepla kompresoru. Takový sekundární kompresor dokáže díky svému zapojení z tepla, jinak nevyužitelného, vyprodukovat další stlačenou vzdušinu, kterou lze např. přidat ke stlačené vzdušině produkované primárním kompresorem, čímž se zvýší celková účinnost a navýší se celková primární produkce vzdušiny, přičemž se využijí různá chladivá, nebo směsi chladiv, či dalších teplonosných médií.
- 2 CZ 308811 B6
Výše uvedeného cíle je dosaženo pomocí zařízení pro využití odpadního tepla a výrobu stlačeného plynu, zejména vzduchu nebo vzdušiny, na principu organického Rankin-Clausiova cyklu, přičemž toto zařízení zahrnuje primární zdroj odpadního tepla. V tomto zařízení je primární zdroj odpadního tepla napojen na okruh transportního média, na který je dále připojen přes výměník tepla chladicí okruh s chladivém. Ve výměníku tepla dochází pouze k přenosu tepla mezi okruhem transportního média a chladicím okruhem, nikoliv k míšení jednotlivých médií. Chladicí okruh je dále připojen do expandéru uspořádaného na společné hřídeli nebo přes převod se sekundárním kompresorem a z expandéru dále do kondenzátoru, který je napojen přes čerpadlo zpět na výměník tepla s transportním médiem, obvykle s olejovým okruhem. Sekundární kompresor přitom zahrnuje samostatný druhý vstup plynu nebo vzdušiny (před stlačením) a druhý výstup stlačeného plynu nebo vzdušiny, a jak je uvedeno výše, je poháněn expandérem se společnou hřídelí.
V tomto zařízení je primárním zdrojem odpadního tepla primární kompresor zahrnující první vstup plynu nebo vzdušiny (před stlačením), zatímco okruhem transportního média je obvykle olejový okruh. Výstup vzdušiny z primárního kompresoru je v tomto provedení společný s olejovým okruhem, který je dále připojen na olejový separátor, následně přes výměník tepla na chladicí okruh s chladivém, a pak zpět do primárního kompresoru, přičemž olejový separátor zahrnuje samostatný první výstup stlačeného plynu nebo vzdušiny z primárního kompresoru. Z primárního kompresoru tedy do olejového separátoru proudí směs stlačeného plynu nebo vzdušiny a olejového média v podobě kapiček nebo mlhy, načež se v olejovém separátoru tyto fáze oddělí na první výstup stlačeného plynu nebo vzdušiny a horký olej proudící dále do výměníku tepla s chladicím okruhem, kde nastává přenos tepla z oleje na chladivo. Chladicí okruh jev tomto provedení totožný s chladicím okruhem popsaným výše.
S výhodou je druhý výstup stlačeného plynu nebo vzdušiny ze sekundárního kompresoru napojen na první výstup stlačeného plynu nebo vzdušiny z olejového separátoru. Dojde tak k efektivnímu využití odpadního tepla z primárního kompresoru pro výrobu dodatečného stlačeného plynu nebo vzdušiny sekundárním kompresorem.
Pro lepší přenos tepla je s výhodou v chladicím okruhu mezi expandérem a kondenzátorem, a zároveň mezi čerpadlem a výměníkem tepla uspořádán rekuperační výměník.
Podstata zařízení pro využití odpadního tepla z produkce stlačeného plynu nebo vzdušiny i jiných zdrojů odpadního tepla na nejrůznějších provozech a v průmyslové výrobě je následující. Jedná se o specifické zapojení systému výměníků pro transport odpadního tepla z klasického kompresoru, výrobny stlačeného plynu nebo vzdušiny či obecného primárního zdroje odpadního tepla do oběhu organického Rankin-Clausiova cyklu. Odpadní teplo je předáváno prostřednictvím okruhu transportního média, kde médiem je obvykle olej, příp. voda a chladicího okruhu, kde médiem je chladivo obíhající v chladicím okruhu samotném. Tato energie je pomocí chladivá předána v expandéru, který pomocí společné hřídele roztáčí sekundární kompresor ORC cyklu, jehož výslednou produkcí je stlačený plyn nebo vzdušina, která je dále přiváděna do výstupního rozvodu průmyslové výroby stlačeného plynu nebo vzdušiny. Tím je ekonomicky zhodnoceno jinak skoro nevyužitelné odpadní teplo. Celý cyklus a zařízení lze ještě vylepšit např. využitím rekuperačního výměníku pro samotný chladicí okruh, případně pokud je ještě k dispozici nějaký další odpadní zdroj tepla z okolí, lze i tento využít za účelem ještě lepších provozních parametrů.
Výhodou je možnost instalace daného zařízení jak do nových, tak i stávajících provozů. Takovou instalací lze efektivně využít odpadní a nízkopotenciální teplo, které se jinak běžně nevyužívá a je odváděno do okolního prostředí, případně teplo z obnovitelných zdrojů energie, které se např. v letních měsících potýká s nadprodukcí tepelné energie. Pokud by se jednalo o instalaci zařízení tam, kde ještě výroba stlačeného plynu nebo vzdušiny dokončena nebyla, je možnost zahrnout toto zařízení do celkové koncepce a ušetřit vstupní náklady již při pořízení kompresorové jednotky k produkci stlačeného plynu nebo vzdušiny. Jako alternativní primární zdroj odpadního tepla může být: odpadní plyn nebo vzdušina, geotermální energie transportovaná různými médii, vzduch, procesní plyny, spaliny, produkce fotovoltaických panelů, produkce solárních panelů, odpadní
-3CZ 308811 B6 teplo z komfortních jednotek a zařízení pro úpravu parametrů prostředí budov a provozů, teplo z chlazení provozů a procesů z výroben a další.
Zjednodušeně lze říci, že podstata vynálezu spočívá v tom, že namísto použití generátoru pro výrobu elektrické energie je využito sekundárního kompresoru pro výrobu stlačeného plynu nebo vzdušiny. Pod pojmem „vzdušina“ se zde rozumí společný název pro plyny a páry.
Výhodou je, že sekundární kompresor dokáže z tepla jinak nevyužitelného vyprodukovat další stlačenou vzdušinu, kterou lze použít a přidat (přičíst) ke stlačené vzdušině produkované primárním kompresorem. Pokud tedy využijeme řešení s primárním kompresorem popisované výše a zapojíme do ORC cyklu sekundární kompresor, zvýšíme celkovou účinnost a navýšíme celkovou primární produkci vzdušiny, a to vše za relativně výhodných podmínek z ekonomického pohledu.
Objasnění výkresů
Podstata vynálezu j e dále obj asněna na příkladech j eho uskutečnění, které j sou popsány s využitím připojených výkresů, kde:
obr. 1 znázorňuje obecné schéma zařízení pro využití odpadního tepla z primárního zdroje tepla, a to na principu ORC cyklu zahrnujícího sekundární kompresor pro výrobu stlačeného plynu nebo vzdušiny, obr. 2 znázorňuje schéma zařízení pro využití odpadního tepla z primárního kompresoru, a to na principu ORC cyklu zahrnujícího sekundární kompresor pro výrobu stlačeného plynu nebo vzdušiny, a obr. 3 znázorňuje schéma zařízení pro využití odpadního tepla z primárního kompresoru, a to na principu ORC cyklu zahrnujícího sekundární kompresor pro výrobu stlačeného plynu nebo vzdušiny a rekuperační výměník v chladicím okruhu.
Příklady uskutečnění vynálezu
Uvedená uskutečnění znázorňují příkladné varianty provedení vynálezu, která však nemají z hlediska rozsahu ochrany žádný omezující vliv.
Na obr. 1 je znázorněno obecné zařízení pro využití odpadního tepla a výrobu stlačeného plynu, zejména vzduchu nebo vzdušiny, na principu organického Rankin-Clausiova cyklu. Toto zařízení zahrnuje primární zdroj 1 odpadního tepla napojený na okruh 2 transportního média, na který je dále připojen přes výměník 3 tepla chladicí okruh 4 s chladivém. Transportním médiem může v tomto případě být olej nebo voda. Chladicí okruh 4 je dále připojen do expandéru 5 (turbíny) uspořádaného na společné hřídeli 6 se sekundárním kompresorem 7 a z expandéru 5 dále do kondenzátoru 10, který je napojen přes čerpadlo 12 zpět na výměník 3 tepla. Sekundární kompresor 7 zahrnuje druhý vstup 8 plynu nebo vzdušiny a druhý výstup 9 stlačeného plynu nebo vzdušiny. V kondenzátoru 10 nastává přenos tepla mezi chladicím okruhem 4 a sekundárním chladicím okruhem 11 s chladivém v podobě vody nebo okolního vzduchu.
Na obr. 2 je znázorněno provedení zařízení podle tohoto vynálezu, kde v primárním kompresoru 13 nebo kompresorové stanici je stlačován plyn nebo vzdušina, zejména vzduch nebo vzdušina, které jsou do primárního kompresoru přivedeny prvním vstupem 14. Do primárního kompresoru dále ústí olejový okruh 16. V primárním kompresoru 13 dochází ke směšování stlačovaného plynu nebo vzdušiny a oleje v podobě kapiček nebo mlhy. Tato směs stlačeného plynu nebo vzdušiny a oleje je odváděna z primárního kompresoru 13 do olejového okruhu 16, a dále do olejového
-4CZ 308811 B6 separátoru 17, kde nastává oddělení fází stlačeného plynu nebo vzdušiny a oleje. Stlačený plyn nebo vzdušina opouští olejový separátor 17 prvním výstupem 15 stlačeného plynu nebo vzdušiny. Nahřátý olej je transportován potrubím olejového okruhu 16 do výměníku 3 tepla s chladicím okruhem 4, kde předá teplo chladivu a proudí zpět do primárního kompresoru 13. Nahřáté, případně přehřáté/odpařené chladivo je odvedeno potrubím chladicího okruhu 4 a vstupuje do expandéru 5 (expanzní turbíny), kde dojde ke snížení jeho tlaku a teploty, přičemž odevzdá svou energii expandéru. Po výstupu chladivá z expandéru 5 je toto odvedeno do tepelného výměníku kondenzátoru 10 za účelem kondenzace chiadiva a dalšího odevzdání tepla sekundárnímu chladicímu okruhu 11. Zkondenzované chladivo z kondenzátoru 10 je odvedeno do čerpadla 12, které žene studené chladivo opět do výměníku 3 tepla s olejovým okruhem 16, čímž je chladicí okruh 4 uzavřen. Expandér 5 přemění energii vstupujícího chladivá na mechanickou energii. Tato energie je pomocí společné hřídele 6 použita k pohonu sekundárního kompresoru 7, který stlačuje plyn nebo vzdušinu přivedenou druhým vstupem 8, zejména vzduch nebo vzdušinu, a pomocí druhého výstupu 9 je tento stlačený plyn nebo vzdušina dopravena k prvnímu výstupu 15 stlačeného plynu nebo vzdušiny vyrobeného primárním kompresorem 13, a přispívá tak k navýšení celkové produkce stlačeného plynu nebo vzdušiny (např. vzduchu) díky využití odpadního tepla.
Na obr. 3 je znázorněno další výhodné provedení zařízení pro využití odpadního tepla na principu ORC cyklu, kde v chladicím okruhu 4 po výstupu chladivá z expandéru 5 je toto odvedeno do rekuperačního výměníku 18 s vnitřní výměnou tepla, kde je ještě částečně podchlazeno. To znamená, že odevzdá část svého tepla a toto teplo je předáno chladivu vystupujícímu z čerpadla 12. Dále je ochlazené chladivo vedeno z rekuperačního výměníku 18 do kondenzátoru 10 za účelem dalšího odevzdání tepla a kondenzace chladivá. Zkondenzované chladivo z kondenzátoru 10 ie odvedeno do čerpadla 12, které žene studené chladivo přes rekuperační výměník 18 opět do výměníku 3 tepla s okruhem 2 transportního média nebo olejovým okruhem 16, čímž je chladicí okruh 4 uzavřen.
Je nasnadě, že výše uvedené příklady provedení nezahrnují všechny možné varianty Existuje ještě mnoho dalších možností pro využití dalších variant využití i jiných zdrojů odpadního tepla, které je možné využít pomocí tohoto ORC cyklu za účelem další výroby stlačeného vzduchu, případně navýšení této výroby. Jedná se především o odpadní provozní teplo z nejrůznějších aplikací.
Kondenzátor 10. výměník 3 tepla i rekuperační výměník 18 mohou být například uskutečněny jako tepelné výměníky deskové, a lze zapojit i více kusů paralelně nebo sériově, přičemž jejich minimální, provozní a testovací tlak je obvykle do hodnot 0/32/60 při 0 až 300 °C.
Čerpadlem 12 chladivá může být speciálně navržené zubové, spirálové případně membránové nebo podobné čerpadlo s maximálním pracovním přetlakem 200 bar.
Chladivá jsou s výhodou a bez omezení tohoto vynálezu vybrána ze skupiny syntetických látek jako jsou fluorované uhlovodíky, kterou tvoří chladivá skupin CFC, HFO, HFC, HCFC, HFC, HCFO, například 1234yf, 1233zd, 1234ze, 1224yd, 245fa a podobná chladivá anebo přírodní chladivá, optimálně s nízkým GWP a ODP dle ES 2006/40/EC. Lze ovšem použít i jiná chladivá neuvedená ve výše uvedeném seznamu.
Průmyslová využitelnost
Výše popsaný vynález má uplatnění v zařízeních a systémech, které využívají odpadní teplo na principu ORC kompresoru a při výrobě a využití stlačeného a zkapalněného vzduchu anebo vzdušiny.
Claims (3)
1. Zařízení pro využití odpadního tepla a výrobu stlačeného plynu, zejména vzduchu nebo vzdušiny, přičemž toto zařízení zahrnuje primární zdroj (1) odpadního tepla a chladicí okruh (4) s chladivém, který zahrnuje výměník (3) tepla pro předání tepla pocházejícího z primárního zdroje (1) odpadního tepla do chladicího okruhu (4), ve kterém je výměník (3) tepla dále připojen do expandéru (5) uspořádaného na společné hřídeli (6) se sekundárním kompresorem (7) a z expandéru (5) dále do kondenzátoru (10), který je napojen přes čerpadlo (12) zpět na výměník (3) tepla, přičemž sekundární kompresor (7) zahrnuje druhý vstup (8) plynu nebo vzdušiny a druhý výstup (9) stlačeného plynu nebo vzdušiny, vyznačující se tím, že zařízení pracuje na principu organického Rankin-Clausiova cyklu, přičemž primárním zdrojem (1) odpadního teplaje primární kompresor (13) zahrnující první vstup (14) plynu nebo vzdušiny a dále je primární zdroj (1) odpadního tepla napojen na okruh (2) transportního média, na který je dále připojen přes výměník (3) tepla chladicí okruh (4) s chladivém, přičemž okruhem (2) transportního média je olejový okruh (16), přičemž výstup z primárního kompresoru (13) je napojen na olejový okruh (16), který je dále připojen na olejový separátor (17), následně přes výměník (3) tepla na chladicí okruh (4) s chladivém, a pak zpět do primárního kompresoru (13), přičemž olejový separátor (17) zahrnuje první výstup (15) stlačeného plynu nebo vzdušiny.
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhý výstup (9) stlačeného plynu nebo vzdušiny ze sekundárního kompresoru (7) je napojen na první výstup (15) stlačeného plynu nebo vzdušiny z olejového separátoru (17).
3. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že v chladicím okruhu (4) je mezi expandérem (5) a kondenzátorem (10), a zároveň mezi čerpadlem (12) a výměníkem (3) tepla, uspořádán rekuperační výměník (18).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020179A CZ308811B6 (cs) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | Zařízení pro využití odpadního tepla na principu ORC kompresoru |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020179A CZ308811B6 (cs) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | Zařízení pro využití odpadního tepla na principu ORC kompresoru |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2020179A3 CZ2020179A3 (cs) | 2021-06-02 |
| CZ308811B6 true CZ308811B6 (cs) | 2021-06-02 |
Family
ID=76088874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020179A CZ308811B6 (cs) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | Zařízení pro využití odpadního tepla na principu ORC kompresoru |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ308811B6 (cs) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003076781A1 (de) * | 2002-03-14 | 2003-09-18 | Alstom Technology Ltd | Krafterzeugungsanlage |
| EP2634383A1 (de) * | 2012-03-01 | 2013-09-04 | Institut Für Luft- Und Kältetechnik Gemeinnützige GmbH | Verfahren und Anordnung zur Speicherung von Energie |
| US20150240665A1 (en) * | 2014-02-26 | 2015-08-27 | Peregrine Turbine Technologies, Llc | Power generation system and method with partially recuperated flow path |
| KR20160126167A (ko) * | 2015-04-22 | 2016-11-02 | 경북대학교 산학협력단 | 냉동공조기 압축기 직접구동방식의 냉동공조기 실외기 폐열 및 태양열 이용 유기 랭킨 사이클 발전장치 |
| US20170058760A1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Brian Shor | System and method for recovering thermal energy for an internal combustion engine |
| US20170211427A1 (en) * | 2014-09-26 | 2017-07-27 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Boiler, combined cycle plant, and steam cooling method for boiler |
| WO2019211775A1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-11-07 | Spada Srl | Apparatus, process and thermodynamic cycle for power generation with heat recovery |
-
2020
- 2020-03-31 CZ CZ2020179A patent/CZ308811B6/cs unknown
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003076781A1 (de) * | 2002-03-14 | 2003-09-18 | Alstom Technology Ltd | Krafterzeugungsanlage |
| EP2634383A1 (de) * | 2012-03-01 | 2013-09-04 | Institut Für Luft- Und Kältetechnik Gemeinnützige GmbH | Verfahren und Anordnung zur Speicherung von Energie |
| US20150240665A1 (en) * | 2014-02-26 | 2015-08-27 | Peregrine Turbine Technologies, Llc | Power generation system and method with partially recuperated flow path |
| US20170211427A1 (en) * | 2014-09-26 | 2017-07-27 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Boiler, combined cycle plant, and steam cooling method for boiler |
| KR20160126167A (ko) * | 2015-04-22 | 2016-11-02 | 경북대학교 산학협력단 | 냉동공조기 압축기 직접구동방식의 냉동공조기 실외기 폐열 및 태양열 이용 유기 랭킨 사이클 발전장치 |
| US20170058760A1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Brian Shor | System and method for recovering thermal energy for an internal combustion engine |
| WO2019211775A1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-11-07 | Spada Srl | Apparatus, process and thermodynamic cycle for power generation with heat recovery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2020179A3 (cs) | 2021-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1123683C (zh) | 燃气/蒸汽发电设备 | |
| CN100427722C (zh) | 级联闭环循环发电 | |
| RU2551458C2 (ru) | Комбинированная тепловая система с замкнутым контуром для рекуперации отработанного тепла и способ ее эксплуатации | |
| EP1713877B1 (en) | Organic rankine cycle fluid | |
| US6964168B1 (en) | Advanced heat recovery and energy conversion systems for power generation and pollution emissions reduction, and methods of using same | |
| US20110088399A1 (en) | Combined Cycle Power Plant Including A Refrigeration Cycle | |
| US20110314818A1 (en) | Cascaded condenser for multi-unit geothermal orc | |
| EP3728801B1 (en) | Bottoming cycle power system | |
| US20090205336A1 (en) | Method and Device for the Transfer of Heat from a Heat Source to a Therodynamic Cycle with a Working Meduim of at Least Two Substance with Non-Isothermal Evaporation and Condensation | |
| NO20120029A1 (no) | System og fremgangsmate for termisk stryring i en eller flere insdustriprosesser | |
| JPH08296410A (ja) | コージェネレーション装置およびコンバインドサイクル発電装置 | |
| CN102678207B (zh) | 二次再热的热力系统 | |
| US20090249780A1 (en) | Conversion of heat into mechanical energy by means of a jet compressor | |
| RU2273741C1 (ru) | Газопаровая установка | |
| US20110056219A1 (en) | Utilization of Exhaust of Low Pressure Condensing Steam Turbine as Heat Input to Silica Gel-Water Working Pair Adsorption Chiller | |
| RU2722436C2 (ru) | Каскадный цикл и способ регенерации отходящего тепла | |
| JP4563730B2 (ja) | フューム処理方法 | |
| CN113272527B (zh) | 热泵设备和包括热泵设备的区域供热网 | |
| JP4505266B2 (ja) | エネルギー回収を伴うフューム処理方法 | |
| RU2412359C1 (ru) | Способ работы парогазовой установки | |
| KR20150105162A (ko) | Orc 발전시스템 | |
| CZ308811B6 (cs) | Zařízení pro využití odpadního tepla na principu ORC kompresoru | |
| CN105649693B (zh) | 燃气蒸汽有机三级循环发电制热制冷联产系统 | |
| CZ34170U1 (cs) | Zařízení pro využití odpadního tepla na principu ORC kompresoru | |
| GB2604542A (en) | Plant based upon combined Joule-Brayton and Rankine cycles working with directly coupled reciprocating machines |