DK171201B1 - Fremgangsmåde og anlæg til brug i stand-alone anlæg, fortrinsvis et vind/diesel-anlæg - Google Patents

Fremgangsmåde og anlæg til brug i stand-alone anlæg, fortrinsvis et vind/diesel-anlæg Download PDF

Info

Publication number
DK171201B1
DK171201B1 DK019094A DK19094A DK171201B1 DK 171201 B1 DK171201 B1 DK 171201B1 DK 019094 A DK019094 A DK 019094A DK 19094 A DK19094 A DK 19094A DK 171201 B1 DK171201 B1 DK 171201B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
liquid
combustion engine
closed circuit
cooling system
cooling
Prior art date
Application number
DK019094A
Other languages
English (en)
Other versions
DK19094A (da
Inventor
Soeren Qvist Vestesen
Original Assignee
Soeren Qvist Vestesen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DK019094A priority Critical patent/DK171201B1/da
Application filed by Soeren Qvist Vestesen filed Critical Soeren Qvist Vestesen
Priority to DE69502014T priority patent/DE69502014T2/de
Priority to US08/700,439 priority patent/US5740677A/en
Priority to JP52151895A priority patent/JP3839044B2/ja
Priority to PCT/DK1995/000066 priority patent/WO1995022692A1/en
Priority to EP95909659A priority patent/EP0745186B1/en
Priority to AU18060/95A priority patent/AU1806095A/en
Priority to CA002183569A priority patent/CA2183569C/en
Priority to AT95909659T priority patent/ATE164921T1/de
Priority to ES95909659T priority patent/ES2117408T3/es
Publication of DK19094A publication Critical patent/DK19094A/da
Application granted granted Critical
Publication of DK171201B1 publication Critical patent/DK171201B1/da
Priority to FI963223A priority patent/FI105847B/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/007Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/22Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus producing heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Description

i DK 171201 B1
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til drift af et anlæg, fortrinsvis et vind/Diesel-anlæg, der i det mindste omfatter en forbrændingsmotor, en vindturbine, en destillationsenhed samt et første lukket væske-kredsløb, der indeholder varme- og køleanordninger, 5 og et andet åbent væske-kredsløb.
Opfindelsen angår tillige et anlæg til brug ved fremgangsmåden.
I beboelsesområder, hvor der er vanskelig eller slet ikke er adgang 10 til fornødenheder som elektricitet og ferskvand, er det muligt at opstille såkaldte stand-alone anlæg af typen vind/Diesel.
GB 2.246.602 beskriver et stand-alone anlæg til produktion af elektricitet, og som omfatter en eller flere vindturbiner, en "dumpioad" til 15 afgivelse af den elektriske energi, der ikke forbruges, samt en Dieselmotor. Endvidere er anlægget forsynet med et svinghjul til oplagring af energi. Vindturbinerne driver en induktionsgenerator, medens Dieselmotoren driver en synkron-generator. Svinghjulet drives af henholdsvis driver en induktionsmotor henholdsvis -generator. Alle gene-20 ratorer er tilsluttet et forbrugernet, og tilslutningen kan afbrydes, såfremt der skal leveres strøm til forbrugernettet af den pågældende elektricitetsproducerende enhed. Anlæg svarende til det ovenfor beskrevne kendes endvidere fra Risø Forskningscenter.
25 Ulempen ved dette anlæg er blandt andet nødvendigheden af at skulle afbryde en eller begge generatorer, når elektricitetsforbruget er lavt. Dermed kan værdifuld produktion af elektricitet gå tabt. Endvidere er anlægget bygget op af flere enkeltdele, hvis eneste fælles mål er at producere elektricitet, hvorfor anlægget er meget afhængigt af 30 forbruget af elektricitet. Ydermere vil forringet drift af Dieselmotoren være udtalt i de tilfælde, hvor denne kører ved lav belastning.
GB 2.125.486 beskriver et anlæg, der stort set svarer til det anlæg, som er beskrevet i GB 2.246.602. Anlægget er forsynet med specielle 35 hydrauliske energioplagringsanordninger, ligesom det er anført, at udover vindenergi og energi fra en Dieselmotor kan anvendes andre energiressourcer såsom solenergi, tidevandsenergi, træfyring, eller dampmaskiner. Derudover besidder anlægget imidlertid de samme ulemper som det anlæg, der er beskrevet i GB 2.246.602.
2 DK 171201 B1 US 4.122.679 beskriver en fremgangsmåde og anordning til at øge ydelsen for en Dieselmotor ved lave belastninger, ved at foretage en indledningsvis opvarmning af motorens indsugningsluft, inden denne ledes til motoren. Dette foretages ved et separat væskekredsløb, der opvar-5 mes af motorens udstødningsgas og derpå ledes til en varmeveksler i motorens indsugningskanal for opvarmning af indsugningsluften.
Dette skrift anviser blot en måde at opvarme indsugningsluften til en Dieselmotor, og er ikke vist i forbindelse med et stand-alone anlæg 10 eller i forbindelse med produktion af elektricitet i øvrigt. Endvidere er det en ulempe at foretage opvarmning af motorens indsugningsluft, når denne er lavt belastet, ved at benytte udstødningsgassen, idet der Ikke er megen varmekapacitet i gassen, når motoren er lavt belastet.
15 Det er formålet med den foreliggende opfindelse at anvise en fremgangsmåde og et anlæg af ovennævnte type, og som muliggør en stadig udnyttelse af den elektriske energi, der produceres, og hvor der samtidigt sker en optimal udnyttelse af de kraftmaskiner, der benyttes til produktionen af elektricitet.
20
Dette formål opnås med en fremgangsmåde, der er særpræget ved, at væsken i det første lukkede kredsløb ledes gennem en elektrisk opvarmningsenhed, der forsynes med energi af vindturbinen og af forbrændingsmotoren, og gennem en forbrændingsmotors kølesystem samt en de-25 stillationsenhed, hvori en termisk energioverførsel med væsken i det andet åbne kredsløb etableres, og at væske fra det første lukkede kredsløb tilføres til forbrændingsmotorens kølesystem og reguleres afhængig af temperaturen på væsken i et udløb på forbrændingsmotorens kølesystem, og at motorens drift reguleres afhængig af vindturbinens 30 ydelse.
Et anlæg til brug ved fremgangsmåden er særpræget ved at omfatte et første lukket væske-kredsløb, i hvilket der i det mindste er tilvejebragt en elektrisk opvarmningsenhed og en tilslutning til et kølesy-35 stem til en forbrændingsmotor samt en destillationsenhed, at tilslutning til destillationsenheden også er tilvejebragt i et andet åbent væske-kredsløb, og at forbrændingsmotorens kølesystem er forsynet med reguleringsorganer for regulering af tilledningen af væske til kølesystemet fra det første lukkede kredsløb.
3 DK 171201 B1
Med ovenstående fremgangsmåde foretages en samtidig produktion af elektricitet og ferskvand, samtidigt med at det hele tiden sikres, at de enkelte dele af anlægget kører under optimale driftbetingelser. Oe elektricitetsproducerende maskiner består af generatorer, der er til-5 sluttet en eller flere vindturbiner og en eller flere forbrændingsmotorer, fortrinsvis Dieselmotorer. Disse kan producere dels elektricitet og dels overskudsvarme, som overføres til væsken i det første lukkede kredsløb. Udover de elektricitetsproducerende maskiner kan væsken i det første lukkede kredsløb tillige opvarmes af en udstødningsvarme-10 veksler og et solvarmeanlæg, samt afkøles af en køleenhed, fortrinsvis en væske/væske-køleenhed. Der tilføres således kontinuerligt et supplement til energiforsyningen fra Dieselmotoren, og anlægget kan derfor levere strøm og vand for 100% forsyning hele døgnet rundt og uafhængigt af vind- og vejrforholdene.
15
Den opvarmede væske i det første lukkede kredsløb benyttes blandt andet til produktion af ferskvand, ved at væsken ledes gennem en destillationsenhed. En sådan enhed er i sig selv kendt fra f.eks. større skibe. Destillationsenheden omfatter to væskekredsløb. Et primært 20 kredsløb med opvarmet væske, og som udgør en del af det første lukkede kredsløb, og et sekundært åbent kredsløb med koldere væske som ønskes destilleret, fortrinsvis saltvand. Saltvandet i det sekundære åbne kredsløb opvarmes til kogepunktet, som vil være sænket ved at opretholde undertryk i destillationsenheden. Ved varmeveksling med væsken i 25 det første lukkede kredsløb destilleres en del af saltvandet, hvorved en større eller mindre mængde af det vand, der ledes ud af destillationsenheden, er fersk. Såfremt der ønskes en kontinuerlig ferskvandsproduktion, opnås dette ved at tilføre strøm til den elektriske opvarmningsenhed, indtil temperaturen af væsken i det første lukkede 30 kredsløb er tilstrækkelig høj til at foretage den ønskede ferskvandsproduktion i destillationsenheden.
Udover vigtigheden af, at de el-producerende maskiner producerer en tilstrækkelig mængde elektricitet, er det således også vigtigt, at 35 væsken i det første lukkede kredsløb hele tiden har en tilstrækkelig høj temperatur til destillation af saltvandet. Motorens ydelse, og dermed varmeafgivelsen 1 kølevand og udstødningsvarmeveksler via generatoren, kan derfor øges i de tilfælde, hvor vindturbinen og solvarmeanlægget ikke har tilstrækkelig kapacitet til at opvarme væsken til 4 DK 171201 B1 den nødvendige temperatur. Derudover styrer motoren frekvensen af den strøm, der leveres til forbrugernet, og motoren kører derfor ved en vis minimumsbelastning. Destillationsenheden fungerer således som en slags dumpioad, når strømforbruget i forbrugernettet er lavere end, hvad 5 vindturbinen og motoren leverer.
Flowet af væske i både det første lukkede kredsløb og det andet åbne kredsløb er konstant. Derfor er produktionen af ferskvand i destillationsenheden kun afhængig af temperaturen af væsken i det første åbne 10 kredsløb. Såfremt temperaturen er for lav, det vil sige under 65-70*C, produceres der ingen ferskvand. Ønskes en given mængde ferskvand produceret, hæves eller sænkes temperaturen af væsken i det første lukkede kredsløb ved at forøge eller ved at mindske strømtilførslen til en elektriske opvarmningsenhed, der er tilvejebragt i det første luk-15 kede kredsløb.
Endvidere er der i det første lukkede kredsløb anbragt en termisk føler imellem destillationsenheden og tilledningen af væske fra det første lukkede kredsløb til forbrændingsmotorens kølesystem. Denne termi-20 ske føler er forbundet til en væske/væske-køler, således at en større eller mindre mængde af væsken i det første lukkede kredsløb kan ledes gennem denne, inden væsken ledes til motorens kølesystem i de tilfælde, hvor motoren behøver køling med en koldere væske. Kølevæsken i væske/væske-køleren er i en foretrukket udførelsesform saltvandet, 25 inden dette ledes til destillationsenheden.
I de tilfælde, hvor vindturbinens og solvarmeanlæggets ydelse er høj, vil forbrændingsmotoren kun være belastet i mindre grad. I dette tilfælde er driftsforholdene for motoren forringet, idet motoren kører 30 med lav temperatur samtidig med, at den luft, der suges ind i motoren, er kold og udgør et undertryk i motorens indsugningskanal. Dette medfører blandt andet tilsodning af motoren og forøget smøreolieforbrug. Der foretages derfor i dette tilfælde en forvarmning, dels af motorens kølevand og dels af motorens indsugningsluft, og der etableres en se-35 kundær lufttilførsel for dermed at minimere tilsodningen.
Forvarmningen af motorens kølevand foregår ved, at en termisk føler er anbragt i et udløb for motorens kølesystem og er forbundet til en ventil i et indløb til kølesystemet. Så snart temperaturen på væsken i 5 DK 171201 B1 udløbet falder til under normal drifttemperatur, sender den termiske føler signal til ventilen i kølesystemets indløb om at øge tilførslen af varmere væske til kølesystemet. Denne varmere væske ledes til kølesystemets indløb fra det første lukkede kredsløb umiddelbart oven-5 strøms for destillationsenheden, hvor væsken er varmest. For at muliggøre måling af væskens temperatur i udløbet ved en belastningssituation, hvor motorens termostatventil normalt lukker af for tilledning af væske til udløbet, er der tilvejebragt en by-pass ventil mellem udløbet og et overløb for motorens kølesystem.
10
Forvarmningen af motorens indsugningsluft foregår ved, at en større eller mindre mængde af køleluften fra den generator, som motoren driver, ledes til motorens indsugningskanal efter at have afkølet generatoren og dermed er blevet opvarmet. Motorens luftindtag er forsynet 15 med to indløb, ét med adgang til varmere køleluft fra generatoren og ét med adgang til koldere luft fra omgivelserne. Ved hjælp af spjæld i hver af de to indløb kan forholdet mellem køleluft fra generatoren og luft fra omgivelserne reguleres trinløst.
20 Af ovenstående fremgår det, at der er en høj grad af indbyrdes afhængighed mellem de forskellige enheder i stand-alone anlægget ifølge den foreliggende opfindelse. Dette skyldes dels den kombinerede produktion af elektricitet og ferskvand, men også det forhold, at der ved tilvejebringelsen af anlægget samtidig er taget meget hensyn til en optimal 25 udnyttelse af de forskellige enheder ved driften af disse, og hovedsagligt ved driften af motoren. Dette opnås ved, at energiomsætningen i det første lukkede kredsløb på simpel vis styres af en standard temperaturreguleret trevejs-ventil samt en kontrolenhed, der styrer et signal fra en flowmåler i et afløb for aftapning af ferskvand til for-30 brugeren.
Opfindelsen vil herefter blive beskrevet nærmere under henvisning til den medfølgende tegning, hvor 35 fig. 1 viser en udførelsesform for et anlæg ifølge opfindelsen til brug ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 2A,2B viser en anordning til forvarmning af indsugningsluft til en forbrændingsmotor, der indgår som en del af anlægget ifølge opfindelsen.
6 DK 171201 B1
Fig. 1 illustrerer en udførelsesform for et anlæg ifølge opfindelsen. Anlægget er opbygget således, at det kan tilsluttes de fleste standard Di esel generator-sæt og indeholder flere enheder i et første lukket væske-kredsløb 1 og et andet åbent væske-kredsløb 2. Der er tilveje-5 bragt en vindturbine 3, der driver en generator 4, som leverer strøm dels til et forbrugernet 5 og dels til en elektrisk opvarmningsenhed 6. Den elektriske opvarmningsenhed 6 er tilvejebragt i en sidegren 7 til det første lukkede kredsløb 1. Derudover er der tilvejebragt en forbrændingsmotor 8, fortrinsvis en Dieselmotor, hvis kølesystem udgør 10 en anden sidegren 9 til det første lukkede kredsløb 1. Forbrændingsmotoren 8 driver ligesom vindturbinen også en generator 10. Fælles for det første lukkede kredsløb 1 og det andet åbne kredsløb 2 er der tilvejebragt en destillationsenhed 11 med et primært flow 12, der udgør en sidegren til det første lukkede kredsløb 1, og et sekundært flow 15 13, der udgør en del af det andet åbne kredsløb 2. Destillationsenhe den 11 er desuden forsynet med et separat udløb 14 for aftapning af ferskvand. Udløbet 14 er forsynet med en flowmåler 30.
I den viste udførelsesform for anlægget er der i yderligere sidegrene 20 15,16 til det første lukkede kredsløb 1 tillige tilvejebragt en ud stødningsvarmeveksler 17, et solvarmeanlæg 18 og en væske/væske-køle-enhed 19. Udstødningsvarmeveksleren 17 er beregnet til opvarmning af væsken i det første lukkede kredsløb 1, inden væsken ledes til destillationsenheden 11 og modtager varme fra udstødningsgassen fra for-25 brændingsmotoren 8. Solvarmeanlægget 18 er ligeledes beregnet til opvarmning af væsken. Væske/væske-køleenheden 19 er beregnet til afkøling af væsken i det første lukkede kredsløb 1, inden væsken ledes til forbrændingsmotoren 8's kølesystem. Kølemediet i væske/væske-køleenhe-den 19 er væsken i det andet åbne kredsløb 2, inden denne ledes til 30 destillationsenheden 11.
Den væske, der cirkulerer i det første lukkede kredsløb 1, er ferskvand, eventuelt tilsat diverse korrosionshæmmende, frostsikrende eller andre additiver. Væsken i det andet åbne kredsløb 2 er fortrinsvis 35 saltvand, idet anlægget er beregnet til at blive opstillet, hvor tilgangen til ferskvand er begrænset eller slet ikke til stede, og hvor destillationsenheden 11 er tilvejebragt for fremstilling af ferskvand.
Flowmåleren 30, der er anbragt i destillationsenheden 11's separate 7 DK 171201 B1 udløb 14, benyttes til måling den aftappede mængde ferskvand. I de tilfælde, hvor der ønskes produceret en given mængde ferskvand, er flowmåleren 30 forbundet til en kontrolenhed 31, der er tilvejebragt i en tilførselsledning for strøm til den elektriske opvarmningshed 6 fra 5 vindturbinen 3 henholdsvis motoren 8. Kontrolenheden 31 regulerer gradvist og trinløst tilførslen af strøm til den elektriske opvarmningsenhed 6 i afhængighed af den temperatur af væsken, der er nødvendig at opretholde i det første lukkede kredsløb 1 for at sikre den ønskede mængde produceret ferskvand. Når strømtilførslen til den elek-10 triske opvarmningsenhed 6 ændres, vil også motoren 8's belastning ændres, og dermed motorens produktion af varme til kølevand og udstødningsgas og dermed til væsken i det første lukkede kredsløb 1. Dette registreres af flowmåleren 30 som en ændring af den producerede mængde ferskvand, og kontrolenheden 31 vil efterfølgende regulere temperatu-15 ren af væsken i det første lukkede kredsløb 1. Samme gør sig gældende i de tilfælde, hvor tilførslen af strøm til forbrugernettet ændres, og hvor vindturbinen 8's og/eller solvarmeanlægget 18's ydelse ændres.
Når forbrændingsmotoren 8 kører ved lav belastning over længere tid, 20 forringes driftsforholdene for motoren, såfremt der ikke skabes tiltag til at undgå forøget til sodning. Forbedring af forbrændingsmotorens driftsforhold foretages dels ved at opvarme motorens kølevand og dels ved at forvarme og trykregulere motorens indsugningsluft. Fig. 1 illustrerer førstnævnte regulering, medens fig. 2A og fig. 2B illustrerer 25 sidstnævnte regulering.
Regulering af kølevandets temperatur sker ved hjælp af en termisk føler 24, der er anbragt i kølesystemets udløb 22, og som er forbundet med en trevejs-ventil 25. Trevejs-ventilen 25 har forbindelse med et 30 indløb 26 til kølesystemet og med det første lukkede kredsløb 1 ved en position 27 umiddelbart før dette ledes til destillationsenheden 11. Samtidig er by-pass ventilen 21 etableret mellem kølesystemets udløb 22 og et internt omløb 28 i motoren 8.
35 Når den termiske føler 24 registrerer, at temperaturen af væsken i kølesystemets udløb 22 falder til under en given værdi, som typisk er ca. 75*C, sender føleren signal til trevejs-ventilen 25 om at øge tilledningen af væske fra det første lukkede kredsløb 1. Ved lav belastning er motorens egen termostatventil 23 som regel lukket, således at DK 171201 Bl 8 der ikke ledes væske ud til udløbet 22, men kun til omløbet 28. For at den termiske føler 24 alligevel har mulighed for at registrere temperaturen af den væske, der cirkulerer i motoren 8's kølesystem, ledes en del af denne væske, via by-pass ventilen 21 udenom termostatventi-5 len 23 fra kølesystemets omløb 28 og til udløbet 22, men kun når temperaturen af væsken ved positionen 27 er ca. 85-90*C, hvilket vil sige i de tilfælde, hvor der er tilstrækkelig vindenergi til stede. Termostaten 20 sikrer, at der ved start og opvarmning af motoren 8 ikke åbnes for by-pass ventilen 21, for dermed at opnå en så hurtig opvarm-10 ning af motoren som muligt.
Væsken i det første lukkede kredsløb 1 fastholdes indenfor givne temperaturintervaller ved at regulere strømtilførslen til den elektriske opvarmningsenhed 6 og dermed at sikre en tilstrækkelig temperatur til 15 produktion af ferskvand i destillationsenheden 11. Temperaturen i kredsløbet umiddelbart før tilledningen til motoren 8's kølesystem er typisk konstant på ca. 65*C. Så snart trevejs-ventilen 25 åbnes, vil der strømme varmere væske ind til motorens kølesystem fra det første lukkede kredsløb fra positionen 27, umiddelbart inden væsken ledes til 20 destillationsenheden. Temperaturen af denne væske er typisk ca. 90*C, og driftstemperaturen i motoren ved lav belastning øges med forbedret drift til følge.
For at sikre en konstant temperatur på væsken i det første lukkede 25 kredsløb 1 i den del, der ligger nedenstrøms for destillationsenheden 11, er kredsløbet forsynet med en termisk føler 29. Denne termiske føler 29 er anbragt nedenstrøms for destillationsenheden og udgøres af en trevejs termostatventil, der er forbundet med væske/væske-køleenhe-den 19. Nedenstrøms for destillationsenheden 11 kan væsken enten ledes 30 ud af destillationsenheden eller udenom denne i de tilfælde, hvor destillationsenheden er ude af drift.
Såfremt temperaturen af den væske, der ledes ud af eller udenom destillationsenheden 11, er for høj i forhold til den konstante tempera-35 tur, der ønskes opretholdt i denne del af det første lukkede kredsløb, leder termostatventilen 29 en større eller mindre mængde af væske gennem væske/væske-køleenheden 19. Her afkøles væsken ved hjælp af saltvandet, inden dette ledes til destillationsenheden 11.
9 DK 171201 B1
Fig. 2A og fig. 2B illustrerer, hvorledes indsugningsluften til forbrændingsmotoren opvarmes, når motoren kører ved lave belastning. Opvarmningen af indsugningsluften udgør et supplement til opvarmningen af kølevandet, som beskrevet i beskrivelsen til fig. 1. Et luftindtag 5 30 til motoren, og i den viste udførelsesform til et luftfilter 31 og en turbolader 32 for denne, er forsynet med to indløb 33,34. Et første indløb 33, der står i forbindelse med køleluft fra den generator 10, som motoren 8 driver, og et andet indløb 34, der står i forbindelse med den omgivende luft. Hvert af de to indløb 33,34 er forsynet med 10 spjæld 35,36, der er indbyrdes forbundet. Når spjældet 36 for tilledning af luft fra omgivelserne er åbent, er spjældet 35 for tilledning af køleluft fra generatoren 10 lukket, og omvendt, illustreret i henholdsvis fig. 2A og fig. 2B. Hvert af de to spjæld 35,36 kan derudover stå i en hvilken som helst indbyrdes mellemstilling.
15 Når motoren 8 kører ved normal eller høj belastning, er det ikke nødvendigt indledningsvis at opvarme indsugningsluften, hvorfor al indsugningsluften da trækkes fra det andet indløb 34, der som nævnt står i forbindelse med luften fra omgivelserne, se fig. 2A. Når motoren 8 20 kører ved lav belastning foretages dels en forvarmning og dels en tryksætning af indsugningsluften. Dette sker ved, at al indsugningsluften trækkes fra det første indløb 33, der som nævnt står i forbindelse med køleluften fra generatoren 10, se fig. 2B. Den opvarmede luft er under tryk efter at have passeret generatoren 10. Dermed hol-25 des turboladeren i omdrejninger, og trykket i motorens receiver 37 fastholdes på mindst 1 bar, således at der ikke opstår undertryk i motorens indsugningskanal, ved at spjældet 35 tillader en passende delmængde af luften fra generatoren at passere til motoren. 1 2 3 4 5 6
Det fremgår af ovenstående, at en stor del af fremgangsmåden samt an 2 lægget til brug ved fremgangsmåden er rettet mod at sikre optimale 3 driftbetingelser for forbrændingsmotoren ved lave belastninger. Derud 4 over er det imidlertid et vigtigt træk ved opfindelsen, at der opret 5 holdes en tilstrækkelig fordeling af elektricitet og ferskvand til 6 forbrugerne uafhængigt af vind- og vejrforholdene.

Claims (10)

10 DK 171201 B1
1. Fremgangsmåde til drift af et anlæg, fortrinsvis et vind/Diesel-anlæg, der i det mindste omfatter en forbrændingsmotor, en vindturbine, 5 en destillationsenhed samt et første lukket væske-kredsløb, der indeholder varme- og køleanordninger, og et andet åbent væske-kredsløb, kendetegnet ved, at væsken i det første lukkede kredsløb ledes gennem en elektrisk opvarmningsenhed, der forsynes med energi af vindturbinen og af forbrændingsmotoren, og gennem en forbrændingsmo-10 tors kølesystem samt en destillationsenhed, hvori en termisk energioverførsel med væsken i det andet åbne kredsløb etableres, og at væske fra det første lukkede kredsløb tilføres til forbrændingsmotorens kølesystem og reguleres afhængig af temperaturen på væsken i et udløb på forbrændingsmotorens kølesystem, og at motorens drift reguleres af-15 hængig af vindturbinens ydelse.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, væsken i det første lukkede kredsløb tillige ledes gennem en udstødningsvarmeveksler, en solvarmeanlæg og en væske/væske-køleenhed, hvori en ter- 20 mi sk kontakt med væsken i det andet åbne kredsløb etableres.
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at væsken i det første lukkede kred-sløb valgfrit ledes gennem eller udenom den elektriske opvarmningsenhed, forbrændingsmotorens kølesystem, 25 destillationsenheden, udstødningsvarmeveksleren, solvarmeanlægget og køleenheden er tilvejebragt, ved at disse dele af anlægget tilvejebringes i sidegrene i det første lukkede kredsløb, og at en konstant mængde af væske ledes gennem disse sidegrene.
4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at der i det første lukkede kredsløb foretages temperaturmåling et antal steder i kredsløbet, at ventiler i det første lukkede kredsløb styres af temperaturmålingerne, og at tilledningen af væske til forbrændingsmotorens kølesystem og til køleenheden 35 reguleres af ventilerne.
5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at forbrændingsmotorens ydelse reguleres afhængig af vindturbinens ydelse, at køleluft fra en generator ledes DK 171201 B1 n til et første indløb for forbrændingsmotorens luftindtag, at luft fra omgivelserne ledes til et andet indløb for forbrændingsmotorens luftindtag, og at forholdet mellem mængden af køleluft fra generatoren henholdsvis mængden af luft fra omgivelserne reguleres. 5
6. Anlæg til brug ved fremgangsmåden ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at omfatte et første lukket væske-kredsløb, i hvilket der i det mindste er tilvejebragt en elektrisk opvarmningsenhed og en tilslutning til et kølesystem til en for- 10 brændingsmotor samt en destillationsenhed, at tilslutning til destillationsenheden også er tilvejebragt i et andet åbent væske-kredsløb, og at forbrændingsmotorens kølesystem er forsynet med reguleringsorganer for regulering af tilledningen af væske til kølesystemet fra det første lukkede kredsløb. 15
7. Anlæg ifølge krav 6, kendetegnet ved det første lukkede kredsløb tillige omfatter en udstødningsvarmeveksler, et solvarmeanlæg og en tilslutning til en væske/væske-køleenhed til køling af væsken i kredsløbet, og at tilslutning til køleenheden også er tilvejebragt i 20 det andet åbne kredsløb.
8. Anlæg ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at det første lukkede kredsløb er forsynet med mindst én, fortrinsvis to, og mest fortrinsvis tre termiske følere, at den mindst ene termiske føler 25 er anbragt i udløbet til forbrændingsmotorens kølesystem, at den anden termiske føler er anbragt nedenstrøms for køleenheden, og at den tredje termiske føler er anbragt ovenstrøms for desti 11ationsenheden.
9. Anlæg ifølge et hvilket som helst af kravene 6-8, kendeteg-30 n e t ved, at det første lukkede kredsløb er forsynet med mindst én termisk føler, at denne termiske føler er anbragt i udløbet fra forbrændingsmotorens kølesystem og er forbundet til en ventil, der er anbragt mellem det første lukkede kredsløb og tilledningen til forbrændingsmotorens kølesystem, at denne ventil udgør en trevejsventil, der 35 har forbindelse til det første lukkede kredsløb umiddelbart inden dette ledes til destillationsenheden, til tilledning mellem det første lukkede kredsløb og motorens kølesystem og til kølesystemets indløb. 12 DK 171201 B1
10. Anlæg ifølge et hvilket som helst af kraven 6-9, kendetegnet ved, at der er tilvejebragt en to-vejs by-pass ventil for termostatventilen i forbrændingsmotorens kølesystem, hvilken by-pass ventil har forbindelse til kølesystemets omløb og til kølesystemets ud-5 løb. 10 15 20 25 30 35
DK019094A 1994-02-17 1994-02-17 Fremgangsmåde og anlæg til brug i stand-alone anlæg, fortrinsvis et vind/diesel-anlæg DK171201B1 (da)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK019094A DK171201B1 (da) 1994-02-17 1994-02-17 Fremgangsmåde og anlæg til brug i stand-alone anlæg, fortrinsvis et vind/diesel-anlæg
US08/700,439 US5740677A (en) 1994-02-17 1995-02-16 Method and plant for use in stand-alone plants, preferably a wind/diesel plant
JP52151895A JP3839044B2 (ja) 1994-02-17 1995-02-16 自給型プラント、好ましくは風力/ディーゼルプラントで用いる方法及びそのプラント
PCT/DK1995/000066 WO1995022692A1 (en) 1994-02-17 1995-02-16 Method and plant for use in stand-alone plants, preferably a wind/diesel-plant
DE69502014T DE69502014T2 (de) 1994-02-17 1995-02-16 Eigenständiger windkraft/diesel anlage
EP95909659A EP0745186B1 (en) 1994-02-17 1995-02-16 Method and plant for use in stand-alone plants, preferably a wind/diesel-plant
AU18060/95A AU1806095A (en) 1994-02-17 1995-02-16 Method and plant for use in stand-alone plants, preferably a wind/diesel-plant
CA002183569A CA2183569C (en) 1994-02-17 1995-02-16 Method and plant for use in stand-alone plants, preferably a wind/diesel-plant
AT95909659T ATE164921T1 (de) 1994-02-17 1995-02-16 Eigenständiger windkraft/diesel anlage
ES95909659T ES2117408T3 (es) 1994-02-17 1995-02-16 Procedimiento e instalacion para su utilizacion en instalaciones autonomas, preferentemente de tipo eolico/motor diesel.
FI963223A FI105847B (fi) 1994-02-17 1996-08-16 Menetelmä ja laitteisto käytettäväksi riippumattomissa voimaloissa, edullisesti tuuli/dieselvoimaloissa

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK19094 1994-02-17
DK019094A DK171201B1 (da) 1994-02-17 1994-02-17 Fremgangsmåde og anlæg til brug i stand-alone anlæg, fortrinsvis et vind/diesel-anlæg

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK19094A DK19094A (da) 1995-08-18
DK171201B1 true DK171201B1 (da) 1996-07-22

Family

ID=8090794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK019094A DK171201B1 (da) 1994-02-17 1994-02-17 Fremgangsmåde og anlæg til brug i stand-alone anlæg, fortrinsvis et vind/diesel-anlæg

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5740677A (da)
EP (1) EP0745186B1 (da)
JP (1) JP3839044B2 (da)
AT (1) ATE164921T1 (da)
AU (1) AU1806095A (da)
CA (1) CA2183569C (da)
DE (1) DE69502014T2 (da)
DK (1) DK171201B1 (da)
ES (1) ES2117408T3 (da)
FI (1) FI105847B (da)
WO (1) WO1995022692A1 (da)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6605880B1 (en) 2000-08-01 2003-08-12 Navitas Energy, Inc. Energy system providing continual electric power using wind generated electricity coupled with fuel driven electrical generators
US7378820B2 (en) * 2005-12-19 2008-05-27 General Electric Company Electrical power generation system and method for generating electrical power
US7346462B2 (en) * 2006-03-29 2008-03-18 General Electric Company System, method, and article of manufacture for determining parameter values associated with an electrical grid
US7505833B2 (en) * 2006-03-29 2009-03-17 General Electric Company System, method, and article of manufacture for controlling operation of an electrical power generation system
US7615884B2 (en) * 2007-01-30 2009-11-10 Mcmastercorp, Inc. Hybrid wind turbine system, apparatus and method
US8938967B2 (en) * 2007-01-30 2015-01-27 Thomas McMaster Hybrid wind turbine
CN103228910B (zh) * 2010-11-29 2015-11-25 株式会社濬晟E&R 小规模混合发电系统
JP6031011B2 (ja) * 2013-07-24 2016-11-24 日立造船株式会社 発電システム
WO2016026242A1 (zh) * 2014-08-20 2016-02-25 吴速 一种风电互补的风能综合利用系统及其控制方法
US9803505B2 (en) * 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation from waste heat in integrated aromatics and naphtha block facilities
US9803507B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation using independent dual organic Rankine cycles from waste heat systems in diesel hydrotreating-hydrocracking and continuous-catalytic-cracking-aromatics facilities
US9803506B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation from waste heat in integrated crude oil hydrocracking and aromatics facilities
US9803145B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation from waste heat in integrated crude oil refining, aromatics, and utilities facilities
US9803508B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation from waste heat in integrated crude oil diesel hydrotreating and aromatics facilities
US9803511B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation using independent dual organic rankine cycles from waste heat systems in diesel hydrotreating-hydrocracking and atmospheric distillation-naphtha hydrotreating-aromatics facilities
US9803513B2 (en) 2015-08-24 2017-10-31 Saudi Arabian Oil Company Power generation from waste heat in integrated aromatics, crude distillation, and naphtha block facilities
DK181090B1 (en) 2021-05-28 2022-12-09 Vestesen Hybrid Energy Aps Method and system for operating an electrical grid
CN113339174A (zh) * 2021-06-18 2021-09-03 广西玉柴机器股份有限公司 一种柴油发电动力总成的燃油加热方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB144822A (en) * 1919-03-25 1920-06-24 Vickers Ltd Improvements in or relating to the manufacture of pneumatic tyre covers or casings
US4122679A (en) * 1973-08-10 1978-10-31 Societe D'etudes De Machines Thermiques Method and means for pre-heating the intake air of a supercharged, low-compression ratio diesel engine when operating at low load
US4189925A (en) * 1978-05-08 1980-02-26 Northern Illinois Gas Company Method of storing electric power
NL8004597A (nl) * 1980-08-14 1982-03-16 Stichting Energie Werkwijze en inrichting voor het optimaal benutten van variabele niet-beheersbare energiebronnen.
GB2125486A (en) * 1982-08-11 1984-03-07 Lawson Tancred Sons & Company Generating electricity
GB9016483D0 (en) * 1990-07-27 1990-09-12 Dale Electric Of Great Britain Wind powered electricity generating system
EP0784743B1 (en) * 1994-03-01 2003-05-21 Auxiliary Power Dynamics, Llc Small compact auxiliary power system for heavy duty diesel engine installations

Also Published As

Publication number Publication date
US5740677A (en) 1998-04-21
DE69502014T2 (de) 1998-12-10
FI105847B (fi) 2000-10-13
WO1995022692A1 (en) 1995-08-24
DE69502014D1 (de) 1998-05-14
EP0745186B1 (en) 1998-04-08
AU1806095A (en) 1995-09-04
CA2183569A1 (en) 1995-08-24
FI963223A (fi) 1996-10-16
ATE164921T1 (de) 1998-04-15
JPH09510274A (ja) 1997-10-14
ES2117408T3 (es) 1998-08-01
JP3839044B2 (ja) 2006-11-01
CA2183569C (en) 2006-01-03
FI963223A0 (fi) 1996-08-16
EP0745186A1 (en) 1996-12-04
DK19094A (da) 1995-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK171201B1 (da) Fremgangsmåde og anlæg til brug i stand-alone anlæg, fortrinsvis et vind/diesel-anlæg
AU2015258171B2 (en) Solar thermal power generation system
US20140345275A1 (en) Rankine cycle system and method
KR20130032228A (ko) 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감 장치
JP2013160132A (ja) 排熱回収利用システム
JP2017078374A (ja) 造水システム
EP2762802B1 (en) Chilled water system and method of operating chilled water system
US8820099B2 (en) Thermal power upgrade facility
CN107227981A (zh) 一种利用lng冷能协同控制汽轮机排汽背压系统及方法
CN115341964A (zh) 一种配置除盐水罐的火电机组储热调峰发电系统及方法
CN101614163A (zh) 车船发动机余热锅炉及微冷凝低压发电装置
CN207538941U (zh) 应用于皮革行业的内燃机高温余热回收系统
RU2163684C1 (ru) Автономная комбинированная установка для одновременного производства электроэнергии и тепла
RU2162532C1 (ru) Автономная стирлинг-установка для одновременного производства электроэнергии и тепла
JPH03237256A (ja) コージエネレーシヨンシステムの高効率排熱回収システム
RU223859U1 (ru) Устройство для прямого преобразования тепловой энергии отработавших газов в электрическую энергию судовых дизелей
RU217073U1 (ru) Устройство для преобразования тепловой энергии системы охлаждения главного судового дизеля в электрическую энергию
RU187571U1 (ru) Система регулирования температуры наддувочного воздуха судового двигателя внутреннего сгорания
RU2162533C1 (ru) Автономная теплоэнергетическая система для одновременного производства электроэнергии и тепла
RU2780635C1 (ru) Устройство для регулирования температуры судовых жилых, служебных помещений и главного судового дизеля
EP2130761B1 (en) Marine installation for energy recovery
SU1560762A1 (ru) Судова силова установка
RU48366U1 (ru) Автономная теплоэлектростанция
CN207033516U (zh) 一种利用lng冷能协同控制汽轮机排汽背压系统
JP2015081593A (ja) 発電プラント

Legal Events

Date Code Title Description
B1 Patent granted (law 1993)
PUP Patent expired

Expiry date: 20140217