GR20170200053U - Closed-circuit turbine arrangement for power generation - Google Patents

Closed-circuit turbine arrangement for power generation Download PDF

Info

Publication number
GR20170200053U
GR20170200053U GR20170200053U GR20170200053U GR20170200053U GR 20170200053 U GR20170200053 U GR 20170200053U GR 20170200053 U GR20170200053 U GR 20170200053U GR 20170200053 U GR20170200053 U GR 20170200053U GR 20170200053 U GR20170200053 U GR 20170200053U
Authority
GR
Greece
Prior art keywords
turbine
fluid
closed circuit
energy
thermal
Prior art date
Application number
GR20170200053U
Other languages
Greek (el)
Inventor
Αργυριος Βασιλειου Μπενος
Original Assignee
Αργυριος Βασιλειου Μπενος
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
Application filed by Αργυριος Βασιλειου Μπενος filed Critical Αργυριος Βασιλειου Μπενος
Priority to GR20170200053U priority Critical patent/GR20170200053U/en
Publication of GR20170200053U publication Critical patent/GR20170200053U/en

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Novelty: a closed-circuit turbine arrangement exploiting thermal loads released to the environment by machines operating on cooling cycle is disclosed. Constitution: the invented renewable energy system is composed of the evaporation chamber 1 where the fluid is heated up by the thermal energy 6 via the heat exchanger 5 and expanded at the entry of the gas turbine 3, causing the rotation of the turbines’ shaft; it has also the condenser 2 where the fluid is cooled via the cooling system 7 and forwarded via the pump 4, in condensed form, to the heat exchanger 5. Purpose: to exploit thermal low-temperature loads serving so far solely for the heating of usage water and spaces; to produce energy from thermal loads released in the environment by machines operating on cooling cycle (air conditioning systems, refrigerators, heat pumps etc) at whatever time, season and place.

Description

Διάταξη κλειστού κυκλώματος στροβίλου για την παραγωγή ενέργειας. Closed loop turbine arrangement for power generation.

 Η διάταξη κλειστού κυκλώματος στροβίλου, εφεξής ΔΚΚΣ, αφορά την δημιουργία μηχανής, η οποία θα αντιστρέφει τον ψυκτικό κύκλο έτσι ώστε δίνοντας θερμότητα στο κατάλληλό ρευστό μέσο, θα παράγουμε κινητική ενέργεια στον στρόβιλο, όπου και θα την εκμεταλλευόμαστε όπως εμείς επιθυμούμε κατά περίπτωση. The closed-circuit turbine arrangement, hereinafter referred to as the DCC, concerns the creation of a machine, which will reverse the cooling cycle so that by giving heat to the appropriate fluid medium, we will produce kinetic energy in the turbine, where we will exploit it as we wish in each case.

Έως και σήμερα η θερμική ενέργεια που παρουσιάζεται με την μορφή χαμηλών θερμοκρασιών, δεν μπορούσε να προσφέρει στον άνθρωπο τίποτε περισσότερο από την θέρμανση του χώρου και του νερού του. Ακόμα και στις μέρες μας όλες οι ψυκτικές μηχανές που προσφέρουν στον άνθρωπο ψύξη ( ψυγείο, κλιματιστικό ή αντλία θερμότητας), αποβάλουν από τον συμπυκνωτή τους μεγάλες ποσότητες θερμικής ενέργειας, την οποία θερμική ενέργεια αν δεν την εκμεταλλευτούμε για την θέρμανση του νερού και του χώρου μας, τότε απλά την απελευθερώνουμε άσκοπα στο περιβάλλον. Until today, the thermal energy presented in the form of low temperatures, could not offer man anything more than the heating of his space and water. Even nowadays, all the refrigeration machines that offer people cooling (refrigerator, air conditioner or heat pump), expel from their condenser large amounts of thermal energy, which thermal energy if we do not take advantage of it to heat our water and space , then we simply release it needlessly into the environment.

  Μιας σύντομη περιγραφή των ήδη γνωστών περί ψυκτικών μηχανών, θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τον σκοπό της ΔΚΚΣ. Μια ψυκτική μηχανή απλά μεταφέρει την θερμότητα από ένα σημείο σε ένα άλλο, έτσι πάντα στον εξατμιστή έχουμε απορρόφηση θερμότητας ίση με Q1, στον συμπιεστή απόδοση μηχανικού έργου που μετατρέπετε σε θερμική ενέργεια ίση με Q2 και στον συμπυκνωτή αποβολή θερμότητας ίση με Q1+Q2=Q3 . Δηλαδή για να αποβάλουμε θερμική ενέργεια από ένα σημείο (έτσι ώστε να δημιουργήσουμε ψύξη), χρησιμοποιούμε ενέργεια και το σύνολο αυτής της ενέργειας το αποβάλουμε, χωρίς καμία χρήση στο περιβάλλον. Αυτό συμβαίνει γιατί η θερμοκρασία του συμπυκνωτή σε μία ψυκτική μηχανή δεν ξεπερνάει τους 90c°, που έχει ως αποτέλεσμα τη δυσκολία εκμετάλλευσης της για κάτι περισσότερο από την θέρμανση χώρου και νερού χρήσης. A brief description of the already known refrigerating machines will help us understand the purpose of the DKKS. A refrigerating machine simply transfers heat from one point to another, so always in the evaporator we have heat absorption equal to Q1, in the compressor performance of mechanical work that you convert into thermal energy equal to Q2 and in the condenser heat rejection equal to Q1+Q2=Q3 . That is, to remove thermal energy from a point (so as to create cooling), we use energy, and the totality of this energy is removed, without any use in the environment. This happens because the temperature of the condenser in a refrigerating machine does not exceed 90c°, which results in the difficulty of exploiting it for anything more than space and water heating.

Σε αυτό το σημείο έρχεται και δίνη λύση η ΔΚΚΣ γιατί εκμεταλλεύεται αυτά τα θερμικά απόβλητα με σκοπό την καθαρή παραγωγή ενέργειας. At this point, DKKS comes up with a solution because it exploits this thermal waste for the purpose of clean energy production.

 Η ΔΚΚΣ δεν έχει αποκλειστική σχέση λειτουργίας με μια ψυκτική μηχανή, μπορεί να εκμεταλλευτεί οποιοδήποτε θερμικό φορτίο που παρουσιάζεται με την μορφή χαμηλών θερμοκρασιών και κρίνεται ακατάλληλο εκμετάλλευσης για κάθε άλλη γνωστή μέθοδο παραγωγής ενέργειας. Παρόλα αυτά στην περίπτωση μιας αντλίας θερμότητας ή μιας σύγχρονης ψυκτικής μηχανής για την παραγωγή ψύξης σε θαλάμους, κρίνεται πολύ ελκυστική η συνεργασία με την ΔΚΚΣ εφόσον θεωρείτο από τον εφευρέτη, ότι η συνεργασία αυτή μπορεί να αγγίξει το επίπεδο της ενεργειακής αυτονομίας, ακόμη και την παραγωγή περίσσιας ενέργειας. The DKKS does not have an exclusive operating relationship with a refrigeration machine, it can take advantage of any thermal load that presents itself in the form of low temperatures and is deemed unsuitable for exploitation for any other known energy production method. Nevertheless, in the case of a heat pump or a modern refrigerating machine for the production of cooling in chambers, the cooperation with the DKKS is considered very attractive since it was considered by the inventor, that this cooperation can reach the level of energy autonomy, even the production excess energy.

Μια ήδη γνωστή μέθοδος παραγωγής ενέργειας είναι και αυτή του ατμοστροβίλου, όπου διοχετεύεται θερμική ενέργεια στο μέσο (νερό) και λόγο της θέρμανσης του δημιουργούμε υψηλή πίεση σε ένα καζάνι το οποίο εκτονώνετε στον στροβιλοκινητήρα με αποτέλεσμα την περιστροφή του και κατ επέκταση την παραγωγή ενέργειας. Στην περίπτωση των θερμικών φορτίων που παρουσιάζονται στον συμπυκνωτή μιας ψυκτικής μηχανής, αυτή η μέθοδος δεν μπορεί να προσφέρει τίποτε, γιατί η θερμοκρασία λειτουργίας του ατμοστρόβιλου ξεπερνάει τους 500C°. Με παρόμοιο τρόπο η ΔΚΚΣ εκμεταλλεύεται αυτά τα φορτία ως εξής. An already known method of energy production is also that of the steam turbine, where thermal energy is channeled into the medium (water) and due to its heating we create high pressure in a boiler which you release in the turbine engine, resulting in its rotation and consequently the production of energy. In the case of the thermal loads presented in the condenser of a refrigerating machine, this method cannot offer anything, because the operating temperature of the steam turbine exceeds 500C°. In a similar manner, the DCS exploits these loads as follows.

Το βασικό χαρακτηριστικό του κυκλώματος της ΔΚΚΣ είναι ότι λειτουργεί αυστηρώς κλειστό για την αποφυγή διαρροής του μέσου που θα χρησιμοποιήσουμε, με δύο βασικά μέρη εναλλαγής της θερμότητας, το πρώτο ο θάλαμος εξάτμισης(Ι) όπου και είναι το σημείο που παρέχουμε την εν λόγο θερμική ενέργεια (6) στο σύστημα μας και το δεύτερο είναι το στοιχείο συμπύκνωσης(2) όπου και αποβάλουμε την θερμότητα (7) του μέσου από το σύστημα για την επίτευξη της επιθυμητής πτώσης πίεσης. Δημιουργώντας σε ένα σύστημα δυο σημεία με διαφορετικές θερμοκρασίες και ταυτόχρονα διαφορετικές πιέσεις, τότε και το σύστημα προσπαθώντας να εξισορροπήσει δημιουργεί κίνηση αερίων από το σημείο με υψηλή πίεση προς το σημείο με χαμηλή πίεση. Διατηρώντας τα σημεία με την θερμοκρασιακή διαφορά και παράλληλα πίεση στο σύστημα, τότε δημιουργούμε έναν κύκλο κίνησης αερίων. Στην βάση αυτής της θεωρίας και τροφοδοτώντας συνεχώς τον θάλαμο εξάτμισης με το ψυχρότερο συμπυκνωμένο μέσο που παραλαμβάνουμε από το τελείωμα του συμπυκνωτή, διατηρούμε μια συνεχή και αδιάκοπη ροή με αρκετά υψηλή πίεση, έτσι τοποθετώντας έναν στρόβιλο (3), στο τέλος του θαλάμου εξάτμισης, παράγουμε στον άξονα του την επιθυμητή κινητική ενέργεια για την κατά περίπτωση εκμετάλλευση της. Για την μετάδοση της θερμότητας στον θάλαμο εξάτμισης χρησιμοποιούμε έναν εναλλάκτη θερμότητας (5) υψηλής απόδοσης, ενώ για την συνεχή τροφοδοσία του θαλάμου εξάτμισης με προς θέρμανση ρευστό, χρησιμοποιούμε αντλία (4) που κινείται είτε αυτόνομα είτε με απευθείας κίνηση από τον άξονα του στροβιλοκινητήρα της ΔΚΚΣ. The main feature of the DKKS circuit is that it works strictly closed to avoid leakage of the medium we will use, with two main heat exchange parts, the first is the evaporation chamber (I) where it is the point where we provide the thermal energy in question (6) in our system and the second is the condensing element (2) where we remove the heat (7) of the medium from the system to achieve the desired pressure drop. By creating in a system two points with different temperatures and at the same time different pressures, then the system trying to balance creates gas movement from the point with high pressure to the point with low pressure. Keeping the points with the temperature difference and simultaneously pressure in the system, then we create a cycle of gas movement. On the basis of this theory and by continuously feeding the evaporation chamber with the colder condensed medium received from the end of the condenser, we maintain a continuous and uninterrupted flow with a sufficiently high pressure, thus placing a turbine (3), at the end of the evaporation chamber, we produce on its axis the desired kinetic energy for its exploitation as the case may be. To transmit the heat to the exhaust chamber we use a high efficiency heat exchanger (5), while for the continuous supply of the exhaust chamber with fluid to be heated, we use a pump (4) that moves either autonomously or with direct drive from the turbine engine shaft DKKS.

Το μέσο που θα χρησιμοποιήσουμε δεν θα μπορούσε να είναι το νερό, η θερμοκρασία που λειτουργεί το σύστημα είναι πολύ χαμηλή για να επηρεάσει την κατάσταση του νερού, όμως πολλά από τα νέας τεχνολογίας ψυκτικά μέσα παρουσιάζουν εξαιρετικά πολύ μεγάλες καμπύλες πίεσης θερμοκρασίας με αποτέλεσμα να αυξάνει απότομα η πίεση τους για μικρή θερμοκρασιακή μεταβολή και να έχουμε αρκετά μεγάλη διαφορά πίεσης ανάμεσα στα δύο προαναφερθέντα βασικά μέρη. The medium we will use could not be water, the temperature at which the system operates is too low to affect the state of the water, however many of the new technology refrigerants present extremely large temperature pressure curves resulting in a sharp increase their pressure for a small temperature change and to have a large enough pressure difference between the two aforementioned main parts.

Το περιβάλλον όπου θα λειτουργήσει η διάταξη, ορίζει και το ψυκτικό μέσο που θα χρησιμοποιήσουμε. Αυτό γίνεται για την σωστή λειτουργία της διάταξης κάτω από οποιαδήποτε κλιματική συνθήκη, εφόσον αυτό που επιδιώκουμε είναι η διαφορά πίεσης ανάμεσα στα δύο μέρη, ανεξαρτήτως αν αυτό έχει προκληθεί από θερμότητα με την συμβατική έννοια του όρου (αντιληπτή από τον άνθρωπο) είτε με την ευρεία έννοια του όρου θερμότητα, μιας και το -1C<0>είναι πολύ θερμότερο του -50C°. The environment where the device will operate also defines the refrigerant we will use. This is done for the correct operation of the arrangement under any climatic condition, since what we are looking for is the pressure difference between the two parts, regardless of whether this has been caused by heat in the conventional sense of the term (perceived by humans) or in the broad meaning of the term heat, since -1C<0> is much warmer than -50C°.

Θεωρούμε για παράδειγμα μια αντλία θερμότητας που λειτουργεί για οικιακή θέρμανση και ψύξη, με συντελεστή απόδοσης (cop) 5, η οποία λειτουργεί για την θέρμανση του χώρου και καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια W ίση με Q, για να μεταφέρει θερμική ενέργεια 4Q έτσι θα διοχετεύσει στον χώρο θερμότητα σχεδόν ίση με 5Q. Αντί αυτού διοχετεύουμε την θερμότητα 5Q στον θάλαμο εξάτμισης της ΔΚΚΣ όπου βάση της λειτουργίας της εφεύρεσης και τον βαθμό απόδοσης του στροβίλου (≥40%), θα παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια ίση με 2Q και περίσσια θερμότητα στον συμπυκνωτή ίση με 3Q. Έτσι επιτυγχάνουμε παραγωγή περίσσιας ενέργειας, 2Q-Q=Q και θέρμανση του χώρου 3Q. Στην περίπτωση της ψύξης του χώρου έχουμε καλύτερη απόδοση αφού η θερμότητα που αφαιρούμε από τον χώρο είναι ίση με 4Q. η οποία παραμένει ως έχει. Consider for example a heat pump that works for domestic heating and cooling, with a coefficient of performance (cop) of 5, that works for space heating and consumes electrical energy W equal to Q, to transfer thermal energy 4Q so it will channel into the space heat nearly equal to 5Q. Instead we channel the 5Q heat into the exhaust chamber of the CHP where based on the operation of the invention and the degree of efficiency of the turbine (≥40%), we will produce electricity equal to 2Q and excess heat in the condenser equal to 3Q. Thus we achieve excess energy production, 2Q-Q=Q and space heating 3Q. In the case of space cooling, we have a better performance since the heat we remove from the space is equal to 4Q. which remains as is.

Σκοπός της εφεύρεσης είναι η εκμετάλλευση της θερμικής ενέργειας που αποβάλουν στο περιβάλλον όλες οι μηχανές που λειτουργούν με βάση τον κύκλο Sadi Carnot, αλλά και η εκμετάλλευση κάθε θερμικού φορτίου που δεν χρήζει καμίας άλλης εκμετάλλευσης από τον άνθρωπο και εν τέλει αποβάλετε στο περιβάλλον άσκοπα. The purpose of the invention is the exploitation of the thermal energy emitted into the environment by all machines operating on the basis of the Sadi Carnot cycle, but also the exploitation of any thermal load that does not need any other exploitation by humans and in the end is emitted into the environment unnecessarily.

Claims (5)

ΑΞΙΏΣΕΙΣ       1. CLAIMS 1. Διάταξη κλειστού κυκλώματος στροβίλου, που περιλαμβάνει τα εξής στοιχεία,             θάλαμο εξάτμισης (1), αεριοστρόβιλος (3), συμπυκνωτής (2) , όπου διοχετεύουμε             θερμική ενέργεια για να παράγουμε κινητική ενέργεια.             Turbine closed circuit arrangement, comprising the following elements, exhaust chamber (1), gas turbine (3), condenser (2), where we channel thermal energy to produce kinetic energy. Διάταξη κλειστού κυκλώματος κατά την αξίωση 1, η οποία λειτουργεί με ρευστό             που έχει ίδια ή παρόμοια θερμοδυναμικά χαρακτηρίστηκα με αυτά των ψυκτικών             μέσων που χρησιμοποιούνται στις μηχανές που λειτουργούν με βάση τον ψυκτικό             κύκλο. A closed circuit device according to claim 1, which is fluid operated which has the same or similar thermodynamic characteristics as those of refrigerants media used in machines operating on the basis of refrigerant circle.       4. Διάταξη κλειστού κυκλώματος κατά την αξίωση 3, όπου επιτυγχάνετε αναγκαστική περιστροφή του στροβίλου, λόγο της εξαναγκασμένης ροής του ρευστού μέσου από             το σημείο (1) στο σημείο (2) με αποτέλεσμα την παροχή περιστροφικής κίνησης             στον άξονα του στροβίλου για να χρησιμοποιηθεί κατά περίπτωση.       4. A closed circuit arrangement according to claim 3, wherein you achieve forced rotation of the turbine, due to the forced flow of the fluid medium from point (1) to point (2) thereby imparting rotary motion on the turbine shaft to be used as needed. 5. Διάταξη κατά την αξίωση 4, όπου συνεργάζεται με μηχανή που λειτουργεί με βάση             τον ψυκτικό κύκλο, με σκοπό την παραγωγή ηλεκτρικής ή κινητικής ενέργειας από             το περιβάλλον ανεξαρτήτου ώρας, γεωγραφικής περιοχής και εποχής. 5. A device according to claim 4, wherein it cooperates with a base-operated machine the refrigeration cycle, in order to produce electrical or kinetic energy from the environment regardless of time, geographical area and season.       3. Θάλαμος εξάτμισης (1) που χρησιμοποιείται στην διάταξη κλειστού κυκλώματος             κατά την αξίωση 1 και έχει γεωμετρικά χαρακτηριστικά που βοηθούν στην βέλτιστη             ροή και επιτάχυνση του ρευστού μετά την θέρμανσης του από τον εναλλάκτη             θερμότητας (5). 3. Exhaust chamber (1) used in closed circuit arrangement according to claim 1 and has geometrical features that help to optimize flow and acceleration of the fluid after it is heated by the exchanger heat (5).
GR20170200053U 2016-09-30 2016-09-30 Closed-circuit turbine arrangement for power generation GR20170200053U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20170200053U GR20170200053U (en) 2016-09-30 2016-09-30 Closed-circuit turbine arrangement for power generation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20170200053U GR20170200053U (en) 2016-09-30 2016-09-30 Closed-circuit turbine arrangement for power generation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
GR20170200053U true GR20170200053U (en) 2018-05-18

Family

ID=62488862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
GR20170200053U GR20170200053U (en) 2016-09-30 2016-09-30 Closed-circuit turbine arrangement for power generation

Country Status (1)

Country Link
GR (1) GR20170200053U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10483826B2 (en) Thermodynamic system for storing/producing electrical energy
RU2522262C2 (en) Thermoelectric energy accumulation system, and thermoelectric energy accumulation method
JP2005527730A (en) Cold power generation plant
CN103993921A (en) Power generating apparatus and method of operating power generating apparatus
US9869495B2 (en) Multi-cycle power generator
CN102721224A (en) Self-generating compression, condensation and refrigeration system
Sircar et al. Performance simulation of ground source heat pump system based on low enthalpy geothermal systems
KR20150140061A (en) Rankine Cycle electricity generation system
JP5312644B1 (en) Air conditioning power generation system
KR101315918B1 (en) Organic rankine cycle for using low temperature waste heat and absorbtion type refrigerator
KR20150109102A (en) Organic Rankine Cycle electricity generation system
KR20150105162A (en) Organic Rankin Cycle electricity generation system
KR101977884B1 (en) Heat pump system for recovery waste heat and coldness
CN103615293B (en) Carbon dioxide heat pump and organic working medium combined power generation system
GR20170200053U (en) Closed-circuit turbine arrangement for power generation
CN102434234A (en) Air source isothermic cold storage engine
KR20120117527A (en) Cooling, heating and hot watet supply system
KR200426794Y1 (en) Heat pump
KR101166154B1 (en) Dual Refrigeration Cycle Heat Pump Using Refrigerant Turbine Generator
KR20180067094A (en) Hybrid heat pump system
JP2015210070A (en) Complex air-conditioning refrigeration system
JP2016003849A (en) Combined air-conditioning water heater
JP2009216275A (en) Heat pump
Petrenko et al. Innovative solar and waste heat driven ejector air conditioners and chillers
JPS6145144B2 (en)