LT6090B - Kombinuota šilumos siurblio ir elektros jėgainė ir jos šilumos našumo reguliavimo būdas - Google Patents
Kombinuota šilumos siurblio ir elektros jėgainė ir jos šilumos našumo reguliavimo būdas Download PDFInfo
- Publication number
- LT6090B LT6090B LT2013020A LT2013020A LT6090B LT 6090 B LT6090 B LT 6090B LT 2013020 A LT2013020 A LT 2013020A LT 2013020 A LT2013020 A LT 2013020A LT 6090 B LT6090 B LT 6090B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- heat
- condenser
- power plant
- evaporator
- heat pump
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/17—District heating
-
- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Išradimas priskiriamas šilumos siurblių sričiai arba sistemoms, naudojančioms specifinius energijos šaltinius. Kombinuota šilumos siurblio ir elektros jėgainė susideda iš elektros jėgainės dujų kombinuoto ciklo šiluminio variklio (1), elektros generatoriaus (2), šilumos siurblio kompresoriaus (3) kondensatoriaus-garintuvo (4), srauto paskirstymo įrenginio (5), vandeniu aušinamo kondensatoriaus (6), siurblio (7), ekonomaizerio (8), perkaitintuvo (9), termofikacinio vandens kaitintuvo (10) ir droseliavimo įrenginio (11). Šiluminis variklis (1) suka elektros generatorių (2) ir šilumos siurblio kompresorių (3). Iš variklio išėjęs vandens garas kondensuojasi kondensatoriuje-garintuve (4) ir per šio srauto paskirstymo įrenginius (5) bei dalinai per vandeniu aušinamą kondensatorių (6) vandens siurbliu (7) yra grąžinamas atgal į variklį (1). Degimo produktai iš variklio (1) patenka į ekonomaizerį (8), kuriame jie ataušinami vandeniu. Karštas vanduo tiekiamas į šilumos siurblio perkaitintuvą (9), kur šilumą atiduoda šilumos siurblio darbo agentui. Darbo agento garai po to slegiami kompresoriuje (3), kondensuojami šilumos siurblio kondensatoriuje (9), gautas skystis droseliuojamas droseliavimo įrenginyje (10) ir išgarinamas garintuve, kuris kartu yra elektros jėgainės kondensatorius (4). Kombinuotos šilumos siurblio ir elektros jėgainės šilumos našumas reguliuojamas nekeičiant elektros gamybos našumo. Jei šilumos poreikis yra mažesnis už nominalų, srauto paskirstymo įrenginiais (5) yra sumažinamas garo padavimas į kondensatorių (4), tuo pačiu padidinant srautą į vandeniu aušinamą kondensatorių (6). Jei šilumos poreikis yra didesnis už
Description
Išradimas priskiriamas šilumos siurblių sričiai arba sistemoms, naudojančioms specifinius energijos šaltinius.
Yra žinomas žemo potencialo šilumos panaudojimo būdas bei juo veikianti šilumos siurblio jėgainė (patentas US 4033141, 1977 07 05). Būdas numato įprastinį atliekinės šilumos potencialo pakėlimą, tačiau šiuo atveju panaudojamas originaliai gauta mechaninė energija. Mechaninė energija gaunama panaudojant tą pačią atliekinę šilumą pasitelkus tiesioginį termodinaminį ciklą. Ciklo darbo agentas parenkamas toks, kad jo kondensacijos šilumą galima būtų nuvesti į aplinką, o skysčio išgarinimui pakaktų atliekinės šilumos temperatūros. Tačiau net teorinio Karno ciklo efektyvumas, tokiu atveju, yra labai žemas (jis yra mažesnis nei 20%) dėl nedidelio kondensacijos ir virimo temperatūrų skirtumo. Tai reiškia, kad tik maždaug dešimtadalis atliekinės šilumos būtų paverčiama į mechaninę energiją, o gautoji šio proceso atliekinė šiluma būtų ženkliai žemesnio potencialo palyginti su pirminės atliekinės šilumos potencialu. Tokios šilumos siurblio jėgainės efektyvumas yra žemas.
Yra žinomas optimalus kogeneracinės bei centralizuotos šilumos gamybos jėgainių veikimo būdas (Patento numeris US 6536215 B1 2003 03 25). Būdas numato šilumos siurblio veikimą kogeneracinės jėgainės sistemoje, siekiant aukštesnio elektros gamybos efektyvumo. Tačiau šilumos siurblio kompresorius, šiuo atveju, suka ne kombinuoto ciklo ar kitas variklis, kurio atliekinė šiluma yra garo būsenos, o vidaus degimo variklis. Be to, vidaus degimo variklio termodinaminis efektyvumas nėra aukštesnis už vidutinį elektros gamybos efektyvumą. Todėl nėra didelio skirtumo ar šilumos siurblio kompresorius suka minėtas variklis, ar elektros variklis, nes abiem atvejais šilumos siurblio jėgainės efektyvumas nėra aukštas.
Išradimo tikslas - padidinti šilumos siurblio jėgainės efektyvumą, įjungiant ją į elektros jėgainės sistemą taip sukuriant kombinuotą šilumos siurblio ir elektros jėgainę.
Tikslas pasiekiamas tuo, kad kombinuotos jėgainės, susidedančios iš elektros jėgainės dujų kombinuoto ciklo šiluminio variklio, elektros generatoriaus, šilumos siurblio kompresoriaus, kondensatoriaus-garintuvo, srauto paskirstymo įrenginių, vandeniu aušinamo kondensatoriaus, siurblio, ekonomaizerio, perkaitintuvo, termofikacinio vandens kaitintuvo ir droseliavimo įrenginio, elektros jėgainės ekonomaizeris yra sujungtas su perkaitintuvu , o elektros jėgainės kondensatorius yra sujungtas su šilumos siurblio garintuvu ir sudaro bendrą šilumos mainų aparatą kondensatorių-garintuvą, kuris per srauto paskirstymo įrenginį yra sujungtas su vandeniu aušinamu kondensatoriumi. Kombinuoto ciklo šiluminio variklio galingumas parenkamas pagal jo atliekinės šilumos poreikį pasitelkiant tokią formulę:
ρ 0(ΤΚ-1)ηΜ kur
P - šiluminio variklio mechaninis galingumas;
Q - miesto su CŠT sistema nominalus šilumos poreikis žiemos sezono metu;
TK - šilumos siurblio jėgainės transformavimo koeficientas;
ηη- šiluminio variklio efektyvumas, parodantis kiek pagaminama mechaninės energijos sunaudojus vienetą pirminės energijos (dujų kombinuoto ciklo šiluminiams varikliams viršija 0,6, kitiems šis koeficientas yra apie 0,42);
η(- mechaninės energijos gamybos ciklo šilumos išnaudojimo koeficientas, kuris yra nuo 0,85 iki 0,95.
Jėgainės šilumos našumo reguliavimo būde, susidedančiame iš vandens garo slėgio ir debito reguliavimo šiluminiame variklyje, nauja yra tai, kad šilumos siurblio jėgainės našumą šildymo sezono metu reguliuoja srauto reguliavimo įrenginys, mažindamas srautą į kondensatorių-garintuvą, jei našumas yra mažesnis už nominalų, tuo tarpu, jei šiluminis jėgainės našumas viršija nominalų, minėtas įrenginys visą garą tiekia į kondensatorių-garintuvą ir tuo pačiu padidinamas išeinančio iš variklio garo slėgis, taip pat nešildymo sezono metu, kai šilumos poreikis sumažėja keletą kartų, jėgainės šilumos našumą mažina jos darbo agento pakeitimas į tokį, kurio savitasis našumas esant tam pačiam tūriniam debitui yra atitinkamai mažesnis.
Kombinuota šilumos siurblio ir elektros jėgainė susideda iš dujų kombinuoto ciklo šiluminio variklio 1, elektros generatoriaus 2, kompresoriaus 3, kondensatoriaus-garintuvo 4, srauto paskirstymo įrenginio 5, vandeniu aušinamo kondensatoriaus 6, siurblio 7, ekonomaizerio 8, perkaitintuvo 9, termofikacinio vandens kaitintuvo 10 ir droseliavimo įrenginio 11.
Kombinuota jėgainė veikia taip. Dujų kombinuoto ciklo šiluminis variklis 1, naudodamas gamtinių dujų degimo šilumą, suka elektros generatorių 2 ir kompresorių 3. Iš variklio išėjęs vandens garas kondensuojasi kondensatoriuje-garintuve 4 ir per šio srauto paskirstymo įrenginius 5 ir dalinai per vandeniu aušinamą kondensatorių 6 vandens siurbliu 7 yra grąžinamas atgal į variklį 1. Degimo produktai iš variklio 1 patenka į ekonomaizerį 8, kuriame jie ataušinami vandeniu. Karštas vanduo tiekiamas j šilumos siurblio perkaitintuvą 9, kur šilumą atiduoda šilumos siurblio darbo agentui. Darbo agento garai po to slegiami kompresoriuje 3, kondensuojami termofikacinio vandens kaitintuve 10, gautas skystas darbo agentas po to yra droseliuojamas droseliavimo įrenginyje 11 ir išgarinamas kondensatoriujegarintuve 4.
Jėgainės šilumos našumo reguliavimo būdas yra susijęs su srauto paskirstymo įrenginio 5 veikimu. Tuo atveju, jei šildymo sezono metu šilumos poreikis yra mažesnis už nominalų, minėtas įrenginys 5 mažina srautą į kondensatoriųgarintuvą 4 ir didina j vandeniu aušinamą kondensatorių 6, o jei šilumos našumas yra didesnis už nominalų, įrenginys 5 visą srautą nukreipia į kondensatorių-garintuvą 4 ir tuo pačiu padidinamas išeinančio iš variklio garo slėgis, taip pat nešildymo sezono metu, kai šilumos poreikis sumažėja keletą kartų, jėgainės šilumos našumą mažina jos darbo agento pakeitimas į tokį, kurio savitasis našumas esant tam pačiam tūriniam debitui yra atitinkamai mažesnis.
Aukštesnį kombinuotos šilumos siurblio ir elektros jėgainės efektyvumą taip pat efektyvų jos šilumos našumo reguliavimą lemia keletas faktorių. Lyginant su prototipu, minėta jėgainė dirba ženkliai efektyviau dėl dujų kombinuoto ciklo šiluminio variklio didesnio efektyvumo bei optimalaus jo galingumo parinkimo. Minėtas šiluminis variklis lyginant su prototipo vidaus degimo varikliu yra apie pusantro karto efektyvesnis. Tai reiškia efektyvesnį mechaninės energijos generavimą, tačiau kartu reiškia ir santykinai nedidelį atliekinės šilumos kiekį, reikalingą šilumos siurblio našumui užtikrinti. Todėl variklis parenkamas ne pagal reikalingos mechaninės energijos galingumą, kaip prototipo atveju, o pagal atliekinės šilumos poreikj. Optimalus variklio galingumas parenkamas pasitelkiant aukščiau parašytą formulę priklausomai nuo miesto su centralizuotu šilumos tiekimo nominalaus šilumos poreikio. Be to, didesnis jėgainės galingumas gaunamas dėl to, kad elektros jėgainės kondensatorius ir šilumos siurblio garintuvas yra sujungti į vieną įrenginį, kuriame gauname labai intensyvius šilumos mainus, taigi mažus termodinaminius nuostolius dėl nepilnos rekuperacijos, kaip ir dėl papildomos šilumos, gautos ekonomaizeryje, panaudojimo šilumos siurblio darbo agento garų perkaitinimui kaitintuve. Kombinuotos šilumos siurblio ir elektros jėgainės šilumos našumas yra reguliuojamas nekeičiant pagaminamos elektros energijos kiekio. Priešingai nei prototipo atveju, tai leidžia išlaikyti našią ir efektyvią elektros gamybą esant besikeičiančiam šilumos siurblio šiluminiam našumui, kuris priklauso nuo aplinkos temperatūros šildymo sezono metu, ir nuo sunaudojamo šilto vandens poreikio - nešildymo sezono metu.
Claims (2)
1. Kombinuota šilumos siurblio ir elektros jėgainė, susidedanti iš elektros jėgainės dujų kombinuoto ciklo šiluminio variklio, elektros generatoriaus, šilumos siurblio kompresoriaus, kondensatoriaus-garintuvo, srauto paskirstymo įrenginio, vandeniu aušinamo kondensatoriaus, siurblio, ekonomaizerio, perkaitintuvo, termofikacinio vandens kaitintuvo ir droseliavimo įrenginio, besiskirianti tuo, kad šilumos siurblio jėgainės perkaitintuvas yra sujungtas su elektros jėgainės ekonomaizeriu, o šilumos siurblio jėgainės garintuvas ir elektros jėgainės kondensatorius yra apjungti į vieną įrenginį - kondensatorių-garintuvą, o šiluminio variklio mechaninis galingumas parinktas pagal jėgainei reikalingos atliekinės šilumos galingumą, pasitelkiant priklausomybę Γ_;ΰ(ΤΚ-ΐ)η„η,
ΤΚ(1-η„η,·)
P - šiluminio variklio mechaninis galingumas;
Q- miesto su centralizuotu šilumos tiekimu nominalus šilumos poreikis;
TK - šilumos siurblio jėgainės transformavimo koeficientas;
ηη - šiluminio variklio mechaninės energijos gamybos efektyvumas;
rĮt- mechaninės energijos gamybos ciklo šilumos išnaudojimo koeficientas.
2. Jėgainės šilumos našumo reguliavimo būdas, susidedantis iš vandens garo slėgio ir debito reguliavimo šiluminiame variklyje, besiskiriantis tuo, kad šilumos siurblio jėgainės našumą šildymo sezono metu reguliuoja srauto reguliavimo įrenginys, mažindamas srautą į kondensatorių-garintuvą, jei našumas yra mažesnis už nominalų, o jei šiluminis jėgainės našumas viršija nominalų, minėtas įrenginys visą garą tiekia j kondensatorių-garintuvą ir tuo pačiu padidinamas išeinančio iš variklio garo slėgis, taip pat nešildymo sezono metu, kai šilumos poreikis sumažėja keletą kartų, jėgainės šilumos našumą mažina jos darbo agento pakeitimas į tokį, kurio savitasis našumas esant tam pačiam tūriniam debitui yra atitinkamai mažesnis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2013020A LT6090B (lt) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Kombinuota šilumos siurblio ir elektros jėgainė ir jos šilumos našumo reguliavimo būdas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2013020A LT6090B (lt) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Kombinuota šilumos siurblio ir elektros jėgainė ir jos šilumos našumo reguliavimo būdas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2013020A LT2013020A (lt) | 2014-08-25 |
| LT6090B true LT6090B (lt) | 2014-10-27 |
Family
ID=51427327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2013020A LT6090B (lt) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Kombinuota šilumos siurblio ir elektros jėgainė ir jos šilumos našumo reguliavimo būdas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6090B (lt) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4033141A (en) | 1974-09-05 | 1977-07-05 | Projectus Industriprodukter Ab | Method for thermal running of a heat pump plant and plant for carrying out the method |
| US6536215B1 (en) | 1999-02-24 | 2003-03-25 | Goran Vikstrom | Method for optimally operating co-generation of electricity and heat and optimally operating district heating power plant |
-
2013
- 2013-02-20 LT LT2013020A patent/LT6090B/lt not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4033141A (en) | 1974-09-05 | 1977-07-05 | Projectus Industriprodukter Ab | Method for thermal running of a heat pump plant and plant for carrying out the method |
| US6536215B1 (en) | 1999-02-24 | 2003-03-25 | Goran Vikstrom | Method for optimally operating co-generation of electricity and heat and optimally operating district heating power plant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2013020A (lt) | 2014-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4676284B2 (ja) | 蒸気タービンプラントの廃熱回収設備 | |
| US10125638B2 (en) | Co-generation system and associated method | |
| RU2570131C2 (ru) | Способ работы тепловой электрической станции | |
| WO2013158301A1 (en) | High Performance Air-Cooled Combined Cycle Power Plant With Dual Working Fluid Bottoming Cycle and Integrated Capacity Control | |
| CN103925024B (zh) | 一种回收海水淡化浓海水余热的水电联产系统及工作过程 | |
| US11300010B2 (en) | Cooling equipment, combined cycle plant comprising same, and cooling method | |
| JP2012149541A (ja) | 排熱回収発電装置および船舶 | |
| KR20130086397A (ko) | 발전 시스템에서 흡수식 히트펌프를 이용한 발전 효율 향상 | |
| CN102451599A (zh) | 二氧化碳回收方法及二氧化碳回收型火力发电系统 | |
| US20130042621A1 (en) | Method for increasing the efficiency of a power plant which is equipped with a gas turbine, and power plant for carrying out the method | |
| US20100229594A1 (en) | Chilling economizer | |
| KR101499810B1 (ko) | 하이브리드 타입 복수기 시스템 | |
| KR20140085001A (ko) | 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템 | |
| US6397596B1 (en) | Self contained generation system using waste heat as an energy source | |
| CN108708835A (zh) | 一种冷却燃机进口空气的新型太阳能热互补联合循环发电系统 | |
| JP2593197B2 (ja) | 熱エネルギ回収方法、及び熱エネルギ回収装置 | |
| CN105765179A (zh) | 用于转子空气冷却应用的选择性压力釜锅炉 | |
| RU2596293C2 (ru) | Способ утилизации энергии геотермальных вод | |
| KR20150094190A (ko) | 소형 열병합 orc발전시스템 | |
| CN208347846U (zh) | 一种斯特林—朗肯联合循环技术的综合利用系统 | |
| JP2004301344A (ja) | アンモニア吸収ヒートポンプ | |
| LT6090B (lt) | Kombinuota šilumos siurblio ir elektros jėgainė ir jos šilumos našumo reguliavimo būdas | |
| JP2010096414A (ja) | アンモニア吸収冷凍式発電装置 | |
| CN104929707B (zh) | 电站排汽潜热与排烟余热联合发电系统和优化运行方法 | |
| JP6152661B2 (ja) | 蒸気発生システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20140825 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20141027 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20160220 |