PL20490B1 - Sposób gromadzenia energji w zasobnikach ukladów cieplnych, polaczonych z silnikiem cieplnym, sprezarka i pompami. - Google Patents

Sposób gromadzenia energji w zasobnikach ukladów cieplnych, polaczonych z silnikiem cieplnym, sprezarka i pompami. Download PDF

Info

Publication number
PL20490B1
PL20490B1 PL20490A PL2049033A PL20490B1 PL 20490 B1 PL20490 B1 PL 20490B1 PL 20490 A PL20490 A PL 20490A PL 2049033 A PL2049033 A PL 2049033A PL 20490 B1 PL20490 B1 PL 20490B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
reservoir
compressor
reservoirs
storing energy
pressure
Prior art date
Application number
PL20490A
Other languages
English (en)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of PL20490B1 publication Critical patent/PL20490B1/pl

Links

Description

Podczas gromadzenia energji w zasob¬ nikach ukladów cieplnych zapomoca pomp i silników parowych, wlaczonych pomiedzy dwa zasobniki ciepla, nalezy ze wzgledów ekonomicznych utrzymywac miedzy temi zasobnikami jak najwieksza róznice tempe¬ ratur, aby koszty urzadzen oplacaly sie.To powoduje, ze róznica temperatur w cza¬ sie ladowania i wyladowywania zasobni¬ ków podlega znacznym zmianom — wsku¬ tek zas tych zmian, w celu utrzymania sta¬ lej sprawnosci ukladu, potrzebne sa znowu bardzo zmienne ilosci pary, co wplywa nie¬ korzystnie na wymiary maszyn. W tych warunkach zmiany w objetosciach pary, które stanowia o wymiarach maszyn, sa bardziej niekorzystne od ilosci pary, po¬ niewaz ze zmiana temperatury zasobnika ulega zmianie zarówno cisnienie, jak i objetosc pary.Istota niniejszego wynalazku polega na tern, ze przez odpowiedni dobór przebie¬ gów temperatury, wzglednie przez dobór odpowiedniego sposobu napelniania i opróz¬ niania zasobników lacznie z odpowiednia zmiana naturalnej charakterystyki pracy maszyn, usuwa sie, wzglednie zmniejsza, wymienione niedogodnosci. Wynalazek do¬ tyczy nastepnie ulepszen zwiekszajacych oplacalnosc i sprawnosc urzadzen.Na rysunku przedstawiono kitka od¬ mian wykonania urzadzen do przeprowa¬ dzenia sposobu wedlug wynalazku, Przy¬ czem fig. 1 — 4 przedstawiaja schema¬ tycznie odnosne uklady tych urzadzen, a fig. 5a, 5b — wykresy stanu pary w zalez¬ nosci od cisnienia i temperatury.Na fig. 1 przedstawiono urzadzenie do przeprowadzenia sposobu wedlug wynalaz¬ ku, umozliwiajace prace przy niezmiennym spadku ciepla i stalym stosunku objetosci pary. Na tejj figurze, jak równiez na pozo¬ stalych, oznaczono podwójna strzalka <¦<-- — kierunek przeplywu* przy napelnianiu, po¬ jedyncza zas strzalka^—^kierunek przeply¬ wu przy opróznianiu. Zarówno górny za¬ sobnik OS, jak i dolny zasobnik US napel¬ nia sie i opróznia przez przetlaczanie ich zawartosci przez parowniki V3, V4 i Vr, V2 za posrednictwem pomp Po i Pu. Zasobniki pracuja na zasadzie wyporu. Wskutek tego w ciagu calego okresu trwania napelniania i oprózniania zasobników, cisnienia w po¬ szczególnych parownikach pozostaja nie¬ zmienne, przyczem zarówno sprezarka C, napedzana przez elektryczny silnik MG, jak i turbina T, która napedza maszyne elek¬ tryczna MG, stanowiaca wówczas pradni¬ ce, pracuja w podany sposób. Urzadzenie to, idealne z teoretycznego punktu widze¬ nia, posiada jednak liczne wady, dotyczace zwlaszcza sprawnosci pracy pompy Po t niezbednej przy duzych róznicach cisnien w górnym zbiorniku. W zaleznosci od wa¬ runków pozadane sa zatem odmienne roz¬ wiazania tego zagadnienia.Jezeli górny zasobnik dziala jako za¬ sobnik opadowy, a jednoczesnie dolny za¬ sobnik pracuje przez opróznianie z prze¬ tlaczaniem zawartosci na zasadzie wyporu, to wówczas turbinowa sprezarka C zasy¬ sa z parowników V± i V2 stale jednakowa ilosc pary, przyczem stale pobiera wiecej energji, poniewaz cisnienie w górnym za¬ sobniku stale wzrasta podczas napelniania.Mozna temu przeciwdzialac przez przetla¬ czanie zawartosci dolnego zasobnika pod¬ czas procesu napelniania nie jednokrotnie, lecz dwu- lub wielokrotnie. Wskutek tego cisnienie s&awcze sprezarki stopniowo ma¬ leje. Poniewaz zas cisnienie to przetlacza stala objetosc, wiec równiez maleje stop¬ niowo ilosc przetlaczanej pary. Zwieksza¬ niu spadku przeciwdziala wiec zmniejsze¬ nie przetlaczanej ilosci. Prawidlowe sto¬ sunki objetosciowe w dolnej czesci spre¬ zarki utrzymuje sie przymusowo, odpo¬ wiednio do wzrostu spadku, natomiast, aby utrzymac wlasciwa charakterystyke spre¬ zarki w odniesieniu da cisnienia i objetosci, a wiec aby nie przekroczyc górnej granicy sprawnosci sprezarki, wzglednie nie osiag¬ nac granicy wydatku, dodaje sie górne stopnie, przez co nastepuje skompensowa¬ nie wahajacego sie cisnienia w górnym za¬ sobniku. Podczas oprózniania otrzymuje turbina kilka zasilen odpowiednio do wa¬ han cisnienia w górnym zasobniku, podczas gdy dla zawartpsci dolnego zasobnika wy¬ starcza jedno tylko przetloczenie. Przez wielokrotne przetlaczanie mozna odpo¬ wiednio zmniejszyc liczbe parowników do dwóch parowników V1 i V2, wlaczonych w uklad szeregowo, nie zwiekszajac straty spadku. Takie urzadzenie przedstawione jest na fig. 2.Regulacje, zwlaszcza sprawnosci spre¬ zarki, mozna uskutecznic w urzadzeniu przedistawionem na fig. 2 równiez w ten sposób, ze zawartosc dolnego zasobnika przetlacza sie podczas napelniania tylko raz, przyczem podczas procesu napelniania polaczenia sprezarki z dolnym i górnym zasobnikiem przesuwa sie na górnym i dol¬ nym koncu ku górnemu koncowi sprezarki, przyczem ilosc wylotów na górnym koncu zostaje zwiekszana o ilosc, spowodowana zmiana cisnienia w górnym zasobniku.Wskutek tego przesuniecia w sprezarce wraz ze wzrostem spadku ciepla maleje ilosc zasysanej pary.W ukladzie urzadzenia wedlug fig. 2 — 2 —mozliwa fest jeszcze inna kombinacja gór¬ nego Opadowego zasobnika oraz dolnego obiegowego zasobnika, która polega na tein, ze przy jfcdnorazowem przetloczeniu dol¬ nego zasobnika i przy napelnieniu oraz opróznieniu przez jeden lub kilka wlaczo¬ nych szeregowo parowników, -nastepuje przesuniecie granicznej temperatury dolne¬ go zasobnika tak, iz zawartosc dolnego za¬ sobnika na poczatku napelniania ochladza sie w granicach temperatur od 80 do 55°C, a pod koniec napelniania w granicach tem¬ peratur od 75 do S0°G (przyczem liczby te dobrano, biorac pod uwage wahania w górnym zasobniku i pozadany przebieg sprawnosci). Zasysana ilosc pary maleje wraz ze wzrostem spadku. Podczas opróz¬ niania nastepuje proces odwrotny. Turbina otrzymuje znów kilka zasilen; ilosc pary, wzrastajaca przy malejacem cisnieniu w górnym zasobniku, pracuje w koncu wyloto¬ wym przy prawie niezmiennych warunkach objetosciowych i szybkosci. Pierwsze na¬ stawienie tego przebiegu temperatury usku¬ tecznia *ie przez regulacje doplywu wody zasilajacej do parownika. Ten przebieg temperatury pozostaje niezmieniony przy termostatycznej regulacji róznicy tempera¬ tur podczas obiegu przetlaczania; Powyzej opisany sposób regulacji umo¬ zliwia coprawda dokladne wyrównanie przypadajacej na obieg sprawnosci sprezar¬ ki, jednakze nie mozna stale pracowac *w najlepszych warunkach w ^odniesieniu do spm&masci poszczególnych wirników spre¬ zarki. Jasnem jest, ze skoro np. sprezarka przy rozpoczeciu napelniania ochladza wo¬ de w dolnym zasobniku w granicach tem¬ peratur *d fB do 45°C, a pod koniec w gra¬ nicach temperatur od 75 do 35°C, to znaczy panuje stala róznica temperatur, wiec wów^ czas stosunki objetosciowe zostaja przesu¬ niete; Podczas gdy temperaturze 85°C od¬ powiada objetosc wlasciwa pary wodnej nasyconej równa 2,83 m3, a temperaturze 45°C objetosc wlasciwa równa 15,28 m3, cryli 5,4-krotna objetosc, to przy tempera¬ turze 75°C wynosi ta objetosc 444 m3, a przy 35*C — 25,25 m3, czyli dolna ©bje* tosc jest 6,2-krotnie wieksza od górnej. Je¬ zeli sprezarka posiada stosunki objetoscio¬ we, odpowiadajace pewnej temperaturze, co jednak nie odpowiada innym temperatu¬ rom, to wówczas wirniki sprezarki pracuja przy niewlasciwych ilosciach, a wiec z gor¬ sza sprawnoscia, co zostaje spotegowane na przestrzeni pracy sprezarki.Te wade usuwa sie w ten sposób, ze obiegu nie prowadzi sie przy stalej róznicy temperatur i spadku sredniego poziomu dolnego zasobnika, lecz w ten sposób, ze wraz ze spadkiem poziomu zmienia sie je¬ dnoczesnie róznice temperatur. Przez od' powiedni dobór spadku poziomu i zmiany róznicy temperatur (w poprzednim przy¬ kladzie przez obnizenie temperatury do 45°C) mozna znacznie wplywac na przebieg sprawnosci sprezarki, a pomimo to uzyskac praktycznie dla wszystkich wirników spre¬ zarki najlepsza sprawnosc.Opróznianie dolnego zasobnika jest miarkowane nie przez regulacje róznicy temperatur wody doplywajacej i wyplywa¬ jacej z parownika, lecz w tensposób, ze re¬ guluje sie recznie lub samoczynnie okre¬ slony przebieg temperatury wody doplywa¬ jacej i wyplywajacej z parownika. Przebieg temperatury wody doplywajacej uskutecz¬ nia sie w ten sposób, ze podczas oprózniania górnego zasobnika, to jest podczas pracy silnika, miarkuje sie w ten sposób ilosc znajdujacej sie w obiegu, a sluzacej do skraplania wody dolnego zasobnika, ze na¬ stepuje zadany przebieg temperatury, pod*- czas zas dzialania sprezarki w ten sposób miarkuje sie ilosc wody krazacej, ze u wy¬ lotu parowników panuje zadana temperatu¬ ra. W ien sposób mozna dogodnie ustalic kazdy przebieg. Samoczynne nastawienie odbywa sie w zaleznosci od stanu napelnie^ nia górnego zasobnika i dolnego zasobnika, to jest np/ od stanu poziomu wody. — 3 —W kombinacji z powyzszym sposobem, lub tez oddzielnie, mozna wplywac na re¬ gulacje sprawnosci sprezarki przy wzrasta- jacem przeciwcisnieniu górnego zasobnika w ten sposób, ze rozmaite stopnie cisnienia sprezarki oblicza sie dla rozmaitych cieza¬ rów pary, a mianowicie w ten sposób, ze górne wirniki oblicza sie dla mniejszych cie¬ zarów pary niz dolne. Wskutek tego pod¬ czas sprezania przy wlaczeniu górnych stopni zmniejsza sie sredni ciezar zasysa¬ nej pary. Jezeli zostanie zachowany wa¬ runek, aby dolne wirniki, pracujace przy zmiennych warunkach napelniania, poru¬ szaly sie w jednakowy sposób w odniesie¬ niu do obu stron najwyzszego punktu wy¬ kresu paraboli sprawnosci, to wówczas mozna dopuscic powstawanie znacznych wahan zasysanej objetosci dolnych wirni¬ ków bez wyraznej straty sprawnosci. W ten sposób mozna dalej wplywac na pobie¬ rana przez sprezarke moc, a przez wspól¬ dzialanie rozmaitych czynników uzyskuje sie rózne krzywe pobieranej mocy, jako funkcje stanu napelnienia górnego zasobni¬ ka, które to krzywe sa dostosowane do zwyklego wykresu szczytowych obciazen omawianej sieci.Przy uruchomieniu obydwóch zasobni¬ ków, jako zasobników ppadowych, mozna zmniejszyc wzglednie wyrównac wahania sprawnosci podczas napelniania w ten spo¬ sób, ze spadek temperatur obydwóch za¬ sobników zostaje tak dostosowany wzgle¬ dem siebie, aby zmiany zasysanych ilosci i zmiany spadków byly prawie wyrównane, przyczem w tym przypadku po stronie cisnieniowej sprezarki nalezy dolaczyc je¬ szcze kilka stopni cisnienia.W celu przesuniecia granicy temperatur dolnego zasobnika w okresie napelniania i oprózniania oraz w celu uzyskania jedna¬ kowych prawie sprawnosci sprezarki/moz¬ na spowodowac dowolny zadany przebieg sprawnosci sprezarki, dostosowany do wy¬ kresu obciazen w ten sposób, ze obieg prze¬ prowadza sie nie pr^y stalej róznicy tern* peratur w dolnym zasobniku, lecz zmienia sie róznice temperatur przez zmiane ilosci przetlaczanej wody, aby w ten sposób móc dowolnie zmienic ilosc wody, zasysanej przez sprezarke. Skoro zmniejsza sie ilosc krazacej wody, wówczas woda ulega dal¬ szemu ochladzaniu i dolne stopnie parowni¬ ka pobieraja odpowiednio mniejsze ilosci.Sposób wedlug wynalazku prowadzi do wa¬ hajacych sie w okreslonych granicach tem¬ peratur zawartosci dolnego zasobnika, np. zawartosc dolnego zasobnika ochladza sie od temperatury 80°C do temperatur, waha¬ jacych sie w granicach temperatur od 50 do 60°C, przyczem woda o rozmaitych tempe¬ raturach ulega zmieszaniu, poniewaz na¬ stepuje wzajemny przeplyw cieplejszych i zimniejszych warstw wody. Zasada wypo¬ ru, wedlug której ma pracowac zasobnik, nie zostanie osiagnieta, jezeli wahania dol¬ nych temperatur zasobnika nie staja sie zbyt duze w stosunku do calkowitej róznicy temperatur. Odnosny przebieg napelniania zachodzi przy takiej regulacji stanu kraze¬ nia wody dolnego zasobnika, ze uzyskuje sie przepisana temperature koncowa, wyno¬ szaca 80°C wedlug danego przykladu* Oprócz wyzej opisanego sposobu dosto* sowania przebiegu do szczególnych wa¬ runków pracy, mozna nietylko obnizyc temperature wody wyplywajacej z parow¬ ników przez zmniejszenie ilosci wody kras¬ zacej, lecz równiez obnizyc temperature wody krazacej, doplywajacej do parowni¬ ków, przyczem czesc ochlodzonej wody skierowywa sie zpowrotem do parowników, W ten sposób mozna uzyskiwac dowolna temperature doplywajacej i odplywajacej wody, np. 75°C i 32°C, lub 72°C i 35°C przy temperaturze wody w dolnym zasob¬ niku wynoszacej 80°C, która spada zwykle do 40°C. Wskutek obnizenia temperatur wody zasysanej zmniejsza sie równiez za¬ sysana ilosc wody, a tern samem jej ciezar oraz sprawnosc sprezarki. — 4 —Jasne jest, ze powyzszy sposób zmniej¬ szania sprawnosci sprezarki mozna równiez odwrócic i zastosowac do zwiekszania sprawnosci sprezarki w ten sposób, ze albo zmniejsza sie róznice temperatur wody w dolnym zasobniku, lub tez podwyzsza tem¬ perature wody doplywajacej do parowni¬ ków przez zmieszanie jej z goraca woda, jezeli w obrebie obiegu lub poza nim rozpo¬ rzadza sie odpowiedniem zródlem ciepla.Wymienione urzadzenia regulacyjne moga byc uzupelnione w dowolny sposób, np. przez dlawienie na ssaniu w jednym lub w kilku sztuccach ssawczych, jak równiez przez regulacje dyfuzyjna.Jezeli górny zasobnik pracuje jako za¬ sobnik opadowy, a dolny zasobnik pracuje jako zasobnik cisnieniowy na zasadzie wy¬ poru, to mozna przeprowadzic opisane po¬ wyzej odmiany regulacji, przy zachowa¬ niu jednakze pewnej zaleznosci, polegajacej na tem, ze proces ochladzania i ogrzewania dolnego zasobnika musi sie odbywac w spo¬ sób podobny do odbijania obrazu w lustrze.Skoro zatem, w celu utrzymania stalej sprawnosci sprezarki, przyjmuje sie wyz¬ sza temperature dolnego zasobnika na po¬ czatku, a nizsza pod koniec okresu spreza¬ nia, to wówczas podczas dzialania silnika uzyskuje sie na poczatku wyzsza próznie, a pod koniec nizsza. Zaleznosc ta prowadzi wprawdzie do korzystnych stosunków obje¬ tosciowych i sprawnosci w niskopreznej czesci turbiny, wymaga jednak, aby rozpo- rzadzalny spadek ciepla byl ograniczony z dwóch stron podczas oprózniania górnego zasobnika, to znaczy albo zmniejsza sie sprawnosc turbiny, lub koniecznem sie sta¬ je zwiekszenie narzadów wlotowych, co po¬ ciaga za soba znaczne koszty.Ta niedogodnosc, wystepujaca w niektó¬ rych przypadkach, daje sie usunac w ten sposób, ze dolny zasobnik, wprawdzie tak samo jak przedtem, napelnia sie i opróznia przez przetlaczanie jego zawartosci, lecz juz nie wedlug prostej zasady wyporu, ale w ten sposób, ze zawartosc zasobnika dzieli sie na kilka przedzialów, które nastepnie wlacza sie niezaleznie od siebie w dowol¬ nej kolejnosci w obwód krazacej wody dol¬ nego zasobnika.Wlaczajac dowolnie poszczególne prze¬ dzialy o nieco odmiennej temperaturze, mozna uzyskac w okresie wiekszego zapo¬ trzebowania mocy najwyzsza próznie dla turbiny, a w czasie mniejszego zapotrzebo¬ wania — mniejsza próznie. Stosujac jedna¬ kowa kolejnosc wlaczania poszczególnych przedzialów podczas pracy sprezarki i pod¬ czas pracy turbiny, uzyskuje sie pod ko¬ niec okresu pracy tej ostatniej najwyzsza próznie, co wplywa korzystnie na wymiary turbiny.Sprawnosc sprezarki mozna zmieniac wedlug tejze zasady dowolnego wlaczania i wylaczania poszczególnych przedzialów dolnego zasobnika, przyczem korzystnie jest, gdy poszczególny przedzial dolnego zasobnika dziala wedlug zasady wyporu z zastosowaniem liib bez zastosowania prze¬ gród.Szczególnie korzystnie przedstawia sie urzadzenie dolnego zasobnika z pószczegól- nemi przedzialami 6 bardzo plaskiej posta¬ ci, zaopatrzonej w poszczególne przegrody.Ten rodzaj dolnego zasobnika mozna umiescic pod maszynami i górnym zasobni¬ kiem, przez co zaoszczedza sie znacznie na powierzchni maszynowni oraz na pracy przetlaczania zawartosci dolnego zasobni¬ ka, poniewaz zarówno w chlodnicy, jak i w parownikach panuje próznia. Poniewaz dolny zasobnik znajduje sie w najnizszem miejscu urzadzenia, wiec wskutek panuja¬ cej w tym zasobniku prózni ten ostatni, za- pomoca lub bez pomocy pompy, zasysa mniejsza ilosc wody, która moze byc przy¬ najmniej czesciowo usunieta przez barome- tryczna rure opadowa. W ten sposób unika sie strat mocy, powstajacych przy wyzszem polozeniu dolnego zasobnika oraz uzyciu chlodnic i parowników natryskowych. — 5 —Fakt, ze przy omawianym sposobie gro¬ madzenia ciepla straty pozostaja wewnatrz obiegu, prowadzi do tego, ze nalezy usuwac nazewnatrz pewna ilosc ciepla. Odbywa sie to w ten sposób, ze czesc pary rozpreza sie ponizej poziomu temperatury dolnego zbior¬ nika, a mianowicie do temperatury otocze¬ nia, oraz tjsuwa sie cieplo uzyskane w chlodnicy. To urzadzenie sluzy równiez do regulacji mocy, przypadajacej na opróz¬ nianie, a tern samem stanów pary przez to, ze odpowiednia czesc turbiny wlacza sie tylko w okresie mniejszego spadku ciepla, dzieki czemu odciaza sie turbine przez zmniejszenie ilosci pary. To dolaczenie mo¬ ze równiez sluzyc do powiekszenia szczy¬ towych mocy, przez co mozna odpowiednio zmniejszyc stosowana turbine. Wylaczenie uskutecznia sie w prosty sposób przez zamkniecie doplywu wody chlodzacej, do¬ plywajacej do specjalnej chlodnicy prze¬ znaczonej do ciepla odpadkowego.Urzadzenie do przeprowadzania powyz¬ szego sposobu przedstawiono na fig. 3a.Usuwanie ciepla moze byc uskutecznione w dowoluem innem miejscu obiegu kolowe¬ go dolnego zasobnika, jak to przedstawiono w urzadzeniach wedlug fig. 3b i 3c, w któ¬ rych to urzadzeniach zastosowano wymien¬ nik ciepla WA, do którego odprowadza sie cieplo odpadkowe podczas napelniania lub oprózniania. Dzialanie tego urzadzenia pod wzgledem wykorzystania strat polega w obydwóch przypadkach na tern, ze spadek temperatury pomiedzy górnym i dolnym zasobnikiem jest wiekszy podczas opróz¬ niania, niz podczas napelniania.Sprawnosc gromadzenia energji oraz wielkosc zbiornika mozna polepszyc przez gromadzenie czynnika przegrzanego, przy- czem do przegrzewania stosuje sie cieplo albo z pobocznego zródla, albo z obiegu sprezania. Polepszenie sprawnosci jest uwarunkowane przez okolicznosc, ze przy odzyskiwaniu ciepla sprezania rozporzadza sie wiekszym zasiegiem temperatury bez potrzeby zwiekszenia w odpowiedniej mie¬ rze poprzedniej pracy sprezania oraz ze termodynamiczna sprawnosc silników ciepl¬ nych jest wieksza przy stosowaniu pary przegrzanej.Cieplo przegrzania gromadzi sie w ten sposób, ze w cieczy wrzacej przy wysokiej temperaturze zawiesza sie wezownice, przez które przeplywa para, która przy napelnia¬ niu i opróznianiu plynie w odwrotnych kie¬ runkach oraz, ze te ciecz przepompowuje sie przy napelnianiu i opróznianiu w przeciw¬ nym kierunku przez odpowiedni uklad wy- miennicy cieplnej.Na fig. 4 przedstawiono ostatnia odmia¬ ne urzadzenia, w której zawartosc zasobni¬ ka ITS czynnika przegrzanego przepompo¬ wuje sie za posrednictwem pompy Pu1 do przegrzewacza Ufl z zewnatrz wezownicy tego przegrzewacza. Sposób regulacji pole¬ ga na tern, ze w okresie napelniania spre¬ zarke napedza sie przy zmiennem chlodze¬ niu (przez wtryskiwanie lub chlodzenie po¬ wierzchniowe), tak iz zyskuje sie okreslony przebieg przegrzania najodpowiedniejszy w okresie oprózniania. Przebieg taki jest ko¬ rzystny np. wówczas, gdy w czesci okresu oprózniania stosuje sie wiekszy spadek, podwyzszajac o tyle temperature, jak na to pozwala sprezarka, podczas gdy w konco¬ wym okresie oprózniania stosuje sie tylko takie przegrzanie, aby nie nastapilo nad¬ mierne przegrzanie pary przed jej doply¬ wem do dolnego zasobnika US. Ten rodzaj regulacji mozna stosowac we wszystkich wyzej wymienionych odmianach urzadzenia z glównemi zasobnikami, a nietylko w od¬ mianie urzadzenia przedstawionej na fig. 4.W odmianie urzadzenia wedlug fig. 4 przedstawiono w dolnej czesci dodatkowe urzadzenie do regulacji przez wykorzysta¬ nie ciepla odpadkowego. Zawieszona czesc a turbiny stanowi wraz ze skraplaczem K i wieza chlodnicza KT wylaczalna czesc tur¬ biny. — 6 -Regulacja z zastosowaniem przebiegu przegrzewania moze byc uzupelniona w, ten sposób, ze zasobnik-przegrzewaez, oprócz napelniania -wskutek przegrzania pod wply¬ wem sprezania, napelnia sie bezposrednio zapomoca elektrycznych oporników o- grzewczych, przyczem te oporniki ogrzew¬ cze sluza do regulacji calkowicie pobranej mocy.Inny znany sposób regulacji sprawnosci sprezarki polega na zmniejszaniu zasysa¬ nia, które mozna stosowac lacznie ze wszystkiejni wyzej wymienionemi sposoba¬ mi regulacji. Stosowanie zmniejszania zasy¬ sania nastrecza jednak przy sprezarkach wielostopniowych pewne trudnosci, ponie¬ waz charakterystyka cisnienia i objetosci sprezarek wielostopniowych przebiega bardzo stromo, wskutek czego zmniejszanie zasysania wplywa stosunkowo nieznacznie na pobieranie sily. Skutek, spowodowany zmniejszeniem zasysania, mozna zwiekszyc przez to, ze stosuje sie wielostopniowa spre¬ zarke o mniej stromej charakterystyce, wla¬ czajac pomiedzy poszczególne cylindry zbiornik wody, w którym skrapla sie, wzglednie wywiazuje para, przez co zmniej¬ sza sie scisla zaleznosc ilosci czynnika w szeregowo polaczonych cylindrach, a cha¬ rakterystyka tych sprezarek wielostopnio¬ wych zbliza sie do charakterystyki spreza¬ rek o mniejszej liczbie stopni.W razie gromadzenia energji, gdy spre¬ zarka zasysa pare wodna, pewna role od¬ grywa równiez objetosc zasysanej pary, przyczem wplywa ona nietylko na przebieg regulacji, ale równiez na wymiary sprezar¬ ki. Skoro nie bierze sie pod uwage tej oko¬ licznosci, to wówczas ze wzgledów czysto gospodarczych jest sie zmuszonym do moz¬ liwie znacznego obnizenia sredniej tempe¬ ratury dolnegoi zasobnika, to jest do mozli¬ wie znacznego obnizenia zarówno dolnej temperatury, jak i róznicy temperatur w dolnym zasobniku; ta róznica temperatur posiada równiez znaczenie, poniewaz wply¬ wa ona pa straty spadku róznicy tempera¬ tur pomiedzy napelnianiem i -'opróznia¬ niem.Jezeli np. woda z dolnego zasobnika toa byc ochlodzona w parownikach w giratu- cach temperatur od 60° do 40*C, to Wtedy sprezarka o dwóch ssawczych wlotach za¬ sysa pare o temperaturze 50° i 40°C, spre¬ zajac ja do cisnienia, panujacego w górnem zasobniku. Poniewaz w okresie oprózriiania dolnego zasobnika ma nastapic równiez dwustopniowe, ogrzanie do temperatury 60°C, wiec do tego celu niezbedna jest pa¬ ra o temperaturach 5Q? i 60°C, jezeli ma sie uniknac skoku temperatury pomiedzy para i najcieplejsza woda w skraplaczu. Naw*t w maszynach pracujacych bez strat odzy¬ skiwana praca przy rozprezaniu czynnika, znajdujacego sie pod cisnieniem panujaoem w glównym zasobniku, do sredniej tempe¬ ratury 55°C jest mniejsza od pracy napel¬ niania, niezbednej do sprezania takiej sa¬ mej ilosci pary od sredniej temperatury 45°C do cisnienia, panujacego w górnym za¬ sobniku. Ta róznica miedzy praca opróz¬ niania i napelniania jest tern wieksza, im wieksza przyjmuje sie róznice temperatur w dolnym zasobniku, a z drugiej strony jest tern mniejsza, im wiecej przedzialów o jed¬ nakowej róznicy temperatur laczy sie ko¬ lejno w szereg.Korzystnem jest zatem, w celu zwiek¬ szenia sprawnosci obiegu, aby temperatury dolnego zasobnika nie róznily sie znacznie od siebie oraz aby dane cisnienie bylo roz¬ lozone stopniowo na mozliwie duza liczbe przedzialów.Podczas gdy ostatnia czynnosc daje sie uskutecznic tylko do pewnych granic, to pierwsza daje sie zastosowac w jaknaj- szerszych granicach, nawet uwzgledniajac koszty budowy. Coprawda ze spadkiem róznicy temperatur dolnego zasobnika ob¬ jetosc tego ostatniego musi byc wieksza, aby oddawal te sama ilosc ciepla, lecz z drugiej strony przez polepszenie spraw- — 7 —nosci obiegu odpowiednio zmniejszaja sie koszty budowy górnego zasobnika, tak iz ogólny koszt, przy cisnieniu w granicach 10 — 12 at, panujacem w górnym zasobni¬ ku^ i róznicy temperatur okolo 15°C w dol¬ nym zasobniku, jest prawie ten sam, co przy róznicach temperatur w tym zasob¬ niku, wynoszacym 20°, 30°, 40° lub na¬ wet 50°C.Wychodzac z tego zalozenia powyz¬ sze urzadzenie nalezy projektowac w ten sposób, aby róznica temperatur w dolnym zasobniku byla niewielka i wynosila mniej niz 20°C, gdyz zwieksza to sprawnosc, a nie wymaga wiekszych kosztów. Zmniej¬ szenie róznicy w granicach temperatur od 20° do 10°C przy czterostopniowem zasy¬ saniu daje jeszcze 2,5% zwiekszenia sprawnosci przy mozliwych w praktyce cisnieniach w górnym zasobniku, a przy dwustopniowem zasysaniu nawet 5%.Przy odpowiedniem urzadzeniu barome- trycznem skraplaczy zysk ten nie zostaje zuzyty przez zwiekszona prace przy prze¬ tlaczaniu wody dolnego zasobnika.Skoro jednak bierze sie przy tern pod uwage wymiary sprezarki, wówczas do¬ chodzi sie do nastepujacych wyników: na¬ lezy mianowicie zauwazyc, ze przy danej objetosci, jaka zasysa kazdy wirnik spre¬ zarki, co ma decydujacy wplyw na cene i rozmiary sprezarki, zwieksza sie zasysane ilosci, zwiekszajac róznice temperatur doi* nego zasobnika. Na fig. 5a i 5b przedsta¬ wiono w prostokatnym ukladzie wspól¬ rzednych ilosci, jakie moze zasysac spre¬ zarka przy rozmaitych srednich tem¬ peraturach zasysanej pary, w zaleznosci od róznicy temperatur (os odcietych) w dolnym zasobniku, przyczem na fig. 5a przedstawiono przypadek zasysania dwu¬ stopniowego, a na fig. 5b czterostopniowe¬ go. Przy rozpatrywaniu krzywych na tych wykresach nalezy wziac pod uwage, oo nastepuje: 1) najwyzsza przesylana objetosc jed¬ nego wirnika wynosi 1 m3 na jednostke czasu; 2) calkowita róznica temperatur w dol¬ nym zasobniku jest podzielona równo¬ miernie na poszczególne stopnie odparo¬ wania.Jezeli róznica temperatur nie jest rów¬ nomiernie podzielona na stopnie odparo¬ wania, to wówczas mozna uzyskac jeszcze okolo 15% zwiekszenia zasysanej ogólnej ilosci pary, co mozna dowiesc rachunkowo.Przy takim podziale sprezarka posiada wieksza sprawnosc napelniania, niz przy równomiernym podziale róznicy tempera¬ tur w dolnym zasobniku.Poniewaz koszt sprezarki stanowi znaczna czesc ogólnego kosztu instalacji zasobnika, wiec, biorac pod uwage koszty budowy, korzystniej jest z punktu widze¬ nia gospodarczego utrzymywac róznice temperatur w dolnym zasobniku powyzej 20°C. PL

Claims (4)

  1. Zastrzezenia patentów e. 1. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych, polaczonych z silnikiem cieplnym, sprezarka i pompa¬ mi, znamienny tern, ze podczas obiegu la¬ dowania i wyladowywania glównych za¬ sobników oraz ewentualnie wlaczonych w 'uklad zasobników pomocniczych regulacje energji pobranej i oddanej przez uklad o- siaga sie przez wplywanie na ilosc oraz temperature wody w dolnym zasobniku, e- wentualnie przy jednoczesnem wplywaniu na przebieg charakterystyki wlaczonych w uklad maszyn, jak równiez wywoluje sie przegrzanie pary przez calkowite lub cze¬ sciowe zmniejszenie chlodzenia, potrzeb¬ nego do sprezenia pary zasilajacej, przy¬ czem tak powstale cieplo, przegrzania gromadzi sie oddzielnie.
  2. 2. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1, w których górny i dolny zasob¬ nik, jako zasobniki o jednakowem cisnie- — 8 —niu, napelnia sie i opróznia przez przetla¬ czanie czynnika -wedlug zasady wyporu, znamienny tern, ze zawartosc tych zasobni¬ ków podczas trwania jednego obiegu ro¬ boczego przetlacza sie tylko jeden raz cal¬ kowicie, przyczem czynnik ten musi prze¬ plynac przez jeden lub kilka szeregowo po¬ laczonych parowników wzglednie skrapla¬ czy.
  3. 3. Sposób gromadzenia energji w za- sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1, w których górny zasobnik pra¬ cuje jako zasobnik opadowy, a dolny jako zasobnik o jednakowem cisnieniu, napel¬ niany i oprózniany przez przetlaczanie na zasadzie wyporu, znamienny tern, ze z jed¬ nej strony podczas napelniania zawartosc dolnego zasobnika przetlacza sie kilka¬ krotnie, a z drugiej strony stosuje sie przy opróznianiu jedno lub wielokrotne prze¬ tlaczanie, przyczem podczas przebiegu napelniania, odpowiednio do wzrostu ci¬ snienia w górnym zasobniku, wlacza sie stopnie sprezarki, a podczas procesu opróz¬ niania, odpowiednia do zmniejszenia sie ci¬ snienia w górnym zasobniku, wylacza sie odpowiednia liczbe stopni turbiny. 4. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1, w których górny zasobnik, jako zasobnik opadowy, a dolny jako zasobnik o jednakowem cisnieniu, napelnia sie i o- próznia przez przetlaczanie wedlug zasa¬ dy wyporu, znamienny tern, ze zawartosc dolnego zasobnika przetlacza sie tylko je¬ den raz podczas obiegu napelniania, a re¬ gulacje pobieranej przez sprezarke mocy osiaga sie przez przesuniecie w tym samym kierunku polaczen sprezarki na jej kon¬ cach ssawczym i cisnieniowym. 5. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz, 1, w których górny zasobnik, jako zasobnik opadowy, a dolny, jako zasobnik o jednakowem cisnieniu, napelnia sie i o- próznia przez przetlaczanie wedlug zasa¬ dy wyporu, znamienny teift, zc pttdcz&s ó- biegu napelniania obniza sie stoptóowó srednia temperature w dolnym zasobniku, przyczem jednak róznice temperatur u wy¬ lotu i u wlotu dolnego zasobnika utrzymu¬ je sie prawie jednakowa, a na cisnienio¬ wym koncu sprezarki wlacza sie dodatko¬ we stopnie cisnienia, aby Uzupelnic wzra¬ stajacy spadek cisnienia. 6. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 5, znamienny tern, ze srednia tem¬ peratura dolnego zasobnika podczas opróz¬ niania zostaje zmieniana w odwrotnym kie¬ runku niz podczas napelmania, przyczem uwzglednia sie zmienny spadek ciepla wskutek przesuniecia wlotu pary w turbi^ nie. 7. Sposób gromadzenia energji W za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1, w których obydwa zasobniki pracuja jako zasobniki opadowe, znamien¬ ny tern, ze w obydwóch zasobnikach do¬ biera sie wzajemnie takie róznice tempe¬ ratur, aby pobieranie pary zasysanej przez sprezarke wyrównywalo powieksze¬ nie spadku cisnienia pomiedzy obydwoma zasobnikami w taki sposób, aby pobierana przez sprezarke moc pozostala bez zmiany albo zmieniala sie z pewna prawidlowo¬ scia, podczas gdy po stronie cisnieniowej sprezarki wlacza sie stopnie cisnienia od¬ powiednio do wzrostu cisnienia w górnym zasobniku. 8. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze ilosc wody, krazacej w dolnym zasobniku, pracuja¬ cym wedlug zasady wyporu, zmienia sie celem oddzialywania na przewód sprezar¬ ki, przez co reguluje sie równiez stan pary zasysanej przez sprezarke. 9. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1, znamienny teni, ze pobierana przez pompe itioc jest tak uzalezniona odtemperatury wlotowej wzglednie wyloto¬ wej wody z dolnego zasobnika, przeply¬ wajacej do parownika, stanowiacego jeden zespól ze sprezarka, aby przy zadanym odbiorze mocy przez sprezarke poszcze¬ gólne jej wirniki pracowaly przy najwyz¬ szym wspólczynniku sprawnosci, 10. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1 — 9, znamienny tern, ze wlasciwy przebieg temperatury przy wlocie wody z dolnego zasobnika do parownika zostaje uzyskany przez odpowiednia regulacje ilo¬ sci krazacej wody w dolnym zasobniku w okresie pracy silnika. 11. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1, w których uzyskuje sie samo¬ czynnie pozadany przebieg temperatur za¬ równo przy wlocie, jak i wylocie wody z dolnego zasobnika, znamienny tern, ze sto¬ suje sie dzialajace w znany sposób urza¬ dzenie do wywolywania zmian tempera¬ tury, którego poczatkowe dzialanie ustala poziom wody w dolnym zasobniku i które tak miarkuje ilosc wody w dolnym zasob¬ niku, ze osiaga sie kazdorazowo obieg tem¬ peratur, ustalony dla danej wielkosci spre¬ zarki. 12. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. T, 5, 6, 8, 9 i 10, znamienny tern, ze zawartosc poszczególnych przedzialów dolnego zasobnika, na które ten ostatni jest podzielony, jest doprowadzana w dowol¬ nej kolejnosci do skraplacza. 13. Sposób gromadzenia energji we¬ dlug zastrz. 12, znamienny tern, ze poszcze¬ gólne przedzialy dolnego zasobnika, przy wlaczonej do ukladu sprezarce i silniku, chlodzi sie wedlug pewnej zgóry okreslo¬ nej kolejnosci, wedlug której te przedzia¬ ly sa równiez ogrzewane podczas obiegu zwrotnego. 14. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze w celu wply¬ wania na przebieg sprawnosci sprezarki, wirniki wysokopreznej czesci sprezarki, które wlacza sie dopiero w pózniejszym o- kresie napelniania, aby uzyskac zmniejsze¬ nie zasysanej ilosci przy ciaglem napel¬ nianiu, pobieraja mniejsza ilosc, a tern sa¬ mem i mniejszy ciezar pary, niz wirniki ni- skopreznej czesci sprezarki, przyczem wir¬ niki tej niskopreznej czesci pracuja na po¬ czatku napelniania, w odniesieniu do wy¬ kresu sprawnosci sprezarki, na prawo od wierzcholka krzywej sprawnosci sprezarki, a zatem, po wlaczeniu dodatkowych wirni¬ ków przesuwaja sie poprzez wierzcholek na druga strone tej krzywej. 15. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze wyplywajaca z parowników zimna wode miesza sie cze¬ sciowo z ciepla woda, doplywajaca z pa¬ rowników, przez co obniza sie srednie ci¬ snienie zasysania sprezarki i zmniejsza po¬ bierana przez nia moc, przyczem przebieg temperatury wody odplywowej zostaje do¬ stosowany do pracy sprezarki. 16. Sposób gromadzenia energji we¬ dlug zastrz. 1, znamienny tern, ze do wody, doplywajacej do parowników, doprowadza sie goraca wode, pobierana z urzadzen sa¬ mego ukladu lub zródla pobocznego. 17. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach ukladów cieplnych wedlug zastrz. 1, w których wskutek pracy spre¬ zarki i silnika cieplnego powstaja pewne nieuniknione straty ciepla, znamienny tern, ze odprowadzanie straconego ciepla od¬ padkowego odbywa sie w dowolnem miej¬ scu obiegu kolowego dolnego zasobnika podczas jego napelniania lub oprózniania, przyczem to tracone cieplo odpadkowe od¬ prowadza sie w .powierzchniowym wymien¬ niku ciepla lub droga bezposredniej wy¬ miany ciepla. 18. Sposób gromadzenia energji we¬ dlug zastrz. 1, znamienny tern, ze dana ilosc — 10 -pary rozpreza sie ponizej poziomu tempe¬ ratury w dolnym zasobniku, a cieplo pozo¬ stale na koncu tej drogi usuwa sie po roz¬ prezeniu pary. 19. Sposób gromadzenia energji we¬ dlug zastrz. 17, znamienny tern, ze dodatko¬ we rozprezanie czynnika uskutecznia sie w dodatkowych stopniach turbiny, polaczo¬ nej z oddzielnym skraplaczem, przyczem w miare potrzeby zostaja uruchomione lub tez zupelnie wylaczone te dodatkowe stop¬ nie (np. przez ograniczenie przeplywu wody przez skraplacz), aby przy danej ilo¬ sci pary u wlotu turbiny móc dowolnie zmie¬ niac rozwijana przez te ostatnia moc. 20. Sposób gromadzeriiai energji we¬ dlug zastrz. 1, znamienny te£n* ze cieplo przegrzania gromadzi sie w oddzielnym za¬ sobniku, zawierajacym wysokowrzaca ciecz i urzadzenie dg wymiany ciepla po¬ miedzy para i ciecza, przyczem ten zasob¬ nik ciepla przegrzania pracuje albo jako zasobnik opadowy i wtedy para przeply¬ wa, w czasie napelniania i oprózniania w kierunku przeciwnym przez ciecz, albo ja¬ ko zasobnik pracujacy na zasadzie wypo¬ ru, przyczem ciecz przeprowadza sie, w czasie napelniania i oprózniania, w kierun¬ ku przeciwnym przez wymiennik ciepla. 21. Sposób gromadzenia energji we¬ dlug zastrz. 1, znamienny tern, ze do za¬ sobnika ciepla przegrzania oprócz ciepla przegrzania ze sprezarki doprowadza sie cieplo bezposrednio przez ogrzewanie e- lektryczne, przyozem za posrednictwem te¬ go ostatniego reguluje sie calkowitA pobie¬ rana przez uklad cieplny moc. 22. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnikach' ukladów cieplnych wedlug zastrz, 1, vyr których w^ celu uzupelnienia regulacji ^pobieranej przez sprezarke mocy stosuje sie dlawienie zasysania, znamien¬ ny tern, ze zasobniki z. goraca woda zostaja wlaczone pomiedzy poszczególne stopnie sprezarki, dzieki czenau uzyskuje sie spla¬ szczenie charakterystyki cisnienia i zmniej¬ szenie objetosci sprezarki. 23. Sposób gromadzenia energji w za¬ sobnika*^ .,... ijkla&pw cieplnych wedlug zastrz. J, w których jako dolny zasobnik stosuje sie za^obnik«o jednakowem cisnie¬ niu, znamienny tern, ze #tónica temperatur wody w dolnym zasobniku jest wieksza od 20°C. Fritz Marguerre. Zastepca: Inz. S. Pawlikowski, ,. . Rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 20490. Ark. 1. Figi Fig.2 Fig.3b. rOS K e- t T Fig.3c. i^J f 4 ^ t t fra STI Hw US TvWA, /usDo opisu patentowego Nr 20490. Ark. 2. Fig.
  4. 4. Kg 0,74 0,70 0,1f 0,17 0,08 0 04 0 S F 2 :'9- 6 Sb i . D' N G Tm 65* BO* £S" Oj SO* 45" 40° o*r Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL
PL20490A 1933-03-29 Sposób gromadzenia energji w zasobnikach ukladów cieplnych, polaczonych z silnikiem cieplnym, sprezarka i pompami. PL20490B1 (pl)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL20490B1 true PL20490B1 (pl) 1934-10-31

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8109107B2 (en) Mixed-phase regulator
US7503185B2 (en) Refrigerant-based thermal energy storage and cooling system with enhanced heat exchange capability
US7124594B2 (en) High efficiency refrigerant based energy storage and cooling system
KR20140007891A (ko) 플래시 제상 시스템
CS207345B2 (en) Method of and cooling system for increasing cooling output and cooling factor
JP5967315B2 (ja) 蒸気生成装置及び蒸気生成ヒートポンプ
KR20190049725A (ko) 열역학 사이클 장치 및 방법
US4364242A (en) Method of refrigeration and a refrigeration system
PL20490B1 (pl) Sposób gromadzenia energji w zasobnikach ukladów cieplnych, polaczonych z silnikiem cieplnym, sprezarka i pompami.
EP2646762A2 (en) Oil compensation in a refrigeration circuit
US4218890A (en) Vapor compression cycle device with multi-component working fluid mixture and improved condensing heat exchanger
CN219264635U (zh) 储液器及制冷循环系统
CN117588733A (zh) 一种带储热的水蒸气供给装置及其工作方法
JP2002106960A (ja) ヒートポンプ給湯機
US4217760A (en) Vapor compression cycle device with multi-component working fluid mixture and method of modulating its capacity
CN211650799U (zh) 冷能产生设备及低温系统
US4393661A (en) Means and method for regulating flowrate in a vapor compression cycle device
US3289745A (en) Heating and cooling system
US2931191A (en) Refrigerating system with means to obtain high liquid line pressure
US2781640A (en) Steam drive prime mover system
US20250207829A1 (en) Heat pump
GB2632789A (en) Heat management system and related methods
AT139720B (de) Thermodynamisches Verfahren zur Energieaufspeicherung mittels Wärmepumpe, Wärmekraftmaschine und wassergefüllten Unter- sowie Oberspeichern.
US3389747A (en) Heating and cooling system
PL27121B1 (pl) Zespól zasobników pary o wysokiej preznosci oraz sposób postepowania podczas ruchu instalacji parowej z zespolem takich zasobników.