PL223552B1

PL223552B1 - Method for simultaneous or alternating heating and electricity generation, in particular for use in small homes, villas, cottages buildings, business and the like, and the energy device to use this method

Info

Publication number: PL223552B1
Application number: PL403201A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Kawczyński
Original assignee: Krzysztof Kawczyński
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2016-10-31
Also published as: PL403201A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ogrzewania pomieszczeń oraz opcjonalnie wytwarzania energii, innej niż ciepło, do stosowania w szczególności w niewielkich domach wolnej zabudowy, willach, budowlach letniskowych, gospodarczych i temu podobnych i urządzenie do stosowania tego sposobu. Znanych jest wiele sposobów i urządzeń do ogrzewania wnętrz. Wiele też znanych jest rozwiązań do wytwarzania energii elektrycznej. Najczęściej ogrzewanie wnętrz prowadzi się wykorzystując energię z sieci albo energię wytwarzaną lokalnie w piecach centralnego ogrzewania. Podobnie postępuje się z energią elektryczną pobieraną z sieci energetycznych, a rzadziej wytwarza się ją lokalnie w takich urządzeniach jak np. mini elektrownie wiatrowe lub też w agregatach prądotwórczych.The present invention relates to a method for heating rooms and optionally for generating energy, other than heat, for use in particular in small vacant houses, villas, holiday houses, farm buildings and the like, and an apparatus for using the method. There are many methods and devices for heating interiors. There are also many known solutions for generating electricity. Most often, interior heating is carried out using energy from the network or energy generated locally in central heating furnaces. The same is done with electricity taken from power grids, and less often it is produced locally in devices such as mini wind farms or in power generators.

Jest regułą, że tym łatwiej jest z punktu widzenia technologicznego ogrzewać i zasilać prądem pomieszczenia im są one większe.As a rule, the easier it is from a technological point of view to heat and supply rooms with electricity the larger they are.

Stąd też trudna jest indywidualizacja i niezależność od sieci zewnętrznych i zapewnienie potrzeb energetycznych w pomieszczeniach niewielkich indywidualnej zabudowy, willach, domach letniskowych i temu podobnych.Hence, it is difficult to individualize and independence from external networks and to ensure energy needs in small individual buildings, villas, summer houses and the like.

Sposób według niniejszego wynalazku stanowi rozwiązanie przeznaczone właśnie do zasilania wspomnianych, podanych wyżej przykładowo niewielkich pomieszczeń.The method according to the present invention is a solution precisely intended for the supply of the above-mentioned small rooms as an example.

W stanie techniki istnieją rozwiązania urządzeń znane np. z dokumentu patentowego niemieckiego DE2753036 A1, brytyjskiego patentu GB 427523, francuskiego dokumentu patentowego FR 759694.In the prior art, there are device solutions known e.g. from the German patent document DE2753036 A1, the British patent GB 427523, the French patent document FR 759694.

Nie jest znany natomiast ani sposób ani też urządzenie umożliwiające za pomocą prostych środków technicznych, przez odpowiednie sterowanie wytwarzanie ogrzewanie pomieszczeń opcjonalnie wytwarzanie energii elektrycznej w warunkach wolnej zabudowy, opisywanej wyżej. Podobnie, nie jest znane urządzenie do stosowania tego sposobu.On the other hand, neither the method nor the device is known which enables, by means of appropriate control, the production of space heating, and optionally, the generation of electric energy in open-plan conditions, described above. Likewise, there is no known device for implementing this method.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że efekt taki można uzyskać jeżeli zastosuje się nowy sposób postępowania będący przedmiotem niniejszego wynalazku.It has surprisingly been found that this effect can be obtained if the novel procedure object of the present invention is used.

Sposób ogrzewania pomieszczeń i wytwarzania energii, innej niż ciepło, z możliwością korzystania tylko z jednego z tych procesów do stosowania w szczególności w niewielkich domów wolnej zabudowy, willi, budowli letniskowych, gospodarczych i temu podobnych, według którego o jako m edium energię cieplną stosuje się strumień wody, który poddaje się ogrzewaniu ciepłem pochodzącym ze spalania paliwa, a wytworzoną w wyniku tego parę pozostającą pod ciśnieniem wprowadza się do turbiny parowej poruszającej urządzenie odbierające moment obrotowy i dalej po opuszczeniu turbiny do wymiennika ciepła, zaś ciepłem z tego wymiennika ogrzewa się medium centralnego ogrzewania, wyróżnia się tym, że strumieniowi wody nadaje się ruch po spirali ułożonej w postać stożka i jednocześnie w obszarze tego stożka poddaje ogrzewaniu do temperatury około 300 stopni Celsjusza, przy czym urządzeniem odbierającym moment obrotowy i poruszanym przez turbinę parową jest urządzenie do wytwarzania prądu elektrycznego, zaś skropliny pary wyprowadza się na zewnątrz. Według korzystnej postaci realizacji wynalazku, skropliny pary, które wyprowadza się na zewnątrz wprowadza się z powrotem do zbiornika z którego wypływa strumień wody.A method of heating rooms and producing energy, other than heat, with the possibility of using only one of these processes for use in particular in small detached houses, villas, summer houses, farm buildings and the like, according to which thermal energy is used as a method the stream of water, which is heated by the heat from the combustion of the fuel, and the resulting steam remaining under pressure, is fed to the steam turbine which moves the torque receiving device and, after leaving the turbine, to the heat exchanger, and the heat from this exchanger is heated by the central medium heating, is distinguished by the fact that the water jet is moved along a spiral arranged in the form of a cone and, at the same time, in the area of the cone, it is heated to a temperature of about 300 degrees Celsius, the device which receives the torque and is moved by the steam turbine is a device for generating electricity , while the steam condensate is led outside. According to a preferred embodiment of the invention, the steam condensation that is led out is fed back into the reservoir from which the water stream flows.

Urządzenie do stosowania sposobu ogrzewania pomieszczeń i wytwarzania energii, innej niż ciepło, określonego wyżej, w postaci zamkniętego układu wypełnionego medium, które stanowi woda, przy czym w tym układzie komora spalania jest połączona z wlotem turbiny parowej sprzężonej z urządzeniem odbierającym moment obrotowy i dalej wylot turbiny parowej jest połączony z wymie nnikiem ciepła, a ten za pomocą dalszej części wspomnianego układu jest połączony z komorą spalania, wyróżnia się tym, że we wspomnianej komorze spalania jest umieszczona ukształtowana stożkowo wężownica połączona jednym końcem ze zbiornikiem medium ogrzewającego, a drugim końcem połączona z wlotem turbiny parowej z zamontowanym wirnikiem urządzenia wytwarzającego prąd elektryczny takim jak prądnica, alternator itp. i dalej poprzez wymiennik ciepła z przewodem zwrotnym ze zbiornikiem medium.Apparatus for applying a method of space heating and generation of energy, other than heat, as defined above, in the form of a closed system filled with a medium which is water, in this system the combustion chamber is connected to the inlet of a steam turbine coupled to the torque collecting device and further to the outlet the steam turbine is connected to the heat exchanger, which is connected to the combustion chamber by means of a further part of the said system, distinguished by the fact that in said combustion chamber there is a conically shaped coil connected at one end to the heating medium tank, and at the other end to the inlet of the steam turbine with the rotor of an electric generating device such as a generator, alternator etc. mounted, and then through a heat exchanger with a return line with a medium tank.

Według korzystnej postaci wykonania, wspomniana komora spalania, a także turbina parowa oraz wymiennik ciepła zamontowane są w jednej, wspólnej obudowie.According to a preferred embodiment, said combustion chamber, as well as the steam turbine and the heat exchanger are mounted in one common housing.

Urządzenie według wynalazku z uwzględnieniem sposobu jego działania zostało przedstawione tytułem przykładu na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schemat urządzenia, fig. 2 przedstawia widok wężownicy.The device according to the invention, taking into account its mode of operation, has been shown by way of example in the drawings, in which fig. 1 shows a diagram of the device, fig. 2 shows a view of a coil.

Urządzenie to składa się z pieca spalinowego 1 z komorą spalania, wewnątrz której umieszczona jest wężownica 7 uformowana w postać stożka, w następstwie, czego ogrzewane medium przePL 223 552 B1 pływa przez komorę spalania możliwie najdłuższą drogą zawartą w możliwie jak najmniejszej kom orze. Woda wypływająca ze zbiornika 3, który połączony jest ze stożkową wężownicą 7 przechodzi w stan sprężonej pary, która podawana jest do turbiny gazowej 2 i powoduje obracanie się wirnika tej turbiny. Wirnik przenosi swą energię z obrotów na urządzenie wytwarzające prąd elektryczny. Dalej para kierowana jest do wymiennika ciepła 4 i w którym skrapla się oddając jednocześnie ciepło do systemu centralnego ogrzewania. W końcu skropliny wydalane są na, zewnątrz lecz korzystniej - kierowane są z powrotem do zbiornika.This device consists of a combustion furnace 1 with a combustion chamber, inside which a coil 7 formed in the form of a cone is placed, as a result of which the heated medium flows through the combustion chamber by the longest possible path contained in the smallest possible chamber. The water flowing from the tank 3, which is connected to the conical coil 7, turns into a state of pressurized steam, which is fed to the gas turbine 2 and causes the rotor of this turbine to rotate. The rotor transfers its energy from the rotation to a device that produces electricity. Next, the steam is directed to the heat exchanger 4 and in which it condenses while giving off heat to the central heating system. Eventually the condensate is discharged outward, but more preferably it is directed back into the reservoir.

Urządzenie według wynalazku może być w całości zawarte w jednej, estetycznej zabudowie i w tej postaci dostarczane do klientów do montażu w pomieszczeniach, piwnicach, komórkach itp. Stanowi ono rozwiązanie umożliwiające zaopatrywanie indywidualnych zabudowań i gospodarstw w podstawową energię jednocześnie lub każdą z nich z osobna, co umożliwia uniezależnianie się indywidualnych odbiorców od sieci miejskich lub innych sieci zasilających podatnych na awarie i wyłączanie od zasilania większych obszarów.The device according to the invention can be completely included in one aesthetic enclosure and in this form delivered to customers for installation in rooms, basements, cells, etc. It is a solution that allows individual buildings and farms to be supplied with basic energy simultaneously or separately, which makes it possible for individual consumers to become independent from municipal networks or other supply networks prone to failures and switching off the power supply of larger areas.

Wynalazek stanowi rozwiązanie, które charakteryzuje się prostotą i zwartością konstrukcji, umożliwia wykorzystywanie ciepła pochodzącego ze spalania opału do ogrzewania, lecz także, co należy szczególnie podkreślić do ekonomicznego wytwarzania energii elektrycznej, bowiem energia ta zostaje wytwarzana niejako ubocznie bez bezpośredniego angażowania ciepła spalania. Wpływa to na bilans energetyczny, który w praktyce będzie bliski wartościowo bilansowi w urządzeniach centra lnego ogrzewania, które energii elektrycznej nie produkują. Innymi słowami energochłonność będzie, jak wykazują wstępne założenia, energochłonności wytwarzanej w znanych piecach centralnego ogrzewania.The invention is a solution that is characterized by simplicity and compactness of construction, allows the use of heat from the combustion of fuel for heating, but also, which should be particularly emphasized, for the economic generation of electricity, because this energy is produced somewhat incidentally without directly involving the heat of combustion. This affects the energy balance, which in practice will be close in value to that in central heating devices that do not produce electricity. In other words, the energy consumption will be, as the initial assumptions show, the energy consumption generated in known central heating furnaces.

Claims

1. A method of heating rooms and generating energy other than heat, with the possibility of using only one of these processes for use in particular in small vacant houses, villas, summer houses, farm buildings and the like, according to which it uses a stream of water is heated by the heat from the combustion of the fuel, and the resulting steam remaining under pressure is fed to the steam turbine which moves the torque receiving device and then, after leaving the turbine, to the heat exchanger, and the heat from this exchanger is heated with the medium central heating, characterized in that the water jet is moved along a spiral arranged in the form of a cone and, at the same time, in the area of the cone, it is heated to a temperature of about 300 degrees Celsius, and the device that receives the torque and is moved by the steam turbine is a device for generating electricity. the steam condensate is led outside.

2. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that the condensation of steam that is led to the outside is led back into the tank from which the stream of water flows.

3. Apparatus for applying a method of space heating and non-heat generation as defined in claim 1; 1 and 2, in the form of a closed system filled with a heating medium, which is water, wherein in this system the combustion chamber is connected to the inlet of a steam turbine coupled with a torque receiving device, and further the steam turbine outlet is connected to a heat exchanger, and this one is connected by means of a further part of said system is connected to a combustion chamber, characterized in that in said combustion chamber (1) a conical-shaped coil (7) is placed, which is connected at one end to the tank (3) of the heating medium, and at the other end it is connected to the inlet of the steam turbine (2). ) with the mounted rotor of an electric current generating device such as a generator, alternator etc. and then through a heat exchanger (4) with a return pipe with a medium tank (3).

4. The device according to claim 1 3. The method of claim 3, characterized in that the combustion chamber (1), the steam turbine (2) and the heat exchanger (4) are mounted in one common housing.