RU134240U1

RU134240U1 - Энергетический комплекс

Info

Publication number: RU134240U1
Application number: RU2012140608/06U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Паршуков; Николай Николаевич Ефимов; Роман Владимирович Безуглов; Владимир Владимирович Папин; Роман Александрович Клинников; Елена Степановна Трофименко; Евгений Васильевич Малов; Денис Юрьевич Чумаков; Мария Викторовна Утанова; Анна Александровна Дирина
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Донские технологии"
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2013-11-10

Abstract

Энергетический комплекс, состоящий из вакуумного солнечного коллектора, теплового насоса, грунтового зонда и буферной емкости, отличающийся тем, что дополнительно содержит паровую турбину с герметичным конденсатором, электрический генератор, питательный насос, трехходовые клапаны, отопительные приборы и бойлер системы горячего водоснабжения.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на автономных генерирующих установках малой мощности, от 5 до 35 кВт электрической энергии и от 20 до 200 кВт тепловой.

Известен энергетический комплекс «ветер+солнце» компании «ЭСТО» [http://esto-ural.ru], состоящий из ветровой роторной турбины, солнечного преобразователя, системы зарядных устройств «Ветер-Солнце», инверторов постоянного тока, автоматов переключений и аккумуляторных батарей. Недостатками данного энергетического комплекса являются:

- производство только электрической энергии, то есть неспособность обеспечивать потребителя теплом, что сильно ограничивает использование энергетического комплекса применительно к северным районам страны;

- зависимость эффективности работы комплекса от климатических условий;

- состав и большие габариты комплекса (солнечный преобразова-тель+ветровая роторная турбина) делают невозможным размещение его в помещении, что негативно сказывается на внешней эстетике здания.

Прототипом полезной модели принимается энергетический комплекс «Автономный дом» [http://infinite-power.ru], состоящий из ветрогенератора, солнечного коллектора (вакуумный солнечный коллектор), теплового насоса, аккумулятора тепла (буферная емкость), аккумулятора-инвертора, утилизатора тепла стоков, бака горячей воды, коллектора тепла земли (грунтовый зонд), системы теплых полов.

Недостатками данного энергетического комплекса являются:

- высокое удельное энергопотребление;

- невысокий ресурс надежности, повышающий затраты на обслуживание:

- отсутствие режима кондиционирования.

Задача полезной модели - разработать энергетический комплекс на базе теплового насоса, солнечного коллектора и паровой турбины малой мощности, работающий на возобновляемых источниках энергии и обеспечивающий автономного потребителя теплом, холодом и электроэнергией.

Технический результат полезной модели заключается в разработке энергетического комплекса, производящего электрическую, тепловую и энергию холода, эффективность работы которого не зависит от климатических условий места расположения. Энергетический комплекс располагается внутри обслуживаемого здания, отличается низким удельным энергопотреблением, имеет высокий ресурс надежности, благодаря минимальному количеству трущихся деталей.

Технический результат достигается за счет энергетического комплекса, состоящего из солнечного вакуумного коллектора, теплового насоса, грунтового зонда, буферной емкости, паровую турбину с герметичным конденсатором, электрический генератор, питательный насос, трехходовые клапаны, отопительные приборы и бойлер системы горячего водоснабжения.

На фигуре представлен энергетический комплекс на базе вакуумного солнечного коллектора, паровой турбины и теплового насоса, где: вакуумный солнечный коллектор 1 соединен с помощью паропровода (на фиг. не обозначен) с резервным парогенератором 2, который с помощью паропровода (на фиг. не обозначен) соединен с сепаратором пара 3, который паропроводом (на фиг. не обозначен) соединен с паровой турбиной 4. Паровая турбина 4 с помощью муфты (на фиг. не обозначена) соединена с электрическим генератором 5, паровой частью (на фиг. не обозначена) герметичный конденсатор 6 входит в состав паровой турбины 4. Герметичный конденсатор 6 с помощью трубопровода (на фиг.не обозначен) соединен с питательным насосом 7, который с помощью трубопровода (на фиг. не обозначен) соединен с вакуумным солнечным коллектором 1. Встроенный пучок (на фиг. не обозначен)

герметичного конденсатора 6, соединен трубопроводами (на фиг. не обозначены) с буферной емкостью 8, через циркуляционный насос 9 системы охлаждения (на фиг. не обозначена) герметичного конденсатора 6. Буферная емкость 8 так же соединена через циркуляционный насос 10 вторичного контура (на фиг. не обозначен) теплового насоса 11 трубопроводами (на фиг. не обозначены) с тепловым насосом 11, который соединен трубопроводами (на фиг. не обозначены) грунтового (первичного) контура (на фиг. не обозначен) с грунтовым зондом 12 через циркуляционный насос 13 грунтового (первичного) контура. Грунтовый зонд 12 в свою очередь соединен трубопроводами (на фиг. не обозначены) с трехходовыми клапанами 14, которые соединены трубопроводами (на фиг. не обозначены) с отопительным контуром (на фиг. не обозначен). Буферная емкость 8, с помощью трубопроводов (на фиг. не обозначены) так же соединяется с отопительным контуром (на фиг. не обозначен), через циркуляционный насос 15 отопительного контура (на фиг. не обозначен). Отопительный контур (на фиг. не обозначен) в свою очередь соединяется с отопительными приборами 16 и бойлером 17 системы (на фиг. не обозначена) горячего водоснабжения.

Рассмотрим принцип работы энергетического комплекса на базе вакуумного солнечного коллектора, паровой турбины и теплового насоса.

В вакуумном солнечном коллекторе 1, за счет энергии солнца, вода нагревается до температуры 160°С и закипает, затем она поступает в резервный парогенератор 2, который в случае нехватки энергии солнца догревает пароводяную смесь и поддерживает необходимую температуру, далее пар направляется в сепаратор пара 3, где от него отделяется лишняя влага. После сепаратора пара 3 сухой пар поступает в паровую турбину 4, где он отрабатывает, теряя свою энергию и приводя во вращение ротор (на фиг. не обозначен) паровой турбины 4. Ротор (на фиг. не обозначен) паровой турбины 4 вращает электрический генератор 5, который производит электрическую энергию. Отработанный в паровой турбине 4 пар направляется в герметичный конденсатор 6, где он конденсируется за счет отвода теплоты в систему отопления (на фиг. не обозначена) посредством циркуляционного насоса 9 системы охлаждения герметичного конденсатора 6. Сконденсировавшийся пар, посредством питательного насоса 7 направляется обратно в вакуумный солнечный коллектор 1. Теплота, отведенная от сконденсировавшегося в герметичном конденсаторе 6 пара, поступает и накапливается в буферной емкости 8, в нее же поступает и теплота низкопотенциального источника от теплового насоса 11. Низкопотенциальным источником теплоты служит земля. Теплота земли воспринимается с помощью грунтового зонда 12, циркуляцию в котором создает циркуляционный насос 13 грунтового (первичного) контура. Циркуляционный насос 10 вторичного контура обеспечивает поступление теплоты от теплового насоса 11 в буферную емкость 8. В отопительные приборы 16 и бойлер 17 системы горячего водоснабжения теплота из буферной емкости 8 поступает с помощью циркуляционного насоса 15 отопительного контура (на фиг. не обозначен). Трехходовые клапаны 14 переключают систему энергетического комплекса из режима отопления на режим кондиционирования, направляя на отопительные приборы 16 то горячий теплоноситель из буферной емкости 8, то холодный из грунтового зонда 12.