RU147508U1 - Энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией - Google Patents
Энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией Download PDFInfo
- Publication number
- RU147508U1 RU147508U1 RU2014123909/12U RU2014123909U RU147508U1 RU 147508 U1 RU147508 U1 RU 147508U1 RU 2014123909/12 U RU2014123909/12 U RU 2014123909/12U RU 2014123909 U RU2014123909 U RU 2014123909U RU 147508 U1 RU147508 U1 RU 147508U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- working fluid
- installation
- supply
- cogeneration
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией, включающая подвод и отвод теплоносителя от централизованного источника теплоты, подвод и отвод теплоносителя потребителя теплоты, насос для перекачки рабочего тела, испаритель и перегреватель рабочего тела, паровую турбину для перевода теплоты рабочего тела в работу и конденсатор рабочего тела, отличающаяся тем, что испаритель и перегреватель рабочего тела, совмещенные в одном элементе, соединены с подводом и отводом теплоносителя от централизованного источника теплоты.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к установкам теплоснабжения в жилищно-коммунальной сфере и может быть использована во всех потребительских установках теплоснабжения, в частности, индивидуальных, центральных и блочных тепловых пунктах: соответственно ИТП, ЦТП и БТП.
Известна установка для водяных систем отопления, в том числе, зданий и сооружений, включающая гидравлически сообщенный с контуром циркуляции воды нагреватель, отопительные элементы в обогреваемых помещениях, гидравлически подключенные к контуру циркуляции, расширительный бак, сообщенный с контуром циркуляции. При этом нагреватель содержит расположенный в нижней части контура циркуляции и сообщенный с ним через датчик расхода воды парогенератор, а выход парогенератора сообщен теплоизолированным паропроводом с паровым входом установленного последовательно в верхнюю часть контура циркуляции парожидкостного эжекционного насос-конденсатора [Пат. RU 2226653. Система водяного отопления. F24D 3/02, заявл. 19.03.2002 г., опубл. 10.09.2003 г.].
Недостатком установки является невысокая энергоэффективность и надежность вследствие зависимости от внешнего электроснабжения.
Известна установка когенерации в системе центрального отопления, включающая тепловой насос для утилизации сбросного тепла между выходом пара на обогрев из сторонней теплоэнергетической системы (ТЭС) и системой отопления потребителя. При этом нагрев воды в системе отопления потребителя обеспечивается тепловым насосом, что позволяет не только повысить эффект нагрева, но и создать условия для протяженных систем отопления [Пат. CN 202118983 U. Thermal power cogeneration central heating system based on absorption heat transfer. F24D 3/18. заявл. 10 июня 2011 г., опубл. 18.01.2012 г.].
Недостатком установки является зависимость системы централизованного теплоснабжения от внешнего электроснабжения (ТЭС).
Известна установка газовой котельной, усиленной циклом Ренкина, включающая два цикла: один цикл на рабочем теле с нагревателем, дополнительным теплообменником и клапаном и второй цикл на другом рабочем теле с теплообменником, общим с первым циклом. В качестве технического решения для второго цикла используется органический цикл Ренкина. Эта установка компануется из модулей и может применяться для домашнего отопления. [Пат. US 20130219894 A1. Heating system - modular F24D 3/08, F24D 11/00, F01K 25/08, F24D 17/00. заявл. 2 ноября 2010 г., опубл. 29.08.2013 г.].
Недостатком установки является невысокая энергоэффективность.
Известна установка водяного теплоснабжения с циркуляцией теплоносителя, включающая котел, соединенный с подающей и обратной линиями системы отопления, циркуляционный насос, автоматический термостатический трехходовой кран, состоящий из цилиндрического корпуса с тремя патрубками, а внутри корпуса установлен термостат с помощью втулки, съемной крышки и прокладки, причем патрубки установлены в цилиндрических частях корпуса на разных высотах, а перепускной патрубок - в донной части корпуса и соединен с обратной линией системы отопления, при этом патрубок, установленный в нижней части цилиндрического корпуса, соединен с патрубком, установленным в верхней части, и с подающей и обратной линиями системы отопления посредством термостата. [Пат. RU 2174654. Отопительная система с принудительной циркуляцией теплоносителя. F24D 3/02, F16K 11/02. заявл. 09.02.2000 г., опубл. 10.10.2001 г.].
Недостатком установки является невысокая энергоэффективность и зависимость от внешних источником электроснабжения для привода насосов.
Известна, выбранная в качестве прототипа, установка центрального теплоснабжения зданий и сооружений с тепловым насосом и выработкой мощности. При этом испарение и перегрев рабочего тела в цикле с отдачей внешней работы (цикл Ренкина) осуществляется в двух теплообменных аппаратах: в одном (первичный нагреватель) - за счет теплоты от централизованного источника (горячей воды), а в другом (вторичный нагреватель) - за счет теплоты сжатия в тепловом насосе компрессионного типа. При этом компрессор, обеспечивающий работу теплового насоса, размещается на одном валу с турбиной цикла Ренкина. [Пат. CN 203190486 U. Heating energy power circulation pump of heating station F24D 3/02, F24D 3/18, F24D 3/10. заявл. 22.04.2013 г., опубл. 11.09.2013 г.]. Недостатком устройства, выбранного в качестве прототипа, является его невысокая энергоэффективность, обусловленная снижением вырабатываемой полезной мощности, затрачиваемой на привод компрессора теплового насоса.
Техническим результатом заявляемой энергосберегающей установки теплоснабжения с когенерацией, является устранение указанного недостатка, а именно, повышение показателя энергоэффективности, определяемого эксергетическим КПД установки, вплоть до значений, приближающихся к 100%.
Технический результат энергосберегающей установки теплоснабжения с когенерацией достигается тем, что в установке, включающей подвод и отвод теплоносителя от централизованного источника теплоты, подвод и отвод теплоносителя потребителя теплоты, насос для перекачки рабочего тела, испаритель и перегреватель рабочего тела, паровую турбину для перевода теплоты рабочего тела в работу и конденсатор рабочего тела, испаритель и перегреватель рабочего тела, совмещенные в одном элементе, соединены с подводом и отводом теплоносителя от централизованного источника теплоты, что исключает применение теплового насоса и обеспечивает высокий эксергетический КПД.
Высокая энергоэффективность (эксергетеческий КПД) предлагаемой энергосберегающей установки теплоснабжения с когенерацией достигается за счет экономии полезной мощности, выработанной в турбине, и интенсификации теплопередачи при подогреве теплоносителя потребителя за счет конденсации рабочего тела, то есть, сочетания эффекта когенерации с эффектом тепловой трубы.
Сопоставление заявляемой полезной модели и прототипа показывает, что заявленная энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией отличается от известной тем, что для достижения требуемых характеристик потребительской установки теплоснабжения, испаритель и перегреватель рабочего тела, совмещенные в одном элементе, соединены с подводом и отводом теплоносителя от централизованного источника теплоты, что повышает эксергетический КПД установки до значений, близких к 100%.
На фиг. 1 представлена энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией.
Энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией включает подвод 1 и отвод 2 теплоносителя от централизованного источника теплоты, подвод 3 и отвод 4 теплоносителя потребителя теплоты, насос для перекачки рабочего тела 5, испаритель-перегреватель рабочего тела 6, паровую турбину 7 для перевода теплоты рабочего тела в работу, соединенную с генератором электрической энергии 8 и конденсатор 9. Выработанная в паровой турбине 7 мощность передается генератору 8 для обеспечения автономного электроснабжения как собственно установки, так и других потребителей электрической энергии на объекте. Избыток тепловой энергии в случае снижения нагрузки у потребителя направляется на нужды горячего водоснабжения (ГВС) и может быть использован в дальнейшем для выработки дополнительной электроэнергии, в том числе, и для нужд кондиционирования. Испаритель и перегреватель рабочего тела могут быть выполнены в виде двух элементов.
Энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией работает следующим образом. Горячая вода от централизованного источника теплоты (подвод 1) направляется в испаритель-перегреватель 6, в котором за счет передачи теплоты этого источника через стенку происходит испарение и перегрев рабочего тела, подаваемого насосом 5. При этом охлажденный теплоноситель (отвод 2) возвращается в централизованный источник теплоты для нагрева. Теплота рабочего тела за счет расширения его паров в турбине 7 превращается в работу, которая передается генератору 8 для преобразования ее в электроэнергию. Рабочее тело на выходе из турбины 7 подается в конденсатор 9, в котором за счет конденсации рабочего тела поток теплоносителя потребителя (подвод 3) подогревается до требуемых значений (отвод 4). Рабочее тело из конденсатора 9 в жидком состоянии подается насосом 5 в испаритель-перегреватель 6 и цикл повторяется.
Предлагаемая полезная модель позволяет существенно повысить эксергетический КПД установки, вплоть до значений близких к 100%, что подтверждается приведенным расчетом.
Для подтверждения технического результата дается расчет эксергетического КПД установки, параметры которой приведены в табл. 1.
Таблица 1 | |
- Исходные параметры энергосберегающей установки теплоснабжения с когенерацией | |
Температура воды на входе (прямая линия - из города), °C | 130 |
Температура воды на выходе (обратная линия - в город), °C | 60 |
Температура воды на выходе потребителя (контур отопления), °C | 50 |
Температура воды на входе потребителя (контур отопления), °C | 78 |
Расход горячей воды от города, м3/ч (кг/с) | 49 (13,57) |
Расход воды на отопление у потребителя, м3/ч (кг/с) | 115,14 (31,88) |
Давление в контуре горячей воды, кг/см2 | 7,0 |
Давление в контуре холодной воды, кг/см2 | 6,5 |
Расчет эксергетического КПД предлагаемой энергосберегающей установки теплоснабжения с когенерацией производился по приведенной ниже методике. Значения эксергии потоков имеют единую размерность, кВт.
Эксергия на входе в установку складывается из эксергии потока источника E1, эксергии электропривода насоса по перекачке рабочего тел; Eн и входной эксергии теплоносителя потребителя E3 в конденсатор.
Расчет эксергии на входе:
1. Эксергия потока от централизованного источника на входе в установк) (подвод 1):
2. Эксергия электропривода насоса 5 по перекачке рабочего тела:
Eн=Nн
3. Эксергия теплоносителя потребителя на входе в установку (подвод 3):
Эксергия на выходе из установки складывается из эксергии потока источника теплоты E2, эксергии механической работы турбины Eт и эксергии теплоносителя потребителя на выходе из установки E4.
Расчет эксергии на выходе:
1. Эксергия потока от централизованного источника на выходе из установки (отвод 2):
2. Эксергия механической работы турбины 7:
Eт=Nт
3. Эксергия теплоносителя потребителя на выходе из установки (отвод 4):
В приведенных выражениях приняты обозначения:
ΔH - изменение энтальпии потока, кВт;
ΔS - изменение энтропии потока, кВт/К.
Теплоемкость воды в данном температурном интервале рассчитывалась на основании аппроксимизационной зависимости (полинома):
В табл. 2 представлены результаты расчета эксергетического КПД предлагаемой установки
Claims (1)
- Энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией, включающая подвод и отвод теплоносителя от централизованного источника теплоты, подвод и отвод теплоносителя потребителя теплоты, насос для перекачки рабочего тела, испаритель и перегреватель рабочего тела, паровую турбину для перевода теплоты рабочего тела в работу и конденсатор рабочего тела, отличающаяся тем, что испаритель и перегреватель рабочего тела, совмещенные в одном элементе, соединены с подводом и отводом теплоносителя от централизованного источника теплоты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123909/12U RU147508U1 (ru) | 2014-06-11 | 2014-06-11 | Энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123909/12U RU147508U1 (ru) | 2014-06-11 | 2014-06-11 | Энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU147508U1 true RU147508U1 (ru) | 2014-11-10 |
Family
ID=53384632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014123909/12U RU147508U1 (ru) | 2014-06-11 | 2014-06-11 | Энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU147508U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778404C1 (ru) * | 2020-12-23 | 2022-08-18 | Кюндон Навьен Ко., Лтд. | Теплообменная система |
-
2014
- 2014-06-11 RU RU2014123909/12U patent/RU147508U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778404C1 (ru) * | 2020-12-23 | 2022-08-18 | Кюндон Навьен Ко., Лтд. | Теплообменная система |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100975276B1 (ko) | 흡수식 히트펌프를 이용한 지역난방수 공급 시스템 | |
US20150267923A1 (en) | Solar heating and central air conditioning with heat recovery system | |
US10883728B2 (en) | Broad band district heating and cooling system | |
CN104832290A (zh) | 一种分布式能源烟气余热深度利用系统 | |
CN203099962U (zh) | 热电厂循环水直接供暖系统 | |
KR101315918B1 (ko) | 저온 폐열 및 흡수식 냉동기를 이용한 orc 열병합 시스템 | |
Wang et al. | Flexible PVT-ORC hybrid solar-biomass cogeneration systems: The case study of the University Sports Centre in Bari, Italy | |
RU151465U1 (ru) | Комбинированная тепло- и электрогенерирующая энергоустановка | |
CN103758594B (zh) | 通过膨胀机利用热水锅炉生产的热水进行发电的系统 | |
RU147508U1 (ru) | Энергосберегающая установка теплоснабжения с когенерацией | |
RU2530971C1 (ru) | Тригенерационная установка с использованием парогазового цикла для производства электроэнергии и парокомпрессорного теплонасосного цикла для производства тепла и холода | |
RU2426033C1 (ru) | Система теплоснабжения и холодоснабжения | |
RU159686U1 (ru) | Тепловая схема тригенерационной мини-тэц | |
CN203810719U (zh) | 二氧化碳热泵热水器 | |
CN203547814U (zh) | 通过膨胀机利用热水锅炉生产的热水进行发电的系统 | |
KR101612897B1 (ko) | 열전발전 기반의 가정용 초소형 열병합 발전 시스템 | |
RU2633979C1 (ru) | Комбинированная тепло- и электрогенерирующая установка | |
KR20100058158A (ko) | 하수 폐열을 이용한 지역냉난방시스템 | |
RU2170885C1 (ru) | Система теплоэнергоснабжения | |
UA123479C2 (uk) | Система підготовки цільового теплоносія для гарячого водопостачання на базі котельні малої потужності | |
RU32861U1 (ru) | Тепловая схема водогрейной котельной | |
RU164488U1 (ru) | Воздушно-солнечный тепловой конвектор | |
RU162433U1 (ru) | Водогрейная котельная | |
RU124950U1 (ru) | Устройство преобразования тепла в холод (варианты) и система преобразования тепла в холод | |
RU2275513C1 (ru) | Тепловая электрическая станция |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150612 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20180315 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200612 |