RU154280U1

RU154280U1 - DEVICE FOR CONVERTING LOW POTENTIAL ENVIRONMENTAL ENERGY TO ELECTRIC ENERGY

Info

Publication number: RU154280U1
Application number: RU2014144843/07U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Ермаков
Original assignee: Сергей Николаевич Ермаков
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Устройство преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию, содержащее электрогенератор и насос, отличающееся тем, что введены нагреватель, вход подачи рабочего тела которого соединен с выходом насоса, конденсатор-охладитель, выход рабочего тела которого соединен со входом подачи рабочего тела насоса, и блок управления, причем электрогенератор выполнен в виде герметичного цилиндра, в первой стенке-основании которого выполнено отверстие для подачи рабочего тела, которое через первый электроклапан соединен с выходом рабочего тела нагревателя, и отверстие для вывода рабочего тела, которое через второй электроклапан соединен со входом рабочего тела конденсатора-охладителя, во второй стенке-основании выполнены клемма заземления и клемма подачи электрической энергии в нагрузку, которая соединена с входной клеммой контроля тока нагрузки блока управления, входная клемма контроля температуры нагрева и входная клемма контроля температуры охлаждения которого соединены с выходными клеммами датчика температуры нагревателя и датчика температуры охлаждения конденсатора-охладителя соответственно, выход управления насосом и первым и вторым электроклапанами соединены со входами управления насоса и первого и второго электроклапанов соответственно, при этом цилиндр содержит поршень, рабочая поверхность которого обращена в сторону первой стенки-основания с закрепленным на нем постоянным магнитом цилиндрической формы, имеющем центральное отверстие, центрирующую ось, закрепленную во второй стенке-основании и частично введенную в центральное отверстие магнита, пружину, устA device for converting low-potential environmental energy into electrical energy containing an electric generator and a pump, characterized in that a heater is introduced, the supply of the working fluid of which is connected to the output of the pump, a condenser-cooler, the output of the working fluid of which is connected to the input of the working fluid of the pump, and a unit control, and the generator is made in the form of a sealed cylinder, in the first wall of which is made a hole for supplying a working fluid, which through the first electrovalve with it is single with the output of the working fluid of the heater, and the hole for outputting the working fluid, which is connected through the second electrovalve to the input of the working fluid of the condenser-cooler, has a ground terminal and a terminal for supplying electric energy to the load, which is connected to the input current control terminal, in the second base wall load of the control unit, the input terminal of the control of the heating temperature and the input terminal of the control of the cooling temperature of which are connected to the output terminals of the heater temperature sensor and the temperature sensor The cooling temperatures of the condenser-cooler, respectively, the control output of the pump and the first and second solenoid valves are connected to the control inputs of the pump and the first and second solenoid valves, respectively, while the cylinder contains a piston whose working surface faces the first base wall with a permanent cylindrical magnet fixed to it a form having a central hole, a centering axis, fixed in the second base wall and partially inserted into the central hole of the magnet, spring, mouth

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, в частности, к устройствам преобразования тепловой и механической энергии в электрическую и может быть использована для создания устройств преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию.The utility model relates to the field of power engineering, in particular, to devices for converting thermal and mechanical energy into electrical energy and can be used to create devices for converting low-potential environmental energy into electrical energy.

Известно устройство, содержащее котел с горелкой, связанный паропроводом острого пара с турбиной, которая соединена паропроводом отработавшего пара с конденсатором, питательный насос котла, систему смазки и охлаждения подшипников питательного насоса, включающую в себя циркуляционный масляный насос и маслоохладитель, выполненный в виде бесконтактного поверхностного маслогазового теплообменника, включенного по охлаждающей среде в газопровод природного газа между устройством для понижения давления газа и горелкой котла, причем, устройство для понижения давления газа выполнено в виде турбодетандера, а газопровод, соединяющий турбодетандер с газовым маслоохладителем, покрыт тепловой изоляцией [RU 2335643, C1, F01K 13/00, 10.10.2008].A device is known that contains a boiler with a burner connected by a steam line to a turbine, which is connected by a steam line to a condenser, a boiler feed pump, a lubrication and cooling system for the bearings of a feed pump, including a circulation oil pump and an oil cooler made in the form of a contactless surface oil and gas a heat exchanger connected through a cooling medium to a natural gas pipeline between a device for lowering gas pressure and a boiler burner, moreover, The gas pressure reducing device is designed as a turbo-expander, and the gas pipeline connecting the turbo-expander to the gas oil cooler is covered with thermal insulation [RU 2335643, C1, F01K 13/00, 10/10/2008].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, что не позволяет использовать его для получения электрической энергии из низкопотенциальной теплоты.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality, which does not allow it to be used to obtain electrical energy from low potential heat.

Известно также устройство, содержащее последовательно соединенные турбодетандер, компрессор и теплообменник, выход которого соединен с входом турбодетандера, а также электрогенератор, вход которого соединен с выходом турбодетандера [US 7096665, F01K 25/08, F01K 25/00, 22.01.2004].A device is also known that contains a turboexpander, a compressor and a heat exchanger in series, the output of which is connected to the inlet of the turbine expander, as well as an electric generator, the input of which is connected to the turbine expander output [US 7096665, F01K 25/08, F01K 25/00, 01/22/2004].

Недостатком этого устройства является относительно низкая эффективность преобразования низкопотенциальной теплоты в электрическую энергию.The disadvantage of this device is the relatively low efficiency of converting low-grade heat into electrical energy.

Кроме того, известно устройство преобразования низкопотенциальной теплоты в электрическую энергию [RU 91487, U1, H02N 11/00, 10.02.2010], содержащее последовательно соединенные турбодетандер и электрогенератор, первый абсорбер и второй абсорбер, первые входы которого соединены с выходами первого абсорбера, насос, вход которого соединен с первым выходом второго абсорбера, дроссель, выход которого соединен с первым входом первого абсорбера, рекуперативный теплообменник, первый вход которого соединен с выходом насоса, десорбер, первый вход которого соединен с первым выходом рекуперативного теплообменника, второй выход которого соединен со входом дросселя, а второй вход соединен с первым выходом десорбера, а также дефлегматор, первый выход которого соединен с входом турбодетандера, второй выход соединен со вторым входом десорбера, второй выход которого соединен с входом дефлегматора, при этом второй выход турбодетандера соединен со вторым входом второго абсорбера, второй выход которого соединен со вторым входом первого абсорбера.In addition, it is known a device for converting low-grade heat into electrical energy [RU 91487, U1, H02N 11/00, 02/10/2010], comprising a turboexpander and an electric generator connected in series, a first absorber and a second absorber, the first inputs of which are connected to the outputs of the first absorber, a pump the input of which is connected to the first output of the second absorber, a choke, the output of which is connected to the first input of the first absorber, a recuperative heat exchanger, the first input of which is connected to the output of the pump, a stripper, the first input of which is inen with the first output of the recuperative heat exchanger, the second output of which is connected to the input of the throttle, and the second input is connected to the first output of the stripper, as well as the reflux condenser, the first output of which is connected to the input of the turbo expander, the second output is connected to the second input of the stripper, the second output of which is connected to the input a reflux condenser, the second output of the turboexpander is connected to the second input of the second absorber, the second output of which is connected to the second input of the first absorber.

Это устройство также обладает относительно низкой эффективностью преобразования низкопотенциальной теплоты в электрическую энергию.This device also has a relatively low conversion efficiency of low-grade heat into electrical energy.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство преобразования низкопотенциальной теплоты в электрическую энергию, содержащее последовательно соединенные турбодетандер и компрессор, а также теплообменник, выход которого соединен с входом турбодетандера, электрогенератор, вход которого соединен с выходом турбодетандера, и капиллярный насос, вход которого соединен с выходом компрессора, а выход - соединен с входом теплообменника [RU 82962, U1, H02N 11/00, 10.05.2009].The closest in technical essence to the proposed one is a device for converting low-grade heat into electrical energy, containing a turboexpander and a compressor connected in series, as well as a heat exchanger, the output of which is connected to the turbo-expander inlet, an electric generator, whose input is connected to the turbo-expander, and a capillary pump, whose input is connected with the compressor output, and the output is connected to the input of the heat exchanger [RU 82962, U1, H02N 11/00, 05/10/2009].

Недостатком наиболее близкого технического решения также является относительно низкая эффективность преобразования низкопотенциальной теплоты в электрическую энергию, что вызвано отсутствие возможности адаптации к внешним условиям для максимизации эффективности преобразования.A disadvantage of the closest technical solution is also the relatively low efficiency of converting low-grade heat into electrical energy, which is caused by the inability to adapt to external conditions to maximize conversion efficiency.

Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, направлена на повышение эффективности преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию.The problem to which the proposed utility model is directed is aimed at increasing the efficiency of converting low-potential environmental energy into electrical energy.

Требуемый технический результат заключается в повышении эффективности преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию.The required technical result is to increase the efficiency of the conversion of low-potential environmental energy into electrical energy.

Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее электрогенератор и насос, согласно полезной модели, введены нагреватель, вход подачи рабочего тела которого соединен с выходом насоса, конденсатор-охладитель, выход рабочего тела которого соединен со входом подачи рабочего тела насоса, и блок управления, причем, электрогенератор выполнен в виде герметичного цилиндра, в первой стенке-основании которого выполнено отверстие для подачи рабочего тела, которое через первый электроклапан соединено с выходом рабочего тела нагревателя, и отверстие для вывода рабочего тела, которое второй электроклапан соединен со входом рабочего тела конденсатора-охладителя, во второй стенке-основании выполнены клемма заземления и клемма подачи электрической энергии в нагрузку, которая соединена с входной клеммой контроля тока нагрузки блока управления, входная клемма контроля температуры нагрева и входная клемма контроля температуры охлаждения которого соединены с выходными клеммами датчика температуры нагревателя и датчика температуры охлаждения конденсатора-охладителя, соответственно, выход управления насосом и первым и вторым электроклапанами, соединены со входами управления насоса и первого и второго электроклапанов, соответственно, при этом, цилиндр содержит поршень, рабочая поверхность которого обращена в строну первой стенки-основания, с закрепленным на нем постоянным магнитом цилиндрической формы, имеющем центральное отверстие, центрирующую ось, закрепленную во второй стенке-основании и частично введенную в центральное отверстие магнита, пружину, установленную между второй стенкой-основанием и магнитом, и катушку индуктивности на немагнитном каркасе, охватывающем пружину и первый и второй выводы которой соединены, соответственно, с выполненными во второй стенке-основании клеммой заземления и клеммой подачи электрической энергии в нагрузку, которая соединена с клеммой отрицательного потенциала силового диода.The required technical result is achieved by the fact that, in the device containing the electric generator and pump, according to the utility model, a heater is introduced, the supply of the working fluid of which is connected to the output of the pump, a condenser-cooler, the output of the working fluid of which is connected to the input of the working fluid of the pump, and the control unit, moreover, the electric generator is made in the form of a sealed cylinder, in the first wall of which there is a hole for supplying a working fluid, which is connected through the first electrovalve to the output of the working the body of the heater, and the hole for the output of the working fluid, which the second electrovalve is connected to the input of the working fluid of the condenser-cooler, in the second base wall there is a ground terminal and a terminal for supplying electric energy to the load, which is connected to the input terminal for monitoring the load current of the control unit, the input terminal for monitoring the heating temperature and the input terminal for controlling the cooling temperature which are connected to the output terminals of the heater temperature sensor and the condensing temperature sensor the cooler, respectively, the control output of the pump and the first and second electrovalves, are connected to the control inputs of the pump and the first and second electrovalves, respectively, while the cylinder contains a piston, the working surface of which is facing the side of the first base wall, with it fixed a permanent cylindrical magnet having a Central hole, a centering axis, mounted in the second base wall and partially inserted into the Central hole of the magnet, a spring installed between the second with a base and a magnet, and an inductor on a non-magnetic frame, covering the spring and the first and second conclusions of which are connected, respectively, to the ground terminal and the terminal for supplying electric energy to the load, which is connected to the terminal of the negative potential of the power diode, made in the second wall-base .

На чертеже представлены:The drawing shows:

на фиг. 1 - функциональная структурная схема устройства преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию;in FIG. 1 is a functional block diagram of a device for converting low-potential environmental energy into electrical energy;

на фиг. 2 - диаграмма цикла работы устройства преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию.in FIG. 2 is a cycle diagram of a device for converting low-potential environmental energy into electrical energy.

Устройства преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию (фиг. 1) содержит электрогенератор 1, насос 2, нагреватель 3, вход подачи рабочего тела которого соединен с выходом насоса 2, конденсатор-охладитель 4, выход рабочего тела которого соединен со входом подачи рабочего тела насоса 2, и блок 5 управления.The device for converting low-potential environmental energy into electrical energy (Fig. 1) contains an electric generator 1, pump 2, heater 3, the input of the working fluid of which is connected to the output of the pump 2, a condenser-cooler 4, the output of the working fluid of which is connected to the input of the working fluid pump 2, and control unit 5.

Кроме того, в устройстве преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию электрогенератор 1 выполнен в виде цилиндра, в первой стенке-основании 6 которого выполнено отверстие 7 для подачи рабочего тела, которое через первый электроклапан 8 соединен с выходом рабочего тела нагревателя 3, и отверстие 9 для вывода рабочего тела, которое через второй электроклапан 10 соединен со входом рабочего тела конденсатора-охладителя 4.In addition, in the device for converting low-potential environmental energy into electrical energy, the generator 1 is made in the form of a cylinder, in the first wall-base 6 of which there is a hole 7 for supplying a working fluid, which through the first electrovalve 8 is connected to the output of the working fluid of heater 3, and a hole 9 for the output of the working fluid, which through the second electrovalve 10 is connected to the input of the working fluid of the condenser-cooler 4.

Дополнительно к указанному выше, во второй стенке-основании 11 выполнены клемма 12 заземления и клемма 13 подачи электрической энергии в нагрузку, которая соединена с входной клеммой контроля тока нагрузки блока 5 управления, входная клемма контроля температуры нагрева и входная клемма контроля температуры охлаждения которого соединены с выходными клеммами датчика 14 нагрева нагревателя 3 и датчика 15 температуры охлаждения конденсатора-охладителя 4, соответственно.In addition to the above, in the second wall-base 11 there is a ground terminal 12 and a terminal 13 for supplying electric energy to the load, which is connected to the input terminal of the load current control unit 5 of the control, the input terminal of the heating temperature control and the input terminal of the cooling temperature control of which are connected to the output terminals of the sensor 14 for heating the heater 3 and the sensor 15 for the cooling temperature of the condenser-cooler 4, respectively.

В устройстве преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию выходы управления насосом и первым и вторым электроклапанами блока 5 управления, соединены со входами управления насоса 2, и первого 8 и второго 10 электроклапанов, соответственно.In the device for converting low-potential environmental energy into electrical energy, the control outputs of the pump and the first and second electrovalves of the control unit 5 are connected to the control inputs of the pump 2, and the first 8 and second 10 electrovalves, respectively.

В этом же устройстве цилиндр содержит поршень 16, рабочая поверхность которого обращена в строну первой стенки-основания 6, с закрепленным на нем постоянным магнитом 17 цилиндрической формы, имеющем центральное отверстие 18, а также центрирующую ось 19, закрепленную во второй стенке-основании 11 и частично введенную в центральное отверстие 18 магнита, пружину 20, установленную между второй стенкой-основанием 11 и магнитом 17, и катушку 21 индуктивности на немагнитном каркасе 22, охватывающем пружину 20 и первый и второй выводы которой соединены, соответственно, с клеммой 12 заземления и клеммой 13 подачи электрической энергии в нагрузку, выполненными во второй стенке-основании 11 клеммой заземления 12 и клеммой 13 подачи электрической энергии в нагрузку, которая соединена с клеммой отрицательного потенциала силового диода 23.In the same device, the cylinder contains a piston 16, the working surface of which is facing the side of the first base wall 6, with a cylindrical permanent magnet 17 fixed to it, having a central hole 18, and a centering axis 19 fixed in the second base wall 11 and partially introduced into the central hole 18 of the magnet, a spring 20 installed between the second base wall 11 and the magnet 17, and an inductor 21 on a non-magnetic frame 22, covering the spring 20 and the first and second terminals of which are connected, respectively Naturally, with a ground terminal 12 and a terminal 13 for supplying electric energy to the load, made in the second base wall 11 with a ground terminal 12 and a terminal 13 for supplying electric energy to the load, which is connected to the negative potential terminal of the power diode 23.

Работает устройство преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию следующим образом.A device for converting low potential environmental energy into electrical energy is as follows.

Перед началом работы в блок 5 управления поступает информация от датчиков 14 и 15 о температуре нагревателя и конденсатора, соответственно. На основании этого из блока 5 управления поступает управляющее воздействие на насос 2, которое определяет давление нагнетания рабочего тела. При этом в соответствии с рабочей характеристикой насоса 2 меняется и подаваемое в нагреватель 3 количество рабочего тела.Before starting work, the control unit 5 receives information from the sensors 14 and 15 about the temperature of the heater and condenser, respectively. Based on this, a control action is supplied from the control unit 5 to the pump 2, which determines the discharge pressure of the working fluid. Moreover, in accordance with the operating characteristic of the pump 2, the quantity of the working fluid supplied to the heater 3 also changes.

Первоначально поршень 16 находится на некотором расстоянии от первой стенки-основания 6 цилиндра, которую можем назвать точкой начального положения - т.н.п. Из блока 5 управления поступает импульсный сигнал, который открывает первый электроклапан 2. Длительность импульсного сигнала определяется температурой охладителя, которая в виде измерительного сигнала поступает в блок 5 управления от датчика 15. Чем короче импульс, тем выше температура отработанного рабочего тела. То есть длительность импульса должна быть такой, чтобы температура отработанного рабочего тела была на 5-10°C выше, чем температура, определяемая датчиком 15.Initially, the piston 16 is located at some distance from the first wall-base 6 of the cylinder, which we can call the point of initial position - the so-called A pulse signal is received from the control unit 5, which opens the first electrovalve 2. The duration of the pulse signal is determined by the temperature of the cooler, which in the form of a measuring signal enters the control unit 5 from the sensor 15. The shorter the pulse, the higher the temperature of the spent working fluid. That is, the pulse duration should be such that the temperature of the spent working fluid is 5-10 ° C higher than the temperature detected by the sensor 15.

Поршень 16 начинает движение, начинается фаза рабочего хода. В катушке 21 индуктивности возникает эдс, которая вызывает ток нагрузки. На поршень 16 действуют в основном следующие силы: - толкающая сила расширяющегося рабочего тела, равная произведению давления импульса рабочего тела на площадь поршня, и силы, препятствующие движению поршня, одна из которых пропорциональна электрической мощности отдаваемой в нагрузку, вторая - пропорциональна жесткости пружины 20 и силы трения Движение поршня 16 в фазе рабочего хода продолжается до тех пор, пока результирующая всех действующих сил не станет равной нулю. Эту точку можно назвать нижней точкой. Далее под действием энергии, накопленной в пружине 20, начинается фаза обратного хода поршня.The piston 16 begins to move, the phase of the stroke begins. An emf arises in the inductor 21, which causes a load current. The following forces act mainly on the piston 16: - the pushing force of the expanding working fluid equal to the product of the pressure of the working fluid impulse by the piston area, and the forces that prevent the piston from moving, one of which is proportional to the electric power supplied to the load, the second is proportional to the stiffness of the spring 20 and friction force The movement of the piston 16 in the phase of the stroke continues until the resultant of all the acting forces becomes equal to zero. This point can be called the bottom point. Further, under the action of energy stored in the spring 20, the phase of the reverse stroke of the piston begins.

Снимаемое с катушки 21 напряжение используется не только для питания нагрузки, но и служит источником информации о положении поршня 16. Причем в нагрузку энергия поступает только в фазе рабочего хода поршня 16, для чего на выходе катушки 21 установлен силовой диод 23 в соответствующей полярности. Информация о положении поршня 16 поступает в фазах рабочего и обратного хода.The voltage removed from the coil 21 is used not only to supply the load, but also serves as a source of information about the position of the piston 16. Moreover, the energy is supplied to the load only in the phase of the working stroke of the piston 16, for which a power diode 23 is installed at the output of the coil 21 in the corresponding polarity. Information about the position of the piston 16 is received in the phases of the working and return stroke.

Изменение фазы рабочего хода на обратный ход сопровождается изменением полярности выходного напряжения, снимаемого с катушки 21, что служит сигналом для открытия второго электроклапана 3. Управляющее напряжение на второй электроклапан 3 из блока 5 управления поступает на протяжении всего обратного хода поршня 16, в процессе которого отработанное рабочее тело вытесняется в конденсатор-охладитель 4.The change in the phase of the working stroke to the reverse stroke is accompanied by a change in the polarity of the output voltage taken from the coil 21, which serves as a signal to open the second electrovalve 3. The control voltage to the second electrovalve 3 from the control unit 5 is supplied throughout the entire reverse stroke of the piston 16, during which the spent the working fluid is displaced into the condenser-cooler 4.

В процессе обратного хода поршень 16 по инерции, обусловленной массой постоянного магнита 17 и самого поршня 16, проходит через точку начального положения, достигая первой стенки-основания 6. После этого заканчивается обратный ход и начинается промежуточная фаза хода поршня 16, что сопровождается изменением полярности напряжения, снимаемого с катушки 21. При изменении полярности устройство управления закрывает второй электроклапан 3 и открывает первый электроклапан 2 и начинается фаза рабочего хода и весь цикл повторяется.During the reverse stroke, the piston 16 by inertia, due to the mass of the permanent magnet 17 and the piston 16 itself, passes through the initial position point, reaching the first base wall 6. After this, the reverse stroke ends and the intermediate phase of the piston 16 stroke begins, which is accompanied by a change in voltage polarity removed from the coil 21. When changing the polarity, the control device closes the second electrovalve 3 and opens the first electrovalve 2 and the phase of the stroke begins and the whole cycle repeats.

Предложенное устройство преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию может повысить эффективность работы, например, при использовании в качестве нагревателя 3 солнечных батарей, которые под воздействием солнечной энергии претерпевают значительный нагрев. Температура нагрева батарей может достигать значений выше предельно допустимой. Расположение солнечной батарея на нагревателе рабочего тела позволит получать дополнительную электрическую энергию и обеспечить нормальные условия работы батарей. В реальных условиях, например, при использовании солнечной энергии, достижимой считается температура нагрева 70-90°C. При этих значениях нагрев рабочего тела возможен до 60-70°C. Величину полезной работы в этом случае можно определить по диаграмме в координатах давление (P) - энтальпия (H). На фиг. 2 представлена диаграмма для изобутана, который используется в качестве рабочего тела.The proposed device for converting low-potential environmental energy into electrical energy can improve operating efficiency, for example, when using 3 solar panels as a heater, which undergo significant heating under the influence of solar energy. The temperature of heating the batteries can reach values above the maximum permissible. The location of the solar battery on the heater of the working fluid will allow you to receive additional electrical energy and ensure normal working conditions of the batteries. In real conditions, for example, when using solar energy, a heating temperature of 70-90 ° C is considered achievable. At these values, heating of the working fluid is possible up to 60-70 ° C. The value of useful work in this case can be determined from the diagram in the coordinates of pressure (P) - enthalpy (H). In FIG. 2 is a diagram for isobutane, which is used as a working fluid.

На этой диаграмме цикл представлен двумя изобарами (A и C) и двумя адиабатами (B и D). Длина изобар Q₁=H₁-H₃ и Q₂=H₂-H₃ характеризует количество подводимого тепла к рабочему телу и отводимого от него соответственно. Адиабаты характеризуют количество вырабатываемой энергии E=H₁-H₂ и затрачиваемой на сжатие рабочего тела (сжатие рабочего тела в жидкой фазе не требует затрат энергии).In this diagram, the cycle is represented by two isobars (A and C) and two adiabats (B and D). The length of the isobars Q ₁ = H ₁ -H ₃ and Q ₂ = H ₂ -H ₃ characterizes the amount of heat supplied to and removed from the working fluid, respectively. Adiabats characterize the amount of generated energy E = H ₁ -H ₂ and spent on the compression of the working fluid (compression of the working fluid in the liquid phase does not require energy).

Для эффективного теплообмена температура окружающей среды должна быть выше температуры нагрева (на диаграмме 60°С), а температура охладителя ниже температуры отработанного рабочего тела (на диаграмме 10°C). В условиях изменения температуры нагрева рабочего тела необходимо изменять давление нагнетания и массовый расход рабочего тела. При повышении температуры для повышения мощности следует увеличить давление, а при уменьшении - снизить, иначе рабочее тело будет оставаться в жидкой фазе. При повышении температуры охладителя выходная мощность снижается, что требует корректировки параметров преобразователя, а именно таким образом, чтобы температура отработанного рабочего тела была выше температуры охладителя. Таким образом, для достижения наибольшей эффективности параметры преобразователя должны изменяться соответственно изменению внешних условий - температуры нагрева и охлаждения, то есть преобразователь должен быть адаптивным.For efficient heat transfer, the ambient temperature should be higher than the heating temperature (in the diagram 60 ° C), and the temperature of the cooler below the temperature of the spent working fluid (in the diagram 10 ° C). Under conditions of changing the temperature of heating of the working fluid, it is necessary to change the discharge pressure and the mass flow rate of the working fluid. With increasing temperature, to increase power, increase pressure, and if it decreases, reduce it, otherwise the working fluid will remain in the liquid phase. With increasing temperature of the cooler, the output power decreases, which requires adjusting the parameters of the converter, namely in such a way that the temperature of the spent working fluid is higher than the temperature of the cooler. Thus, in order to achieve the greatest efficiency, the parameters of the converter should change according to changes in the external conditions - the temperature of heating and cooling, that is, the converter must be adaptive.

Именно такое техническое решение и предлагается использовать для преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды в электрическую энергию, что доказывает достижение требуемого технического результата.It is such a technical solution that is proposed to be used to convert low-potential environmental energy into electrical energy, which proves the achievement of the required technical result.

При необходимости увеличения электрической мощности, возможно параллельное включение преобразователей.If it is necessary to increase electric power, it is possible to switch on the converters in parallel.

Claims

A device for converting low-potential environmental energy into electrical energy containing an electric generator and a pump, characterized in that a heater is introduced, the supply of the working fluid of which is connected to the output of the pump, a condenser-cooler, the output of the working fluid of which is connected to the input of the working fluid of the pump, and a unit control, and the generator is made in the form of a sealed cylinder, in the first wall of which is made a hole for supplying a working fluid, which through the first electrovalve with it is single with the output of the working fluid of the heater, and the hole for outputting the working fluid, which is connected through the second electrovalve to the input of the working fluid of the condenser-cooler, has a ground terminal and a terminal for supplying electric energy to the load, which is connected to the input current control terminal, in the second base wall load of the control unit, the input terminal of the control of the heating temperature and the input terminal of the control of the cooling temperature of which are connected to the output terminals of the heater temperature sensor and the temperature sensor The cooling temperatures of the condenser-cooler, respectively, the control output of the pump and the first and second solenoid valves are connected to the control inputs of the pump and the first and second solenoid valves, respectively, while the cylinder contains a piston whose working surface faces the first base wall with a permanent cylindrical magnet fixed to it a form having a central hole, a centering axis, fixed in the second base wall and partially inserted into the central hole of the magnet, spring, mouth Installed between the second base wall and the magnet, and the inductor on a non-magnetic frame covering the spring, and the first and second conclusions

which are connected respectively to the ground terminal and the terminal for supplying electric energy to the load, which is connected to the terminal of the negative potential of the power diode, made in the second base wall.