RU2172421C2 - Автономная комбинированная энергоустановка на основе двигателя стирлинга - Google Patents
Автономная комбинированная энергоустановка на основе двигателя стирлингаInfo
- Publication number
- RU2172421C2 RU2172421C2 RU99122945A RU99122945A RU2172421C2 RU 2172421 C2 RU2172421 C2 RU 2172421C2 RU 99122945 A RU99122945 A RU 99122945A RU 99122945 A RU99122945 A RU 99122945A RU 2172421 C2 RU2172421 C2 RU 2172421C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- engine
- cold
- cooling system
- stirling engine
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике и двигателям Стирлинга, предназначено в качестве автономных энергоустановок для стационарных и передвижных объектов при одновременном производстве электроэнергии, тепла и холода. При работе двигатель Стирлинга производит полезную энергию, преобразуемую в электрическую энергию с помощью электрогенератора, расположенного на одном валу с двигателем. Для охлаждения двигателя используется система охлаждения, с помощью которой в аккумуляторе холода температура охлаждающей жидкости снижается до минимальной температуры. Высокотемпературные отработанные газы из камеры сгорания по магистрали поступают в пароэжекторную холодильную машину, за счет работы которой в испарителе генерируется холод, передаваемый через магистраль хладоносителя в аккумулятор холода. Единый контур внешнего теплоснабжения забирает тепло от системы охлаждения в теплообменнике и тепло холодильной машины в конденсаторе, передавая его потребителям. Для регулирования подачи теплоносителя в конденсатор предназначена байпасная линия с регулирующим клапаном. Изобретение позволяет повысить КПД двигателя Стирлинга за счет снижения температуры охлаждающей жидкости до минимальной температуры, одновременного производства электроэнергии, тепла и холода 1 ил.
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и двигателей Стирлинга, предназначено в качестве автономных энергоустановок для стационарных и передвижных объектов при одновременном производстве электроэнергии, тепла и холода.
Известно, что автономные энергоисточники на основе двигателей Стирлинга обеспечивают высокую эффективность и снижение концентрации вредных выбросов в выхлопных газах (Кириллов Н.Г. Применение высокоэффективных и экологически чистых машин Стирлинга в судовой энергетике. /Труды 2-й межд. конфер. по морским интеллектуальным технологиям "Моринтех-97"/. Том N 5, СПб., 1997, стр. 140). Однако, для повышения КПД двигателя Стирлинга необходимо использовать охлаждающую жидкость с минимальной температурой.
Известна принципиальная схема пароэжекторной холодильной машины, включающей в себя испаритель, пароструйный компрессор (эжектор), конденсатор, парогенератор, насос, дроссельный вентиль (М.В. Урушев. Холодильные установки. Л., Изд. ЛВВИСКУ, 1979, стр. 139).
Известно устройство погружных теплообменников, которые могут быть использованы в качестве аккумуляторов холода (М.В. Урушев. Холодильные установки. Л., Изд. ЛВВИСКУ, 1979. -стр. 97).
Известно устройство двигателя Стирлинга, включающее в себя камеру сгорания, нагреватель, регенератор, холодильник и поршневую группу (Г.Ридер., Ч. Хупер, Двигатели Стирлинга. М., Изд. "Мир", 1986, стр. 55).
Известна энергетическая установка с двигателем Стирлинга, включающая в себя двигатель Стирлинга и тепловую машину, работающую за счет теплоты отработанных газов двигателя и генерирующую холод, для снижения минимальной температуры цикла двигателя Стирлинга (Патент РФ N 2099564, F 02 G 5/00, Бюл. N 35 от 20.12.97). Однако, данная установка не предназначена для выработки тепловой энергии.
Известна комбинированная установка на основе двигателя Стирлинга, предназначенная для одновременной выработки электроэнергии и тепла, с электрогенератором на одном валу и системой охлаждения, линиями подачи топлива и теплообменником для нагрева жидкости, через который проходят выхлопные газы двигателя Стирлинга, при этом нагретая жидкость передается во внешние магистрали (Заявка ЕПВ N 0457399. Реферативный журнал "Изобретение стран мира", выпуск В-65, N 5, 1993, стр. 13). Однако, данная установка имеет сложную систему совместного охлаждения двигателя и генератора, а также, данное техническое решение не предусматривает получение минимальной температуры для охлаждения двигателя.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении КПД двигателя Стирлинга за счет снижения температуры охлаждающей жидкости до минимальной температуры, одновременном производстве электроэнергии, тепла и холода.
Для достижения этого технического результата автономная комбинированная энергоустановка на основе двигателя Стирлинга, включающая в себя двигатель Стирлинга с электрогенератором на одном валу и системой охлаждения, линии подачи топлива, теплообменник-утилизатор тепла отработанных газов двигателя, через который проходит магистраль отработанных газов двигателя, систему внешнего теплоснабжения с потребителями тепла, снабжена пароэжекторной холодильной машиной с парогенератором и пароперегревателем, используемыми в качестве теплообменников-утилизаторов теплоты отработанных газов двигателя, аккумулятором холода, через который проходит система охлаждения двигателя и магистраль хладоносителя из испарителя холодильной машины, а также, единым замкнутым контуром передачи тепла от двигателя и холодильной машины к потребителям тепла, содержащим насос и проходящим последовательно через теплообменник-охладитель системы охлаждения двигателя и конденсатор холодильной машины, при этом, контур содержит байпасную перемычку с регулирующим клапаном, расположенную параллельно конденсатору холодильной машины.
Введение в состав автономной комбинированной энергоустановки на основе двигателя Стирлинга пароэжекторной холодильной машины, аккумулятора холода, связывающего систему охлаждения двигателя с холодильной машиной, магистрали отработанных газов двигателя, проходящих через парогенератор и пароперегреватель холодильной машины, и единого замкнутого контура передачи тепла от двигателя и холодильной машины к внешним потребителям тепла с байпасной перемычкой, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности использования теплового потенциала отработанных газов для получения холода и снижения минимальной температуры цикла двигателя Стирлинга, а также комбинированного использования теплоты системы охлаждения двигателя и отработанных газов для внешних систем теплоснабжения.
На чертеже изображена автономная комбинированная энергоустановка на основе двигателя Стирлинга.
Автономная комбинированная энергоустановка включает в себя двигатель Стирлинга 1 с линией отработанных газов 2, камерой сгорания 3, холодильником 4, электрогенератором 5, расположенным на одном валу с двигателем 1, и системой охлаждения 6, состоящей из теплообменника-охладителя 7 и насоса 8, пароэжекторную холодильную машину 9, включающую в себя парогенератор 10, пароперегреватель 11, эжектор 12, конденсатор 13, насос 14, дроссельный клапан 15, испаритель 16, единый замкнутый контур передачи тепла 17 от двигателя 1 и холодильной машины 9 к внешним потребителям тепла, состоящим из насоса 18, потребителей тепла 19 и байпасной перемычки 20 с регулирующим клапаном 21. Двигатель Стирлинга 1 соединен с холодильной машиной 9 через аккумулятор холода 22 с помощью системы охлаждения 6 и магистрали циркуляции хладоносителя 23, из испарителя 16, с насосом 24.
Автономная комбинированная энергоустановка на основе двигателя Стирлинга работает следующим образом.
При работе двигатель Стирлинга 1 производит полезную энергию, преобразуемую в электрическую энергию с помощью электрогенератора 5, расположенного на одном валу с двигателем 1. Для охлаждения двигателя 1 используется система охлаждения 6, в которой охлаждающая жидкость сначала охлаждается в теплообменнике-охладителе 7, а затем, в аккумуляторе холода 22, и с минимальной температурой, с помощью насоса 8, возвращается в холодильник 4 двигателя 1. Высокотемпературные отработанные газы из камеры сгорания 3 по магистрали 2 поступают в пароэжекторную холодильную машину 9, проходя через пароперегреватель 11 и парогенератор 10, образуя пар высокого давления в холодильной машине 9. Пар из пароперегревателя 11 поступает в эжектор 12, за счет чего из испарителя 16 отсасываются пары хладоносителя, с понижением давления в испарителе 16. После этого пар поступает в конденсатор 13, где он конденсируется, при этом часть конденсата с помощью насоса 14 подается в парогенератор 10, а другая часть, проходя через дроссельный вентиль 15, поступает в испаритель 16. За счет низкого давления в испарителе 16, часть конденсата испаряется, а другая часть охлаждается. Холодный конденсат по магистрали 23, с помощью насоса 24, прокачивается через аккумулятор холода 22, где охлаждает охлаждающую жидкость системы охлаждения 6. Единый контур внешнего теплоснабжения 17 забирает тепло от системы охлаждения 6 в теплообменнике 7 и тепло холодильной машины 9 в конденсаторе 13, передавая его потребителям 19. Циркуляция теплоносителя осуществляется с помощью насоса 18. Для регулирования подачи теплоносителя в конденсатор 13 предназначена байпасная линия 20 с регулирующим клапаном 21.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Кириллов Н.Г. Применение высокоэффективных и экологически чистых машин Стирлинга в судовой энергетике. /Труды 2-й межд. конфер. по морским интеллектуальным технологиям "Моринтех-97"/, Том N 5, СПб., 1997, стр. 140.
1. Кириллов Н.Г. Применение высокоэффективных и экологически чистых машин Стирлинга в судовой энергетике. /Труды 2-й межд. конфер. по морским интеллектуальным технологиям "Моринтех-97"/, Том N 5, СПб., 1997, стр. 140.
2. Урушев М.В. Холодильные установки. Л., Изд. ЛВВИСКУ, 1979. -стр. 139.
3. Урушев М.В. Холодильные установки. Л., Изд. ЛВВИСКУ, 1979. -стр. 97.
4. Г. Ридер. , Ч.Хупер. Двигатели Стирлинга. М., Изд. "Мир", 1986, стр. 55.
5. Патент РФ N 2099564, F 02 G 5/00, Бюл. N 35 от 20.12.97.
6. Заявка ЕПВ N 0457399. Реферативный журнал "Изобретение стран мира", выпуск В-65, N 5, 1993, стр. 13 - прототип.
Claims (1)
- Автономная комбинированная энергоустановка на основе двигателя Стирлинга, включающая в себя двигатель Стирлинга с электрогенератором на одном валу и системой охлаждения, линии подачи топлива, теплообменник-утилизатор тепла отработанных газов двигателя, через который проходит магистраль отработанных газов двигателя, систему внешнего теплоснабжения с потребителями тепла, отличающаяся тем, что снабжена пароэжекторной холодильной машиной с парогенератором и пароперегревателем, используемых в качестве теплообменников-утилизаторов теплоты отработанных газов двигателя, аккумулятором холода, через который проходит система охлаждения двигателя и магистраль хладоносителя из испарителя холодильной машины, а также единым замкнутым контуром передачи тепла от двигателя и холодильной машины к потребителям тепла, содержащим насос и проходящим последовательно через теплообменник-охладитель системы охлаждения двигателя и конденсатор холодильной машины, при этом контур содержит байпасную перемычку с регулирующим клапаном, расположенную параллельно конденсатору холодильной машины.
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2172421C2 true RU2172421C2 (ru) | 2001-08-20 |
RU99122945A RU99122945A (ru) | 2001-08-20 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617543C2 (ru) * | 2013-10-29 | 2017-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Константин Чайкин" | Способ получения и накопления электрической энергии от тела человека, автономный самозаряжающийся источник питания и носимое на теле человека электронное устройство |
EA037428B1 (ru) * | 2018-03-30 | 2021-03-26 | Сергей Геннадьевич БАЯКИН | Термоэлектротрансформатор |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617543C2 (ru) * | 2013-10-29 | 2017-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Константин Чайкин" | Способ получения и накопления электрической энергии от тела человека, автономный самозаряжающийся источник питания и носимое на теле человека электронное устройство |
EA037428B1 (ru) * | 2018-03-30 | 2021-03-26 | Сергей Геннадьевич БАЯКИН | Термоэлектротрансформатор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109268099B (zh) | 一种基于温差发电与有机朗肯循环联合船用柴油机余热回收系统及其方法 | |
US2548508A (en) | Thermal system | |
CN104727871B (zh) | 一种有机朗肯‑斯特林机联合循环发电系统及其使用方法 | |
JP2013180625A (ja) | 排熱回収型船舶推進装置およびその運用方法 | |
RU2487305C1 (ru) | Тригенерационная установка на базе микротурбинного двигателя | |
CN107939548A (zh) | 新型内燃机余热利用冷热电联供系统及其工作方法 | |
CN103047044A (zh) | 低温冷源热机 | |
JP2014034924A (ja) | 内燃機関の排熱回収装置及びコジェネレーション・システム | |
CN102809144B (zh) | 采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置及方法 | |
CN103884130A (zh) | 一种吸收余热辅助制冷的船舶冷库系统 | |
RU2172421C2 (ru) | Автономная комбинированная энергоустановка на основе двигателя стирлинга | |
CN107289665B (zh) | 区域能源供应系统 | |
CN206016979U (zh) | 海水冷却、混合冷源的高效燃机进气冷却装置 | |
RU2164614C1 (ru) | Автономная теплоэнергетическая установка с двигателем стирлинга | |
CN210289855U (zh) | 一种热电厂汽轮机润滑油快速辅助冷却装置 | |
CN209539413U (zh) | 一种低参数热回收系统 | |
RU2162532C1 (ru) | Автономная стирлинг-установка для одновременного производства электроэнергии и тепла | |
CN203837317U (zh) | 远洋金枪鱼渔船余热吸收制冷装置 | |
CN109763870A (zh) | 一种低参数热回收系统 | |
KR20120020842A (ko) | 선박 엔진의 연소공기 냉각 시스템 및 방법 | |
KR101271189B1 (ko) | 선박의 흡입공기 냉각시스템 | |
RU2164615C1 (ru) | Теплоэнергетическая установка | |
CN106150700B (zh) | 海水冷却、混合冷源的高效燃机进气冷却装置 | |
RU2196243C2 (ru) | Комбинированная стирлинг-установка для одновременного производства электроэнергии и тепла | |
RU223859U1 (ru) | Устройство для прямого преобразования тепловой энергии отработавших газов в электрическую энергию судовых дизелей |