RU2232950C2 - Энергетическая установка - Google Patents
Энергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232950C2 RU2232950C2 RU2002126023/06A RU2002126023A RU2232950C2 RU 2232950 C2 RU2232950 C2 RU 2232950C2 RU 2002126023/06 A RU2002126023/06 A RU 2002126023/06A RU 2002126023 A RU2002126023 A RU 2002126023A RU 2232950 C2 RU2232950 C2 RU 2232950C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- heat exchanger
- tank
- cone
- accumulator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к энергетике и предназначено для производства электроэнергии и тепла путем использования теплового солнечного излучения и потоков воздуха. Установка содержит новые дополнительные элементы и связи: электронагреватель, установленный в резервуаре с тепловым аккумулятором, соединенный приводами с генератором, первый теплообменник, расположенный в пространстве между прозрачной и светопоглощающей поверхностями по всей площади конуса и соединенный при помощи напорного и сливного трубопроводов, размещенных внутри установки, соответственно с первым насосом через всасывающий трубопровод и с резервуаром с тепловым аккумулятором, второй теплообменник с охлажденным теплоносителем, размещенный вдоль нижнего основания конуса, третий теплообменник, изолированный от проникновения тепла извне и установленный на выходе из вытяжной трубы, сообщенный при помощи напорного и сливного трубопроводов со вторым насосом и вторым теплообменником, причем первый и четвертый теплообменники соединены между собой, с аккумулятором тепла и с потребителем, а второй теплообменник соединен с третьим теплообменником. Использование установки должно обеспечить повышение КПД за счет стабилизации тяги и рационального использования тепла. 1 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике и предназначено для производства электроэнергии и тепла путем использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии: теплового солнечного излучения и потоков воздуха.
Известна энергетическая установка, использующая для своей работы наряду с энергией ветра тепловое солнечное излучение [1]. Установка состоит из бассейна с водой, установленной над ним вытяжной колонны с расположенным в ее нижней части воздухоподогревающим входным коллектором и размещенной в ее горловине лопаточной воздушной турбиной, которая, с целью повышения КПД, дополнительно содержит размещенный под турбиной и связанный с валом компрессор, установленный под ним воздушно-водяной теплообменник, кроме того, коллектор соединен с теплопередающим устройством, выполненным в виде конусообразного элемента, наружная стенка которого выполнена прозрачной, а внутренняя - светопоглощающей.
Недостатком данной установки является зависимость ее работоспособности от наличия ветра, открытости местности и интенсивности солнечного излучения, что обусловливает ограничение области применения установки. Кроме того, в данной энергетической установке не в полной мере используются доступные ресурсы энергии, а также она может быть использована только для производства тепла.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является электроэнергетическая установка, выбранная в качестве прототипа, которая содержит блок преобразования механической энергии в электрическую, выполненный в виде рамы с лопастями, с присоединенным к нему электрогенератором и блок преобразования лучистой энергии солнца, выполненный в виде вертикально установленной трубы, изготовленной из двух разных материалов, состыкованных по продольному сечению трубы, один из них - прозрачный, а другой - с внутренней поверхностью с наибольшей степенью поглощения лучистой энергии, кроме того, для усиления тяги в часы недостаточного подогрева солнечными лучами в нижней части трубы установлена горелка [2].
Недостатком прототипа является то, что энергетические показатели данной установки в значительной степени зависят от места ее расположения, отсутствует полная независимость работоспособности установки от солнечного излучения. Кроме того, при работе данной электроэнергетической установки имеются большие потери тепла, которые безвозвратно рассеиваются в атмосфере и рационально не используются, а также данная установка может производить только электроэнергию.
Целью изобретения является создание экономичной ресурсосберегающей энергетической установки для производства электроэнергии и тепла путем использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии: теплового солнечного излучения и потоков воздуха, повышение КПД установки за счет стабилизации тяги и рационального использования потерь тепла, выделяемых в процессе ее работы.
Поставленная цель достигается тем, что энергетическая установка, содержащая: резервуар с тепловым аккумулятором, блок преобразования лучистой энергии солнца в механическую энергию через тепловую, выполненный в виде конусообразного элемента с вытяжной трубой, наружная стенка которого выполнена прозрачной, а внутренняя - из материала с наибольшей степенью поглощения лучистой энергии, блок преобразования механической энергии в электрическую, состоящий из закрепленного на вертикальном валу ветроколеса, расположенного в вытяжной трубе, и присоединенного к нему электрогенератора, установку для сжигания топлива, соединенную с потребителем электроэнергии, дополнительно содержит электронагреватель, установленный в резервуаре с тепловым аккумулятором, соединенный приводами с генератором, первый теплообменник, расположенный в пространстве между прозрачной и светопоглощающей поверхностями по всей площади конуса и соединенный при помощи напорного и сливного трубопроводов, размещенных внутри установки, соответственно с первым насосом через всасывающий трубопровод и резервуаром с тепловым аккумулятором, второй теплообменник с охлажденным теплоносителем, размещенный вдоль нижнего основания конуса, третий теплообменник, изолированный от проникновения тепла извне и установленный на выходе из вытяжной трубы, сообщенный при помощи напорного и сливного трубопроводов со вторым насосом и вторым теплообменником, причем второй насос соединен через всасывающий трубопровод со вторым теплообменником, четвертый теплообменник, подогреваемый установкой для сжигания топлива, вход которого подключен к выходу первого теплообменника, а выход - к всасывающему трубопроводу резервуара с тепловым аккумулятором, потребитель тепла, вход которого соединен с выходом первого теплообменника, а выход - со вторым входом резервуара с тепловым аккумулятором.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлен общий вид энергетической установки.
Энергетическая установка для производства электроэнергии и тепла (фиг.1) содержит резервуар 1 с тепловым аккумулятором, блок 2 преобразования лучистой энергии солнца в механическую энергию через тепловую, блок 3 преобразования механической энергии в электрическую. Блок 2 выполнен в виде конусообразного элемента 4, по всей площади основания которого расположены воздухозаборные жалюзи 5, с установленной над ним вытяжной трубой 6. Наружная стенка 7 конусообразного элемента 4 изготовлена из прозрачного материала, внутренняя стенка 8 - из материала с наибольшей степенью поглощения лучистой энергии. Блок 3 преобразования механической энергии в электрическую состоит из закрепленного на вертикальном валу ветроколеса 9, расположенного в вытяжной трубе 6, и присоединенного к нему электрогенератора 10, от которого осуществляется питание потребителя электроэнергии 11.
Установка также содержит установленный в резервуаре 1 с тепловым аккумулятором электронагреватель 12, соединенный приводами с генератором 10, расположенный в пространстве между прозрачной 7 и светопоглощающей 8 поверхностями по всей площади конуса 4 первый теплообменник 13, соединенный при помощи напорного 14 и сливного 15 трубопроводов, размещенных внутри установки, соответственно с первым насосом 16 через всасывающий трубопровод 17 и резервуаром 1 с тепловым аккумулятором. Вдоль нижнего основания конусообразного элемента 4 размещен второй теплообменник 18с охлажденным теплоносителем, а на выходе из вытяжной трубы 6 установлен третий теплообменник 19, изолированный от проникновения тепла извне, сообщенный при помощи напорного 20 и сливного 21 трубопроводов со вторым насосом 22 и вторым теплообменником 18, причем второй насос 22 соединен через всасывающий трубопровод 23. Энергетическая установка дополнительно снабжена четвертым теплообменником 24, подогреваемым установкой для сжигания топлива 25, вход которого подключен к выходу первого теплообменника 13, а выход - к всасывающему трубопроводу 17 резервуара 1 с тепловым аккумулятором. Имеющийся потребитель тепла 26 входом соединен с выходом первого теплообменника 13, а выходом - со вторым входом резервуара 1 с тепловым аккумулятором.
Установка работает следующим образом. При работе энергетическая установка использует как солнечную, так и ветровую энергию. Ветер любого направления (V) через воздухозаборные жалюзи 5 попадает в пространство между прозрачной 7 и светопоглощающей 8 поверхностями конусообразного элемента 4. В то же время лучи солнца (S), освещая поверхность конуса 4, проходят сквозь прозрачную поверхность 7 и поглощаются через поверхность из материала с наибольшей степенью поглощения лучистой энергии 8, вследствие нагрева которой лучистая энергия солнца преобразуется в тепловую, воздух в пространстве между поверхностями нагревается и приводит к созданию потока его в направлении вдоль установки снизу вверх (V).
Лучистая энергия солнца преобразуется в механическую энергию перемещения воздуха, за счет этого создается дополнительная топочная тяга. Под действием нагретого потока воздуха ветроколесо 9 блока 3 преобразования механической энергии в электрическую начинает вращаться и приводит в действие электрогенератор 10. Вырабатываемая электроэнергия направляется к потребителю электроэнергии 11. Мощность такой установки зависит от площади поверхности конусообразного элемента и интенсивности солнечных лучей. Однако для уменьшения зависимости работы установки от интенсивности солнечного излучения она дополнительно содержит электронагреватель 12, установленный в резервуаре 1 с тепловым аккумулятором, соединенный приводами с генератором 10, часть вырабатываемой электроэнергии от которого поступает на нагрев теплоносителя в резервуаре, теплообменник 13, расположенный в пространстве между прозрачной 7 и светопоглощающей 8 поверхностями по всей площади конуса 4. Подогретый в резервуаре 1 теплоноситель при помощи насоса 16 через всасывающий трубопровод 17 по напорному трубопроводу 14 поступает в теплообменник 13, где дополнительно нагревается за счет солнечного излучения, затем через сливной трубопровод 15 часть тепла направляется к потребителю тепла 26, а остальной теплоноситель возвращается в резервуар 1 с тепловым аккумулятором.
Кроме того, для усиления тяги за счет разности температур нагретых газов внутри установки и атмосферного воздуха на выходе из вытяжной трубы 6 установлен теплообменник 19, изолированный от проникновения тепла извне, связанный с теплообменником 18 с охлажденным теплоносителем, размещенным вдоль нижнего основания конуса 4, при помощи напорного 20 и сливного 21 трубопроводов. Охлажденный теплоноситель при помощи насоса 22 через всасывающий трубопровод 23 по напорному трубопроводу 20 поступает в теплообменник 19, где охлаждает воздух, в то же время, нагреваясь газами, выходящими из установки, возвращается через сливной трубопровод 21 обратно в теплообменник 18. Подпитка холодной водой осуществляется от источника холодной воды. Кроме того, для более эффективного использования установки в часы недостаточного подогрева солнечными лучами, особенно в ночные часы, а также в осеннее и зимнее времена года, энергетическая установка дополнительно снабжена теплообменником 24, подогреваемым установкой для сжигания топлива 25, вход которого подключен к выходу теплообменника 13, а выход - к всасывающему трубопроводу 17 резервуара 1 с тепловым аккумулятором. Следует отметить, что все трубопроводы проложены внутри установки, что позволяет использовать тепловые потери, выделяющиеся в процессе ее работы, для совершения полезной работы ветроколесом 9. Дополнительная теплота поступает также и от резервуара 1 с тепловым аккумулятором.
Таким образом, применение предлагаемой энергетической установки, по сравнению с прототипом, позволяет вырабатывать, используя нетрадиционные источники энергии, не только электроэнергию, но еще и тепло. Кроме того, снижается зависимость работы установки от интенсивности солнечного излучения, рационально используются потери тепла, выделяемые в процессе ее работы, стабилизируется тяга. Благодаря этому повышается КПД энергетической установки и расширяется область ее применения.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1460402, F 03 D 9/00, 1987, БИ № 7, 1989.
2. Патент Российской Федерации 2168061, F 03 D 9/00, 14.07.1998, опубл. 27.05.2001.
Claims (1)
- Энергетическая установка для производства электроэнергии и тепла, содержащая резервуар с тепловым аккумулятором, блок преобразования лучистой энергии солнца в механическую энергию через тепловую, выполненный в виде конусообразного элемента с вытяжной трубой, наружная стенка которого выполнена прозрачной, а внутренняя - из материала с наибольшей степенью поглощения лучистой энергии, блок преобразования механической энергии в электрическую, состоящий из закрепленного на вертикальном валу ветроколеса, расположенного в вытяжной трубе, и присоединенного к нему электрогенератора, установку для сжигания топлива, соединенную с потребителем электроэнергии, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит электронагреватель, установленный в резервуаре с тепловым аккумулятором, соединенный приводами с генератором, первый теплообменник, расположенный в пространстве между прозрачной и светопоглощающей поверхностями по всей площади конуса и соединенный при помощи напорного и сливного трубопроводов, размещенных внутри установки, соответственно с первым насосом через всасывающий трубопровод и резервуаром с тепловым аккумулятором, второй теплообменник с охлажденным теплоносителем, размещенный вдоль нижнего основания конуса, третий теплообменник, изолированный от проникновения тепла извне и установленный на выходе из вытяжной трубы, сообщенный при помощи напорного и сливного трубопроводов со вторым насосом и вторым теплообменником, причем второй насос соединен через всасывающий трубопровод со вторым теплообменником, четвертый теплообменник, подогреваемый установкой для сжигания топлива, вход которого подключен к выходу первого теплообменника, а выход - к всасывающему трубопроводу резервуара с тепловым аккумулятором, потребитель тепла, вход которого соединен с выходом первого теплообменника, а выход - со вторым входом резервуара с тепловым аккумулятором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002126023/06A RU2232950C2 (ru) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | Энергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002126023/06A RU2232950C2 (ru) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | Энергетическая установка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002126023A RU2002126023A (ru) | 2004-04-10 |
RU2232950C2 true RU2232950C2 (ru) | 2004-07-20 |
Family
ID=33413007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002126023/06A RU2232950C2 (ru) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | Энергетическая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2232950C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2737412C1 (ru) * | 2020-06-11 | 2020-11-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Ветроулавливающее и ветросоздающее гелиоаэродинамическое многофункциональное устройство (ВВГМУ) |
-
2002
- 2002-09-30 RU RU2002126023/06A patent/RU2232950C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2737412C1 (ru) * | 2020-06-11 | 2020-11-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Ветроулавливающее и ветросоздающее гелиоаэродинамическое многофункциональное устройство (ВВГМУ) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3936652A (en) | Power system | |
CA2076043C (en) | Solar roof collector | |
US20080131830A1 (en) | Use of renewable energy like solar, wind, geothermal, biomass, and hydropower for manufacturing combustion air for a fossil fuel burner and firebox | |
US20130147196A1 (en) | Solar Tower With Integrated Gas Turbine | |
CN108625913A (zh) | 一种基于聚光分频光伏光热与双联合朗肯循环技术的分布式冷热电连供系统 | |
AU2011380892B2 (en) | Solar collector including a solar turbine or a turbocompressor | |
JP2022544152A (ja) | 光熱原理に基づく太陽熱ガスタービン発電システム | |
CN208734388U (zh) | 一种基于聚光分频光伏光热与双联合朗肯循环技术的分布式冷热电连供系统 | |
WO2015017879A1 (en) | A power generating window assembly | |
RU2232950C2 (ru) | Энергетическая установка | |
CN202493303U (zh) | 节能环保发动机 | |
CN106922450A (zh) | 利用变频器或逆变器产生的热量进行温室大棚种植的系统 | |
CN206290390U (zh) | 一种太阳能全光谱发电系统 | |
CN202300853U (zh) | 风光兼备辅助热力成机制太阳塔式电力输出优化集成系统 | |
TWI510711B (zh) | 熱對流發電系統 | |
CN201269173Y (zh) | 太阳能发电装置 | |
CN207333115U (zh) | 太阳能槽式集热装置与低温斯特林发电机组联合发电系统 | |
RU2168061C2 (ru) | Электроэнергетическая установка | |
CN201053773Y (zh) | 聚光热电太阳能 | |
GB2529001A (en) | Reduced cost solar generator | |
RU2002126023A (ru) | Энергетическая установка | |
Mekhail et al. | New Implementation of the Use of Cross Wind in Solar Chimney Power Plant | |
CN2821201Y (zh) | 一种太阳能风力装置 | |
RU153795U1 (ru) | Солнечный коллектор | |
KR20200001269U (ko) | T형파이프와 유리진공관의 태양열 집열장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051001 |