RU2359143C1 - Power installation - Google Patents

Power installation Download PDF

Info

Publication number
RU2359143C1
RU2359143C1 RU2008104953/06A RU2008104953A RU2359143C1 RU 2359143 C1 RU2359143 C1 RU 2359143C1 RU 2008104953/06 A RU2008104953/06 A RU 2008104953/06A RU 2008104953 A RU2008104953 A RU 2008104953A RU 2359143 C1 RU2359143 C1 RU 2359143C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
heat
heat exchanger
output
cooling
Prior art date
Application number
RU2008104953/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Лудченко (RU)
Николай Иванович Лудченко
Виктор Олегович Сайданов (RU)
Виктор Олегович Сайданов
Михаил Александрович Антипов (RU)
Михаил Александрович Антипов
Сергей Николаевич Езерский (RU)
Сергей Николаевич Езерский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Президент-Нева "Энергетический центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Президент-Нева "Энергетический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Президент-Нева "Энергетический центр"
Priority to RU2008104953/06A priority Critical patent/RU2359143C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359143C1 publication Critical patent/RU2359143C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: present invention relates to machine building, particularly to installations for autonomous electrical and heat supply to user objects, where it is impossible to transmit heat or electrical energy from an external power system. The power installation for combined generation of electrical and heat energy contains an electric generator driven by an internal combustion engine, containing a crank shaft, with the following systems for: cooling engine oil, cooling the cylinder block, comprising a temperature sensor, pressure-charge and gas exhaust. Each system has a heat exchanger - heat recycler. The system for cooling engine oil is connected between the first output of the engine and its first input. The system for cooling the cylinder block is connected between the second output and he second input of the engine. The pressure-charging system is connected to the third input of the engine. The heat exchangers-heat recyclers of the pressure-charging system and the system for cooling engine oil are connected in series to the system of cooling the cylinder block, in which between the second output of the engine and its heat exchanger-heat recycler there is a thermostatic valve, with one input and two outputs. The second output of the engine is connected to the input of the thermostatic valve, and its first output is connected to the heat exchanger-heat recycler of the system for cooling the cylinder block. The installation is provided with an extra heat exchanger, connected between the heat exchangers-heat recyclers of the pressure-charging systems and system for cooling the cylinder block. Between the extra heat exchanger and heat exchanger-heat recycler of the pressure-charging system there is a circulating pump. The heat exchanger-heat recycler of the pressure-charging system is connected to the output of the circulating pump, and the extra heat exchanger is connected to its input, to which is connected the second output of the thermostatic valve. The extra heat exchanger is provided with a forced cooling system, comprising a fan, containing a propeller, fixed on an axis. The axis of the propeller of the fan is connected to the crank shaft of the engine directly or through a gear. Between the propeller and the extra heat exchanger there is a controlled slid-type valve with an actuator, provided with a control unit, connected to the temperature sensor.
EFFECT: invention provides for high efficiency of the power installation due to reduced loss of electrical energy on personal needs, as well as cheap design.
1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к установкам для автономного электро- и теплоснабжения потребителей объектов, где отсутствуют возможности подачи тепловой и электрической энергии от внешней энергосистемы.The invention relates to mechanical engineering, in particular to installations for autonomous electric and heat supply to consumers of facilities where there is no possibility of supplying heat and electric energy from an external power system.

Известна энергетическая установка для совместной выработки электрической и тепловой энергии, содержащая электрический генератор с приводом от ДВС, имеющего системы газовыхлопа и охлаждения блока цилиндров, в которых установлены теплообменники-утилизаторы теплоты отработавших газов и охлаждающей жидкости, SU 1560763 A1.A known power plant for the joint generation of electric and thermal energy, containing an electric generator driven by an internal combustion engine, having a gas exhaust system and cooling a cylinder block, in which heat exchangers are utilized for the heat of exhaust gases and coolant, SU 1560763 A1.

Недостатком известной установки является ее низкая экономичность ввиду того, что в ней не утилизируется теплота, отводимая с моторным маслом и наддувочным воздухом.A disadvantage of the known installation is its low profitability due to the fact that it does not utilize the heat removed with engine oil and charge air.

Известна также энергетическая установка для совместной выработки электрической и тепловой энергии, содержащая электрический генератор с приводом от ДВС, имеющего системы: охлаждения моторного масла, охлаждения блока цилиндров, наддува и газовыхлопа, в которых установлены теплообменники-утилизаторы теплоты, при этом система охлаждения моторного масла включена между выходом двигателя и его входом, система охлаждения блока цилиндров включена между другим выходом и другим входом двигателя, система наддува подсоединена к следующему входу двигателя, а система газовыхлопа подсоединена к следующему выходу двигателя, RU 2171913.Also known is a power plant for the joint generation of electric and thermal energy, comprising an electric generator driven by an internal combustion engine, having systems for cooling engine oil, cooling a cylinder block, pressurization and gas exhaust, in which heat exchangers are utilized for heat recovery, while the engine oil cooling system is turned on between the output of the engine and its input, the cooling system of the cylinder block is connected between the other output and the other input of the engine, the boost system is connected to the next input at the engine, and the gas exhaust system is connected to the next output of the engine, RU 2171913.

Данная установка не обеспечивает достаточного охлаждения блока цилиндров ДВС, наддувочного воздуха и моторного масла ввиду отсутствия соответствующего теплоотвода при высоких температурах или малых расходах теплоносителя внешней тепловой сети потребителей теплоты. В результате возникает перегрев ДВС и соответственно снижаются эффективность выработки энергии и надежность установки.This installation does not provide sufficient cooling of the engine block, ICE and engine oil due to the lack of adequate heat removal at high temperatures or low heat carrier flow rates of the external heat network of heat consumers. As a result, the internal combustion engine overheats and, accordingly, the efficiency of energy generation and the reliability of the installation are reduced.

Решение задачи обеспечения необходимого отвода тепла от ДВС при любых эксплуатационных режимах и тем самым повышения эффективности и надежности установки обеспечивает энергетическая установка RU 2280777.The solution to the problem of ensuring the necessary heat removal from the internal combustion engine under any operating conditions and thereby increasing the efficiency and reliability of the installation is provided by the power plant RU 2280777.

Данная установка для совместной выработки электрической и тепловой энергии содержит электрический генератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания, содержащего коленчатый вал, имеющего системы: охлаждения моторного масла, охлаждения блока цилиндров, содержит датчик температуры, наддува, газовыхлопа, каждая система имеет теплообменник-утилизатор теплоты, при этом система охлаждения моторного масла включена между первым выходом двигателя и его первым входом, система охлаждения блока цилиндров включена между вторым выходом и вторым входом двигателя, система наддува подсоединена к третьему входу двигателя, а система газовыхлопа подсоединена к третьему выходу двигателя; теплообменники-утилизаторы теплоты системы наддува и системы охлаждения моторного масла последовательно включены в систему охлаждения блока цилиндров двигателя, в которую между вторым выходом двигателя и ее теплообменником-утилизатором теплоты включен терморегулирующий клапан, имеющий один вход и два выхода, причем ко второму выходу двигателя подключен вход терморегулирующего клапана, а его первый выход соединен с теплообменником-утилизатором теплоты системы охлаждения блока цилиндров, при этом установка снабжена дополнительным теплообменником, включенным между теплообменниками-утилизаторами теплоты системы наддува и системы охлаждения блока цилиндров, между дополнительным теплообменником и теплообменником-утилизатором теплоты системы наддува включен циркуляционный насос, причем с теплообменником-утилизатором теплоты системы наддува соединен выход циркуляционного насоса, а с дополнительным теплообменником соединен его вход, к которому подключен второй выход терморегулирующего клапана, при этом дополнительный теплообменник снабжен системой принудительного охлаждения - вентилятором, датчиком температуры системы охлаждения блока цилиндров.This installation for the joint generation of electric and thermal energy contains an electric generator driven by an internal combustion engine containing a crankshaft, having systems: cooling engine oil, cooling the cylinder block, contains a temperature sensor, pressurization, gas exhaust, each system has a heat exchanger-heat recovery unit, while the engine oil cooling system is connected between the first engine output and its first input, the cylinder block cooling system is connected between the second output and the second with the engine inlet, the boost system is connected to the third input of the engine, and the gas exhaust system is connected to the third output of the engine; heat exchangers-heat exchangers of the supercharging system and engine oil cooling systems are sequentially included in the engine block cooling system, in which between the second output of the engine and its heat exchanger-heat recovery valve there is a thermostatic valve having one input and two outputs, and an input is connected to the second output of the engine thermostatic valve, and its first outlet is connected to a heat exchanger-heat recovery unit of the cooling system of the cylinder block, while the installation is equipped with an additional t a heat exchanger connected between heat exchangers-heat exchangers of the boost system and the cooling system of the cylinder block, a circulation pump is connected between the additional heat exchanger and heat exchanger-heat exchangers of the boost system, and the output of the circulation pump is connected to the heat exchanger-heat exchanger of the charge system, and its input is connected to the additional heat exchanger to which the second output of the thermostatic valve is connected, while the additional heat exchanger is equipped with a forced system cooling - by a fan, a temperature sensor of the cooling system of the cylinder block.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.This technical solution is made as a prototype of the present invention.

Недостатком прототипа является нерациональный расход электроэнергии на собственные нужды установки, которая затрачивается на питание привода вентилятора. В зависимости от мощности установки эти потери, связанные с двукратным преобразованием энергии - механической энергии двигателя внутреннего сгорания в электрическую и обратно в механическую энергию, обеспечивающую вращение крыльчатки вентилятора, составляют 3-7%, что существенно снижает эффективность энергетической установки. Кроме того, недостатком прототипа является наличие весьма мощного и дорогостоящего двигателя вентилятора, мощность которого составляет 10-15% мощности двигателя внутреннего сгорания.The disadvantage of the prototype is the irrational energy consumption for the plant’s own needs, which is spent on powering the fan drive. Depending on the capacity of the installation, these losses associated with the twofold conversion of energy — the mechanical energy of the internal combustion engine into electrical energy and vice versa — into mechanical energy that ensures the rotation of the fan impeller, are 3-7%, which significantly reduces the efficiency of the power plant. In addition, the disadvantage of the prototype is the presence of a very powerful and expensive fan motor, the power of which is 10-15% of the capacity of an internal combustion engine.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности энергетической установки путем снижения затрат электроэнергии на собственные нужды, а также упрощение и удешевление конструкции.The objective of the present invention is to increase the efficiency of a power plant by reducing the cost of electricity for its own needs, as well as simplifying and cheapening the design.

Согласно изобретению в энергетической установке для совместной выработки электрической и тепловой энергии, содержащей электрический генератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания, содержащего коленчатый вал, имеющего системы: охлаждения моторного масла, охлаждения блока цилиндров, включающей датчик температуры, наддува, газовыхлопа, каждая система имеет теплообменник-утилизатор теплоты, при этом система охлаждения моторного масла включена между первым выходом двигателя и его первым входом, система охлаждения блока цилиндров включена между вторым выходом и вторым входом двигателя, система наддува подсоединена к третьему входу двигателя, а система газовыхлопа подсоединена к третьему выходу двигателя, теплообменники-утилизаторы теплоты системы наддува и системы охлаждения моторного масла последовательно включены в систему охлаждения блока цилиндров двигателя, в которую между вторым выходом двигателя и ее теплообменником-утилизатором теплоты включен терморегулирующий клапан, имеющий один вход и два выхода, причем ко второму выходу двигателя подключен вход терморегулирующего клапана, а его первый выход соединен с теплообменником-утилизатором теплоты системы охлаждения блока цилиндров, при этом установка снабжена дополнительным теплообменником, включенным между теплообменниками-утилизаторами теплоты системы наддува и системы охлаждения блока цилиндров, между дополнительным теплообменником и теплообменником-утилизатором теплоты системы наддува включен циркуляционный насос, причем с теплообменником-утилизатором теплоты системы наддува соединен выход циркуляционного насоса, а с дополнительным теплообменником соединен его вход, к которому подключен второй выход терморегулирующего клапана, при этом дополнительный теплообменник снабжен системой принудительного охлаждения, включающей вентилятор, содержащий крыльчатку, укрепленную на оси; ось крыльчатки вентилятора соединена с коленчатым валом двигателя напрямую или посредством передачи, при этом между крыльчаткой и дополнительным теплообменником установлена управляемая заслонка с приводом, снабженным блоком управления, соединенным с датчиком температуры.According to the invention, in a power plant for the joint generation of electric and thermal energy containing an electric generator driven by an internal combustion engine containing a crankshaft, having systems: cooling engine oil, cooling a cylinder block including a temperature sensor, boost, gas exhaust, each system has a heat exchanger heat recovery unit, while the engine oil cooling system is connected between the first output of the engine and its first input, the cooling system of the cylinder block in is connected between the second output and the second input of the engine, the boost system is connected to the third input of the engine, and the gas exhaust system is connected to the third output of the engine, heat exchangers-heat exchangers of the heat of the boost system and the engine oil cooling system are sequentially included in the engine cylinder block cooling system, in which between the second output of the engine and its heat exchanger-heat recovery heater includes a thermostatic valve having one input and two outputs, with an input connected to the second output of the engine one of the thermostatic control valves, and its first outlet is connected to the heat exchanger-heat exchanger of the cooling system of the cylinder block, while the installation is equipped with an additional heat exchanger connected between the heat exchangers-heat exchangers of the charge system and the cooling system of the cylinder block, between the additional heat exchanger and heat exchanger-heat exchanger of the pressurization system the circulation pump is turned on, and the output of the circulation pump is connected to the heat exchanger-heat exchanger of the charge system, and additionally heat exchanger is connected its input connected to the second output of the thermostatic valve, wherein the further heat exchanger is provided with a forced cooling system including a fan comprising an impeller mounted on the axis; the axis of the fan impeller is connected directly or via transmission to the engine crankshaft, while a controlled damper with an actuator equipped with a control unit connected to a temperature sensor is installed between the impeller and the additional heat exchanger.

Благодаря реализации отличительных признаков изобретения достигается новое свойство установки, состоящее в исключении двойного преобразования энергии для обеспечения работы вентилятора системы охлаждения дополнительного теплообменника, а также исключение необходимости наличия приводного двигателя вентилятора.Thanks to the implementation of the distinguishing features of the invention, a new property of the installation is achieved, which consists in eliminating the double conversion of energy to ensure the operation of the fan of the cooling system of the additional heat exchanger, as well as eliminating the need for a drive motor of the fan.

Заявителем не обнаружены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличительных признаков на достигаемый вследствие их реализации технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию «изобретательский уровень».The applicant has not found any sources of information containing information about the impact of the claimed distinctive features on the technical result achieved as a result of their implementation. This, according to the applicant, indicates that this technical solution meets the criterion of "inventive step".

Энергетическая установка для совместной выработки электрической и тепловой энергии содержит электрический генератор 1 с приводом 2, который соединяет его с двигателем 3 внутреннего сгорания, например дизелем. Двигатель 3 имеет системы: охлаждения моторного масла, охлаждения блока цилиндров, наддува и газовыхлопа; система охлаждения моторного масла имеет теплообменник-утилизатор 4 теплоты, система охлаждения блока цилиндров дизеля имеет теплообменник-утилизатор 5 теплоты; система наддува имеет теплообменник-утилизатор 6 теплоты и воздухозаборник 7; система газовыхлопа имеет теплообменник-утилизатор 8 теплоты; система охлаждения моторного масла включена между первым выходом двигателя 3 и его первым входом; система охлаждения блока цилиндров двигателя включена между вторым выходом и вторым входом двигателя; система наддува подсоединена к третьему входу двигателя, а система газовыхлопа подсоединена к третьему выходу двигателя; теплообменники-утилизаторы 4 и 6 теплоты соответственно системы наддува и системы охлаждения моторного масла последовательно включены в систему охлаждения блока цилиндров двигателя, в которую между вторым выходом двигателя и ее теплообменником-утилизатором 5 теплоты включен терморегулирующий клапан 9, который имеет один вход и два выхода; ко второму выходу двигателя 3 подключен вход терморегулирующего клапана 9, а его первый выход соединен с теплообменником 5; установка снабжена дополнительным теплообменником 10, включенным между теплообменниками-утилизаторами 6 и 5 теплоты систем наддува и охлаждения блока цилиндров; между дополнительным теплообменником 10 и теплообменником-утилизатором 6 теплоты системы наддува включен циркуляционный насос 11, причем с теплообменником 6 соединен выход циркуляционного насоса 11, а с теплоприемником 10 - вход насоса 11; к этому входу подключен второй выход терморегулирующего клапана 9. Теплообменник 10 снабжен системой принудительного охлаждения; в конкретном примере эта система включает вентилятор, содержащий крыльчатку 12, укрепленную на оси 13, которая в конкретном примере напрямую жестко соединена с коленчатым валом 18 двигателя 3; возможно также соединение оси 13 с валом 18 посредством передачи, например зубчатой. Между крыльчаткой 12 и дополнительным теплообменником 10 установлена управляемая заслонка, в данном примере жалюзи 19, с маломощным приводом электродвигателя 20, снабженным блоком 21 управления, соединенным с датчиком 14 температуры системы охлаждения блока цилиндров. В системе газовыхлопа между двигателем 3 и теплообменником-утилизатором 8 теплоты имеется запорно-регулирующий орган (ЗРО) 15. Выброс отработавших газов от двигателя в атмосферу осуществляется через ЗРО 16. Потребители электрической энергии подключаются к генератору 1 через коммутационное устройство 17.A power plant for the joint generation of electric and thermal energy comprises an electric generator 1 with a drive 2, which connects it to an internal combustion engine 3, for example, a diesel engine. Engine 3 has the following systems: engine oil cooling, cylinder block cooling, pressurization and gas exhaust; the engine oil cooling system has a heat exchanger-heat recovery unit 4; the cooling system of the diesel engine block has a heat exchanger-heat recovery unit 5; pressurization system has a heat exchanger-heat recovery unit 6 of heat and an air intake 7; the gas exhaust system has a heat exchanger-heat recovery unit 8; the engine oil cooling system is connected between the first output of the engine 3 and its first input; an engine cylinder cooling system is connected between the second output and the second engine input; the boost system is connected to the third input of the engine, and the gas exhaust system is connected to the third output of the engine; heat exchangers-heat exchangers 4 and 6, respectively, of the supercharging system and engine oil cooling systems are sequentially included in the cooling system of the engine block of the engine, in which between the second output of the engine and its heat exchanger-utilizer 5 of heat there is a thermostatic control valve 9 that has one inlet and two outlets; the input of the thermostatic valve 9 is connected to the second output of the engine 3, and its first output is connected to the heat exchanger 5; the installation is equipped with an additional heat exchanger 10 included between the heat exchangers-heat exchangers 6 and 5 of the heat of the pressurization and cooling systems of the cylinder block; between the additional heat exchanger 10 and the heat exchanger-utilizer 6 of the heat of the pressurization system, a circulation pump 11 is connected, and the output of the circulation pump 11 is connected to the heat exchanger 6, and the input of the pump 11 to the heat receiver 10; the second output of the thermostatic valve 9 is connected to this input. The heat exchanger 10 is equipped with a forced cooling system; in a specific example, this system includes a fan comprising an impeller 12 mounted on an axis 13, which in a specific example is directly rigidly connected to the crankshaft 18 of the engine 3; it is also possible to connect the axis 13 to the shaft 18 by means of a gear, for example gear. Between the impeller 12 and the additional heat exchanger 10, a controlled shutter is installed, in this example, the shutters 19, with a low-power electric motor drive 20, equipped with a control unit 21 connected to the temperature sensor 14 of the cooling system of the cylinder block. In the gas exhaust system between the engine 3 and the heat exchanger-heat recovery unit 8 there is a shut-off regulating body (ZRO) 15. The exhaust gases are emitted from the engine into the atmosphere through the ZRO 16. The consumers of electrical energy are connected to the generator 1 through the switching device 17.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Возможны три режима функционирования:Three modes of operation are possible:

1) режим запуска и прогрева двигателя;1) engine start and warm-up mode;

2) режим совместной выработки электрической и тепловой энергии для нужд потребителей;2) the mode of joint generation of electric and thermal energy for the needs of consumers;

3) режим выработки электрической энергии с отводом теплоты наддувочного воздуха, моторного масла, охлаждающей жидкости блока цилиндров через дополнительный теплообменник в окружающую среду.3) the mode of generation of electric energy with the removal of heat of charge air, engine oil, coolant of the cylinder block through an additional heat exchanger into the environment.

Режим функционирования №1.Functioning mode No. 1.

При запуске и прогреве двигателя коммутационное устройство 17 отключено, и генератор 1 не вырабатывает электрическую энергию. При этом также закрыт ЗРО 15 и открыт ЗРО 16, и отработавшие газы двигателя 3 выбрасываются в атмосферу. В системе охлаждения блока цилиндров закрыт первый и соответственно открыт второй выход терморегулирующего клапана 9, и вся жидкость системы охлаждения блока цилиндров после двигателя поступает на вход циркуляционного насоса 11, который подает ее через подключенные последовательно теплообменники-утилизаторы 6 и 4 на вход двигателя, при этом теплообменник-утилизатор 5 отключен от внешней тепловой сети потребителей теплоты. Крыльчатка 12 вращается, заслонка 19 находится в закрытом положении. После достижения температурой жидкости на выходе из двигателя значения нижнего предела, установленного предприятием-изготовителем (например, 75°С), установка переходит в режим функционирования №2.When starting and warming up the engine, the switching device 17 is turned off, and the generator 1 does not generate electrical energy. At the same time, ZRO 15 is closed and ZRO 16 is open, and the exhaust gases of engine 3 are emitted into the atmosphere. In the cooling system of the cylinder block, the first and accordingly the second output of the thermostatic valve 9 is closed, and all the liquid of the cooling system of the cylinder block after the engine enters the inlet of the circulation pump 11, which feeds it through heat exchangers-utilizers 6 and 4 connected in series to the engine input, while heat exchanger-utilizer 5 is disconnected from the external heat network of heat consumers. The impeller 12 rotates, the shutter 19 is in the closed position. After the temperature of the liquid at the outlet of the engine reaches the lower limit set by the manufacturer (for example, 75 ° C), the unit switches to operating mode No. 2.

Режим функционирования №2.Functioning mode No. 2.

Коммутационное устройство 17 включено, генератор 1 вырабатывает электрическую энергию для питания потребителей. ЗРО 16 закрыто, а ЗРО 15 открыто и отработавшие газы двигателя 3 поступают в теплообменник-утилизатор 8. Заслонка 19 находится в закрытом положении, и воздух от крыльчатки 12 не поступает к дополнительному теплообменнику. В системе охлаждения блока цилиндров закрыт второй и соответственно открыт первый выход терморегулирующего клапана 9, и вся жидкость системы охлаждения блока цилиндров после двигателя поступает на вход терморегулирующего клапана 10, у которого соответственно закрыт первый и открыт второй выход, через который жидкость поступает в теплообменник-утилизатор 5, где охлаждается, нагревая теплоноситель внешней тепловой сети потребителя теплоты. Охлажденная жидкость насосом 11 подается последовательно в дополнительный теплообменник 10, система принудительного охлаждения которого отключена, и теплообменники-утилизаторы 6 и 4, где охлаждает поступающий через воздухозаборник 7 и сжатый в агрегате наддува (не показан) наддувочный воздух и выходящее из двигателя 3 моторное масло, после чего поступает на вход двигателя 3. Теплообменник-утилизатор 5 подключен к внешней тепловой сети потребителей теплоты. При этом «холодный» теплоноситель внешней тепловой сети проходит последовательно через теплообменники-утилизаторы 5 и 8, где нагревается до расчетной температуры тепловой сети, охлаждая соответственно жидкость системы охлаждения блока цилиндров и отработавшие газы двигателя 3, которые после охлаждения выбрасываются в атмосферу. Таким образом, установка вырабатывает и тепловую энергию для потребителей теплоты. При изменении расчетного режима работы потребителей теплоты (уменьшении теплоотвода), когда уменьшается расход или возрастает температура теплоносителя внешней тепловой сети до значений, не обеспечивающих нормальное охлаждение жидкости системы охлаждения блока цилиндров, начинает увеличиваться температура жидкости на выходе из двигателя 3. После достижения температурой жидкости на выходе из двигателя значения верхнего предела, установленного предприятием-изготовителем (например, 95°С), установка переходит в режим функционирования №3.The switching device 17 is turned on, the generator 1 generates electrical energy to power consumers. ZRO 16 is closed, and ZRO 15 is open and the exhaust gases of the engine 3 enter the heat exchanger-utilizer 8. The damper 19 is in the closed position, and air from the impeller 12 does not enter the additional heat exchanger. In the cooling system of the cylinder block, the second and the first output of the thermostatic valve 9 is open, and all the liquid of the cooling system of the cylinder block after the engine enters the inlet of the thermostatic valve 10, which respectively closes the first and the second output through which the liquid enters the heat exchanger-heat exchanger 5, where it is cooled by heating the coolant of the external heat network of the heat consumer. The cooled liquid by the pump 11 is fed sequentially to the additional heat exchanger 10, the forced cooling system of which is turned off, and heat exchangers-utilizers 6 and 4, where it cools the charge air and engine oil coming out of the engine 3, which is fed through the air intake 7 and compressed in the boost unit (not shown), after which it enters the input of the engine 3. The heat exchanger-utilizer 5 is connected to an external heat network of heat consumers. In this case, the “cold” coolant of the external heat network passes sequentially through heat exchangers-utilizers 5 and 8, where it is heated to the calculated temperature of the heat network, cooling the liquid of the cooling system of the cylinder block and the exhaust gases of the engine 3, which are released into the atmosphere after cooling. Thus, the installation also generates thermal energy for heat consumers. When changing the calculated mode of operation of heat consumers (decreasing heat removal), when the flow rate decreases or the temperature of the heat carrier of the external heat network increases to values that do not ensure normal cooling of the liquid of the cooling system of the cylinder block, the temperature of the liquid at the engine outlet 3 begins to increase. when the engine exits the upper limit value set by the manufacturer (for example, 95 ° C), the unit enters the operating mode 3.

Режим функционирования №3.Functioning mode No. 3.

Коммутационное устройство 17 включено, генератор 1 вырабатывает электрическую энергию для питания потребителей. ЗРО 15 закрыт, а ЗРО 16 открыт и отработавшие газы двигателя 3 выбрасываются в атмосферу. В системе охлаждения блока цилиндров закрыт второй и соответственно открыт первый выход терморегулирующего клапана 9, и вся жидкость после двигателя поступает в теплообменник-утилизатор 5, где не охлаждается до расчетной температуры из-за уменьшения расхода или температуры теплоносителя внешней тепловой сети потребителей теплоты. Таким образом, повышается температура жидкости на выходе из двигателя.The switching device 17 is turned on, the generator 1 generates electrical energy to power consumers. ZRO 15 is closed, and ZRO 16 is open and the exhaust gases of engine 3 are released into the atmosphere. In the cooling system of the cylinder block, the second and, accordingly, the first outlet of the thermostatic valve 9 is closed, and all the liquid after the engine enters the heat exchanger-utilizer 5, where it is not cooled to the calculated temperature due to a decrease in the flow rate or temperature of the heat carrier of the external heat network of the heat consumers. Thus, the temperature of the liquid at the outlet of the engine rises.

При достижении температурой жидкости на выходе из двигателя значения верхнего предела, установленного предприятием-изготовителем (например 95°С), срабатывает датчик 14, который направляет сигнал в блок управления 21, который дает команду электродвигателю 20 на открывание заслонки 19. При этом поток воздуха, создаваемый крыльчаткой 12, поступает к дополнительному теплообменнику 10 и охлаждает жидкость системы охлаждения блока цилиндров, проходящую через теплообменник 10, до расчетной температуры и тем самым снижает температуру жидкости на выходе из ДВС 3. После уменьшения температуры жидкости на выходе из двигателя ниже верхнего предела, установленного предприятием-изготовителем, установка переходит в режим функционирования №2. При этом датчик 14 направляет соответствующий сигнал в блок 21, который дает электродвигателю 20 команду на частичное или полное закрывание заслонки 19.When the temperature of the liquid at the outlet of the engine reaches the upper limit set by the manufacturer (for example 95 ° C), a sensor 14 is activated, which sends a signal to the control unit 21, which instructs the electric motor 20 to open the damper 19. In this case, the air flow, created by the impeller 12, enters the additional heat exchanger 10 and cools the liquid of the cooling system of the cylinder block passing through the heat exchanger 10 to the design temperature and thereby reduces the temperature of the liquid at the outlet de of the internal combustion engine 3. After reducing the fluid temperature at the outlet of the engine below the upper limit established by the manufacturer, the installation becomes №2 operation mode. In this case, the sensor 14 sends the corresponding signal to the block 21, which gives the electric motor 20 a command to partially or completely close the shutter 19.

Для реализации способа используются известные технические средства, а также обычное промышленное оборудование, что обусловливает соответствие изобретения критерию «промышленная применимость».To implement the method, well-known technical means are used, as well as conventional industrial equipment, which makes the invention meet the criterion of "industrial applicability".

Claims (1)

Энергетическая установка для совместной выработки электрической и тепловой энергии, содержащая электрический генератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания, содержащего коленчатый вал, имеющего системы: охлаждения моторного масла, охлаждения блока цилиндров, включающая датчик температуры, наддува, газовыхлопа, каждая система имеет теплообменник-утилизатор теплоты, при этом система охлаждения моторного масла включена между первым выходом двигателя и его первым входом, система охлаждения блока цилиндров включена между вторым выходом и вторым входом двигателя, система наддува подсоединена к третьему входу двигателя, а система газовыхлопа подсоединена к третьему выходу двигателя, теплообменники-утилизаторы теплоты системы наддува и системы охлаждения моторного масла последовательно включены в систему охлаждения блока цилиндров двигателя, в которую между вторым выходом двигателя и ее теплообменником-утилизатором теплоты включен терморегулирующий клапан, имеющий один вход и два выхода, причем ко второму выходу двигателя подключен вход терморегулирующего клапана, а его первый выход соединен с теплообменником-утилизатором теплоты системы охлаждения блока цилиндров, при этом установка снабжена дополнительным теплообменником, включенным между теплообменниками-утилизаторами теплоты системы наддува и системы охлаждения блока цилиндров, между дополнительным теплообменником и теплообменником-утилизатором теплоты системы наддува включен циркуляционный насос, причем с теплообменником-утилизатором теплоты системы наддува соединен выход циркуляционного насоса, а с дополнительным теплообменником соединен его вход, к которому подключен второй выход терморегулирующего клапана, при этом дополнительный теплообменник снабжен системой принудительного охлаждения, включающей вентилятор, содержащий крыльчатку, укрепленную на оси, отличающаяся тем, что ось крыльчатки вентилятора соединена с коленчатым валом двигателя напрямую или посредством передачи, при этом между крыльчаткой и дополнительным теплообменником установлена управляемая заслонка с приводом, снабженным блоком управления, соединенным с датчиком температуры. A power plant for the joint generation of electric and thermal energy, containing an electric generator driven by an internal combustion engine containing a crankshaft, having systems: cooling engine oil, cooling a cylinder block, including a temperature sensor, boost, gas exhaust, each system has a heat exchanger-heat recovery unit while the engine oil cooling system is connected between the first engine output and its first input, the cylinder block cooling system is connected between the second the output and the second input of the engine, the boost system is connected to the third input of the engine, and the gas exhaust system is connected to the third output of the engine, heat exchangers-heat exchangers of the boost system and the engine oil cooling system are sequentially connected to the engine block cooling system, in which between the second engine output and its heat exchanger-heat utilizer includes a thermostatic valve having one input and two outputs, and the input of the thermostatic control is connected to the second output of the engine the valve, and its first outlet is connected to the heat exchanger-heat recovery unit of the cooling system of the cylinder block, while the installation is equipped with an additional heat exchanger connected between the heat exchangers-heat exchangers of the charge system and the cooling system of the cylinder block, a circulation circulation is connected between the additional heat exchanger and the heat exchanger-recycle heat of the pressurization system pump, and with the heat exchanger-utilizer of the heat of the boost system, the output of the circulation pump is connected, and with an additional heat exchange the inlet is connected to its input, to which the second output of the thermostatic valve is connected, while the additional heat exchanger is equipped with a forced cooling system, including a fan containing an impeller mounted on an axis, characterized in that the axis of the fan impeller is connected directly to the crankshaft or by means of a transmission, between the impeller and the additional heat exchanger, a controlled damper with an actuator equipped with a control unit connected to a temperature sensor is installed.
RU2008104953/06A 2008-02-05 2008-02-05 Power installation RU2359143C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104953/06A RU2359143C1 (en) 2008-02-05 2008-02-05 Power installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104953/06A RU2359143C1 (en) 2008-02-05 2008-02-05 Power installation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2359143C1 true RU2359143C1 (en) 2009-06-20

Family

ID=41025954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008104953/06A RU2359143C1 (en) 2008-02-05 2008-02-05 Power installation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2359143C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10280870B2 (en) Combined heat and power system
RU2762076C1 (en) Temperature control system of hybrid engine of heavy-load automobile and control method thereof
JP2011185267A (en) Cooling circuit of internal combustion engine
WO2016028548A1 (en) Thermal management system with heat recovery and method of making and using the same
KR20160125764A (en) Supercritical CO2 generation system
JP4321505B2 (en) Hybrid vehicle cooling system
CN103620167A (en) Waste heat recovery installation
CA2470334C (en) A domestic combined heat and power unit
RU2359143C1 (en) Power installation
RU2280777C1 (en) Power plant
RU174173U1 (en) MOBILE Cogeneration Power Plant
RU2520796C2 (en) Cogeneration plant
RU2396450C1 (en) Power installation
CN101660801A (en) Combined heat and power generation system and control method thereof
RU2518777C2 (en) Power installation
RU183358U1 (en) Cogeneration Power Plant
RU46049U1 (en) ENERGY INSTALLATION
EP2816215A1 (en) Energy conversion system
CN103603718A (en) Engine coolant waste-heat utilizing generator set
CN213167690U (en) Hybrid vehicle's thermal management system and hybrid bull-dozer
RU48366U1 (en) AUTONOMOUS HEAT POWER PLANT
RU2493385C2 (en) Liquid cooling system of thermal machine
JPH08232681A (en) Cogeneration device
JP5189387B2 (en) Heating device using waste heat of cogeneration device
WO2011068419A1 (en) Cogeneration system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180206