RU2399781C1 - Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода - Google Patents
Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399781C1 RU2399781C1 RU2009118323/06A RU2009118323A RU2399781C1 RU 2399781 C1 RU2399781 C1 RU 2399781C1 RU 2009118323/06 A RU2009118323/06 A RU 2009118323/06A RU 2009118323 A RU2009118323 A RU 2009118323A RU 2399781 C1 RU2399781 C1 RU 2399781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- energy
- cold
- atmospheric air
- compression
- Prior art date
Links
Images
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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
- Y02B30/625—Absorption based systems combined with heat or power generation [CHP], e.g. trigeneration
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике. Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода включает сжатие атмосферного воздуха и/или топлива с последующим сжиганием их в камере сгорания и преобразованием теплоты продуктов сгорания в механическую энергию с помощью теплового двигателя, преобразование механической энергии в электрическую в электрогенераторе, передачу части тепловой энергии, отведенной от теплового двигателя, на преобразование в абсорбционной холодильной машине в энергию холода. Часть тепловой энергии, отведенной от теплового двигателя, используют для теплоснабжения потребителей. Преобразованную в абсорбционной холодильной машине тепловую энергию в энергию холода используют для холодоснабжения потребителей. При возникновении в периоды неполной загрузки абсорбционной холодильной машины избыточной энергии холода ее используют для охлаждения атмосферного воздуха перед сжатием. Технический результат - повышение КПД и электрической мощности установки за счет использования свободной мощности холодильной машины. 1 ил.
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано при комбинированном производстве тепла, холода и электроэнергии с помощью тепловых энергетических установок.
Известен способ работы передвижной установки комбинированного производства электричества, тепла и холода, в которой генератор преобразует механическую энергию вращающегося вала двигателя в электроэнергию, отходящие газы, проходящие через теплообменник, отдают тепло жидкостному теплоносителю для теплоснабжения в отопительный период или хладагенту абсорбционной холодильной машины для холодоснабжения в летний период [1].
К недостаткам данного способа работы установки можно отнести невысокий КПД, связанный с выбросом в атмосферу существенной части неиспользованной тепловой энергии через аппараты воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания и холодильной машины, низкую степень использования холодильной мощности абсорбционной холодильной машины летом в периоды понижения температуры окружающего воздуха.
Известен также способ работы когенерационной системы: первый двигатель внутреннего сгорания производит полезную энергию, преобразуемую в электрическую энергию с помощью электрогенератора, второй двигатель внутреннего сгорания используется для привода компрессора холодильной машины, вырабатывающей холод в летний период, тепло, утилизированное от рубашки двигателя и выхлопных газов, используется для теплоснабжения потребителей в зимний период [2].
Недостатком способа работы данной установки является невысокий КПД использования сбросной теплоты двигателей внутреннего сгорания, значительные затраты электроэнергии на работу компрессора холодильной машины.
Известен способ работы тригенерационной системы, одновременно осуществляющей тепло/холодо- и электроснабжение, в котором теплоснабжение в холодный период осуществляется за счет утилизации теплоты выхлопных газов и охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания, механическая энергия вращающегося вала двигателя преобразуется в электроэнергию, холод вырабатывается в летний период в компрессионной холодильной машине [3].
К недостаткам способа работы данной установки можно отнести невысокий КПД из-за недостаточного использования сбросной теплоты двигателя внутреннего сгорания и значительные затраты электроэнергии на работу компрессора холодильной машины.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ впуска охлажденного воздуха в газовую турбину, в котором один тепловой двигатель используют для преобразования теплоты продуктов сгорания в механическую энергию с последующим преобразованием ее в электрическую в электрогенераторе. Второй тепловой двигатель используют как источник тепловой энергии, преобразуемой в энергию холода в абсорбционной холодильной машине. Произведенный в абсорбционной холодильной машине холод используют для охлаждения атмосферного воздуха перед сжатием. При понижении нагрузки на систему холодоснабжения понижают давление газа, подаваемого в тепловой двигатель [4].
Недостатком способа работы данной установки является то, что в период неполной загрузки абсорбционной холодильной машины в результате понижения давления газа, используемого тепловым двигателем, повышается температура воды, подаваемая от абсорбционной холодильной машины к воздухо-водяному теплообменнику, что приводит к снижению степени охлаждения атмосферного воздуха, подаваемого в компрессор, и соответственно к понижению электрической мощности установки.
Задача изобретения - повышение КПД и электрической мощности установки за счет повышения степени использования абсорбционной холодильной машины.
Поставленная задача достигается следующим образом.
Сжатый атмосферный воздух и/или топливо сжигают в камере сгорания и теплоту продуктов сгорания преобразуют в механическую энергию с помощью теплового двигателя. Механическую энергию преобразуют в электрическую в электрогенераторе. Тепловую энергию, отведенную от теплового двигателя, используют для теплоснабжения потребителей и для преобразования в абсорбционной холодильной машине в энергию холода для холодоснабжения потребителей. В период неполной загрузки холодильной машины избыточную холодильную мощность используют для охлаждения атмосферного воздуха перед сжатием.
На чертеже изображена схема одной из возможных установок, с помощью которых может быть осуществлен описываемый способ.
Энергетическая установка содержит следующие элементы: 1 - воздушный компрессор, 2 - камеру сгорания, 3 - газовую турбину, 4 - теплообменник охлаждения дисков и лопаток турбины, 5 - теплообменник системы смазки турбины, 6 - теплообменник уходящих газов, 7 - теплообменник системы теплоснабжения потребителей, 8 - воздухо-водяной теплообменник, 9 - насос контура охлаждения, 10 - насос, 11 - абсорбционную холодильную машину, 12 - потребитель тепла, 13 - электрогенератор, 14 - потребитель холода, 15 - трубопровод горячей воды, 16 - трубопровод охлажденной воды, 17 - градирню холодильной машины, 18 - насос обратного водоснабжения (охлаждения) холодильника, 19 - помещение, 20 - сухую градирню тригенерационной установки.
Способ работы установки осуществляется следующим образом.
В компрессоре 1 происходит процесс сжатия атмосферного воздуха. Из компрессора 1 воздух поступает в камеру сгорания 2, куда через форсунки непрерывно под давлением поступает распыляемое топливо. Из камеры сгорания 2 продукты сгорания направляются в турбину 3, в которой энергия продуктов сгорания преобразуется в механическую энергию вращения вала. В электрическом генераторе 13 эта механическая энергия преобразуется в электрическую. Тепловую энергию, отведенную от газовой турбины через теплообменники системы смазки 5, системы охлаждения дисков и лопаток 4 и с уходящих газов 6, по трубопроводу 15 передают теплообменнику 7 для снабжения потребителей 12 теплом в холодный период года. В теплый период часть тепловой энергии используют для теплоснабжения потребителей, а другую часть энергии передают абсорбционному холодильнику 11, который преобразует тепловую энергию в энергию холода, используемую для снабжения холодом потребителей 14. Воду, охлажденную в теплообменнике 7, насосом 9 передают для нагрева в теплообменники 4, 5, 6. При отсутствии потребности в тепловой энергии избыточное тепло отводится через сухие охладители 20 в атмосферу. При работе холодильной машины 11 тепловая энергия подводится к генератору и к испарителю, в то время как в абсорбере и в конденсаторе теплота отводится. Для отведения теплоты в атмосферу служит контур оборотного водоснабжения, включающий в себя градирню 17 и насос 18. В период неполной загрузки абсорбционного холодильника 11 охлажденную воду передают по трубопроводу 16 в воздухо-водяной теплообменник 8, находящийся вне помещения 19, для предварительного охлаждения атмосферного воздуха, подаваемого в компрессор 1 для сжатия атмосферного воздуха и подачи в камеру сгорания 2, а нагретую в теплообменнике 8 воду насосом 10 передают в абсорбционный холодильник 11 для охлаждения.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении степени использования абсорбционной холодильной машины за счет охлаждения в период неполной ее загрузки атмосферного воздуха перед его сжатием. Предварительное охлаждение атмосферного воздуха за счет уменьшения работы сжатия позволяет уменьшить расход топлива в тепловом двигателе, повысить КПД и электрическую мощность установки.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Патент №2815486 (Франция), опубл. 19.04.2002, МПК F01N 5/02-F02B 63/04; F02G 5/02; F25B 27/00; F25B 30/04; F01N 5/00; F02B 63/00; F02G 5/00; F25B 27/00; F25B 30/00; (IPC 1-7): H02K 7/18; F01N 5/02; F02B 63/04; F02G 5/02; F25B 27/02.
2. Патент №2005331147 (Япония), опубл. 02.12.2005, МПК F25B 27/00; F25B 25/02; F25B 27/02; F25B 27/00; F25B 25/00; F25B 27/02; (ГРС1-7): F25B 27/00; F25B 25/02; F25B 27/02.
3. Патент №20040061773 (Корея), опубл. 07.07.2004, МКП F02G 5/00; F02G 5/00; (IPC 1-7): F02G 5/00.
4. Патент №8246899 (Япония), опубл. 24.09.1996, МПК F02C 3/22; F01K 23/10; F02C 6/00; F02C 7/143; F25B 15/00; F02C 3/20; F01K 23/10; F02C 6/00; F02C 7/12; F25B 15/00; (IPC1-7): F02C 7/143; F02C 3/22; F02C 6/00; F25B 15/00.
Claims (1)
- Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода, включающий сжатие атмосферного воздуха и/или топлива с последующим сжиганием их в камере сгорания и преобразованием теплоты продуктов сгорания в механическую энергию с помощью теплового двигателя, преобразование механической энергии в электрическую в электрогенераторе, передачу части тепловой энергии, отведенной от теплового двигателя, на преобразование в абсорбционной холодильной машине в энергию холода, используемую, по крайней мере, для охлаждения атмосферного воздуха перед его сжатием, отличающийся тем, что часть тепловой энергии, отведенной от теплового двигателя, используют для теплоснабжения потребителей, а преобразованную в абсорбционной холодильной машине тепловую энергию в энергию холода используют для холодоснабжения потребителей, при этом при возникновении в периоды неполной загрузки абсорбционной холодильной машины избыточной энергии холода ее используют для охлаждения атмосферного воздуха перед сжатием.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118323/06A RU2399781C1 (ru) | 2009-05-14 | 2009-05-14 | Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118323/06A RU2399781C1 (ru) | 2009-05-14 | 2009-05-14 | Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2399781C1 true RU2399781C1 (ru) | 2010-09-20 |
Family
ID=42939226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009118323/06A RU2399781C1 (ru) | 2009-05-14 | 2009-05-14 | Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2399781C1 (ru) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102563959A (zh) * | 2010-12-09 | 2012-07-11 | 新奥科技发展有限公司 | 集成能源匹配系统及其控制方法 |
| RU2457352C1 (ru) * | 2010-12-21 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода |
| RU2487305C1 (ru) * | 2012-01-11 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Тригенерационная установка на базе микротурбинного двигателя |
| RU2518777C2 (ru) * | 2012-08-03 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Энергетическая установка |
| CN104534731A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-04-22 | 浙江理工大学 | 一种冷热功储存与转换系统和方法 |
| RU2561705C2 (ru) * | 2011-10-14 | 2015-09-10 | Альберт Владимирович Чувпило | Способ производства автономной электрической энергии и устройство, миниэлектростанция мэ чуни, для его осуществления |
| CN105737447A (zh) * | 2015-06-19 | 2016-07-06 | 熵零股份有限公司 | 一种供冷方法 |
| RU2611921C2 (ru) * | 2013-06-28 | 2017-03-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Способ комбинированной выработки электроэнергии, тепла и холода в парогазовой установке с инжекцией пара и парогазовая установка для его реализации |
| RU2665195C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2018-08-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Бестопливная тригенерационная установка |
| RU2671074C1 (ru) * | 2018-02-08 | 2018-10-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Бестопливная тригенерационная установка |
-
2009
- 2009-05-14 RU RU2009118323/06A patent/RU2399781C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102563959A (zh) * | 2010-12-09 | 2012-07-11 | 新奥科技发展有限公司 | 集成能源匹配系统及其控制方法 |
| CN102563959B (zh) * | 2010-12-09 | 2015-11-25 | 新奥科技发展有限公司 | 集成能源匹配系统及其控制方法 |
| RU2457352C1 (ru) * | 2010-12-21 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода |
| RU2561705C2 (ru) * | 2011-10-14 | 2015-09-10 | Альберт Владимирович Чувпило | Способ производства автономной электрической энергии и устройство, миниэлектростанция мэ чуни, для его осуществления |
| RU2487305C1 (ru) * | 2012-01-11 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Тригенерационная установка на базе микротурбинного двигателя |
| RU2518777C2 (ru) * | 2012-08-03 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Энергетическая установка |
| RU2611921C2 (ru) * | 2013-06-28 | 2017-03-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Способ комбинированной выработки электроэнергии, тепла и холода в парогазовой установке с инжекцией пара и парогазовая установка для его реализации |
| CN104534731A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-04-22 | 浙江理工大学 | 一种冷热功储存与转换系统和方法 |
| CN105737447A (zh) * | 2015-06-19 | 2016-07-06 | 熵零股份有限公司 | 一种供冷方法 |
| RU2665195C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2018-08-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Бестопливная тригенерационная установка |
| RU2671074C1 (ru) * | 2018-02-08 | 2018-10-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Бестопливная тригенерационная установка |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2399781C1 (ru) | Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода | |
| Ibrahim et al. | Improvement of gas turbine performance based on inlet air cooling systems: A technical review | |
| CN103470379B (zh) | 组合式节能型燃气轮机进气冷却系统 | |
| RU2487305C1 (ru) | Тригенерационная установка на базе микротурбинного двигателя | |
| CN105019956A (zh) | 一种燃气-蒸汽联合循环发电余热利用系统 | |
| CN216518291U (zh) | 一种基于光伏、余热利用及蓄冷的燃气轮机进气冷却系统 | |
| Zhang et al. | Application research of intake-air cooling technologies in gas-steam combined cycle power plants in China | |
| RU2338908C1 (ru) | Газотурбинная установка | |
| RU2583478C2 (ru) | Рекуперационная установка | |
| RU2440504C1 (ru) | Когенерационная установка с двигателем внутреннего сгорания и двигателем стирлинга | |
| RU2457352C1 (ru) | Способ комбинированного производства электроэнергии, тепла и холода | |
| RU2599082C1 (ru) | Газотурбодетандерная энергетическая установка компрессорной станции магистрального газопровода | |
| RU57434U1 (ru) | Детандер-генераторный агрегат | |
| RU2775611C1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
| RU2335643C1 (ru) | Тепловая электрическая станция | |
| RU157594U1 (ru) | Тригенерационная установка | |
| RU2798262C1 (ru) | Устройство для охлаждения циклового воздуха газотурбинной установки | |
| RU2164614C1 (ru) | Автономная теплоэнергетическая установка с двигателем стирлинга | |
| RU2338141C1 (ru) | Установка утилизации теплоты отходящих печных газов | |
| RU2403406C1 (ru) | Турбодетандерная установка | |
| JPH02146208A (ja) | 複合熱利用プラント | |
| RU2466285C2 (ru) | Парогенерирующая установка | |
| RU2037055C1 (ru) | Комбинированная парогазовая установка | |
| Chasovitina | ANALYSIS OF DESIGNS OF SHIP SYSTEMS OF COMBINED PRODUCTION ENERGY | |
| RU90177U1 (ru) | Теплонасосная установка |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130515 |