RU2465468C1 - Энергетическая система для одновременного производства электрической энергии, холода и получения пресной воды из окружающей среды - Google Patents
Энергетическая система для одновременного производства электрической энергии, холода и получения пресной воды из окружающей среды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465468C1 RU2465468C1 RU2011108028/06A RU2011108028A RU2465468C1 RU 2465468 C1 RU2465468 C1 RU 2465468C1 RU 2011108028/06 A RU2011108028/06 A RU 2011108028/06A RU 2011108028 A RU2011108028 A RU 2011108028A RU 2465468 C1 RU2465468 C1 RU 2465468C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working fluid
- cold
- fresh water
- plant
- condensation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
- F01K3/12—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having two or more accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
- F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
- F01K25/103—Carbon dioxide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к многофункциональным энергетическим установкам, в которых в качестве рабочего вещества используют сжатый газ или жидкость под высоким давлением. Энергетическая система для производства электрической энергии, холода и пресной воды из окружающей среды включает теплоизолированные емкости. Каждая из емкостей соединена посредством трубопроводов с резервно-расходным баком для рабочего тела и с двигательной установкой. Выходной вал двигательной установки соединен с генератором электрической энергии. Емкости соединены между собой с образованием контура для циркуляции рабочего тела с возможностью его подогрева перед подачей в двигательную установку. Двигательная установка выполнена с возможностью отвода отработанного рабочего тела в систему для утилизации холода. Система для утилизации холода включает емкость для приема отработанного рабочего тела от двигательной установки, соединенную с установкой для дополнительного охлаждения и конденсации рабочего тела. Установка для дополнительного охлаждения и конденсации рабочего тела выходным патрубком соединена с теплообменниками-конденсаторами, установленными с возможностью взаимодействия с воздухом окружающей среды и конденсации из него пресной воды. Теплообменники-конденсаторы соединены с резервно-расходным баком. Энергетическая система одновременно позволяет получать электрическую энергию, холод и пресную воду из окружающей среды. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к многофункциональным энергетическим установкам, в которых в качестве рабочего вещества используют сжатый газ или жидкость под высоким давлением.
Из уровня техники известны различные устройства для получения тепловой и электрической энергии (см., например, патент RU 2387072, опубл. 2010 г.).
Известны устройства для получения биологически чистой пресной воды при конденсации влаги из атмосферного воздуха (см., например, RU 2185482, опубл. 2002 г.).
Аналогов, позволяющих получать одновременно электрическую энергию, холод и пресную воду из окружающей среды, не обнаружено.
Задачей заявляемого изобретения является создание системы, обеспечивающей возможность одновременного получения электрической энергии, холода и пресной воды из окружающей среды при использовании в качестве рабочего вещества сжатого газа или жидкости под высоким давлением.
Задача решается тем, что энергетическая система для производства электрической энергии, холода и пресной воды из окружающей среды включает теплоизолированные емкости, каждая из которых соединена посредством трубопроводов, с одной стороны, с резервно-расходным баком для рабочего тела, а с другой, - с двигательной установкой, выходной вал которой соединен с генератором электрической энергии, при этом упомянутые емкости соединены между собой с образованием контура для циркуляции рабочего тела с возможностью его подогрева перед подачей в двигательную установку, которая выполнена с возможностью отвода отработанного рабочего тела в систему для утилизации холода, включающую емкость для приема отработанного рабочего тела от двигательной установки, соединенную с установкой для дополнительного охлаждения и конденсации рабочего тела, которая выходным патрубком соединена с теплообменниками-конденсаторами, установленными с возможностью взаимодействия с воздухом окружающей среды и конденсации из него пресной воды, при этом теплообменники-конденсаторы соединены с упомянутым резервно-расходным баком для подачи в него рабочего тела.
Система может содержать три теплоизолированных емкости, каждая из которых снабжена двумя входными и двумя выходными вентилями, при этом один входной и один выходной вентиль каждой из упомянутых емкостей объединены в замкнутый контур, содержащий нагреватель, оставшиеся входные вентили соединены с резервно-расходным баком для рабочего тела, а оставшиеся выходные вентили соединены с двигательной установкой.
Установка для дополнительного охлаждения и конденсации рабочего тела может состоять из компрессора, вал которого соединен с выходным валом двигательной установки, теплообменника-регенератора для отопительной системы и конденсатора.
В качестве рабочего тела может использоваться жидкая углекислота под высоким давлением.
Изобретение поясняется иллюстративным материалом.
На фиг.1 представлена общая схема предлагаемой установки, на фиг.2 представлена схема подачи рабочего тела к двигательной установке.
Энергетическая система для производства электрической энергии, холода и пресной воды из окружающей среды включает три теплоизолированных емкости 1 (А, В, С) высокого давления (200 атм), каждая из которых снабжена двумя входными (А2, А4), (В2, В4), (С2, С4) и двумя выходными (А1, A3), (В1, В3), (C1, C3) вентилями, при этом один входной и один выходной вентиль каждой из упомянутых емкостей (А1, А4), (В1, В4), (C1, C4) объединены в замкнутый контур, содержащий нагреватель 2 и насос 14. Оставшиеся входные вентили (А2, В2, С2) соединены по трубопроводам через общий вентиль 3 и насос 4 с резервно-расходным баком 5 для рабочего тела, а оставшиеся выходные вентили (A3, В3, С3) соединены по трубопроводам с двигательной установкой 6. Выходной вал двигательной установки 6 соединен с генератором электрической энергии 7. Для непрерывной и стабильной работы в системе могут использоваться дополнительные источники электрической энергии 15 - резервно-комбинированные, такие как газотурбинные, гидротурбинные или ветровые установки, газовые двигатели, солнечные батареи, аккумуляторные батареи и др. Выбор конкретной установки зависит от назначения, местонахождения, климатических условий. Применение параллельных систем позволит компенсировать расходы электрической энергии в пиковые часы ее потребления компрессором, насосом и другими энергопотребляющими узлами системы.
Двигательная установка 6 выполнена с возможностью отвода отработанного рабочего тела в систему для утилизации холода, которая включает емкость 8 для приема отработанного рабочего тела от двигательной установки, соединенную с установкой для дополнительного охлаждения и конденсации рабочего тела, которая, в свою очередь, может состоять из соединенных между собой посредством труб компрессора 9, теплообменника-регенератора 10 для отопительной системы и конденсатора 11. Последний выходным патрубком соединен с теплообменниками-конденсаторами 12, установленными с возможностью взаимодействия с воздухом окружающей среды и конденсации из него пресной воды, которая собирается в водосборник 13. Теплообменники-конденсаторы 12 соединены с упомянутым резервно-расходным баком 5 для подачи в него рабочего тела.
Работа предлагаемого изобретения поясняется с помощью следующего примера реализации.
Открыв общий вентиль 3 и А2, В2 и включив насос 4, из резервно-расходного бака 5 заполняют жидким СО2 с температурой - 56°С теплоизолированные емкости А и В, после чего указанные вентили закрывают. Емкость С остается свободной для приема отработанного CO2. Далее открывают в сосуде А вентили А1 и А4. В замкнутом контуре посредством насоса 14 и нагревателя 2 повышают температуру рабочего тела до -18…+20°С, после чего закрывают вентили А1 и А4. Одновременно открывают вентили В1 и В4 и также посредством насоса 14 и нагревателя 2 повышают температуру рабочего тела до -18…+20°С, после чего открывают вентиль A3, через который рабочее тело под давлением 50-70 атм поступает в двигательную установку 6, выходной вал которой соединен с генератором 7 электрической энергии. Таким образом получается электрическая энергия.
Отработанный CO2 из двигателя поступает в емкость 8, в которой охлаждается до -79°С (50% в виде сухого льда, 50% в виде газа), и посредством компрессора 9, вал которого может быть соединен с выходным валом двигательной установки 6, теплообменника-регенератора 10 для отопительной системы (в котором газ сжимается и нагревается до 85-110°С) и конденсатора 11, преобразуется в жидкое состояние с температурой - 56°С. Таким образом происходит получение холода.
Из конденсатора 11 жидкий СО2 подается в теплообменники-конденсаторы 12, на которых конденсируются водяные пары, поступающие в водосборник 13. Таким образом получают пресную воду.
Сбор вредного отработанного CO2 и использование его же в качестве рабочего тела повышают экологичность предлагаемой системы.
Таким образом, предлагаемая система одновременно позволяет получать электрическую энергию, холод и пресную воду из окружающей среды при использовании в качестве рабочего вещества сжатого газа или жидкости под высоким давлением.
Claims (4)
1. Энергетическая система для производства электрической энергии, холода и пресной воды из окружающей среды, включающая теплоизолированные емкости, каждая из которых соединена посредством трубопроводов с одной стороны с резервно-расходным баком для рабочего тела, а с другой - с двигательной установкой, выходной вал которой соединен с генератором электрической энергии, при этом упомянутые емкости соединены между собой с образованием контура для циркуляции рабочего тела с возможностью его подогрева перед подачей в двигательную установку, которая выполнена с возможностью отвода отработанного рабочего тела в систему для утилизации холода, включающую емкость для приема отработанного рабочего тела от двигательной установки, соединенную с установкой для дополнительного охлаждения и конденсации рабочего тела, которая выходным патрубком соединена с теплообменниками-конденсаторами, установленными с возможностью взаимодействия с воздухом окружающей среды и конденсации из него пресной воды, при этом теплообменники-конденсаторы соединены с упомянутым резервно-расходным баком для подачи в него рабочего тела.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит три теплоизолированных емкости, каждая из которых снабжена двумя входными и двумя выходными вентилями, при этом один входной и один выходной вентили каждой из упомянутых емкостей объединены в замкнутый контур, содержащий нагреватель, оставшиеся входные вентили соединены с резервно-расходным баком для рабочего тела, а оставшиеся выходные вентили соединены с двигательной установкой.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что установка для дополнительного охлаждения и конденсации рабочего тела состоит из компрессора, вал которого соединен с выходным валом двигательной установки, теплообменника-регенератора для отопительной системы и конденсатора.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве рабочего тела используют жидкую углекислоту под высоким давлением.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011108028/06A RU2465468C1 (ru) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Энергетическая система для одновременного производства электрической энергии, холода и получения пресной воды из окружающей среды |
| PCT/RU2011/000310 WO2012118398A1 (en) | 2011-03-02 | 2011-05-06 | The system for generation of electrical power, cold and fresh water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011108028/06A RU2465468C1 (ru) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Энергетическая система для одновременного производства электрической энергии, холода и получения пресной воды из окружающей среды |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011108028A RU2011108028A (ru) | 2012-09-10 |
| RU2465468C1 true RU2465468C1 (ru) | 2012-10-27 |
Family
ID=46758182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011108028/06A RU2465468C1 (ru) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Энергетическая система для одновременного производства электрической энергии, холода и получения пресной воды из окружающей среды |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2465468C1 (ru) |
| WO (1) | WO2012118398A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103437399A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-11 | 苏州海派特热能设备有限公司 | 一种能量循环式空气节能取水装置 |
| DE102020000131B4 (de) * | 2020-01-10 | 2021-12-30 | Zhenhua Xi | Verfahren zur CO2-Verflüssigung und -Speicherung in einem CO2-Kraftwerk |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3724229A (en) * | 1971-02-25 | 1973-04-03 | Pacific Lighting Service Co | Combination liquefied natural gas expansion and desalination apparatus and method |
| RU2219370C1 (ru) * | 2002-12-16 | 2003-12-20 | Цивинский Станислав Викторович | Устройство для извлечения тепловой энергии из воздуха окружающей среды с целью выработки электроэнергии и пресной воды |
| RU2009105726A (ru) * | 2009-02-18 | 2010-08-27 | Вячеслав Викторович Ларионов (RU) | Коплексная энергетическая станция |
-
2011
- 2011-03-02 RU RU2011108028/06A patent/RU2465468C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-05-06 WO PCT/RU2011/000310 patent/WO2012118398A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3724229A (en) * | 1971-02-25 | 1973-04-03 | Pacific Lighting Service Co | Combination liquefied natural gas expansion and desalination apparatus and method |
| RU2219370C1 (ru) * | 2002-12-16 | 2003-12-20 | Цивинский Станислав Викторович | Устройство для извлечения тепловой энергии из воздуха окружающей среды с целью выработки электроэнергии и пресной воды |
| RU2009105726A (ru) * | 2009-02-18 | 2010-08-27 | Вячеслав Викторович Ларионов (RU) | Коплексная энергетическая станция |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012118398A1 (en) | 2012-09-07 |
| RU2011108028A (ru) | 2012-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Naseri et al. | Exergy analysis of a hydrogen and water production process by a solar-driven transcritical CO2 power cycle with Stirling engine | |
| RU2599697C1 (ru) | Комплементарная тепловая энергосистема с использованием солнечной энергии и биомассы | |
| CN101921006B (zh) | 一种太阳能聚光发电和海水淡化集成方法及系统 | |
| Mehrpooya et al. | Developing and exergetic performance assessment of biogas upgrading process driven by flat plate solar collectors coupled with Kalina power cycle | |
| CN104420906B (zh) | 蒸汽轮机设备 | |
| CN104445481B (zh) | 一种余热电水联产系统 | |
| SE531238C2 (sv) | Förfarande och arrangemang för energiomvandling av värme | |
| WO2020251826A1 (en) | Integration of carbon dioxide absorption and water electrolysis in methanation | |
| JP2012097741A (ja) | 発電所のキャリヤ流体を冷却する方法、発電所、及び冷却システム | |
| CN202254476U (zh) | 一种高效的热能处理系统 | |
| RU2465468C1 (ru) | Энергетическая система для одновременного производства электрической энергии, холода и получения пресной воды из окружающей среды | |
| CN102410662A (zh) | 一种高效的热能处理系统和方法 | |
| CN107129928B (zh) | 一种多能源互补的冷热沼气联供系统 | |
| KR20120111793A (ko) | 유기 랭킨 사이클을 이용한 선박의 발전장치 | |
| RU2613756C1 (ru) | Судовая газотурбинная установка с утилизацией тепла уходящих газов | |
| US20140034477A1 (en) | Water Supply Systems | |
| EP3733255B1 (en) | Condensation system for recuperating energy discharge of nuclear power plant | |
| CN102092807B (zh) | 一种风电海水淡化系统 | |
| US20230243600A1 (en) | Energy storage and retrieval system comprising a regenerator and an electrical machine coupled to a compressor and an expander | |
| JP2020504258A (ja) | エネルギーの持続可能な発生のためのシステムおよび方法 | |
| WO2004076359A1 (en) | Water desalination | |
| RU2194125C2 (ru) | Способ преобразования термокинетической энергии потоков влажного воздуха и устройство для его осуществления | |
| CN208617409U (zh) | 一种船用海水淡化装置 | |
| CN114555915A (zh) | 二氧化碳发电厂中的二氧化碳液化和储存方法 | |
| CN114641452A (zh) | 用于发电和海水淡化的热电联产涡轮机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150303 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160820 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180303 |