RU2533527C1 - Способ аккумулирования энергии абсорбционным тепловым насосом - Google Patents
Способ аккумулирования энергии абсорбционным тепловым насосом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533527C1 RU2533527C1 RU2013137157/06A RU2013137157A RU2533527C1 RU 2533527 C1 RU2533527 C1 RU 2533527C1 RU 2013137157/06 A RU2013137157/06 A RU 2013137157/06A RU 2013137157 A RU2013137157 A RU 2013137157A RU 2533527 C1 RU2533527 C1 RU 2533527C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- heat pump
- absorption heat
- heat
- systems
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
-
- 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
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам аккумулирования энергии в когенерационных системах, работающих в цикле тригенерации, в системах извлечения геотермальной энергии абсорбционным тепловым насосом, в системах использования низкопотенциальной тепловой энергии с помощью абсорбционного теплового насоса. Согласно способу избыточно выработанная электрическая энергия переводится в тепловую энергию и с избыточно выработанной тепловой энергией используется для хемотермического аккумулирования энергии в абсорбционном тепловом насосе. При этом для получения тепла аккумулированный в конденсаторе жидкий хладагент направляется в абсорбер. Технический результат - возможность аккумулирования как тепловой, так и электрической энергии при суточном маневрировании отпуска энергии потребителю. 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам аккумулирования энергии в когенерационных системах, работающих в цикле тригенерации, в системах извлечения геотермальной энергии абсорбционным тепловым насосом, в системах использования низкопотенциальной тепловой энергии с помощью абсорбционного теплового насоса.
Известны способы аккумулирования энергии в водяных аккумуляторах горячей воды или сетевой воды [Ионин А.А., Хлыбов Б.М., Братенков В.Н., Терлецкая Е.Н. Под ред. А.А. Ионина. Теплоснабжение. Стройиздат, 1982. - 336 с.].
Недостатками известного способа являются низкая энергоемкость аккумуляторов и, соответственно, значительные габариты.
Известен также способ аккумулирования энергии в высокотемпературных хемотермических системах на базе десорбции аммиака из водного раствора [Столяревский А.Я. Хемотермические циклы и установки аккумулирования энергии. Атомная энергетика. Атомно-водородная энергетика. Научно-технический центр «ТАТА». 2005. - С.45-58].
Недостатком является то, что хемотермические энергоаккумулирующие высокотемпературные системы на базе десорбции аммиака из водного раствора предполагают использование сателлитной аммиачной турбины в период провала электрической нагрузки. Однако применение такой турбины приведет к существенному усложнению схемы когенерационной установки.
Известен также способ аккумулирования энергии в низкотемпературных хемотермических системах на базе десорбции аммиака из водного раствора [Столяревский А.Я. Хемотермические циклы и установки аккумулирования энергии. Атомная энергетика. Атомно-водородная энергетика. Научно-технический центр «ТАТА». 2005. - С.45-58].
Недостатком является необходимость установки специального аккумулятора.
Наиболее близким к предложенному является способ тригенерации для выработки электроэнергии, тепла и холода для использования в системах энергоснабжения [авт. свид. СССР №243802 с приоритетом от 23.03.1964 г. Кремнев О.А., Чавдаров А.С., Балицкий С.А., Журавленко В.Я., Гершкович В.Ф., Згурский О.А., Пекер Я.Д., Медведев М.И.] с помощью когенерационной установки для выработки электроэнергии, тепла, а в летнее время - холода с помощью абсорбционной холодильной машины (АБХМ), работающей на избыточном тепле цикла. А также способ извлечения геотермального тепла [патент №2288413, бюл. №33, 2006] и способ использования геотермального тепла [патент №2358209, бюл. №16, 2009].
Однако указанные способы не дают возможности регулирования отпуска электрической и тепловой энергии вследствие их неравномерности.
Техническим результатом заявляемого изобретения является возможность аккумулирования как тепловой, так и электрической энергии при суточном маневрировании отпуска энергии потребителю. Разработанный способ использования абсорбционного теплового насоса (АТН) позволит аккумулировать энергию для последующего преобразования ее как в тепло, так и в холод, что существенно увеличивает гибкость режима отпуска энергии потребителю.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в когенерационной установке, работающей по циклу тригенерации, в системах извлечения геотермальной энергии абсорбционным тепловым насосом, в системах использования низкопотенциальной тепловой энергии с помощью абсорбциионного теплового насоса абсорбционный тепловой насос может быть использован как хемотермическая энергоаккумулирующая низкотемпературная система на базе десорбции аммиака из водного раствора или бромистого лития из водного раствора в зависимости от вида бинарной смеси, используемой в АТН. Избыточно выработанная электрическая энергия переводится в тепловую энергию (в электрическом котле или путем нагрева бинарной смеси в генераторе АТН) и с избыточно выработанной тепловой энергией цикла используется для хемотермического аккумулирования энергии в абсорбционном тепловом насосе. Для получения тепла аккумулированный в конденсаторе жидкий хладагент направляется в абсорбер, а для получения холода - в испаритель.
На фиг.1 представлена схема АТН для осуществления аккумулирования энергии в когенерационных системах, работающих в цикле тригенерации по предлагаемому способу.
Схема включает в себя следующие элементы абсорбционного теплового насоса: Кп - кипятильник (генератор пара); С - сухопарник; Кд - конденсатор; РВ - дроссельно-регулирующий вентиль; И - испаритель; Аб - абсорбер; Н - насос; Т - теплообменник.
Способ осуществляется следующим образом.
Тепло Qак, получаемое при избыточно вырабатываемой электрической энергии или за счет избыточно вырабатываемой тепловой энергии при низком потреблении тепла на нужды теплоснабжения, подается в контур генератора Кп. В генераторе тепло передается в водоаммиачный раствор или в водный раствор бромистого лития в зависимости от вида бинарного раствора АТН, десорбируя из него аммиак (бромистый литий), который осушается в сухопарнике С и поступает в конденсатор Кд. В конденсаторе накапливается жидкий аммиак (бромистый литий) за счет отвода тепла Qк водой от системы горячего водоснабжения. При недостатке тепловой нагрузки жидкий аммиак (бромистый литий) с помощью насоса Н подается в абсорбер Аб, куда подается и слабый раствор аммиака (бромистого лития) через дроссель РВ2. В теплоиспользующей части абсорбера происходит испарение аммиака (бромистого лития) и его экзотермическая абсорбция в абсорбере Аб, а тепло Qаб передается в теплосеть. Полученный крепкий раствор насосом Н вновь подается в генератор Kп. При необходимости получения холода Qо жидкий аммиак (бромистый литий) подается из конденсатора через дроссельно-регулирующий вентиль РВ1 в испаритель И. А образующиеся при испарении пары хладагента поглощаются абсорбентом в абсорбере Аб. Полученный крепкий раствор насосом Н вновь подается в генератор Кп, т.е. АТН может работать в режиме холодильной машины.
Пример осуществления способа
Известно, что все энергетические нагрузки, как тепловые, так и электрические, отличаются неравномерностью.
При проектировании и расчете систем теплоснабжения в качестве определяющих нагрузок принимаются максимальные часовые расходы тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарные часовые расходы тепла по абоненту в целом с учетом несовпадения часовых максимумов расхода тепла по отдельным видам теплопотребления. В летний период возникает проблема полезного применения избыточного тепла.
Высокой степенью неравномерности действия отличается также и распределение электропотребления по часам суток.
Для увеличения аккумулирующей способности конденсатор АТН может быть снабжен аккумулирующим баком.
При мощности когенерационной установки в 2 МВт и коэффициенте часовой неравномерности потребления электрической энергии и тепловой энергии до 30% АТН может иметь следующие характеристики.
Технические характеристики АТН (скрытая теплота конденсации аммиака при 30°C равна 1145,5 кДж/кг; плотность - 595 кг/м3; давление насыщения - 1,167 МПа):
- тепловая мощность генератора - 2·0,3=0,6 МВт;
- тепловая мощность теплообменника «слабый-крепкий» раствор - 0,2 МВт;
- тепловая мощность конденсатора аммиака - 0,6+0,2=0,8 МВт;
- тепловая мощность охладителя раствора в абсорбере - 0,8+0,2=1,0 МВт.
Объем хранилища сконденсированного аммиака - 800·3600/(1145,5·595)=4,2 м3, при работе - зарядка 1 час.
Для сравнения эффективности, при применении водяного аккумулятора (емкостной водяной подогреватель воды) в режиме нагрева 10/70°C, он будет иметь аккумулирующую емкость - 800·3600/((70-10)·4,2·1000)=11,4 м3 (где - 4,2 кДж/(кг·К) - удельная теплоемкость воды; 1000 кг/м3 - плотность воды).
Claims (1)
- Способ аккумулирования энергии абсорбционным тепловым насосом в когенерационных системах, работающих в цикле тригенерации, в системах извлечения геотермальной энергии абсорбционным тепловым насосом, в системах использования низкопотенциальной тепловой энергии с помощью абсорбционного теплового насоса, отличающийся тем, что избыточно выработанная электрическая энергия переводится в тепловую энергию и с избыточно выработанной тепловой энергией используется для хемотермического аккумулирования энергии в абсорбционном тепловом насосе, при этом для получения тепла аккумулированный в конденсаторе жидкий хладагент направляется в абсорбер.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013137157/06A RU2533527C1 (ru) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | Способ аккумулирования энергии абсорбционным тепловым насосом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013137157/06A RU2533527C1 (ru) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | Способ аккумулирования энергии абсорбционным тепловым насосом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2533527C1 true RU2533527C1 (ru) | 2014-11-20 |
Family
ID=53382747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013137157/06A RU2533527C1 (ru) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | Способ аккумулирования энергии абсорбционным тепловым насосом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2533527C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU243802A1 (ru) * | Выработки холода и одновременного подогрева воды для горячего водоснабжения | |||
| RU2013718C1 (ru) * | 1991-04-26 | 1994-05-30 | Ливенцова Галина Алексеевна | Сорбционный тепловой насос |
| RU2288413C1 (ru) * | 2005-04-29 | 2006-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Способ извлечения геотермального тепла |
| RU85216U1 (ru) * | 2009-02-19 | 2009-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" | Энергоустановка для выработки электрической и тепловой энергии |
-
2013
- 2013-08-07 RU RU2013137157/06A patent/RU2533527C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU243802A1 (ru) * | Выработки холода и одновременного подогрева воды для горячего водоснабжения | |||
| RU2013718C1 (ru) * | 1991-04-26 | 1994-05-30 | Ливенцова Галина Алексеевна | Сорбционный тепловой насос |
| RU2288413C1 (ru) * | 2005-04-29 | 2006-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Способ извлечения геотермального тепла |
| RU85216U1 (ru) * | 2009-02-19 | 2009-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" | Энергоустановка для выработки электрической и тепловой энергии |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10072530B2 (en) | Hybrid power generation system using solar energy and bioenergy | |
| Raja et al. | A review and new approach to minimize the cost of solar assisted absorption cooling system | |
| DK2986825T3 (en) | Energy storage device for power plant flexibility | |
| CN103670554B (zh) | 发电供热装置 | |
| US20140026602A1 (en) | Method and Apparatus for Generating Chilled Water for Air-Conditioning | |
| ES2719418T3 (es) | Procedimiento para la puesta en funcionamiento de un acumulador de calor termoquímico | |
| JP3223710U (ja) | 超臨界発電構造 | |
| CN204098972U (zh) | 采用回热循环技术的低温水发电系统 | |
| CN203798019U (zh) | 一种水源热泵的废热回收装置 | |
| RU2533527C1 (ru) | Способ аккумулирования энергии абсорбционным тепловым насосом | |
| CN102384048B (zh) | 一种小温差太阳能和海洋能联合发电系统 | |
| Hürdoğan et al. | Performance assessment of a desalination system integrated with ground heat exchanger for hydrogen and fresh water production | |
| Ostapenko et al. | Energy efficiency of energy supply systems, based on combined cogeneration heat pump installations | |
| Ostapenko | Complex evaluation of energy efficiency of steam compressor heat pump plants with сogeneration drive | |
| US11661857B2 (en) | Electricity generating systems with thermal energy storage coupled superheaters | |
| RU2701027C1 (ru) | Водонагревательная установка с эффективным использованием солнечной энергии | |
| Riepl et al. | Operational performance results of an innovative solar thermal cooling and heating plant | |
| CN102946213A (zh) | 多功能太阳能系统 | |
| CN203717053U (zh) | 低温蒸汽发电机系统 | |
| CN207962804U (zh) | 一种电锅炉及蓄热罐联合运行的热电解耦系统 | |
| CN202719802U (zh) | 一种第一类溴化锂吸收式热泵机组 | |
| RU2358209C1 (ru) | Способ использования геотермального тепла | |
| Bales | Thermal storage with the thermo-chemical accumulator (TCA) | |
| Rusovs et al. | Steam driven absorption heat pump and flue gas condenser applied for heat recovery in district heating network | |
| Wang et al. | Performance analysis of absorption thermal energy storage for distributed energy systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170808 |