SE525918C2 - System för värmeförädling - Google Patents
System för värmeförädlingInfo
- Publication number
- SE525918C2 SE525918C2 SE0302419A SE0302419A SE525918C2 SE 525918 C2 SE525918 C2 SE 525918C2 SE 0302419 A SE0302419 A SE 0302419A SE 0302419 A SE0302419 A SE 0302419A SE 525918 C2 SE525918 C2 SE 525918C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- circuit
- heat
- evaporator
- cooling
- gas
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 33
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 16
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 11
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 11
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B11/00—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines
- F25B11/02—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines as expanders
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
- F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/90—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation
- Y02A40/963—Off-grid food refrigeration
-
- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
Redogörelse för uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system för värmeförädling genom utnyttjande av spillvärme eller annan värmekälla, alternativt fjärrkyla, som åtminstone delvis eliminerar de nackdelar som är förknippade med anordningar enligt teknikens ståndpunkt. Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett systenx för produktion av kyla och/eller värme och/eller mekanisk energi och/eller elenergi, och som kan arbeta i ett stort temperaturintervall och i synnerhet med en värmekälla med relativt låg temperatur.
Detta syfte uppnås med ett system för värmeförädling genom utnyttjande av spillvärme eller annan alternativt föreliggande l, för värmekälla, fjärrkyla, enligt uppfinning såsom» definieras i patentkravet alternering mellan kylproduktion och/eller värmeförädling och/eller mekanisk energi och/eller elproduktion. Systemet kretslopp för cirkulation av ett det innefattar ett första arbetsmedium, en förångare i vilken cirkulerande arbetsmediet föràngas till gas genom att i förångaren ta värme från i en ledning passerande UPP spillvärmen/fjärrkylan, vilken därmed avkyls, en kompressor som komprimerar gasen, en första kondensor som kondenserar gasen till ett kondensat och avger värme till en i kondensorn passerande värmebärare, och en expansionsventil som expanderar kondensatet och återför arbetsmediet till förångaren. Systemet innefattar -vidare ett andra kretslopp, som står i förbindelse med det första kretsloppet, för cirkulation av arbetsmediet, vilket andra anslutet till det första kretsloppet, en ansluten till det kretslopp är expansionsanordning, såsom en turbin, andra kretsloppet vilken turbin tillförs gas från föràngaren, varvid expansion sker, varefter arbetsmediet förs till förångare, alternativt via. en andra kondensor n 30 CH b) LH vä ...A CS 3 ansluten till det andra kretsloppet som kondenserar gasen från turbinen, varefter kondensatet àterföres till förångaren.
En fördel med denna lösning enligt föreliggande uppfinning är att värme, i form av spillvärme eller annan värmekälla, alternativt fjärrkyla, kan användas så att förångning av arbetsmediet kan ske vid både låg och hög alterneras mellan temperatur, och således kan systemet, kylproduktion och/eller värmeförädling och/eller mekanisk och/eller spillvärmeöverskottet energi elproduktion. Då inte kan användas alls för uppvärmningsändamål, beroende på årstiden eller att det inte finns en mottagare av värmen, kan systemet styras till att enbart generera elkraft. En ytterligare fördel är att befintliga värmepumpar kan byggas om till systemet enligt föreliggande uppfinning. Det finns en stor flexibilitet i systemlösningen enligt föreliggande uppfinning som innebär att arbetsmediet kan väljas efter vilken temperatur värmekällan har. Om spillvärmen temperaturförädlas kan kravet pá fjärrvärmetemperatur uppfyllas samtidigt som det krävs mindre ledningsdimensioner och lägre flöden.
Enligt en föredragen utföringsform kan systemet enligt föreliggande uppfinning^ innefatta en eller flera I kan som både en- eller och/eller expansion i ett eller flera turbinsteg med eller utan föràngare. Systemet fungera flerstegsvärmepump kondenskraftverk med mellanöverhettning. Flerstegsvärmepumpar utnyttjas då det krävs hög tryckuppsättning för att nå önskad temperatur på värmebäraren. I en flerstegsvärmepump sker expansion. av kondensatet efter kondensorn i två eller flera steg. Vid varje expansionssteg bildas en viss mängd gas som. förs till rätt trycksteg i en flerstegskompressor.
Vid lågtemperaturkällor, under' ca 70°C, används någon. fornx av arbetsmedium, såsonx ett köldmedium1 med en kokpunkt vid låg temperatur, t.ex. HFC Rl34a eller något köldmedium Fördelen med att använda ett köldmedium är att volymen på naturligt såsom ammoniak eller liknande. köldmedieångan vid låga temperaturer är betydligt mindre Dessutom är trycket bl.a. än vattenånga, vid samma temperatur. högre än atmosfärstryck vilket *förhindrar luftinläckage i anläggningen. Vid. temperaturer över 80- 85°C används lämpligen vatten som arbetsmedium, varvid flera hundra grader kan uppnås.
Med ett system för värmeförädling avses produktion av kyla och/eller värme och/eller mekanisk energi och/eller elenergi genom utnyttjande av spillvärme heller annan värmekälla.
Med värmebärare avses t.ex. tapp- eller cirkulationsvattenledning, spillvärmeledning eller liknande.
Tänkbara spillvärmekällor är exempelvis olika industrier, kraftverk, hetvattenpannor, solvärmesystem, geovärmeanläggningar, sopförbränningsanläggning, alla slags motorfordon, fartyg etc. Exempelvis kan spillvärmeförlusten i ett fordon, i form av avgaser och kylvatten, utnyttjas och omvandlas till elkraft eller mekaniskt arbete, vilket skulle innebära minskad bränsleförbrukning. Ett exempel på en annan värmekälla bortsett från spillvärmekälla är sjövatten.
Ytterligare fördelar och kännetecken enligt utföringsformer av uppfinningen framgår' av' patentkraven, samt i det följande i beskrivning av utföringsexemplen.
Fignrbeskrivning Föreliggande uppfinning ska nu beskrivas mer i detalj i utföringsexempel, med hänvisning till bifogade LN I* 'I LW \O .._å CJ ritningar, utan att uppfinningen skall tolkas begränsande till dessa, där fig. l visar schematiskt ett system enligt föreliggande uppfinning kopplat för i huvudsak elproduktion, fig. 2 visar schematiskt systemet enligt fig. l kopplat för i huvudsak värmeproduktion, g fig. 3 visar schematiskt systemet enligt fig. 1-2 kopplat för samtidig kyl-, värme- och elproduktion, fig. 4 visar schematiskt systemet enligt fig. 1-3 kopplat för i huvudsak kylproduktion, och fig. 5 visar schematiskt systemet enligt fig. l-4 kopplat för samtidig kyl-, värme- och elproduktion, där första respektive andra kretsloppet är skilda från varandra, förångning i respektive kretslopp sker vid olika temperaturer i separata förångare.
Detaljerad beskrivning av utföringsexempel Ett system, enligt föreliggande uppfinning, för produktion av kyla och/eller värme och/eller mekanisk energi och/eller elenergi genom utnyttjande av spillvärme eller annan värmekälla, alternativt fjärrkyla, visas i fig. l-5. Systemet innefattar ett första kretslopp 2 .för cirkulation av ett arbetsmedium. En föràngare 4 är anordnad till första kretsloppet 2, i vilken det cirkulerande arbetsmediet föràngas till gas genom att i förångaren ta upp värme från ett passerande flöde av spillvärmen eller annan värmekälla, såsom t.ex. sjövatten, alternativt fjärrkyla som transporteras i en ledning 6. En kompressor 8 är i flödesriktningen (se pilar på kretsloppsledningen 2) efter förângaren 4 anordnad till första kretsloppet 2. Kompressorn 8 komprimerar gasen från förångaren. En kondensor 10 är anordnad till första kretsloppet 2, i flödesriktningen efter kompressorn 8, l0 vilken kondensor 10 kondenserar gasen till ett kondensat och avger värme till en i kondensorn passerande värmebärare t.ex. tapp- eller cirkulationsvattenledning 12, spillvärmeledning eller liknade. En expansionsventil 14 är anordnad till första kretsloppet 2, i flödesriktningen efter kondensorn 10, vilken expansionsventil 14 expanderar kondensatet och återför arbetsmediet till föràngaren 4. Systemet innefattar vidare ett andra kretslopp 16, bestående av tre delkretslopp 16a+ 16c, som står i förbindelse med det första kretsloppet 2, för cirkulation av arbetsmediet, vilket andra kretslopp är anslutet till det första kretsloppet 2. En turbin 18, eller liknande expansionsanordning, är ansluten till det andra kretsloppet 16, vilken turbin 18, anordnad i flödesriktningen (se pilar på kretsloppsledningarna l6a-c) efter föràngaren 4, tillförs gas från förångaren 4. Gasen tillåts expandera i. turbinen 18 cxfli en generator 20 är ansluten till turbinen för elproduktion. Genererat mekanisk arbete av turbinen kan även driva kompressorn 8 via en växel 19. En andra kondensor 22 är ansluten till det andra kretsloppet, i flödesriktningen efter turbinen, vilken andra kondensor 22 kondenserar gasen från turbinen 18, varefter kondensatet från kondensorn 22 àterföres, lämpligen via en-andra expansionsventil 23a eller pump 23, till föràngaren 4. I den andra kondensorn 22 är lämpligen anslutet en ledning 21 för avledning av värme till ett i ledningen 21 passerande flöde av värmebärare av företrädesvis låg temperatur. Det första kretsloppet 2 är avsett för att vid behov producera kyla och/eller värme och det andra kretsloppet 16 är avsett för att vid behov producera mekanisk energi och/eller elenergi. 1 I Företrädesvis innefattar systemet vidare en första reglerventil 24, ansluten till första kretsloppet 2 och i förbindelse med en första delkrets 16a av andra kretsloppet l6. I utföringsformen enligt fig. l-5 är denna första reglerventil anordnad till första kretsloppet 2 i flödesriktningen efter förångaren 4 och. före kompressorn 8. Den första delkretsen l6a är ansluten till den första reglerventilen 24. Första reglerventilen 24 är inrättad att reglera flödet av gas, d.v.s. förångat arbetsmedium, i delkretsen l6a, första kretsloppet 2 respektive första varvid samtidig kyla, värme och mekanisk energi och/eller eller alternativt enbart kyla och/eller elproduktion kan erhållas, och värme eller kyla och mekanisk energi elproduktion, genom att första reglerventilen 24 styr önskat flöde till respektive kretslopp 2, l6a, l6.
Vidare är enligt utföringsformen enligt fig. 1-5 till den första delkretsen l6a anslutet en överhettare 26, till vilken gas från första kretsloppet 2 överförs, vilken överhettare avger överhettad gas till den efterföljande turbinen 18. Överhettaren 26 är anordnad i flödesriktningen före turbinen 18. Företrädesvis kan till arbetsmediet i överhettaren 26 tillföras ytterligare energi genom passage av spillvärme i en ledning 28 i överhettaren. En andra reglerventil 29 kan reglera önskat flöde av spillvärme till förångare 4 respektive överhettare 26.
Spillvärmen som leds till förångaren och företrädesvis även till överhettaren 26, kan lämpligen vara av en temperatur från l5°C och uppåt. En övre temperatur av spillvärmen är företrädesvis l0O°C eller lägre, och mest föredraget 50°C eller lägre. AI den næst inte till generella utföringsformen är dock systemet enligt föreliggande uppfinning begränsat ovanstående temperaturintervall, utan kan arbeta. vid både högre och lägre temperaturer än de som omnämnts. 525 918 8 vidare en Företrädesvis innefattar systemet växelventil 17, ansluten till andra kretsloppet 16 och i förbindelse med delkretslopp l6a. I utföringsformen enligt l-5 är till kretsloppet 16 i flödesriktningen efter kondensatpump 23. fig. denna växelventil anordnad andra Växelventilen är inrättad att sektionera kretslopp 16 från kretslopp 2 tillsammans med den första reglerventilen 24 lske vid olika så att förångning av arbetsmediet kan temperaturer. Förångning sker i förångare 4 i kretslopp 2 och i överhettare 26 i. kretslopp 16. Överhettare 26 kan fungera både som överhettare och förångare 26'. innefattar vidare en Företrädesvis systemet tredje reglerventil 9, ansluten till första kretsloppet 2 och i förbindelse med en andra delkrets l6b av det andra kretsloppet 16. I utföringsformen enligt fig. 1-5 är denna tredje reglerventil anordnad till första kretsloppet 2 i flödesriktningen. efter kompressorn 8 och före kondensorn . Den andra delkretsen l6b är anslutet till den tredje reglerventilen 9. Tredje reglerventilen 9 är inrättad att reglera flödet av komprimerad gas i första kretsloppet 2 respektive andra delkretsen l6b. Flödet av komprimerad gas från den tredje reglerventilen 9 till andra delkretsen l6b förs vidare till turbin 18, varvid samtidig produktion av kyla, värme och mekanisk energi och/eller elenergi kan erhållas, reglerventilen 9 önskat flöde till respektive kretslopp 2, l6b, 16. genom att den tredje styr Företrädesvis innefattar vidare en ,« i systemet värmeväxlare flödesriktningen placerad. mellan kondensorn 10 och expansionsventilen 14, ansluten till första kretsloppet 2. Vidare är en kondensattillförselledning, av en tredje delkrets 16c, från förángaren ansluten till värmeväxlaren 30.
Kondensatet från föràngaren. 4 pumpas av pump 33 till värmeväxlare 30. Gas som bildas genom föràngning av arbetsmediet i värmeväxlaren 30 överförs genom tredje delkretsen l6c som är en del av det andra kretsloppet 16, som i denna utföringsform är anslutet till värmeväxlaren , och vidare till turbinen 18, varvid en del av kompressorarbetet kan återvinnas som annars skulle gå förlorad i expansionen mellan kondensor 10 och förångare 4.
Med hänvisning till figurerna 1-5 skall nu olika driftsfall A-E beskrivas: A) Fig.1 visar systemet kopplat för i huvudsak elproduktion (linjer som är fetmarkerade innebär att de är " inkopplade i aktuellt driftfall). Figuren visar en enstegsprocess men kan självfallet vara en flerstegsprocess. Kretsprocessen startar i förångaren 4.
Det cirkulerade mediet förångas fullständigt genom att ta upp värme från värmekälla 6 som därmed kyls 7, dvs kylproduktion sker. I den föredragna överhettaren 26 tillförs ångan mer energi. I förångaren och överhettaren har värme tillförts. Den överhettade ångan expanderar i turbinen 18. Därefter kondenserar ångan i kondensorn 22 tillhörande turbinen 18. Värmen avleds till en kylsänka.
Det kondenserade mediet pumpas via pump 23 tillbaka till förångaren och kretsprocessen är sluten.
B) Fig. 2 visar systemet kopplat för i. huvudsak värmeförädling men även kylproduktion och återvinning av kompressorarbete (linjer som är fetmarkerade innebär att dom är inkopplade i aktuellt driftfall). Kopplingen visar en enstegsprocess men kan självfallet vara en Kretsprocessen startar i. förångaren 4. fullständigt. flerstegsprocess.
Det cirkulerade mediet förångas Värme från eller från en till tillförs antingen spillvärmekällan annan värmekälla, exempel sjövatten. Används spillvärmesystemet till spillvärme som värmekälla tillförs endast den drivenergi som behövs kompressorn 8 jämfört med om extern värmekälla används, till exempel sjövatten då både energi upptagen i förångare och drivenergi till kompressor tillförs spillvärmesystemet.
Detta är av stor principiell skillnad om man endast är ute Efter förångaren 4 efter en temperaturförädling. komprimeras gasen i kompressorn 8. Därefter kondenserar kondensorn 10 tillhörande till delflöde 12 Kondensatet underkyls i värmeväxlare 30 genom värmeväxling gasen i kompressorn. Värmen avleds ett från spillvärmekällan. mot tredje delkretsen 16c bestående av' kondensat från föràngare 4. Kondensatet i tredje delkretsen 16c förvärms och förångas i värmeväxlare 30 och förs vidare till turbin 18 varvid expansion sker. Arbetsmediet förs vidare till förångare 4 kan ökas om Det förångare 4. Kylproduktionen i gasen efter turbin 18 kondenseras i kondensor 22. underkylda kondensatet från värmeväxlare 30 expanderar i expansionsventilen 14 till förångaren 4. ~Därmed är kretsprocessen sluten.
C) Pig. 3 visar systemet kopplat för samtidig kyla, värme och elproduktion (linjer som är fetmarkerade innebär att dom är inkopplade i aktuellt driftfall).
Kretsprocesserna fungerar enligt förklaring till figurerna 1 och 2. Förångaren 4 förser i det här driftfallet både turbinen 18 och' kompressorn 8 med gas. En första reglerventil 24 styr önskat flöde till kompressor 8 respektive turbin 18) Denna koppling innebär en stor frihet i dagtid körstrategi. Till exempel kan el prioriteras och värme under natten. Vid stor tillgång på spillvärme kan turbinen 18 driva både kompressorn 8 och generatorn 20.
D) Fig. 4 visar systemet kopplat för i huvudsak kylproduktion (linjer som är fetmarkerade innebär att dom driftfall). Kretsprocesserna 2 och 3. är inkopplade i aktuellt fungerar enligt förklaring till figurerna 1, Den mängd förångad gas från föràngare 4 som efter kompression i kompressor 8 inte behövs för att tillgodose befintligt värmebehov förs till turbin 18, via den andra delkretsen l6b, återvinns. för expansion vilket innebär att kompressorarbete För att öka kylproduktionen i förångare 4 kondenseras gasen efter turbinen 18 i kondensor 22 mot värmebärare 21 med låg temperatur, lämpligen ca 5-25°C.
E) Fig. 5 visar systemet kopplat för samtidig kyla, värme och elproduktion (linjer som är fetmarkerade innebär att dom är inkopplade i aktuellt driftfall).
Kretsprocesserna fungerar enligt förklaring till figurerna 1-4. sektionerar första kretsloppet 2 och andra kretsloppet 16.
Växelventil 17 och den första reglerventilen 24 Överhettare 26 fungerar i detta driftfall som. föràngare 26'. kretsloppen 2, Föràngning kan därmed ske vid, olika temperaturer i 16. värme till föràngare 26' varvid temperaturen pà spillvärmen Spillvärmen avger' i detta fall först minskar, sedan avges värme i föràngare 4 men vid en På detta sätt kan värmen i sätt. Det betydligt lägre temperatur. spillvärmekällan utnyttjas på ett effektivare finns dessutom möjlighet att använda två olika värmekällor vid olika temperaturer. Till exempel kan en spillvärmekälla på cirka 50°C utnyttjas för att förånga arbetsmediet i föràngare 26', i andra kretsloppet 16, som expanderar i turbin 18 och som i sin tur driver kompressorn 8 i första kretsloppet 2. Förångningen i andra kretslopp 16 sker då vid en relativ hög temperatur. Vidare finns ett kylbehov, till exempel i_ ett fjärrkylanät. För att uppnå P; SiS 918 12 fjärrkylanätets temperaturkrav på cirka 5-lO°C måstê föràngningen i första kretsloppet 2, i föràngare 4, ske vid en relativt låg temperatur.
Claims (15)
1. l. System för värmeförädling genom utnyttjande av spillvärme eller andra typer av värmekällor, alternativt fjärrkyla, för alternering mellan kylproduktion och/eller värmeförädling och/eller mekanisk energi och/eller elproduktion, vilket system innefattar ett första kretslopp (2) för cirkulation av ett arbetsmedium, en förångare (4) i vilken det cirkulerande arbetsmediet förångas till gas genom att i förångaren ta upp värme från i en ledning (6) passerande spillvärmen/fjärrkylan, (7), en första kondensor en. kompressor (8) som. komprimerar (10) vilken därmed avkyls gasen, som kondenserar gasen till ett kondensat och avger värme till en i kondensorn passerande (14) expanderar (4), andra värmebärare, en expansionsventil som arbetsmediet till förångaren ett àterför kännetecknat av att (l6; l6a-c), (2), för cirkulation av arbetsmediet, (l6; l6a-c) kondensatet och systemet vidare innefattar kretslopp som står i förbindelse med det första kretsloppet vilket andra är anslutet till det första kretsloppet (18), kretslopp (2), till det andra ansluten (18) såsom, en turbin (l6; l6a~c) (4), varefter arbetsmediet förs till förångare (22) som kondenserar en expansionsanordning, kretsloppet vilken turbin varvid expansion sker, (4), ansluten till det andra kretsloppet (15), tillförs gas från föràngaren alternativt via en andra kondensor (16) kondensatet återföres till förångaren (4). gasen från turbinen varefter kännetecknat av att (24), till första kretsloppet (2) och i förbindelse med en första delkrets (l6a) (16), flödet av förångad gas i första respektive andra kretsloppet,
2. System) enligt patentkrav 1, den vidare innefattar en första reglerventil ansluten av andra kretsloppet inrättad att reglera varvid samtidig kyla, värme och elproduktion, eller alternativt enbart kyla och värme eller kyla och elproduktion (24) genom att första reglerventilen styr önskat flöde l6a, l6). sker, till kretsloppen (2, 10 15 20 25 30 r f r 913
3. Systenl enligt patentkrav' 2, kännetecknat av att (24) är anordnad efter föràngaren (4) första reglerventilen och före kompressorn (8).
4. Systenx enligt patentkrav 3, kännetecknat av att till den första delkretsen (16a) är anslutet en överhettare (26), till 'vilken. gas från första kretsloppet (2) överförs, vilken överhettare (26) avger överhettad gas till den efterföljande turbinen (18).
5. System enligt patentkrav' 4, kânnetecknat av att (26) tillförs ytterligare energi arbetsmediet i överhettaren genom passage av spillvärme eller annan värmekälla (28) i överhettaren (26).
6. System enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att genererat mekaniskt arbete av turbinen (18) driver kompressorn (8) företrädesvis via en växel (19).
7. System enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att genererat mekaniskt arbete av turbinen (18) företrädesvis driver en generator (20) för elproduktion.
8. System enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att spillvärmen kan ha en stor temperaturvariation, lämpligen från l5°C och uppåt.
9. System enligt något av patentkraven l, för utökad kylproduktion, (10) ansluten till återvinning av kompressorarbete och kondensorn och (30) att mellan första (14) kännetecknat av är en värmeväxlare (2), av en tredje delkrets expansionsventilen vidare en (160), att första kretsloppet kondensattillförselledning, från förångaren är ansluten till värmeväxlaren (30), så att gas som (30) (l6c) och vidare till turbinen bildas genom förångning av arbetsmediet i värmeväxlaren överförs till tredje delkretsen (18), kan ske, varvid därmed en del av kompressorarbetet àtervinns. varvid samtidig produktion av kyla, värme och elenergi
10. System enligt patentkrav l för produktion av mekaniskt arbete och/eller elenergi, kännetecknat av att 10 15 20 30 systemet vidare innefattar en tredje reglerventil (9), ansluten till första kretsloppet (2) och i förbindelse med en andra delkrets (l6b) av andra kretsloppet (16), vilken tredje reglerventil är anordnad till första kretsloppet (2) i flödesriktningen efter kompressorn (8) och före första kondensorn. (10), där den andra delkretsen (l6b) är ansluten till tredje reglerventilen (9), varvid tredje reglerventilen (9) är inrättad att reglera flödet av komprimerad gas i första kretsloppet (2) respektive andra delkretsen (l6b), och där flödet av komprimerad gas från tredje reglerventil (9) till andra delkretsen (l6b) förs vidare till turbin (18), så att samtidig produktion av kyla, värme och mekanisk energi och/eller elenergi kan erhållas, genom att tredje reglerventilen (9) styr önskat flöde till respektive kretslopp (2, l6b, 16).
11. System utökad enligt patentkrav 1 för kännetecknat av att en värmebärare med låg ledning (21) kondensorn (22) bortför värme och därmed kondenseras gasen kylproduktion, temperatur i en ansluten till den andra till kondensat i kondensor (22) innan vidare överföring till föràngare (4).
12. System enligt patentkrav 2, kännetecknat av att till det andra kretsloppet (16) är anslutet en förångare (26'), anordnad till andra kretsloppet (16) i flödesriktningen efter vidare innefattar systemet en växelventil (17), en kondensatpump (23), anordnad mellan den andra kondensorn (22) och föràngaren (26'), vilken kondensatpump (23) pumpar det kondenserade mediet tillbaka till föràngaren (26'), nämnda växelventil är inrättad att sektionera andra kretsloppet (16) frán första kretsloppet (2) tillsammans med första reglerventilen (24).
13. System enligt patentkrav 12, kännetecknat av att föràngning i första kretsloppet (2) respektive andra kretsloppet (16) sker vid olika temperaturer, exempelvis med' 10 15 918 en spillvärmekälla med en temperatur av ca 50°C för föràngning (16) låg i andra kretsloppet och med fjärrkyla/frikyla/spillvatten med en relativt temperatur för förångning i första kretsloppet (2) för att uppnà fjärrkylanätets temperaturkrav på ca 5-10°C.
14. System enligt patentkrav 12, föràngning i första kretsloppet (2) respektive andra (16) spillvärmekälla i såsom exempelvis (16) kretsloppet sker med olika värmekällor, med en andra kretsloppet och med fjärrkyla/frikyla/spillvatten i första kretsloppet (2).
15. System enligt patentkrav 12, kännetecknat av att första kretsloppet (2) respektive andra kretsloppet (16) fungerar oberoende av varandra, genom styrning av önskade flöden till de respektive kretsloppen (2, 16) medelst växelventilen (17), första reglerventilen (24) och/eller en andra reglerventil (29). kännetecknat av att »
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0302419A SE525918C2 (sv) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | System för värmeförädling |
DK12194231.2T DK2574741T3 (en) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | System for improved heat application |
EP12194231.2A EP2574741B1 (en) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | System for heat refinement |
JP2006526043A JP4698590B2 (ja) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | 熱の調質システム |
DK04775398.3T DK1668228T3 (da) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | System til forbedret varmeanvendelse |
PCT/SE2004/001293 WO2005024189A1 (en) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | System for heat refinement |
EP04775398A EP1668228B1 (en) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | System for heat refinement |
PL12194231T PL2574741T3 (pl) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | Układ do udoskonalonego wykorzystania ciepła |
ES12194231.2T ES2588303T3 (es) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | Sistema para aprovechamiento de calor |
ES04775398T ES2401582T3 (es) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | Sistema para aprovechamiento de calor |
PL04775398T PL1668228T3 (pl) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | Układ do udoskonalonego wykorzystania ciepła |
US10/570,386 US7523621B2 (en) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | System for heat refinement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0302419A SE525918C2 (sv) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | System för värmeförädling |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0302419D0 SE0302419D0 (sv) | 2003-09-10 |
SE0302419L SE0302419L (sv) | 2005-03-11 |
SE525918C2 true SE525918C2 (sv) | 2005-05-24 |
Family
ID=28787303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0302419A SE525918C2 (sv) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | System för värmeförädling |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7523621B2 (sv) |
EP (2) | EP2574741B1 (sv) |
JP (1) | JP4698590B2 (sv) |
DK (2) | DK1668228T3 (sv) |
ES (2) | ES2401582T3 (sv) |
PL (2) | PL1668228T3 (sv) |
SE (1) | SE525918C2 (sv) |
WO (1) | WO2005024189A1 (sv) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101278105B (zh) | 2005-10-04 | 2011-06-15 | Ac-Sun有限责任公司 | 用于空调和热泵的冷却装置 |
EP1925786A1 (en) * | 2006-11-23 | 2008-05-28 | Siemens Aktiengesellschaft | System for using surplus heat energy |
DE102007005930A1 (de) * | 2007-02-06 | 2008-08-07 | Efficient Energy Gmbh | Wärmepuppe, Kleinkraftwerk und Verfahren zum Pumpen von Wärme |
JP4729748B2 (ja) * | 2007-05-08 | 2011-07-20 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 温熱・冷熱同時発生システム |
AT12575U1 (de) * | 2007-10-04 | 2012-08-15 | Auxilien A S | Verfahren zur erweiterung des regelungsbereiches von elektrischer leistung, die an das elektrizitätsnetz geliefert wird, und ein energiesystem mit einem erweiterten regelungsbereich |
US8776522B2 (en) * | 2008-04-15 | 2014-07-15 | Morningside Venture Investments Limited | Water reclamation system and method |
EP2248998A1 (fr) * | 2008-11-13 | 2010-11-10 | Barthélémy Guerin | Système et procédé de fonctionnement d'un moteur thermique à partir d'un circuit fermé d'un fluide frigorigène permettant une récupération d'énergie thermique d'un fluide extérieur |
WO2010113158A1 (en) | 2009-04-01 | 2010-10-07 | Linum Systems, Ltd. | Waste heat air conditioning system |
US9222372B2 (en) | 2010-06-02 | 2015-12-29 | Dwayne M Benson | Integrated power, cooling, and heating apparatus utilizing waste heat recovery |
US9927157B2 (en) | 2010-06-02 | 2018-03-27 | Dwayne M. Benson | Integrated power, cooling, and heating device and method thereof |
US8474277B2 (en) * | 2010-07-13 | 2013-07-02 | General Electric Company | Compressor waste heat driven cooling system |
FR2981144A1 (fr) * | 2011-10-06 | 2013-04-12 | Pierre Benaros | Turbo pompe a chaleur. |
SE536432C2 (sv) * | 2012-03-20 | 2013-10-29 | Energihuset Foersaeljnings Ab Hardy Hollingworth | Värmecykel för överföring av värme mellan medier och för generering av elektricitet |
NO20120734A1 (no) * | 2012-06-25 | 2013-12-26 | Vacuwatt As | Varmepumpeanlegg |
DE102013211084A1 (de) * | 2013-06-14 | 2014-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpe und Wärmepumpe |
KR101624081B1 (ko) * | 2014-06-10 | 2016-05-24 | 주식회사 엘지화학 | 열 회수 장치 |
SE541880C2 (sv) * | 2015-01-19 | 2020-01-02 | Noditech Ab | Anordning i en värmecykel för omvandling av värme till elektrisk energi |
CA2994302A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | Wayne Martin Poerio | Solar turbo pump - hybrid heating-air conditioning and method of operation |
US11460225B2 (en) * | 2017-06-23 | 2022-10-04 | Jack D. Dowdy, III | Power saving apparatuses for refrigeration |
US20180340713A1 (en) * | 2018-06-22 | 2018-11-29 | Jack Dowdy, III | Power saver apparatus for refrigeration |
IT201800005082A1 (it) * | 2018-05-04 | 2019-11-04 | Una nuova disposizione termodinamica avente circuiti combinati di generazione di potenza e di refrigerazione con un pozzo di calore condiviso e con un fluido di lavoro condiviso | |
DE102021203979A1 (de) | 2021-04-21 | 2022-10-27 | Mahle International Gmbh | Temperierungssystem und Kraftfahrzeug |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB660771A (en) | 1949-02-03 | 1951-11-14 | Svenska Turbinfab Ab | Improvements in refrigerating machinery |
US4058988A (en) * | 1976-01-29 | 1977-11-22 | Dunham-Bush, Inc. | Heat pump system with high efficiency reversible helical screw rotary compressor |
US4148436A (en) * | 1977-03-30 | 1979-04-10 | Dunham-Bush, Inc. | Solar augmented heat pump system with automatic staging reciprocating compressor |
JPS55131658A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Air conditioner |
JPS5814404U (ja) | 1981-07-22 | 1983-01-29 | 株式会社東芝 | ランキンサイクル装置 |
EP0239680B1 (en) | 1986-03-25 | 1990-12-12 | Mitsui Engineering and Shipbuilding Co, Ltd. | Heat pump |
EP0272327A4 (en) * | 1986-05-19 | 1990-11-28 | Yamato Kosan Kk | Heat exchanging system |
JPS63223466A (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-16 | 三菱重工業株式会社 | ヒ−トポンプ |
US4873839A (en) * | 1988-10-11 | 1989-10-17 | The Brooklyn Union Gas Company | Combustion-powered compound refrigeration system |
GB2239489A (en) | 1989-09-26 | 1991-07-03 | Roger Stuart Brierley | Harnessing of low grade heat energy |
JPH08121901A (ja) * | 1994-10-25 | 1996-05-17 | Hitachi Ltd | 廃棄物焼却熱変換装置 |
US6960839B2 (en) | 2000-07-17 | 2005-11-01 | Ormat Technologies, Inc. | Method of and apparatus for producing power from a heat source |
US6460360B2 (en) * | 2001-02-20 | 2002-10-08 | Sheng-Ming Hsieh | Power-generating and energy-saving system |
US6581384B1 (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-24 | Dwayne M. Benson | Cooling and heating apparatus and process utilizing waste heat and method of control |
-
2003
- 2003-09-10 SE SE0302419A patent/SE525918C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-09-09 JP JP2006526043A patent/JP4698590B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-09-09 PL PL04775398T patent/PL1668228T3/pl unknown
- 2004-09-09 ES ES04775398T patent/ES2401582T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-09-09 EP EP12194231.2A patent/EP2574741B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-09-09 PL PL12194231T patent/PL2574741T3/pl unknown
- 2004-09-09 US US10/570,386 patent/US7523621B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-09-09 DK DK04775398.3T patent/DK1668228T3/da active
- 2004-09-09 ES ES12194231.2T patent/ES2588303T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-09-09 DK DK12194231.2T patent/DK2574741T3/en active
- 2004-09-09 EP EP04775398A patent/EP1668228B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-09-09 WO PCT/SE2004/001293 patent/WO2005024189A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20070017242A1 (en) | 2007-01-25 |
SE0302419D0 (sv) | 2003-09-10 |
ES2401582T3 (es) | 2013-04-22 |
PL1668228T3 (pl) | 2013-05-31 |
JP4698590B2 (ja) | 2011-06-08 |
EP2574741B1 (en) | 2016-06-01 |
EP1668228A1 (en) | 2006-06-14 |
DK2574741T3 (en) | 2016-09-05 |
EP2574741A1 (en) | 2013-04-03 |
WO2005024189A1 (en) | 2005-03-17 |
PL2574741T3 (pl) | 2017-01-31 |
EP1668228B1 (en) | 2012-12-19 |
ES2588303T3 (es) | 2016-11-02 |
JP2007505259A (ja) | 2007-03-08 |
SE0302419L (sv) | 2005-03-11 |
US7523621B2 (en) | 2009-04-28 |
DK1668228T3 (da) | 2013-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE525918C2 (sv) | System för värmeförädling | |
EP3054155B1 (en) | Electrical energy storage and discharge system | |
CN104066936B (zh) | 废热回收装置和原动机系统 | |
US20110314818A1 (en) | Cascaded condenser for multi-unit geothermal orc | |
US20100326131A1 (en) | Method for operating a thermodynamic cycle, and thermodynamic cycle | |
EP2021587A1 (en) | A method and system for generating power from a heat source | |
US9784248B2 (en) | Cascaded power plant using low and medium temperature source fluid | |
CN102575531A (zh) | 用于生成高压蒸汽的方法和系统 | |
JP7057323B2 (ja) | 熱サイクルシステム | |
JP2015096703A (ja) | 排熱回収発電システム | |
CN101666249B (zh) | 用于在联合或兰金循环发电厂中使用的系统和方法 | |
JPS61149507A (ja) | 熱回収装置 | |
JP4140543B2 (ja) | 廃熱利用装置 | |
EP3112622B1 (en) | Binary power generation system and binary power generation method | |
JP2011074897A (ja) | 流体機械駆動システム | |
EP3146276B1 (en) | Multi-stage heat engine | |
CN208749417U (zh) | 双热源有机朗肯循环发电系统 | |
CN106909734B (zh) | 一种蒸气增压有机朗肯循环发电系统温度的设定方法 | |
KR102013829B1 (ko) | 증기사이클 기반의 폐열발전 열기관 및 이 열기관의 동작 방법 | |
RU2560613C1 (ru) | Способ работы тепловой электрической станции | |
RU2562743C1 (ru) | Способ утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией | |
RU2560612C1 (ru) | Способ работы тепловой электрической станции | |
RU2560607C1 (ru) | Способ работы тепловой электрической станции | |
NL1032852C2 (nl) | Verbeterde warmtepomp. | |
CZ2014192A3 (cs) | Tepelný stroj |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CANC | Patent cancelled, revoked after opposition | ||
NUG | Patent has lapsed |