Hőérték
Hőforrások
Hőtermelés és hőellátás
Hő felhasználása
Új hőellátási technológiák

Hőérték

A hő az egyik forrása az életnek a Földön. A tűznek köszönhetően lehetővé vált az emberi társadalom születése és fejlődése. Az ókortól napjainkig a hőforrások hűen szolgáltak minket. A technológia fejlődésének soha nem látott szintje ellenére az embereknek, mint sok ezer évvel ezelőtt, még mindig melegségre van szükségük. A világ népességének növekedésével növekszik a hő iránti igény.

A hő az emberi környezet legfontosabb erőforrásai közé tartozik. Szükséges, hogy az ember fenntartsa saját életét. Hőre van szükség azokhoz a technológiákhoz is, amelyek nélkül modern ember nem gondol a létezésére.

Hőforrások

A legősibb hőforrás a Nap. Később a tűz az ember rendelkezésére állt. Ennek alapján az ember létrehozott egy technológiát a hő kinyerésére szerves üzemanyagokból.

Újabban nukleáris technológiákat alkalmaztak hőtermelésre. A hőtermelés fő módszere azonban továbbra is a fosszilis tüzelőanyagok elégetése.

Hőtermelés és hőellátás

A technológia fejlesztése során az ember megtanulta nagy mennyiségben termelni a hőt, és viszonylag nagy távolságokon továbbítani. A nagyvárosok számára a hőtermelés nagy hőerőművekben történik. Másrészt továbbra is sok olyan fogyasztó él, akiket kis és közepes méretű kazánházak látnak el hővel. Vidéken a háztartásokat háztartási kazánok és kályhák fűtik.

A hőtermelő technológiák jelentős mértékben hozzájárulnak a környezetszennyezéshez. Égőanyag égése esetén az ember nagy mennyiségű káros anyagot bocsát ki a környező levegőbe.

Hő felhasználása

Általában az ember sokkal több hőt termel, mint amennyit előnyére használ. Egyszerűen sok hőt elvezetünk a környező levegőbe.

A hő elvész
a hőtermelési technológiák tökéletlensége miatt,
amikor a hőt hővezetéken vezetik át,
tökéletlenség miatt fűtési rendszerek,
a tökéletlen ház miatt,
az épületek tökéletlen szellőzése miatt,
a "felesleges" hő eltávolításakor különböző technológiai folyamatokban,
ipari hulladék elégetésekor
belső égésű motorok járműveinek kipufogógázaival.

Az extravagancia szó alkalmas arra, hogy leírja a hőtermelés és -felhasználás helyzetét. Mondhatnám, hogy a hírhedt pazarlás például a kapcsolódó gáz fellángolása az olajmezőkön.

Új hőellátási technológiák

Az emberi társadalom rengeteg erőfeszítést és pénzt költ hőtermelésre:
kivonja az üzemanyag mélyét a föld alatt;
üzemanyagot szállít a betétekből a vállalkozásokba és az otthonokba;
hőtermelő létesítményeket épít;
fűtési hálózatokat épít a hőelosztáshoz.

Valószínűleg el kell gondolkodni: minden itt ésszerű, minden indokolt?

Az úgynevezett műszaki és gazdasági előnyök modern rendszerek a fűtési ellátás eleve pillanatnyi. Jelentős környezeti szennyezéssel és az ésszerűtlen erőforrás-felhasználással járnak.

Van olyan hő, amelyet nem kell kinyerni. Ez a Nap melege. Használnia kell.

A fűtéstechnika egyik végső célja a meleg víz előállítása és szállítása. Használtál már nyári zuhanyt? Tartály, amelynek csapja van felszerelve nyitott hely a napsugarak alatt. Nagyon egyszerű és megfizethető mód a meleg (akár meleg) víz ellátására. Mi akadályozza meg a használatában?

A hőszivattyúk segítségével az ember a Föld hőjét használja. Mert hő pumpa nincs szükség üzemanyagra, nincs szükség hosszú fűtővezetékre és annak hőveszteségeivel. A hőszivattyú működtetéséhez szükséges villamos energia mennyisége viszonylag kicsi.

A legmodernebb és legfejlettebb technológia előnyeit semmibe vesszük, ha annak gyümölcsét visszaéljük. Miért kell hőt termelni a fogyasztóktól távol, szállítani, majd elosztani a lakásoknak, melegedve útközben a Földet és a környező levegőt?

Fejleszteni kell az elosztott hőtermelést a fogyasztási helyekhez a lehető legközelebb, vagy akár velük kombinálva. A kapcsolt energiatermelésnek nevezett hőtermelés módszere régóta ismert. A kapcsolt erőművek áramot, hőt és hideget termelnek. E technológia eredményes alkalmazásához az emberi környezet, mint egységes erőforrások és technológiák rendszerének fejlesztése szükséges.

Úgy tűnik, hogy az új hőellátási technológiák létrehozása érdekében meg kell
a meglévő technológiák felülvizsgálata,
próbálj meg elkerülni hiányosságaikat,
gyűjteni egyetlen alapon az interakció és az összeadás érdekében egymás,
maradéktalanul használja ki érdemeiket.
Ez magában foglalja a megértést

Az RU 2457352 szabadalom birtokosai:

A találmány hőenergiával kapcsolatos. A villamos energia, a hő és a hideg kombinált előállításának módszere magában foglalja az égéstermékek hőjének átalakítását mechanikus energiává hőmotorral, a mechanikus energia átalakítását elektromos energiává egy elektromos generátorban, a hőmotor hűtőkörében felmelegített hűtőközeg és a kipufogógázok legalább két hőcserélő felhasználásával fűtési lépések, fűtéshez, meleg vízellátáshoz és szellőztetéshez, valamint abszorpciós hűtőgépben történő hideghez. A hűtőfolyadék egy részét meleg vízellátás, fűtés és szellőzés céljából terelik a második és / vagy az azt követő fűtési szakasz hőcserélői elé, a melegvízellátó, fűtő és szellőző rendszerek hűtőfolyadékának kívánt hőmérsékletétől függően. A hőhordozó többi részét az utolsó fűtési szakasz hőcserélője után táplálják az abszorpciós hűtőgépbe. A javasolt módszer lehetővé teszi a hűtési együttható és a hideg ACM termelésének növelését. 2 ill.

A találmány hőenergiára vonatkozik, és hő, hideg és villamos energia együttes előállítására alkalmazható.

A villamos energia, a hő és a hideg kombinált előállítására szolgáló mobil berendezés működési módja ismert, amelyben a generátor átalakítja a motor forgótengelyének mechanikai energiáját villamos energiává. nyári időszak.

A létesítmény ezen működési módjának hátrányai közé tartozik az alacsony hatékonyság, amely a fel nem használt hőenergia jelentős részének a légkörbe történő kibocsátásával jár.

Ismeretes egy olyan berendezés működtetési módszere is, amelyben egy belső égésű motor hasznos energiát termel, amelyet elektromos generátor segítségével elektromos energiává alakítanak át, a második belső égésű motort pedig egy olyan hűtőgép kompresszorának meghajtására használják, amely a meleg évszakban hideget generál. A motorköpenyből és a kipufogógázokból visszanyert hőt a fogyasztók hőellátására használják a hideg évszakban.

A telepítés működési módjának hátrányai a belső égésű motorok hulladékhőjének hiányos felhasználása, a hűtőgép kompresszorának meghajtására használt második belső égésű motor működéséhez szükséges további üzemanyag-fogyasztás.

Van egy ismert üzemmódja egy olyan berendezésnek, amely egyidejűleg biztosítja a hő / hideg és az áramellátást, amelyben a hőellátást a hideg időszakban a kipufogógázok és a belső égésű motor hűtőfolyadékának felhasználásával hajtják végre, a motor forgótengelyének mechanikai energiája villamos energiává alakul, a meleg évszakban hideg keletkezik kompressziós hűtőgép.

A létesítmény működési módjának hátrányai közé tartozik a belső égésű motor hulladékhőjének elégtelen felhasználása miatti alacsony hatékonyság, a hűtőgép kompresszorának működéséhez szükséges jelentős energiafelhasználás.

A legközelebbi műszaki megoldás (prototípus) egy villamos energia, hő és hideg előállítására szolgáló létesítmény működési módszere, amely szerint a hőmotor mechanikus munkát végez, átalakítva elektromos energiává egy elektromos generátor segítségével. A kenőolaj, hűtőfolyadék és kipufogógázok hulladékhőjét, amely az első, a második és a harmadik fűtési szakasz hőcserélőjén keresztül távozik a hőmotortól, a fogyasztók hőellátására használják. A meleg évszakban a visszanyert hőt részben a fogyasztók meleg vízellátására használják fel, részben pedig egy abszorpciós hűtőbe táplálják, hogy hideget szolgáltassanak a légkondicionáló rendszernek.

Ezt a technikai megoldást azonban a hőmotorból táplált hűtőközeg viszonylag alacsony hőmérséklete (80 ° C) jellemzi, ami az abszorpciós hűtőgép teljesítmény-együtthatójának és hűtőkapacitásának csökkenéséhez vezet.

A találmány célja a teljesítmény-együttható és a hűtőkapacitás növelése az abszorpciós hűtőgépbe táplált hőhordozó hőmérsékletének növelésével.

A feladat a következõ módon valósul meg.

A villamos energia, a hő és a hideg kombinált előállításának módszerében, ideértve az égéstermékek hőjének átalakítását mechanikus energiává hőmotor segítségével, a mechanikai energia átalakítását elektromos energiává egy elektromos generátorban, a hőmotor hűtőkörében felmelegített hőhordozó és a kipufogógázok hőcserélők használatával történő átadását a fűtés két fázisa, fűtéshez, melegvízellátáshoz és szellőztetéshez, valamint abszorpciós hűtőgépben a hideg eléréséhez a hűtőfolyadék egy részét meleg vízellátás, fűtés és szellőzés céljából a második és / vagy az azt követő fűtési szakasz hőcserélői előtt terelik, a melegvízellátó rendszerek hűtőfolyadékának kívánt hőmérsékletétől függően , fűtés és szellőzés, a többi hőhordozó az utolsó fűtési szakasz hőcserélője után kerül az abszorpciós hűtőgépbe.

A hűtővíz egy részének a melegvízellátás, a fűtés és a szellőzés érdekében történő eltávolítása miatt a következő fűtési szakaszok hőcserélőihez juttatott fűtött hűtőfolyadék tömegáram-sebessége csökken, ami azt jelenti, hogy minden egyéb tényező egyenlő, anélkül, hogy a fűtési felületet növelnénk, az ezeket a hőcserélőket elhagyó fűtött hűtőközeg hőmérséklete megnő. Az abszorpciós hűtőgépbe vezetett hűtőfolyadék hőmérsékletének növekedése lehetővé teszi hűtési együtthatójának és ennek megfelelően a hűtőkapacitásának növelését.

A villamos energia, a hő és a hideg kombinált termelésének javasolt módszerét az 1. és 2. ábra szemlélteti.

Az 1. ábra az egyik lehetséges erőmű diagramját mutatja, amellyel a leírt módszer végrehajtható.

A 2. ábra mutatja az abszorpciós hűtőgép relatív hűtőkapacitásának függését a lehűtött, hűtő és fűtő víz hőmérsékletétől.

Az erőmű a következő elemeket tartalmazza: 1 - légkompresszor, 2 - égéstér, 3 - gázturbina, 4 - hőcserélő a turbina kenőrendszeréhez (első fűtési szakasz), 5 - hőcserélő turbina tárcsák és lapátok hűtéséhez (második fűtési szakasz), 6 - hőcserélő kimenő (kipufogógáz) gázok (harmadik fűtési szakasz), 7 - a hőellátó rendszer hőcserélője (fűtés, a fogyasztók szellőztetése), 8 - abszorpciós hűtőgép, 9 - hőfogyasztó (fűtés és szellőzés), 10 - hidegfogyasztó, 11 - melegvízfogyasztó, 12 - száraz hűtőtorony erőmű, 13 - hűtőgép hűtőtornya, 14 - szivattyú a hűtőszekrény keringető vízellátó áramköréhez, 15 - szivattyú a fogyasztók hűtőellátó áramköréhez, 16 - szivattyú a melegvíz-ellátó körhöz a fogyasztók számára, 17 - szivattyú a hőellátó (fűtési és szellőztetési) körhöz, 18 - szivattyú a hőszivattyú hűtőköréhez, 19 - elektromos generátor, 20 - melegvízellátó rendszer hőcserélője a fogyasztók számára, 21, 22, 23 - csővezetékek fűtőközegnek a melegvízellátó rendszer hőcserélőjéhez történő ellátására (20), 24, 25, 26 - csővezetékek fűtőközeg ellátására a hőellátó rendszer hőcserélőjéhez (7) szellőzés), 27 - az abszorpciós hűtőgép fűtőközeg-ellátó csővezetéke, 28 - a hőgép hűtőköre.

A telepítés módja a következő.

Az 1. kompresszor a légköri levegő sűrítésére szolgál. Az 1. kompresszorból a levegő a 2 égéstérbe jut, ahol a porlasztott üzemanyag nyomás alatt folyamatosan jut a fúvókákon keresztül. A 2 égéstérből az égéstermékeket a 3 gázturbinára irányítják, amelyben az égéstermékek energiája a tengely forgásának mechanikai energiájává alakul. A 19 villamos generátorban ez a mechanikai energia elektromos energiává alakul. A hőterheléstől függően az egység a három mód egyikében működik:

I. mód - hőelvezetéssel fűtéshez, szellőzéshez és melegvízellátáshoz;

II. Mód - hő felszabadítással a meleg vízellátáshoz és egy abszorpciós hűtőszekrényhez;

III üzemmód - hőleadással fűtéshez, szellőzéshez és melegvízellátáshoz, valamint abszorpciós hűtőszekrényhez;

Az I. üzemmódban (hideg évszakban) a 4-es kenőrendszer hőcserélőjében melegített hűtőfolyadék (első fűtési szakasz), a tárcsa és az 5-ös hűtőrendszer hőcserélője (második fűtési szakasz) és a kipufogógázok (kipufogógáz) hőcserélője 6 (harmadik fűtési szakasz) a csővezetéken keresztül A 26-at a 7 hőcserélőbe vezetik a 9 fogyasztók fűtésére és szellőzésére, valamint a 21 és / vagy 22 és / vagy 23 csővezetéken keresztül a 20 melegvíz hőcserélőre.

A II üzemmódban (meleg évszakban) a melegvízellátó rendszerben előírt hőmérséklet függvényében a hűtőfolyadék egy részét eltávolítják a 4-es kenőrendszer (első fűtési szakasz) hőcserélője és / vagy az 5-ös tárcsák és lapátok hűtőrendszerének hőcserélője (második fűtési szakasz) és / vagy a hőcserélő után a kimenő (kipufogógáz) 6 gázokat (a fűtés harmadik fázisa) a 21, és / vagy 22, és / vagy 23 csővezetéken keresztül a 20 melegvíz-ellátás hőcserélőjébe, a fennmaradó hűtőfolyadékot pedig a 27 csővezetéken át a 8 abszorpciós hűtőgépbe vezetik, hogy a fogyasztók hűtésére használjon hideget tíz.

A III. Üzemmódban (őszi-tavaszi időszakban) a melegvízellátó, a fűtési és a szellőzőrendszerben előírt hőmérsékletektől függően a hűtőfolyadék egy részét eltávolítják a 4 kenőrendszer (az első fűtési szakasz) hőcserélője és / vagy a tárcsa és a lapátos hűtőrendszer 5 hőcserélője után (a második szakasz fűtés) és / vagy a kipufogógázok (harmadik fűtési szakasz) hőcserélője (harmadik fűtési szakasz) a 21 és / vagy 22 csővezetéken keresztül a melegvíz-hőcserélőig 20, amely a 4-es kenőrendszer hőcserélője után a hőhordozó része (első fűtési szakasz), a tárcsák és az 5 lapátok hűtőrendszerének hőcserélőjét (a fűtés második fázisa) és / vagy a kipufogógázok (kipufogógáz) 6 hőcserélőjét (a fűtés harmadik fázisa) a 24, és / vagy 25, és / vagy 26 csővezetéken keresztül táplálják a 7 hőcserélőbe a fogyasztók fűtésére és szellőzésére 9 A hűtőfolyadéknak a 28 hőmotor hűtőkörében maradó részét a 27 csővezetéken keresztül a 8 abszorpciós hűtőgépbe tápláljuk, hogy hidegen a fogyasztók hűtésére használják. A 7, 8 és 20 hőcserélőben lehűtött hőhordozót a 18 szivattyú fűtés céljából a 4, 5, 6 hőcserélőkhöz továbbítja. Hőenergia iránti igény hiányában a felesleges hő a száraz 12 hűtőtornyokon keresztül távozik a légkörbe.

Például, ha a berendezés II. Üzemmódban működik, abban az esetben, ha a hőhordozót a meleg vízellátás céljából visszavonják a melegítés harmadik szakaszának hőcserélője után, a 27 csővezetéken keresztül 103,14 ° C hőmérsékletű hőhordozót juttatnak az abszorpciós hűtőgéphez.

A hőhordozó 30% -ának melegvízellátás céljából történő kivétele esetén a második fokozatú hőcserélő után 112,26 ° C hőmérsékletű hőhordozót juttatnak el az abszorpciós hűtőgéphez, ami 22% -kal növeli a hűtőteljesítményt (a 2. ábra szerint).

A hőhordozó 30% -ának melegvízellátás céljából történő visszavonása esetén az első fokozatú hőcserélő után 115,41 ° C hőmérsékletű hőhordozót juttatnak az abszorpciós hűtőgéphez, ami 30% -kal növeli a hűtőkapacitást (a 2. ábra szerint).

A találmány megvalósításával elérhető műszaki eredmény az abszorpciós hűtőgép teljesítmény-együtthatójának és hűtőkapacitásának növelésével áll a motor hűtőköréből eltávolított hűtőközeg hőmérsékletének növelésével. Magasabb paraméterekkel rendelkező hűtőfolyadék használata, amelynek eredményeként a hőmotor hűtőkörében átlagos áramlási sebessége csökken, ami a hűtőfolyadék egy részének eltávolítása miatt történik, amikor az eléri a hőellátáshoz szükséges hőmérsékletet, lehetővé teszi az abszorpciós hűtőgép hűtőkapacitásának növelését.

Információs források

1. 2815486 számú szabadalom (Franciaország), publik. 2002.04.19., IPC 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.

2. 2005331147 számú szabadalom (Japán), publik. 2005.12.02., IPC F25B 27/00; F25B 25/02; F25B 27/02; F25B 27/00; F25B 25/00; F25B 27/02.

3. 20040061773 (Korea) szabadalom, publik. 2004.7.07., MCP F02G 5/00; F02G 5/00.

4. A 20020112850 számú szabadalom (USA), publik. 2002.08.22., IPC F01K 23/06; F02G 5/04; F24F 5/00; F01K 23/06; F02G 5/00; F24F 5/00.

Módszer a villamos energia, a hő és a hideg kombinált előállítására, beleértve az égéstermékek hőjének átalakítását mechanikus energiává hőmotor segítségével, a mechanikai energia átalakítását elektromos energiává egy elektromos generátorban, a hőmotor hűtőkörében felmelegített hűtőfolyadék és a kipufogógázok legalább két hőcserélő felhasználásával fűtési szakaszok fűtéshez, melegvízellátáshoz és szellőztetéshez, valamint abszorpciós hűtőgépben a hideg megszerzéséhez, azzal jellemezve, hogy a hűtőfolyadék egy részét melegvízellátás, fűtés és szellőzés céljából terelik a második és / vagy az azt követő fűtési szakasz hőcserélői előtt, a hűtőfolyadék kívánt hőmérsékletétől függően forró vízellátás, fűtés és szellőzés rendszerei, a hűtőfolyadék többi részét a fűtés utolsó szakaszának hőcserélője után táplálják az abszorpciós hűtőgépbe.

A trigeneráció a villamos energia, a hő és a hideg együttes termelése gázdugattyús motor segítségével. A trigenerációs egység (TSU) összetétele: gázdugattyús motor, generátor, hőmodul, abszorpciós hűtőgép, vezérlőrendszer. A generátor áramot termel, télen a hőmodul, nyáron pedig az abszorpciós hűtő visszanyeri a motor hűtőköpenyének, az olajhűtő köpenyének és a füstgáznak a hőjét

A trigeneráció azért előnyös, mert lehetővé teszi a visszanyert hő hatékony felhasználását nemcsak télen, hanem nyáron légkondicionálásra vagy technológiai szükségletekre is. Ez a megközelítés lehetővé teszi az üzem egész évben történő használatát, ezáltal biztosítva a beruházások leggyorsabb megtérülését. A fő berendezés maximális közelsége és felhasználásának lehetősége mind fő-, mind tartalék energiaforrásként, telepítés bárhová (még a "nyílt terepen is"), a működés megbízhatósága, gyors megtérülés és a fő berendezés hosszú élettartama (legfeljebb 25 évig leírás) a TSU az alternatív energiaellátási források között az első helyre kerül. Csak gáz kell.

ÁTFOGÓ MEGKÖZELÍTÉS A PROJEKT VÉGREHAJTÁSÁHOZ Energiaellenőrzés lefolytatása: az energiaellátás sajátosságainak meghatározása az ügyfél létesítményében

A TSU használható fő- és tartalék tápforrásként egyaránt. Benzin 1,5 - 12 kVA Dízel 1,5 - 2000 kVA gáz 23 - 1500 kVA MTU FORD PERKINS VOLVO LOMBARDINI HONDA Motorok: Generátorok: MECC ALTE Stamford motor jellemzői

Amire figyelni kell a kapcsolt áramfejlesztő kiválasztásakor: a) feszültség b) elektromos teljesítmény c) hely (hely) d) napi villamosenergia-fogyasztás e) üzemmód (sziget vagy párhuzamos a hálózattal) f) gázkorlátok, gáznyomás l ) bekapcsolási áramok h) tervezés

AZ AUTONÓMOS TÁPELLÁTÁS JÖVEDELMESEBB! AZ AUTONÓMUS TÁPELLÁTÁS GAZDASÁGI HATÉKONYSÁGI TÉNYEZŐI 1. A földgáz nagyon olcsó. A kapcsolt energiatermelők nagy hatékonysággal rendelkeznek. Nincs áramveszteség. Ezért a kapcsolt energiatermelők által autonóm módon előállított villamos energia 2 - 5-szer olcsóbb. 1. Nem kell fizetni az elektromos hálózathoz való csatlakozásért és a fűtővezeték lefektetéséért (új objektumok esetén). Nincs szükség a meglévő fűtővezetékek (régi tárgyak) folyamatos javítására. 2. A kapcsolt energiatermelő visszanyeri az áramtermelés során keletkező hőt. Ez a hő felhasználható melegvízellátásra, tárgyak fűtésére, hideg előállítására, technológiai célokra,

Az egység elektromos teljesítménye - 50 kW-tól 2 MW-ig (további kérésre). A hőtermelés együtthatója a villamos energiához viszonyítva 1,4-nél alacsony kapacitásnál 1,0-ig nagynál. A hideg megszerzésének együtthatója a hőhöz viszonyítva - 0,7-0,5 A tőkebefektetések volumene - - rubel a beépített teljesítmény kW-jánként. A megtérülési idő 2-4 év (a berendezés terhelésétől függően, éjjel-nappal és a maximális terhelés mellett, a megtérülés gyorsabb) szolgáltatás karbantartás Fajlagos gázfogyasztás 1 kW villamos energiához - 0,3-0,4 köbméter Kulcsrakész projekt megvalósítási időszak - 6-8 hónap A TSU használatának néhány műszaki és gazdasági mutatója

Az a tevékenységi terület (technológia), amelyhez a leírt találmány tartozik

A találmány hőerőműre vonatkozik, hő-, hideg- és villamos energia együttes előállítására alkalmazható hőerőművek alkalmazásával.

A találmány részletes leírása

Ismert módszer a villamos energia, a hő és a hideg kombinált előállítására szolgáló mobil berendezés működtetésére, amelyben a generátor átalakítja a motor forgótengelyének mechanikai energiáját villamos energiává, a hőcserélőn átmenő kipufogógázok hőt adnak le a folyékony hőhordozónak hőellátás céljából a fűtési szezonban, vagy egy abszorpciós hűtőgép hűtőközegének a nyári hidegellátáshoz. időszak.

A telepítés ezen működési módjának hátrányai közé tartozik az alacsony hatékonyság, amely a fel nem használt hőenergia jelentős részének az eszközökön keresztül a légkörbe történő kibocsátásával jár. léghűtés belső égésű motor és hűtőgép, az abszorpciós hűtőgép hűtőkapacitásának alacsony kihasználása nyáron alacsony környezeti hőmérsékleti időszakokban.

Ismeretes egy kapcsolt energiatermelő rendszer működési módja is: az első belső égésű motor hasznos energiát termel, amelyet elektromos generátor segítségével elektromos energiává alakítanak át, a második belső égésű motorral egy hűtőgép kompresszorának meghajtására szolgál, amely nyáron hideget termel, a motorköpenyből visszanyert hőt és a kipufogógázokat, télen a fogyasztók hőellátására használják.

A létesítmény működési módjának hátránya a belső égésű motorok hulladékhőjének alacsony felhasználási hatékonysága, jelentős energiafogyasztás a hűtőgép kompresszorának működéséhez.

A hő / hideg és az áramellátást egyidejűleg végző trigenerációs rendszer működtetésének ismert módszere, amelyben a hideg időszakban a hőellátást a kipufogógázok és a belső égésű motor hűtőfolyadékának felhasználásával hajtják végre, a motor forgótengelyének mechanikai energiája villamos energiává alakul, a nyári időszakban hideg keletkezik kompressziós hűtőgép.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

A létesítmény működési módjának hátrányai közé tartozik a belső égésű motor hulladékhőjének elégtelen felhasználása miatti alacsony hatásfok és a hűtőgép kompresszorának működtetéséhez szükséges jelentős energiafogyasztás.

A legközelebbi technikai megoldás (prototípus) a lehűtött levegő gázturbinává történő bevezetésének módszere, amelynek során az égéstermékek hőjét mechanikai energiává alakítják, majd ezt elektromos energiává alakítják egy elektromos generátorban. A második hőmotort hidegenergiává alakított hőenergia forrásaként használják egy abszorpciós hűtőgépben. Az abszorpciós hűtőben keletkezett hideget a környezeti levegő kompresszió előtti hűtésére használják. Amikor a hűtőrendszer terhelése csökken, a hőmotorhoz szállított gáz nyomása csökken.

A berendezés működési módjának hátránya, hogy az abszorpciós hűtőgép hiányos megterhelésének ideje alatt a hőmotor által használt gáz nyomásának csökkentése következtében az abszorpciós hűtőgéptől a levegő-víz hőcserélőig szállított víz hőmérséklete emelkedik, ami a légköri levegő hűtési fokának csökkenéséhez vezet, a kompresszorhoz táplált áram, és ennek megfelelően a berendezés elektromos teljesítményének csökkenése.

A találmány célja a berendezés hatékonyságának és elektromos teljesítményének növelése az abszorpciós hűtőgép használati fokának növelésével.

A feladat a következõ módon valósul meg.

A sűrített légköri levegőt és / vagy üzemanyagot egy égéstérben égetik el, és az égéstermékek hőjét hőmotor segítségével mechanikai energiává alakítják. A mechanikus energiát elektromos generátor alakítja át elektromos energiává. A hőmotorból eltávolított hőenergiát a fogyasztók hőellátására és az abszorpciós hűtőgépben a fogyasztók hűtésére szolgáló hideg energiává alakítják. A hűtőgép hiányos megterhelésének ideje alatt a felesleges hűtőkapacitást a kompresszió előtt a környezeti levegő hűtésére használják.

A rajz az egyik lehetséges telepítés vázlatát mutatja, amellyel a leírt módszer megvalósítható.

A következő elemeket tartalmazza: 1 - légkompresszor, 2 - égéstér, 3 - gázturbina, 4 - hőcserélő turbina tárcsák és lapátok hűtésére, 5 - hőcserélő turbina kenőrendszeréhez, 6 - füstgáz hőcserélő, 7 - hőcserélő a fogyasztói hőellátó rendszer számára, 8 - levegő-víz hőcserélő, 9 - hűtőkör szivattyú, 10 - szivattyú, 11 - abszorpciós hűtő, 12 - hőfogyasztó, 13 - elektromos generátor, 14 - hidegfogyasztó, 15 - melegvízvezeték, 16 - hűtöttvízvezeték, 17 - hűtőtorony hűtőgép, 18 - szivattyú a hűtőszekrény fordított vízellátásához (hűtéséhez), 19 szobás, 20 - trigenerációs egység száraz hűtőtornya.

A villamos energia, a hő és a hideg kombinált termelésének működési módját a következőképpen hajtják végre

Az 1. kompresszor a légköri levegő sűrítésére szolgál. Az 1 kompresszorból a levegő a 2 égéstérbe jut, ahol a porlasztott üzemanyag nyomás alatt folyamatosan jut a fúvókákon keresztül. A 2 égéstérből az égéstermékeket a 3 turbinára irányítják, amelyben az égéstermékek energiáját tengelyforgatási mechanikai energiává alakítják. A 13 villamos generátorban ez a mechanikai energia elektromos energiává alakul. Az 5 kenési rendszer hőcserélőin, a 4 tárcsák és a 4 lapátok hűtőrendszerén, valamint a 6 kipufogógázokon keresztül a gázturbinából eltávolított hőenergia a 15 csővezetéken át a 7 hőcserélőbe kerül, hogy a 12 év fogyasztói számára a hideg évszakban hőt szolgáltasson. A meleg időszakban a hőenergia egy részét a fogyasztók hőellátására használják fel, az energia másik részét pedig a 11 abszorpciós hűtőszekrénybe továbbítják, amely a hőenergiát hideg energiává alakítja, amelyet a 14 fogyasztók hidegellátására használnak. , 5, 6. A hőenergia iránti igény hiányában a felesleges hőt a 20 száraz hűtőkön keresztül a légkörbe juttatják. Amikor a 11 hűtő működik, hőenergiát juttatunk a generátorba és az elpárologtatóba, miközben a hőt eltávolítjuk az abszorberben és a kondenzátorban. A hő légkörbe történő eltávolításához keringő vízellátó áramkört használnak, amely magában foglalja a 17 hűtőtornyot és a 18 szivattyút. A 11 abszorpciós hűtőszekrény hiányos betöltésének ideje alatt a hűtött vizet a 16 csővezetéken át a 19 helyiségen kívül elhelyezkedő 8 levegő-víz hőcserélőbe vezetik a légköri levegő előzetes hűtésére, az 1 kompresszorhoz táplálják a légköri levegő összenyomására és a 2 égéstérbe juttatására, és a 10 szivattyú által a 8 hőcserélőben felmelegített vizet hűtésre továbbítják a 11-be.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

A találmány megvalósításával elérhető műszaki eredmény az abszorpciós hűtőgép használatának fokozása a hűtés következtében a légköri levegő összepréselése előtti hiányos megterhelésének ideje alatt. A légköri levegő előhűtése a kompressziós munka csökkentésével lehetővé teszi a hőmotor üzemanyag-fogyasztásának csökkentését, a berendezés hatékonyságának és elektromos teljesítményének növelését.

A felhasznált források listája

1. A 2815486 számú szabadalom (Franciaország), publ. 2002. 04.19., IPC 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. 2005331147 számú szabadalom (Japán), publ. 2005.12.02., IPC F25B 27/00; F25B 25/02; F25B 27/02; F25B 27/00; F25B 25/00; F25B 27/02; (GRS1-7): F25B 27/00; F25B 25/02; F25B 27/02.

3. 20040061773 (Korea) szabadalom, publ. 2004.7.07., MCP F02G 5/00; F02G 5/00; (IPC 1-7): F02G 5/00.

4. 8246899 számú szabadalom (Japán), publ. 1996.2.24., IPC 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.

Követelés

Módszer a villamos energia, a hő és a hideg kombinált előállítására, ideértve a légköri levegő és / vagy üzemanyag összenyomását, majd égésüket az égéstérben és az égéstermékek hőjének átalakítását mechanikus energiává hőmotor felhasználásával, a mechanikus energia átalakítását elektromos energiává egy villamos generátorban, a hőenergia egy részének átadását, eltávolítják a hőmotorból, abszorpciós hűtőgépben hideg energiává alakítva, legalább a légköri levegő hűtésére használják, mielőtt összenyomnák, azzal jellemezve, hogy a hőmotorból eltávolított hőenergia egy részét a fogyasztók hőellátására használják, Abszorpciós hűtőgépben a hőenergiát hideg energiává használják a hűtés ellátására a fogyasztók számára, míg ha az abszorpciós hűtőgép hiányos megterhelésének időszakában felesleges hideg energia keletkezik, akkor a kompresszió előtt a légköri levegőt hűtik.

Feltaláló neve: Bazhenov Alexander Ivanovich (RU), Mikheeva Elena Vladimirovna (RU), Khlebalin Yury Maksimovich (RU)
A szabadalom neve: Állapot oktatási intézmény magasabb szakképzés Szaratov állam technikai Egyetem (GOU VPO SSTU)
Levelezési cím a levelezéshez: 410054, Saratov, st. Polytechnicheskaya, 77, SSTU (szabadalmi és engedélyezési részleg)
A szabadalom érvényességének kezdete: 14.05.2009

Az oroszországi áram olyan hirtelen kikapcsolható dolog, amely drágulhat, vagy minőségében rosszabbá válhat. Ha van adatközpontja, kórháza, bevásárlóközpontja vagy más fontos létesítménye, akkor logikus, hogy vigyázzon a saját áramforrására: bizonyos mennyiségű elfogyasztott energiával kezdve előnyös, ha nem a városból tápláljuk, hanem saját energiaközpontot építünk.

Fotók a Naberezhnye Chelny energiaközpontról

Figyelembe véve, hogy ezeknek a létesítményeknek (különösen az adatközpontok számára) nemcsak villamos energiára, hanem hőre és hidegre is szükségük lesz, a nagy ügyfelek támaszkodnak energiaközpontjaikra - és mi foglalkozunk a tervezésükkel, építésükkel és kivitelezésükkel, és nagyon érdekes sémát használunk trigeneráció, amely lehetővé teszi, hogy azonnal felesleges átalakítások nélkül hőt, hideget és áramot kapjon.

A metszet alatt az energiaközpont fotói láthatók, rövid történet a szerkezetéről és általában a trigenerációról.

Miért van szükségünk egyáltalán energiaközpontokra?

A villamos energia pénzbe kerül. Sok esetben olcsóbb egy áramközpontot építeni, mint infrastruktúrát építeni, és rendszeresen fizetni a városnak az élelemért. A "mennyi áram, hő, víz és hideg kerül a létesítmény üzembe helyezése után" kérdés már nem másodlagos kérdés.

Gyakran előfordul, hogy a helyszín megválasztása nemcsak a jövőbeli ügyfelek számára kényelmes elhelyezkedés alapján történik, hanem a szükséges energiaforrások biztosításának lehetősége és költsége szempontjából is. Nehéz valamit megtervezni, amikor a létesítmény üzembe helyezése után a tervezett villamosenergia-tarifák 1,5-2-szeresére emelkednek azzal a megfogalmazással, hogy „az újonnan üzembe helyezett létesítmény nem szerepelt a termelő szállító mérlegében”.

Döntés

Az egyik megoldás ebben a helyzetben az lehet, hogy saját termelő kapacitásainkat (saját erőközpontunk) építjük fel gázdugattyús vagy gázturbina erőműveken, hővisszanyeréssel abszorpciós hűtőgépek (ABCM) alkalmazásával. A trükk az, hogy az összes "felesleges" hőt vagy hideget nem "dobják ki" valahova az áramtermelés folyamatába, és a létesítmény megfelelő fogyasztói számára használják fel.

Az elv a következő: gázdugattyú vagy gázturbina erőmű üzemeltetésekor 1 kW termelt villamos energiából 1-2 kW hőenergiát kaphatunk melegvízként. A kitöltött és működő adatközpontokban az elektromos terhelés egész évben meglehetősen egyenletes, és a hideg igénye összehasonlítható az aktív elektromos informatikai energiával. Az ABHM-t használó forró vízből 0,75-ös átlagos együtthatóval hűlünk. Így az erőművek típusától függően, hőjükből a kívánt hideg 50% -ától 100% -ig juthat. Az eredmény egy rendkívül energiatakarékos rendszer. A hő hiányát, valamint a tartalékot a hagyományos melegvíz-kazánok biztosítják, amelyek hatékonysága megközelíti a 99% -ot.

Kívülről csak alacsony nyomású földgázt fogyasztanak, a teljesítmény villamos energia, fűtésre szolgáló hő és légkondicionáláshoz hideg. Ugyanakkor a megbízhatóság meghaladja a szokásos beszállítókét, és az erőforrások költsége sokkal alacsonyabb. A felhasznált villamos energia önköltsége legfeljebb 2 rubel / kW * h és ennél alacsonyabb, ami megfelel a 110 kV vagy annál magasabb feszültségek külső tarifáinak.

A villamos energia, a hő és a hideg együttes előállítása nemcsak az energiaköltségek kétszeresét vagy annál nagyobb csökkenését eredményezheti, hanem csökkentheti a szellőzés és a légkondicionálás áramfogyasztásának mértékét is. Ez a hűtőrendszer kompresszorainak teljes vagy részleges cseréje révén az ABHM-mel történik, amely gyakorlatilag nem fogyaszt áramot. Az általunk megvalósított projektek tapasztalatai azt mutatják, hogy a saját energetikai központunk megtérülése a helyes technikai megoldással csak 2-3 év, ezt követően a megoldás további hasznot hoz a tulajdonosnak.

Az energiaközpont egy független, teljesen automatizált, autonóm módban működő mérnöki szerkezet, amely magában foglalja a gázmotoron alapuló erőműveket és a csatlakoztatott elektromos generátorokat.

Milyen előnyökkel jár?

A magas rendelkezésre állású adatközpont építése során a fő áramforrásnak az energiarendszertől független bemenetnek kell lennie, amelyet hagyományosan dízelgenerátor-készletek alapján valósítanak meg (a fenti szinteken a „város” nem lehet a fő).

Az átlagos 1 kW * h költség a dízelüzemanyag esetében 7-10 rubel között mozog. Ezen okok miatt a "fő" input önmagában csak papíron marad, és az áramot általában a klasszikus sémák szerint kapják az áramhálózatok, vagyis a szabvány szerinti további forrás. Egy 1–2 MW összkapacitású kis adatközpont 6 vagy 10 kV feszültséggel csatlakozik az elektromos hálózatokhoz, és a megfelelő tarifacsoporton (3–4 rubel / kW * h) vásárol áramot. Ezzel a megközelítéssel az adatközpont hűtőrendszerében a hideget gőzkompressziós hűtőgépek (PCHM) generálják, amelyek hálózati áramot fogyasztanak.

A PKHM ciklus hűtőkapacitása az ε - a hűtési együtthatón keresztül - az energiafogyasztással függ össze.

Oroszország középső részén az ε megközelítőleg 3,0. Ez azt jelenti, hogy 1,0 kW hideg előállításához 0,33 kW elektromos teljesítményre van szükség.

Ugyanakkor több mint reális saját gázenergia-központot telepíteni (ahol trigenerációs rendszer van). Ennek eredményeként az ABCM használatával a szükséges mennyiségű hideg beszerezhető hagyományos (és drága) kompresszorok használata nélkül. A rendszerek tervezésével és redundanciájával kapcsolatos tapasztalatok meglehetősen nagyok, így a TIER III és a TIER IV esetében sem okoz alapvető problémát egy ilyen objektum megépítése és tanúsítása.

Konkrét példa

Ilyen például a Naberezhnye Chelnyben található ESSEN bevásárlóközpont energiaközpontja, amelyet a CROC már 2007-ben felépített. A projekt több mint 2 év alatt megtérült, még hiányos terheléssel is. Jelenleg még több hasonló projekten dolgozunk.

Itt van a kártyája:

• Építési típus - új építésű
• Az építkezés helye - Naberezhnye Chelny, Tatár Köztársaság
• Építési szakasz - 1 szakasz
• Cél - saját bevásárló- és szórakoztató központ villamosenergia-, hő- és hidegellátása.
• Ennek oka az elektromos hálózatokhoz való csatlakozás technikai képességének hiánya.
• Névleges kapacitások - villamos energia 2 MW - tényleges fogyasztás 70%, hőenergia 4 Gcal - tényleges energiafogyasztás 3,7 Gcal, hideg fogyasztás - 1,2 MW, tényleges fogyasztás 1 MW
• CHP tervezés - konténer
• Felszerelés - KGU - Caterpillar (USA), kazánok - Buderus (Németország), ABHM - Carrier (Kína)

És itt vannak a fotói:

Kogenerációs gázdugattyús egység (KGU) típusa belül, tágulási tartályok:

Tartalék dízelgenerátor-tartály

Az erőközpont gázelosztási pontja (GRP):

Gázdugattyús motor (GPU) CATERPILLAR:

Abszorpciós hűtőgép (ABHM) belül:

Hőcserélők hőpont kazánház:

GPU belül - beállítás:

Kipufogógáz-hasznosító:

Csatlakozás a GPU tápegységének buszjaihoz:

Kogenerációs gázdugattyús erőművek (KGU):

Szárazhűtő (szárazhűtő) KSU:

Ő van:

KGU - kémények, szárazhűtő, kipufogógáz-hasznosító:

Összegzés

• Saját áramközpontunk megépítése a „kulcsrakész” trigenerációs technológiával körülbelül 2000 euró / kWe. Ez meglehetősen összehasonlítható a külső hálózatokhoz történő csatlakozás árával.
• Az adatközpont saját energiaközpontja nem vezet a beruházások növekedéséhez, de jelentősen csökkenti az adatközpont és annak OPEX egészének energiafogyasztását.
• Az adatközpontok megbízhatósága és hatékonysága növekszik.
• A helyszín megválasztása szabadabban megközelíthető: megvalósul a létesítmény energetikai függetlensége a helyi infrastruktúrától, ami fontos előnyt jelenthet.
• Az áramközpont építése a fő létesítmény építésével párhuzamosan zajlik, és idő szempontjából 1,5-2 év.
• A CROC rendelkezik tapasztalattal az ilyen létesítmények építésében, ezért ha érdekli, kérjük lépjen kapcsolatba [e-mail védett], megvitatjuk a konkrét kérdéseket. Kész vagyok válaszolni az általános kérdésekre a megjegyzésekben.

UPD.Sok kérdés merül fel a megtérüléssel és a gazdasági szempontokkal kapcsolatban. Általában minden az adott projekttől függ. Az általános megközelítések a következők (a számítások számai hozzávetőlegesek, különböző helyzetekben és régiókban eltérhetnek):

1. Fontos az összes megtermelt erőforrás legteljesebb és legstabilabb értékesítése. Ha a fogyasztás egyenetlen (nappali / éjszakai, szezonalitás), akkor az energiaközpont csak a stabil részt "tudja kivágni", és a sorozatokat a hálózatból átveheti. Abban az értelemben, hogy nem szükséges az áramközpontot a csúcs alá venni, gazdaságilag indokolt egy stabilabb terhelés, például 60%.
2. Az önköltségben a költségek több mint fele az üzemanyag ára. Például 270 köbméter / 1MW * h, például köbméterenként 4 rubel és évi 8200 óra (figyelembe véve az előírásokat és az állásidőket) - ez körülbelül 9 millió rubel. Legyen a szolgáltatás, a személyzet, az adók, az olaj és így tovább ugyanaz, bár tapasztalatból kevesebb. 18 millió rubelt vagy 2,19 rubelt \\ kWh kapunk az OPEX-től. A külső tarifával rendelkező dugasz 4 rubel \\ kWh körülbelül 15 millió rubel villamos energia és legalább 2 millió rubel hő. Nagyobb állomásokon a hatás még nagyobb.
3. Az energiaközpont költsége sok paramétertől függ. 1 MW (villamos energia és hő) kapcsolt energiatermelése egy gépben, akár a hálózathoz való csatlakozással is, kulcsrakészen kevesebb mint 1 millió euróba kerül. Több nehéz döntés, beleértve a trigenerációt is drágább. Például 1,5 millió euró / éves megtakarítás 17 millió rubel \u003d 3,5 év. A hideg használata felére javítja a helyzetet. És ha figyelembe vesszük az elektromos hálózatokhoz való csatlakozás költségeit, a projekt már az elején megtérülhet.

Egy adott helyzetre vonatkozó részletes számítás készen áll kérésre e-mailben [e-mail védett]