Mini-CHP (BHKW) , U pravilu radi u dva glavna načina proizvodnje:

• proizvodnja električne i toplinske energije (kogeneracija)
• proizvodnja električne energije, topline i hladnoće (trigeneracija).

Hladnoća se proizvodi pomoću apsorpcijskog rashladnog stroja koji troši toplinsku energiju umjesto električne energije.

Apsorpcijske rashladne uređaje (učinkovitosti 0,64-0,66) proizvode mnogi vodeći proizvođači i rade na prirodnim rashladnim fluidima, a kao gorivo koriste se nafta, plin ili njihovi derivati, biogorivo, para, topla voda, sunčeva energija ili višak toplinske energije plinskih turbina – klipnih elektrana.

Unatoč svoj atraktivnosti, njihova je uporaba u Ruskoj Federaciji još uvijek prilično rijetka.

Doista, sve do nedavno, u Ruskoj Federaciji, centralni klimatski sustavi nisu se smatrali obaveznim u industrijskoj i civilnoj gradnji

Trigeneracija je korisna jer omogućuje učinkovito korištenje reciklirane topline ne samo zimi za grijanje, već i ljeti za održavanje ugodne unutarnje mikroklime ili za tehnološke potrebe (pivovare, hlađenje mlijeka itd.).

Ovaj pristup omogućuje korištenje proizvodnog postrojenja tijekom cijele godine.

Elektrane- agregati ovih elektrana su plinski klipni ili plinskoturbinski agregati.

Plinovi koji se koriste za rad plinskih termoelektrana:

Krug pretvarača omogućuje dobivanje idealnih izlaznih parametara visoke kvalitete za struju, napon i frekvenciju.

Koncept: BHKW - Blok mini termoelektrane na plin

BHKW, Mini-CHP sastoji se od sljedećih glavnih komponenti:

• motori s unutarnjim izgaranjem – klipni ili plinska turbina
• DC ili AC generatori
• kotlovi za povrat ispušnih plinova
• katalizatori
• sustavi upravljanja
• Sredstva za automatizaciju mini-CHP osiguravaju rad instalacija u preporučenom rasponu načina rada i postižu učinkovite karakteristike. Nadzor i telemetrija mini-CHP provode se na daljinu.

Moderni univerzalni modularni koncept

• Kombinirana proizvodnja toplinske i električne energije.
• Kompaktan dizajn s opremom montiranom na okvir: motor, generator, izmjenjivač topline i električna ploča
• Poželjna primjena u objektima s velikom potrošnjom električne i toplinske energije
• Dostupan u različitim električnim i toplinskim učincima. Električna snaga jednog modula je npr. 70, 140 ili 238 kW, toplinska snaga je 81, 115, 207 ili 353 kW.
• Može se koristiti po želji za paralelni rad s glavnim napajanjem ili kao pomoćno napajanje
• Iskorištavanje topline sadržane u ulju za podmazivanje, rashladnoj tekućini i ispušnim plinovima motora
• Nekoliko generatora može se spojiti u jedan energetski kompleks

Nizak nivo buke i niske emisije štetne tvari

• Tihi rad plinskog motora s unutarnjim izgaranjem s četiri do dvanaest cilindara i podesivim katalizatorom. Razina buke, ovisno o snazi ​​modula, iznosi 55 - 75 dB(A)
• Niska emisija dušikovog oksida i ugljičnog dioksida

Jednostavna i praktična kontrola

• Modul se kontrolira jednostavnim pritiskom na tipke. Sustav pokretanja sa punjač i baterije otporne na vibracije bez održavanja
• Integrirani distribucijski sustav ispod obloge okvira s preglednom kontrolnom pločom
• Daljinsko upravljanje osnovnim funkcijama s odgovarajućim komponentama

Brza montaža, puštanje u rad i Održavanje

• Potpuno opremljena jedinica spremna za spajanje sa zrakom hlađenim sinkronim generatorom za proizvodnju trofazne struje napona od 400 V, frekvencije od 50 Hz i Vruća voda S grafikon temperature 90/70 °C sa standardnom temperaturnom razlikom između polaza i povrata od 20 K.
• Svaki modul termoelektrane može raditi ovisno o toplinskom ili električnom opterećenju u rasponu električne snage od 50%–100% (što odgovara 60–100% toplinske snage).
• Probni rad u tvornici uz izradu protokola i bilježenje karakteristika performansi
• Montaža konstrukcije za prigušivanje vibracija termoelektrane bez problema bez dodatnog sidrenja
• Autonomni sustav opskrbe uljem sa spremnikom za ulje od 60 l.

Ovih dana niti jedan jedini tehnički problem nemoguće riješiti bez dobrog sustava upravljanja. Stoga je sasvim prirodno da su upravljačke jedinice uključene u svaki čvor.

Praćenje se provodi pomoću senzora tlaka ulja, temperature rashladne tekućine, temperature ispušnih plinova u katalizatoru, temperature vode u sistem grijanja i brzine vrtnje, kao i senzore za minimalni tlak rashladne tekućine, minimalnu razinu ulja i sigurnosni limitator temperature, s ožičenjem do upravljačkog ormara

Autonomno napajanje: mikroturbine

Za mikroturbinske elektrane prihvatljiva su sljedeća goriva:

• prirodni gas, visoki, srednji i niski tlak
• povezani naftni plin (APG)
• bioplin
• plin za obradu otpadnih voda
• plin dobiven od odlaganja otpada
• propan
• butan
• dizel gorivo
• kerozin
• rudnički plin
• pirolizni plin

Proizvedeno mikroturbine sljedeće jedinice električne snage:

• 30 kW (toplinska energija 85 kW), buka 58 dB, potrošnja plina pri nazivnom opterećenju 12 m 3
• 65 kW (učinak toplinske energije 160 kW kW)
• 200 kW
• 600 kW
• 800 kW
• 1000 kW

Studija izvodljivosti BHKW

Potrebno je u svakom konkretnom slučaju razmotriti trošak goriva koje potroše postrojenja u usporedbi s troškom kupnje toplinske i električne energije od monopola državna tvrtka. Osim toga, cijena priključka u usporedbi s cijenom samih instalacija.

• brz povrat investicije (razdoblje povrata ne prelazi četiri godine)
• trošeći 0,3 cu. m plina mogućnost primanja 1 kW električne energije i ~ 2 kW topline na sat
• nema naknade za spajanje na centralnu elektroenergetsku mrežu; prošle godine je trošak priključenja na elektroenergetsku mrežu u moskovskoj regiji dosegao 48 907 rubalja po kilovatu električne energije (od 1 kW do 35 kW). trošak izgradnje jednog kilovata vlastite, kućne mikroturbinske elektrane visoke kvalitete.
• Mogućnost kupnje na leasing BHKW
• minimalni gubici goriva u lokalnoj elektrani
• mogućnost ugradnje BHKW u stare kotlovnice i centralne toplinske stanice
• nema potrebe za izgradnjom skupih dalekovoda, trafostanica ili dalekovodnih električnih mreža
• mogućnost brzog povećanja električne snage dodatnom ugradnjom energetskih modula

Cijena po kilovatsatu

Cijena kilovatsata prvenstveno se razlikuje od tipa proizvodne elektrane. Različite financijske institucije koriste različite metodologije pri vrednovanju proizvedene električne energije.

Trošak jednog kilovata nuklearne energije nije lako izračunati. Koriste se različite metode procjene i izračuna.

Svjetska nuklearna udruga usporedila je cijenu po kilovat-satu koju bi mogle proizvesti različite vrste novih elektrana.

Ako je uvjetna stopa na kredite izdane za izgradnju elektrane 10%, tada kilovatsat električne energije košta:

• Nuklearna elektrana - 4,1 cent
• u modernoj elektrani na ugljen - 4,8 centi
• na plinska elektrana- 5,2 centa

Ako se stopa kredita za financiranje izgradnje elektrana smanji na 5%, tada će se dobiti još manje vrijednosti:

• 2,7 centi za nuklearne elektrane
• 3,8 - za elektranu na ugljen
• 4,4 centa - za plinsku elektranu.

Europska komisija koristi druge podatke:

• 1 kilovat-sat nuklearne i hidroelektrane košta 0,05 €
• termoelektrana na ugljen - u €0,04 - 0,07
• plinska elektrana - 0,11 - 0,22 €

Prema metodologiji Europske komisije, jedini protivnici nuklearnih elektrana su vjetroelektrane, a cijena kilovatsata je 0,015-0,02 eura.

Massachusetts Institute of Technology izračunao je da je cijena nuklearne energije 6,6 centi po kilovatsatu, a električna energija proizvedena iz prirodnog plina stoji 3,7-5,5 centi.

Prema Sveučilištu u Chicagu:

• Kilovatsat nuklearne elektrane stoji 6,4 centa
• kilovat-sat proizveden na benzinskoj postaji - 3,3-4,4 centa.

Prema metodama Instituta za nuklearnu energiju, 2004. godine u SAD-u cijena proizvedenog kilovatsata bila je:

• u nuklearnim elektranama iznosila je 1,67 centi
• Kilovatsat termoelektrane na ugljen koštao je 1,91 cent.
• elektrane na HFO - na 5,40 centi
• plinska elektrana - 5,85 centi

Cijena izgradnje po kilovatsatu

Riječ je o cijeni i trajanju izgradnje nuklearne elektrane.

Organizacija za ekonomsku suradnju i razvoj izračunala je da je cijena izgradnje:

• nuklearne elektrane s 2,1 tisuću dolara na 2,5 tisuća dolara po kilovatu snage
• elektrana na ugljen - 1,5 tisuća-1,7 tisuća dolara.
• plinska elektrana - 1 tisuća dolara - 1,4 tisuće dolara.
• vjetar elektrana(vjetroturbina) - 1 tisuća dolara - 1,5 tisuća dolara.

Istraživački centri koji se protive izgradnji nuklearnih elektrana smatraju da ti podaci ne pokazuju stvarnu cijenu izgradnje nuklearne elektrane.

Tipična nuklearna elektrana od 1 GW koštat će najmanje 2,2 milijarde dolara. Prema procjenama službe, troškovi izgradnje nuklearne elektrane nakon 1986. godine kreću se od 2,5 do 6,7 milijardi dolara. Proračunski dio sigurnosnih sustava nuklearnih elektrana iznosi 1/3 cijene projekta.

Razdoblje izgradnje elektrana je:

• NPP - 5-6 godina
• elektrana na ugljen - 3-4 godine
• plinska elektrana - 2 godine

Institut za istraživanje nuklearne politike naglašava da pomne analize i izračuni dugoročnih troškova nuklearne energije nikada nisu provedene.

U normalnim izračunima sljedeće se ne uzima u obzir:

• trošak obogaćivanja urana
• troškove saniranja posljedica mogućih nesreća
• trošak zatvaranja nuklearne elektrane
• troškovi prijevoza
• skladište nuklearnog otpada

SAD nema iskustva sa zatvaranjima. nuklearne instalacije. O cijeni skupog procesa može se samo nagađati. Godine 1996. Ministarstvo energetike predložilo je da bi troškovi mogli varirati od 180 do 650 milijuna dolara.

Na portalu newtariffs.ru objavljene su nove, objedinjene tarife za električnu energiju, cijene prirodnog plina, troškovnik - visina plaćanja toplinske energije i opskrbe vodom, te cjenici stambeno-komunalnih usluga.

Područje djelatnosti (tehnologija) na koje se odnosi opisani izum

Izum se odnosi na termoenergetiku i može se koristiti u kombiniranoj proizvodnji topline, hladnoće i električne energije u termoelektranama.

DETALJAN OPIS IZUMA

Poznat je način rada pokretne instalacije za kombiniranu proizvodnju električne energije, topline i hladnoće, u kojoj generator pretvara mehaničku energiju rotirajućeg vratila motora u električnu energiju, a ispušni plinovi koji prolaze kroz izmjenjivač topline odaju toplinu rashladna tekućina za opskrbu toplinom sezona grijanja ili rashladno sredstvo iz apsorpcijskog rashladnog stroja za hlađenje ljeti.

Nedostaci ovog načina rada instalacije uključuju nisku učinkovitost povezanu s otpuštanjem značajnog dijela neiskorištene toplinske energije kroz uređaje u atmosferu. hlađenje zrakom motor s unutarnjim izgaranjem i rashladni stroj, nisko iskorištenje rashladne snage apsorpcijskog rashladnog stroja ljeti u razdobljima niskih temperatura okoline.

Poznat je i način rada kogeneracijskog sustava: prvi motor s unutarnjim izgaranjem proizvodi korisna energija, pretvoreno u električna energija korištenjem električnog generatora, drugi motor s unutarnjim izgaranjem koristi se za pogon kompresora rashladnog stroja, koji ljeti proizvodi hladnoću; toplina dobivena iz plašta motora i ispušnih plinova služi za opskrbu potrošača toplinom zimsko razdoblje.

Nedostatak načina rada ove instalacije je niska učinkovitost korištenja otpadne topline motora s unutarnjim izgaranjem, te značajni troškovi energije za rad kompresora rashladnog stroja.

Poznata je metoda rada trigeneracijskog sustava koji istovremeno daje toplinu/hlađenje i električnu energiju, u kojem se opskrba toplinom u hladnom razdoblju provodi recikliranjem topline ispušnih plinova i rashladne tekućine motora s unutarnjim izgaranjem, mehaničke energije rotirajuća osovina motora se pretvara u električnu energiju, hladnoća se stvara ljeti u kompresiji rashladni stroj.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Nedostaci načina rada ove instalacije uključuju nisku učinkovitost zbog nedovoljnog korištenja otpadne topline iz motora s unutarnjim izgaranjem i značajne troškove energije za rad kompresora rashladnog stroja.

Najbliže tehničko rješenje (prototip) je metoda ubrizgavanja ohlađenog zraka u plinsku turbinu, u kojoj se toplina produkata izgaranja pretvara u mehaničku energiju, a zatim se pretvara u električnu energiju u elektrogeneratoru. Drugi toplinski stroj koristi se kao izvor toplinske energije pretvorene u hladnu energiju u apsorpcijskom rashladnom stroju. Za hlađenje se koristi hladnoća proizvedena u apsorpcijskom rashladnom stroju atmosferski zrak prije kompresije. Kada se smanji opterećenje rashladnog sustava, smanjuje se tlak plina koji se dovodi u toplinski stroj.

Nedostatak načina rada ove instalacije je da tijekom razdoblja nepotpunog opterećenja apsorpcijskog rashladnog stroja, kao rezultat smanjenja tlaka plina koji koristi toplinski stroj, temperatura vode koja se dovodi iz apsorpcijskog rashladnog stroja na izmjenjivač topline zrak-voda se povećava, što dovodi do smanjenja stupnja hlađenja atmosferskog zraka koji se dovodi u kompresor, a time i do smanjenja električne snage instalacije.

Cilj izuma je povećati učinkovitost i električnu snagu instalacije povećanjem stupnja iskorištenja apsorpcijskog rashladnog stroja.

Zadatak se postiže na sljedeći način.

Komprimirani atmosferski zrak i/ili gorivo izgaraju u komori za izgaranje, a toplina produkata izgaranja se pomoću toplinskog motora pretvara u mehaničku energiju. Mehanička energija se u električnom generatoru pretvara u električnu. Toplinska energija uklonjena iz toplinskog stroja koristi se za opskrbu potrošača toplinom i za pretvaranje u energiju hladnoće u apsorpcijskom rashladnom stroju za opskrbu potrošača hlađenjem. U razdobljima nepotpunog opterećenja rashladnog stroja, višak rashladnog kapaciteta koristi se za hlađenje atmosferskog zraka prije kompresije.

Na crtežu je prikazana shema jedne od mogućih instalacija s kojom se može izvesti opisana metoda.

Sadrži sljedeće elemente: 1 - kompresor za zrak, 2 - komora za izgaranje, 3 - plinska turbina, 4 - izmjenjivač topline za hlađenje diskova i lopatica turbine, 5 - izmjenjivač topline za sustav podmazivanja turbine, 6 - izmjenjivač topline dimnih plinova, 7 - izmjenjivač topline za sustav opskrbe toplinom potrošača, 8 - izmjenjivač topline zrak-voda, 9 - rashladni krug pumpe, 10 - pumpa, 11 - apsorpcijski rashladni stroj, 12 - potrošač topline, 13 - električni generator, 14 - potrošač hladnoće, 15 - cjevovod tople vode, 16 - cjevovod hladne vode , 17 - rashladni toranj rashladnog stroja, 18 - povratna pumpa (hlađenje) hladnjaka, 19 - soba, 20 - suhi rashladni toranj trigeneracijskog postrojenja.

Način rada kombinirane proizvodnje električne energije, topline i hladnoće provodi se na sljedeći način

U kompresoru 1 dolazi do procesa kompresije atmosferskog zraka. Iz kompresora 1 zrak ulazi u komoru za izgaranje 2, gdje se raspršeno gorivo kontinuirano dovodi pod pritiskom kroz mlaznice. Iz komore za izgaranje 2 produkti izgaranja se šalju u turbinu 3, u kojoj se energija produkata izgaranja pretvara u mehaničku energiju rotacije osovine. U električnom generatoru 13 ova se mehanička energija pretvara u električnu energiju. Toplinska energija uklonjena iz plinske turbine kroz izmjenjivače topline sustava za podmazivanje 5, sustav hlađenja diskova i lopatica 4 i iz ispušnih plinova 6 prenosi se kroz cjevovod 15 u izmjenjivač topline 7 za opskrbu potrošača 12 toplinom. tijekom hladnog doba godine. Tijekom toplog razdoblja dio toplinske energije koristi se za opskrbu potrošača toplinom, a drugi dio energije predaje se u apsorpcijski hladnjak 11 koji pretvara toplinsku energiju u energiju hladnoće koja služi za opskrbu potrošača hladnoćom 14. Vodeno hlađenje u izmjenjivaču topline 7 prenosi se pumpom 9 za grijanje u izmjenjivače topline 4, 5, 6. U nedostatku potrebe za toplinskom energijom, višak topline se uklanja preko suhih hladnjaka 20 u atmosferu. Kada rashladni stroj radi 11 Termalna energija dovodi se do generatora i do isparivača, dok se toplina odvodi u apsorberu i kondenzatoru. Za uklanjanje topline u atmosferu koristi se krug opskrbe cirkulacijskom vodom, koji uključuje rashladni toranj 17 i pumpu 18. Tijekom perioda nepotpunog opterećenja apsorpcijskog hladnjaka 11, ohlađena voda se prenosi kroz cjevovod 16 u zrak. -vodeni izmjenjivač topline 8, koji se nalazi izvan prostorije 19, za prethodno hlađenje atmosferskog zraka, dovodi se u kompresor 1 za kompresiju atmosferskog zraka i dovodi ga u komoru za izgaranje 2, a voda zagrijana u izmjenjivaču topline 8 prenosi se pumpom 10 u 11 za hlađenje.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Tehnički rezultat koji se može postići primjenom izuma je povećanje stupnja iskorištenja apsorpcijskog rashladnog stroja zbog hlađenja tijekom perioda nepotpunog opterećenja atmosferskog zraka prije njegove kompresije. Prethodno hlađenje atmosferskog zraka smanjenjem rada kompresije omogućuje smanjenje potrošnje goriva u toplinskom stroju, povećanje učinkovitosti i električne snage instalacije.

Popis korištenih izvora

1. Patent 2815486 (Francuska), publik. 04/19/2002, 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. Patent 2005331147 (Japan), publik. 02.12.2005., MPK 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. Patent 20040061773 (Koreja), publik. 07.07.2004, ručni mjenjač F02G 5/00; F02G 5/00; (IPC 1-7): F02G 5/00.

4. Patent 8246899 (Japan), publik. 24.09.1996., 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.

Zahtjev

Metoda za kombiniranu proizvodnju električne energije, topline i hladnoće, uključujući kompresiju atmosferskog zraka i/ili goriva s njihovim naknadnim izgaranjem u komori za izgaranje i pretvorbu topline produkata izgaranja u mehaničku energiju pomoću toplinskog motora, pretvorbu mehaničke energije u električnu energiju u električnom generatoru, prijenos dijela toplinske energije, oduzete iz toplinskog stroja, za pretvorbu u apsorpcijskom rashladnom stroju u hladnu energiju, koja se koristi barem za hlađenje atmosferskog zraka prije njegove kompresije, karakterizirana tim dijelom toplinska energija preuzeta iz toplinskog stroja koristi se za opskrbu potrošača toplinom i pretvara u U apsorpcijskom rashladnom stroju toplinska energija u hladnu energiju koristi se za opskrbu potrošača hladnoćom, a ako se višak hladne energije pojavi tijekom razdoblja nepotpunog opterećenja apsorpcijski rashladni stroj, koristi se za hlađenje atmosferskog zraka prije kompresije.

Ime izumitelja: Bazhenov Alexander Ivanovich (RU), Mikheeva Elena Vladimirovna (RU), Khlebalin Yuri Maksimovich (RU)
Ime vlasnika patenta: država obrazovna ustanova viši strukovno obrazovanje Saratovsko državno tehničko sveučilište (GOU VPO SSTU)
Poštanska adresa za dopisivanje: 410054, Saratov, ul. Politekhnicheskaya, 77, SSTU (odjel za patente i licence)
Datum početka patenta: 14.05.2009

Opis:

Punim iskorištenjem proizvedene električne i toplinske energije postižu se visoki ekonomski pokazatelji sustava, a visoka energetska učinkovitost osigurava, pak, smanjenje roka povrata sredstava uloženih u opremu.

Koproizvodnja toplinske i električne energije

Sustavi koproizvodnje toplinske i električne energije: uravnoteženje omjera proizvedene toplinske i električne energije

A. Abedin, član Američkog društva inženjera grijanja, hlađenja i klimatizacije (ASHRAE)

U opisanim kogeneracijskim sustavima primarno gorivo se koristi za istovremenu proizvodnju električne ili mehaničke energije (snage) i korisne toplinske energije. U ovom procesu bitno je da isto gorivo radi “dvaput”, čime se postiže visoka energetska učinkovitost sustava.

Punim iskorištavanjem proizvedene električne i toplinske energije postižu se visoki ekonomski pokazatelji sustava, a visoka energetska učinkovitost osigurava, pak, smanjenje roka povrata sredstava uloženih u opremu.

sistemska konfiguracija koprodukcija(kogeneracije) toplinske i električne energije određuje se koliko stvarna toplinska i električna opterećenja odgovaraju proizvodnji toplinske i električne energije. Ako postoji tržište spremno za potrošnju viška toplinske ili električne energije, uravnoteženje omjera toplinske i električne energije nije kritično za sustav.

Na primjer, ako se električna energija može potrošiti (pod prihvatljivim uvjetima), tada osnova za rad kogeneracijskog sustava postaje potreba za toplinom na licu mjesta (sustav je dizajniran za opskrbu toplinskog opterećenja). Višak električne energije moguće je prodati, a manjak nadoknaditi kupnjom iz drugih izvora. Rezultat je visoka energetska učinkovitost, a stvarni omjer proizvodnje topline i električne energije za elektranu odgovara potrebama lokacije elektrane.

Kao primjer efektivnog odnosa između toplinske i električne snage, razmotrimo parni kotao koji proizvodi 4.540 kg pare na sat, dovedenu pod tlakom od oko 8 bara, i za to troši 4.400 kW energije dimnih plinova (s prosječnim kotlom učinkovitost od 75%). S istom količinom potrošene energije gorivog plina, standardna plinska turbina od 1,2 MW može proizvesti potrebnu količinu pare oporabom otpadne topline. Kao rezultat, oko 1.100 kW električne energije može se proizvesti "bez troškova" goriva. Ovo je primjer vrlo dobar omjer toplinske i električne energije, zahvaljujući čemu sustav ima atraktivne ekonomske pokazatelje.

Zamislimo sada apsorpcijski rashladni uređaj koji opslužuje sustav klimatizacije s istim zahtjevima za parom. Tijekom rada s djelomičnim opterećenjem, ista plinska turbina proizvodi električnu energiju na neučinkovit način (obično). U takvom sustavu otpadna toplina nije u potpunosti iskorištena, osim ako na licu mjesta postoji neki drugi potrošač te topline. Dakle, ako sustav dugo radi s djelomičnim opterećenjem, njegova ekonomska učinkovitost je niska.

Projektant kogeneracijskog sustava mora odlučiti teške zadatke osiguravajući optimalan omjer toplinske i električne snage, također uzimajući u obzir danju i sezonske promjene ovaj omjer. U nastavku se raspravlja o tipičnim metodama za uravnoteženje omjera proizvodnje topline i električne energije.

Metoda I: Korištenje plinskih turbina i generatora plinskih motora

Usporedimo konfiguracije plinskoturbinske elektrane s visokim omjerom toplinske i električne snage i instalacije plinskih motora s unutarnjim izgaranjem (plinski motor) s niskim omjerom toplinske i električne snage. Kao što će biti prikazano u nastavku, ovisno o energetskim opterećenjima objekta, mogu biti prikladne i instalacije plinske turbine i plinskog motora.

Primjer A. Tipično, u zgradi sa središnjim klimatizacijskim sustavom, na vrhuncu projektnih uvjeta postoji velika potreba na hladnom, zašto je to potrebno veliki broj toplinske energije ako apsorpcijski rashladni uređaji rade na zajednički proizvedenu otpadnu toplinu.

Recimo da je pri vršnoj potražnji zahtjev za hlađenjem zgrade 1.760 kW i oko 1.100 kW električne snage.

Plinska turbina može raditi s visokom učinkovitošću kogeneracije na sljedeći način:

1. Parametri rada plinske turbine na 35 °C: 1.200 kW električne snage pri 5.340 kW potrošnje energije dimnih plinova (proizvodnja električne energije 22,5%), izlaz pare 7 kg/s pri temperaturi od 540 °C.

2. Pod uvjetima iz primjera A, kotao za povrat otpadne topline daje približno 2,990 kW topline jednostupanjskom apsorpcijskom rashladniku. Uz gubitke toplinske energije od 7% (zbog zračenja i gubitaka u cijevima s Vruća voda), kako bi se osigurao potreban rashladni kapacitet apsorpcijskog hladnjaka, kotao ga opskrbljuje toplom vodom temperature 121 °C.

3. Omjer toplinske i električne snage (količina toplinske energije u britanskim jedinicama MBtu/h po 1 kW/h ) u primjeru A je 8,5 (10 200 / 1 200).

Primjer B. Za istu zgradu kao u primjeru A, koja troši samo 750 kW električne energije i 616 kW „hladnoće“ za klimatizaciju pri djelomičnom opterećenju, omjer toplinske i električne snage određen je sljedećim faktorima:

1. Parametri rada elektrane plinskog motora na 25 °C: 750 kW električne snage uz 2000 kW potrošnje energije dimnih plinova (proizvodnja električne energije 37,5%), povrat otpadne topline iz rashladne vode u količini od 100 kW iz krug naknadnog hlađenja i rekuperacije ispušnih plinova toplinski motor snage 500 kW.

2. Ukupno 959 kW obnovljene topline omogućuje proizvodnju približno 616 kW hladnoće korištenjem jednostupanjskog apsorpcijskog hladnjaka koji se opskrbljuje toplom vodom na temperaturi od 90 °C.

3. Omjer toplinske i električne snage (količina toplinske energije u jedinicama MBtu/h po 1 kW/h) u primjeru B je 4,4 (3300 / 750).

Omjer toplinske i električne snage mijenja se od 8,5 (za instalaciju plinske turbine) pri vršnim opterećenjima do 4,4 za instalaciju plinskog motora u režimu djelomičnog opterećenja. Racionalan izbor konfiguracije kogeneracijskog sustava omogućuje vam postizanje optimalnog omjera opterećenja i osiguravanje najveće učinkovitosti zajedničke proizvodnje toplinske i električne energije.

Metoda 2: Korištenje hibridnih rashladnih uređaja

Za uravnoteženje proizvodnje topline i električne energije u kogeneracijskim elektranama koje osiguravaju centralne klimatizacijske sustave s povratom topline potreban je hibridni rashladni uređaj.

Tijekom razdoblja relativno niskog opterećenja električnom energijom (kada postoji mali povrat topline za apsorpcijski hladnjak), električni hladnjak pomaže uravnotežiti ovaj omjer povećanjem električno opterećenje, dok se povećava količina otpadne topline kako bi se poboljšala učinkovitost kogeneracije.

Metoda 3: korištenje spremnika toplinske energije

Uređaji za pohranu toplinske energije (akumulatori) koriste se kako u sustavima hlađenja tako iu sustavima opskrbe toplinom. Korištenje spremnika za toplu vodu (temperatura od 85 do 90 °C) može “uštedjeti” postojeću “otpadnu” toplinu. Sustav se također može projektirati za korištenje tople vode s temperaturama iznad 100 °C (pri povišenom tlaku).

Budući da nije ekonomski isplativo „skladištiti“ električnu energiju (osobito za male kogeneracijske elektrane) kako bi se visoka efikasnost proizvodnju topline, u takvim instalacijama mora se akumulirati višak toplinske energije kako bi se zadovoljila potražnja za električnom energijom.

Uz potpuno korištenje topline ispušnih plinova za zajedničku proizvodnju toplinske i električne energije namijenjene središnji sustavi klimatizacija, rashladni uređaji koji koriste toplinu moraju raditi s maksimalnim kapacitetom, a sav višak kapaciteta hlađenja mora se pohraniti kao ohlađena voda pohranjena u spremnicima.

U tu svrhu mogu se koristiti postojeći spremnici vode (npr. namijenjeni za sustav za gašenje požara) ili posebno izrađeni spremnici.

Spremnici toplinske energije mogu se koristiti za skladištenje tople vode s temperaturom u rasponu od 85 do 90 °C (voda na ovoj temperaturi se intenzivno koristi npr. u tekstilnim tvornicama). Budući da kogeneracijsko postrojenje kontinuirano proizvodi toplu vodu, topla voda se može skladištiti u spremnicima za industrijsku upotrebu.

Slika prikazuje pojednostavljeni dijagram cjevovodnog sustava za postrojenje za proizvodnju i skladištenje tople vode, dio kogeneracijske elektrane, koji koristi generator pogonjen plinskim turbo motorom snage 900 kW pri 1000 o/min. Dijagram ne prikazuje sve potrebne regulacijske ventile i instrumente za siguran i ekonomičan rad.

Metoda 4: Kondicioniranje ulaznog zraka pomoću plinske turbine

Primjer A: klimatizacija ulaza plinske turbine je tehnologija koja se može koristiti u instalacijama generatora plinske turbine za uravnoteženje omjera toplinske i električne snage. Ova tehnologija koristi hlađenje ulaznog zraka za povećanje kapaciteta pri vršnim opterećenjima ljeti (koristeći ili pohranu toplinske energije ili linijske rashladne uređaje za otpadnu toplinu) ili grijanje ulaznog zraka za povećanje učinkovitosti kogeneracije pri djelomičnom opterećenju, posebno zimi (generira se više topline) .energije po 1 kW električne energije).

Hlađenjem ulaznog zraka povećava se učinak i učinkovitost generatora plinske turbine. Široko se koristi u kogeneracijskim sustavima gdje se otpadna toplina koristi za centralnu opskrbu ohlađenom vodom.

Takvi sustavi mogu ali ne moraju imati pohranu toplinske energije. Ovaj dizajn osigurava da plinski turbinski generatori rade pri potrebnim opterećenjima, budući da povećanje proizvodnje električne energije zbog hlađenja ulaznog zraka također dovodi do povećanja otpadne topline koja se dovodi u apsorpcijske rashladne uređaje.

U uvjetima djelomičnog opterećenja, uporaba plinske turbine s rashladnim spiralama na ulazu je neisplativa, budući da dodatni pad tlaka na rashladnoj spirali (sada suvišan) uzrokuje povećanje toplinske snage (povećana potrošnja goriva). U kogeneracijskim postrojenjima učinkovitost djelomičnog opterećenja može se poboljšati, kao što je prikazano u tablici, korištenjem konvencionalne plinske turbine s nazivnom snagom od 1200 kW koja se koristi u kogeneracijskim postrojenjima koja proizvode industrijsku paru pod tlakom od 3 bara.

Kada radi na 40% maksimalnog opterećenja, predgrijavanje ulaznog zraka plinske turbine (ograničeno projektom postrojenja) može se koristiti za uravnoteženje omjera topline i snage, budući da smanjena učinkovitost plinske turbine rezultira povećanom dostupnom otpadnom toplinom i povećanom ukupnom učinkovitošću . Navedeno je da se učinkovitost suproizvodnje topline i električne energije povećava za više od 15% ako se u uvjetima djelomičnog opterećenja ulazni zrak zagrije od 15 do 60 °C. Većina proizvođača plinskih turbina može pružiti podatke o učinku na temperaturama zraka do 60°C. Prije projektiranja sustava s ovom mogućnošću, ograničenja grijanja ulaznog zraka moraju se pregledati s proizvođačem plinske turbine.

Primjer B: Kako bi se povećala proizvodnja "otpadne" topline u visokotemperaturnim, kisikom obogaćenim ispušnim plinovima plinske turbine, dodatno se naknadno izgaranje koristi u struji otpadne topline. Više topline znači veći omjer topline i snage, čime se poboljšava ekonomičnost procesa koprodukcije topline i energije.

Učinkovitost kogeneracijskog postrojenja od 1200 kW u uvjetima djelomičnog opterećenja

Parametri rada plinske turbine Temperatura okoliš 15 °C 30°C 45°C 60 °C (ekstrapo- kasno značenje) 40 % 40 % 40 % 40 % izlazna snaga 436 kW 385 kW 334 kW 283 kW Učinkovitost 16,04 % 14,92 % 13,51 % 11,81 % Protok ispušnih plinova 6,35 kg/s 6,02 kg/s 5,61 kg/s 5,21 kg/s Temperatura ispušnih plinova 336 °C 355 °C 378 °C 405 °C Toplinska snaga ispušni plinovi 2.140 kW 2.061 kW 1.975 kW 1.882 kW Radni parametri jedinice za koproizvodnju toplinske i električne energije Sobna temperatura 15 °C 30°C 45°C 60 °C Tlak zasićene pare 3 trake 3 trake 3 trake 3 trake Proizvodnja pare 4.123 kg/h 4.321 kg/h 4,494 kg/h 4.642 kg/h Učinkovitost instalacije koprodukcija topline i snage 65,29 % 69,1 % 72,49 % 75,46 %

Zaključak

Kogeneracijski sustavi rade učinkovito ako se koristi sva ili većina električne i toplinske energije.

U stvarnim uvjetima opterećenje varira, pa većina sustava zahtijeva uravnoteženje omjera proizvedene toplinske i električne energije kako bi se osigurao učinkovit i ekonomičan rad kogeneracijskog postrojenja.

Sustave za uravnoteženje toplinske energije treba usvojiti u kogeneracijskim postrojenjima od samog početka kako bi se osiguralo optimalno iskorištenje izlazne električne i toplinske energije i time smanjili troškovi goriva, kao i poboljšala ekonomičnost sustava.

Prevedeno sa skraćenicama iz časopisa ASHRAE.

Prijevod s engleskog L. I. Baranova.

Vlasnici patenta RU 2457352:

Izum se odnosi na termoenergetiku. Metoda za kombiniranu proizvodnju električne energije, topline i hladnoće uključuje pretvorbu topline produkata izgaranja u mehaničku energiju pomoću toplinskog stroja, pretvorbu mehaničke energije u električnu energiju u električnom generatoru, prijenos rashladnog sredstva zagrijanog u rashladnom sustavu. krug toplinskog stroja i ispušnih plinova koji koriste izmjenjivače topline od najmanje dva stupnja grijanja, za grijanje, opskrbu toplom vodom i ventilaciju te za dobivanje hladnoće u apsorpcijskom rashladnom stroju. Dio rashladne tekućine preusmjerava se za potrebe opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije prije izmjenjivača topline drugog i/ili sljedećih stupnjeva grijanja, ovisno o potrebnoj temperaturi rashladne tekućine u sustavima opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije. Preostali dio rashladne tekućine dovodi se nakon izmjenjivača topline zadnjeg stupnja grijanja u apsorpcijski rashladni stroj. Predložena metoda omogućuje vam povećanje koeficijenta hlađenja i proizvodnju AHM hladnoće. 2 ilustr.

Izum se odnosi na termoenergetiku i može se koristiti u kombiniranoj proizvodnji topline, hladnoće i električne energije.

Poznat je način rada mobilne jedinice za kombiniranu proizvodnju električne energije, topline i hladnoće, u kojoj generator pretvara mehaničku energiju rotirajućeg vratila motora u električnu energiju, a ispušni plinovi prolazeći kroz izmjenjivač topline predaju toplinu rashladna tekućina za opskrbu toplinom tijekom sezone grijanja ili se koriste u apsorpcijskom rashladnom stroju za opskrbu hladnoćom u ljetnom razdoblju.

Nedostaci ove metode rada instalacije uključuju nisku učinkovitost povezanu s otpuštanjem značajnog dijela neiskorištene toplinske energije u atmosferu.

Također je poznata metoda rada instalacije u kojoj motor s unutarnjim izgaranjem proizvodi korisnu energiju, pretvorenu u električnu energiju pomoću električnog generatora; drugi motor s unutarnjim izgaranjem koristi se za pogon kompresora rashladnog stroja koji proizvodi hladnoću tijekom topla sezona. Toplina dobivena iz plašta motora i ispušnih plinova koristi se za opskrbu toplinom potrošača tijekom hladne sezone.

Nedostaci načina rada ove instalacije su nepotpuno korištenje otpadne topline iz motora s unutarnjim izgaranjem, dodatni troškovi goriva za rad drugog motora s unutarnjim izgaranjem koji se koristi za pogon kompresora rashladnog stroja.

Poznata je metoda rada instalacije koja istovremeno opskrbljuje toplinu/hladnoću i električnu energiju, u kojoj se opskrba toplinom u hladnom razdoblju provodi recikliranjem topline ispušnih plinova i rashladne tekućine motora s unutarnjim izgaranjem, mehaničke energije rotirajuća osovina motora se pretvara u električnu energiju, hladnoća se stvara u toplom razdoblju godine u kompresijskom rashladnom stroju.

Nedostaci načina rada ove instalacije su niska učinkovitost zbog nedovoljnog korištenja otpadne topline iz motora s unutarnjim izgaranjem, te značajni troškovi energije za rad kompresora rashladnog stroja.

Najbliže tehničko rješenje (prototip) je način rada postrojenja za proizvodnju električne energije, topline i hladnoće, u kojem toplinski stroj proizvodi mehanički rad koji se pomoću elektrogeneratora pretvara u električnu energiju. Ukloniti iz toplinskog stroja kroz izmjenjivače topline prvog, drugog i trećeg stupnja grijanja otpadna toplina ulje za podmazivanje, rashladna tekućina i ispušni plinovi recikliraju se za opskrbu potrošača toplinom. Tijekom tople sezone dobivena toplina se djelomično koristi za opskrbu potrošača toplom vodom, a djelomično se isporučuje apsorpcijskom rashladnom stroju za sustave hladne klimatizacije.

Međutim, ovo tehničko rješenje karakterizira relativno niska temperatura rashladne tekućine (80°C) koja se dovodi iz toplinskog stroja, što dovodi do smanjenja koeficijenta učinka i rashladne snage apsorpcijskog rashladnog stroja.

Cilj izuma je povećanje koeficijenta učinka i rashladnog kapaciteta povećanjem temperature rashladne tekućine koja se dovodi u apsorpcijski rashladni stroj.

Zadatak se postiže na sljedeći način.

U metodi za kombiniranu proizvodnju električne energije, topline i hladnoće, uključujući pretvaranje topline produkata izgaranja u mehaničku energiju pomoću toplinskog motora, pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju u električnom generatoru, prijenos rashladnog sredstva zagrijanog u rashladnom krugu topline motora i ispušnih plinova pomoću izmjenjivača topline, najmanje dva stupnja grijanja, za grijanje, opskrbu toplom vodom i ventilaciju te za dobivanje hladnoće u apsorpcijskom rashladnom stroju, dio rashladne tekućine raspoređen je za potrebe opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije prije izmjenjivača topline drugog i/ili sljedećih stupnjeva grijanja, ovisno o potrebnoj temperaturi rashladne tekućine u sustavima opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije, preostali dio rashladne tekućine dovodi se nakon izmjenjivača topline zadnjeg stupnja grijanja u apsorpcijski rashladni stroj.

Zbog uklanjanja dijela rashladne tekućine za potrebe opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije, smanjit će se maseni protok zagrijane rashladne tekućine koja se dovodi u izmjenjivače topline sljedećih stupnjeva grijanja, što znači, pod istim uvjetima, bez povećavajući površinu grijanja, povećava se temperatura zagrijane rashladne tekućine koja izlazi iz ovih izmjenjivača topline. Povećanje temperature rashladne tekućine koja se ispušta u apsorpcijski rashladni stroj omogućuje povećanje njegovog koeficijenta hlađenja, a time i rashladnog kapaciteta.

Predložena metoda za kombiniranu proizvodnju električne energije, topline i hladnoće ilustrirana je na slikama 1 i 2.

Na slici 1 prikazana je shema jedne od mogućih elektrana s kojom se može implementirati opisana metoda.

Na slici 2 prikazana je ovisnost relativnog rashladnog kapaciteta apsorpcijskog rashladnog stroja o temperaturama ohlađene, rashladne i grijaće vode.

Elektrana sadrži sljedeće elemente: 1 - kompresor zraka, 2 - komora za izgaranje, 3 - plinska turbina, 4 - izmjenjivač topline za sustav podmazivanja turbine (prvi stupanj grijanja), 5 - izmjenjivač topline za hlađenje diskova i lopatica turbine (drugi stupanj grijanja), 6 - izmjenjivač topline ispušnih (ispušnih) plinova (treći stupanj grijanja), 7 - izmjenjivač topline sustava opskrbe toplinom (grijanje, ventilacija potrošača), 8 - apsorpcijski rashladni stroj, 9 - potrošač topline (grijanje i ventilacija), 10 - potrošač hladnoće, 11 - potrošač tople vode, 12 - suhi rashladni toranj elektrane, 13 - rashladni toranj rashladnog stroja, 14 - pumpa kruga opskrbe cirkulacijskom vodom hladnjaka, 15 - pumpa rashladne krug do potrošača, 16 - pumpa kruga opskrbe toplom vodom do potrošača, 17 - pumpa kruga grijanja (grijanje i ventilacija), 18 - pumpa rashladnog kruga toplinskog stroja, 19 - električni generator, 20 - izmjenjivač topline sustav opskrbe toplom vodom za potrošače, 21, 22, 23 - cjevovodi za dovod ogrjevne tekućine u izmjenjivač topline sustava tople vode (20), 24, 25, 26 - cjevovodi za dovod ogrjevne tekućine u izmjenjivač topline ( 7 ) sustavi opskrbe toplinom (grijanje i ventilacija), 27 - dovodni cjevovod rashladne tekućine za grijanje apsorpcijskog rashladnog stroja, 28 - krug hlađenja toplinskog stroja.

Metoda instalacije je sljedeća.

U kompresoru 1 dolazi do procesa kompresije atmosferskog zraka. Iz kompresora 1 zrak ulazi u komoru za izgaranje 2, gdje se raspršeno gorivo kontinuirano dovodi pod pritiskom kroz mlaznice. Iz komore za izgaranje 2 produkti izgaranja se šalju u plinsku turbinu 3, u kojoj se energija produkata izgaranja pretvara u mehaničku energiju rotacije osovine. U električnom generatoru 19 ova se mehanička energija pretvara u električnu energiju. Ovisno o toplinskom opterećenju, instalacija radi u jednom od tri načina:

Način I - s oslobađanjem topline za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom;

Način II - s toplinom koja se dovodi do opskrbe toplom vodom i apsorpcijskog hladnjaka;

III režim - s opskrbom toplinom za grijanje, ventilaciju i opskrbu toplom vodom i za apsorpcijski hladnjak;

U načinu rada I (tijekom hladne sezone), rashladno sredstvo se zagrijava u izmjenjivaču topline sustava za podmazivanje 4 (prvi stupanj grijanja), izmjenjivaču topline sustava hlađenja diskova i lopatica 5 (drugi stupanj grijanja) i izmjenjivač topline dimnih plinova 6 (treći stupanj grijanja) preko cjevovoda 26 dovodi se do izmjenjivača topline 7 za grijanje i ventilaciju potrošača 9 i preko cjevovoda 21, i/ili 22, i/ili 23 do topline opskrbe toplom vodom. izmjenjivač 20.

U načinu rada II (tijekom toplog razdoblja godine), ovisno o potrebnoj temperaturi u sustavu opskrbe toplom vodom, dio rashladne tekućine uklanja se nakon izmjenjivača topline sustava za podmazivanje 4 (prvi stupanj grijanja) i/ili izmjenjivač topline sustava za hlađenje diska i lopatica 5 (drugi stupanj grijanja) i/ili izmjenjivač topline ispušnih (ispušnih) plinova 6 (treći stupanj grijanja) kroz cjevovode 21, i/ili 22, i/ili 23 do vrućeg izmjenjivač topline za dovod vode 20, a preostala rashladna tekućina kroz cjevovod 27 dovodi se do apsorpcijskog rashladnog stroja 8 za proizvodnju hladnoće koja se koristi za hlađenje potrošača 10.

U načinu rada III (u jesensko-proljetnom razdoblju), ovisno o potrebnim temperaturama u sustavima opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije, dio rashladne tekućine uklanja se nakon izmjenjivača topline sustava podmazivanja 4 (prvi stupanj grijanja), i/ili izmjenjivač topline rashladnog sustava diskova i lopatica 5 (drugi stupanj grijanja), i/ili izmjenjivač topline dimnih (ispušnih) plinova 6 (treći stupanj grijanja) kroz cjevovode 21, i/ili 22, i/ ili 23 na izmjenjivač topline 20 za dovod tople vode, dio rashladne tekućine nakon izmjenjivača topline sustava za podmazivanje 4 (prvi stupanj grijanja), izmjenjivač topline rashladnog sustava diskova i lopatica 5 (drugi stupanj grijanja) i/ili topline izmjenjivač dimnih plinova 6 (treći stupanj grijanja) kroz cjevovode 24, i/ili 25, i/ili 26 dovodi se do izmjenjivača topline 7 za grijanje i ventilaciju potrošača 9, pri čemu dio rashladne tekućine ostaje u rashladnom krugu toplinski stroj 28 dovodi se kroz cjevovod 27 do apsorpcijskog rashladnog stroja 8 za dobivanje hladnoće koja se koristi za hlađenje potrošača 10. Rashladno sredstvo ohlađeno u izmjenjivačima topline 7, 8 i 20 prenosi se pumpom 18 za grijanje u izmjenjivače topline 4, 5, 6. Ako nema potrebe za toplinskom energijom, višak topline se odvodi kroz suhe rashladne tornjeve 12 u atmosferu.

Na primjer, kada instalacija radi u načinu rada II, u slučaju odabira rashladne tekućine za opskrbu toplom vodom nakon izmjenjivača topline trećeg stupnja grijanja, rashladna tekućina s temperaturom od 103,14 ° C dovodi se u apsorpcijski rashladni stroj kroz cjevovod 27. .

U slučaju odabira 30% rashladne tekućine za potrebe opskrbe toplom vodom, nakon drugog stupnja izmjenjivača topline, rashladna tekućina s temperaturom od 112,26 ° C dovodi se do apsorpcijskog rashladnog stroja, čime se povećava rashladni kapacitet (prema sl. 2) za 22%.

U slučaju odabira 30% rashladne tekućine za potrebe opskrbe toplom vodom, nakon prvog stupnja izmjenjivača topline, rashladna tekućina s temperaturom od 115,41 ° C dovodi se do apsorpcijskog rashladnog stroja, čime se povećava rashladni kapacitet (prema sl. 2) za 30%.

Tehnički rezultat koji se može postići primjenom izuma je povećanje koeficijenta učinka i rashladne snage apsorpcijskog rashladnog stroja povećanjem temperature rashladne tekućine uklonjene iz kruga hlađenja motora. Primjena rashladne tekućine viših parametara, dobivenih kao rezultat smanjenja njezine prosječne brzine protoka u rashladnom krugu toplinskog stroja zbog uklanjanja dijela rashladne tekućine kada ona postigne potrebnu temperaturu za potrebe opskrbe toplinom, omogućuje za povećanje rashladnog kapaciteta apsorpcijskog rashladnog stroja.

Izvori informacija

1. Patent br. 2815486 (Francuska), publ. 04/19/2002, 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. Patent br. 2005331147 (Japan), publ. 02.12.2005., MPK F25B 27/00; F25B 25/02; F25B 27/02; F25B 27/00; F25B 25/00; F25B 27/02.

3. Patent br. 20040061773 (Koreja), publik. 07.07.2004, ručni mjenjač F02G 5/00; F02G 5/00.

4. Patent br. 20020112850 (SAD), publik. 08/22/2002, IPC F01K 23/06; F02G 5/04; F24F 5/00; F01K 23/06; F02G 5/00; F24F 5/00.

Metoda za kombiniranu proizvodnju električne energije, topline i hladnoće, uključujući pretvorbu topline produkata izgaranja u mehaničku energiju pomoću toplinskog motora, pretvorbu mehaničke energije u električnu energiju u električnom generatoru, prijenos rashladnog sredstva zagrijanog u rashladni krug toplinskog stroja i ispušni plinovi koji koriste izmjenjivače topline s najmanje dva stupnja grijanja, za grijanje, opskrbu toplom vodom i ventilaciju te za dobivanje hladnoće u apsorpcijskom rashladnom stroju, naznačen time da je dio rashladnog sredstva namijenjen za potrebe opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije prije izmjenjivača topline drugog i/ili sljedećih stupnjeva grijanja, ovisno o potrebnoj temperaturi rashladnog sredstva u sustavima opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije, preostali dio rashladnog sredstva dovodi se nakon izmjenjivača topline. posljednjeg stupnja zagrijavanja u apsorpcijski rashladni stroj.

Toplinska vrijednost
Izvori topline
Proizvodnja topline i opskrba toplinom
Korištenje topline
Nove tehnologije opskrbe toplinom

Toplinska vrijednost

Toplina je jedan od izvora života na Zemlji. Zahvaljujući vatri postao je moguć nastanak i razvoj ljudskog društva. Od davnina do danas izvori topline vjerno su nam služili. Unatoč neviđenoj razini tehnološkog razvoja, čovjeku, kao i prije mnogo tisuća godina, još uvijek treba toplina. Kako svjetska populacija raste, potreba za toplinom raste.

Toplina je jedan od najvažnijih resursa čovjekove okoline. Neophodno je da osoba održava vlastiti život. Toplina je također potrebna za tehnologije bez kojih modernog čovjeka ne pomišlja na svoje postojanje.

Izvori topline

Najstariji izvor topline je Sunce. Kasnije je vatra bila na raspolaganju čovjeku. Na njegovoj osnovi čovjek je stvorio tehnologiju za proizvodnju topline iz organskog goriva.

Relativno nedavno nuklearne tehnologije počele su se koristiti za proizvodnju topline. Međutim, izgaranje fosilnih goriva i dalje ostaje glavni način proizvodnje topline.

Proizvodnja topline i opskrba toplinom

Razvijanjem tehnologije čovjek je naučio proizvoditi toplinu u velikim količinama i prenositi je na prilično velike udaljenosti. Toplina za velike gradove proizvodi se u velikim termoelektranama. S druge strane, još uvijek ima mnogo potrošača koji se toplinskom energijom opskrbljuju iz malih i srednjih kotlovnica. U ruralnim područjima kućanstva se griju na kućne kotlove i peći.

Tehnologije proizvodnje topline značajno doprinose onečišćenju okoliša. Prilikom izgaranja goriva, osoba emitira veliku količinu štetnih tvari u okolni zrak.

Korištenje topline

Općenito, osoba proizvodi mnogo više topline nego što koristi za vlastitu korist. Jednostavno rasipamo mnogo topline u okolni zrak.

Gubi se toplina
zbog nesavršene tehnologije proizvodnje topline,
pri prijenosu topline kroz toplinske cijevi,
zbog nesavršenosti sustavi grijanja,
zbog nesavršenosti stanovanja,
zbog nesavršene ventilacije zgrada,
pri odvođenju "viška" topline u raznim tehnološki procesi,
kad izgori proizvodni otpad,
s ispušnim plinovima vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem.

Za opisivanje stanja u proizvodnji i potrošnji topline od strane ljudi, riječ rasipnost je vrlo prikladna. Primjer, rekao bih, očitog rasipništva je spaljivanje pratećeg plina na naftnim poljima.

Nove tehnologije opskrbe toplinom

Ljudsko društvo troši puno truda i novca za dobivanje topline:
vadi gorivo duboko pod zemljom;
prevozi gorivo od polja do poduzeća i domova;
gradi instalacije za proizvodnju toplinske energije;
gradi toplinska mreža za distribuciju topline.

Valjda treba razmisliti: je li ovdje sve razumno, je li sve opravdano?

Takozvane tehničke i ekonomske prednosti moderni sustavi Opskrba toplinom je inherentno trenutna. Povezani su sa značajnim onečišćenjem okoliša i nerazumnim korištenjem resursa.

Postoji toplina koju ne treba izdvajati. Ovo je toplina Sunca. Treba ga iskoristiti.

Jedan od krajnjih ciljeva toplinske tehnike je proizvodnja i isporuka tople vode. Jeste li ikada koristili ljetni pljusak? Posuda na koju je ugrađena slavina otvoreno mjesto pod zrakama sunca. Vrlo jednostavno i pristupačan način opskrba toplom (čak i toplom) vodom. Što vas sprječava da ga koristite?

Uz pomoć dizalica topline ljudi koriste toplinu Zemlje. Dizalica topline ne zahtijeva gorivo, niti dugi cjevovod grijanja sa svojim toplinskim gubicima. Količina električne energije potrebna za rad dizalice topline je relativno mala.

Dobrobiti najmodernije i najnaprednije tehnologije bit će poništene ako se njezini plodovi koriste glupo. Zašto proizvoditi toplinu daleko od potrošača, transportirati je, zatim distribuirati među domovima, usput grijući Zemlju i okolni zrak?

Potrebno je razvijati distribuiranu proizvodnju topline što bliže mjestima potrošnje ili čak u kombinaciji s njima. Odavno je poznata metoda proizvodnje topline koja se zove kogeneracija. Kogeneracijska postrojenja proizvode električnu energiju, toplinu i hladnoću. Za plodonosnu upotrebu ove tehnologije potrebno je razvijati ljudsko okruženje kao jedinstveni sustav sredstva i tehnologije.

Čini se da je za stvaranje novih tehnologija opskrbe toplinom potrebno
pregledati postojeće tehnologije,
pokušati pobjeći od svojih nedostataka,
sastaviti na jednoj osnovi za interakciju i dodavanje jedni druge,
u potpunosti iskoristiti njihove prednosti.
Ovo podrazumijeva razumijevanje