20.02.2015
216.013.29d8

УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЭКОНОМНОГО ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ТЕПЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002542169
Дата охранного документа
20.02.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Устройство экономного производства электроэнергии и тепла состоит из котельной, воздушно-турбинного двигателя, радиаторов. Выход из заборника атмосферного воздуха (3) связан с входом в воздушно-газовый радиатор (4), выход из которого связан с входом в воздушный компрессор воздушно-турбинного двигателя (5), выход из которого связан с входом в воздушно-газовый радиатор (6), выход из которого связан с входом в воздушную турбину воздушно-турбинного двигателя (7), выход из которой связан с входом в поддувало котельной (1). Выход из поддувала связан с входом в топку котельной (9), выход газов из которой связан с воздушно-газовым радиатором (6), выход газов из которого связан с водогазовым радиатором (11), выход газов из которого связан с воздушно-газовым радиатором (4), выход газов из которого связан с воздушной атмосферой. Выход из водяного насоса (10) связан с входом в водогазовый радиатор (11), выход из которого связан с потребителями горячей воды (12), выход от которых связан с входом в водяной насос (10). Воздушный компрессор воздушно-турбинного двигателя (7), воздушная турбина воздушно-турбинного двигателя (5), водяной насос (10), генератор электрического тока (13) - все установлены на одном валу. Достигается упрощение конструкции, удешевляется изготовление и эксплуатация, устройство может работать безлюдно в автоматическом режиме. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение «Устройство и способ экономного производства электроэнергии и тепла» относится к области энергетики и может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) для производства электроэнергии и тепла по сниженным тарифам.

Существующие тепловые электростанции (ТЭС), вырабатывающие электроэнергию и тепло, тепло от сгорания углеводородных топлив используют с КПД ηэ=0,85. Такие ТЭС сложны по конструкции, дороги в изготовлении и эксплуатации; по этой причине имеет место ежегодное повышение тарифов на электроэнергию и тепло.

Предлагаемая ТЭС проще по конструкции и дешевле в изготовлении и эксплуатации.

На фиг.1 представлена кинематическая схема «Устройство и способ экономного производства электроэнергии и тепла», где:

1 - котельная

2 - устройство приготовления и подачи любого углеводородного топлива в топку котельной

3 - заборник атмосферного воздуха

4 - воздушно-газовый радиатор воздушного компрессора (ВК) воздушно-турбинного двигателя (ВТД)

5 - воздушный компрессор ВК ВТД

6 - воздушно-газовый радиатор воздушной турбины ВТД

7 - воздушная турбина ВТ ВТД

8 - трубопровод, соединяющий выход из воздушной турбины ВТД с входом в поддувало котельной

9 - топка котельной

10 - водяной насос

11 - водогазовый радиатор

12 - потребители горячей воды и электроэнергии

13 - генератор электрического тока

14 - вал, соединяющий воздушную турбину (5) воздушный компрессор (7) водяной насос (10) и генератор электрического тока (13).

На фиг.2 в координатах абсолютная температура (T0K) в функции энтропии изображен термодинамический цикл «Устройства и способа экономного производства электроэнергии и тепла», где:

Pн=P1 - изобара; давление воздуха на входе в воздушный компрессор ВТД;

P2 - изобара; давление воздуха на выходе из воздушного компрессора ВТД;

Точка H - температура и давление атмосферного воздуха;

Точка 1 - температура и давление воздуха на входе в воздушный компрессор ВТД;

Точка 2 - температура и давление воздуха на выходе из воздушного компрессора ВТД;

Точка 3 - температура и давление воздуха на входе в воздушную турбину ВТД;

Точка 4 - температура и давление воздуха на выходе из воздушной турбины ВТД.

На фиг.3 изображена циркуляция тепла воздуха (газа) (регенерация тепла) от воздушной турбины (7) Q4 до поддувала котельной и далее выхода тепла дымовых газов Q5 от топки котельной (9) до окончания омывания воздушно-газового радиатора (6) со значением Q6=Q5-(Q3-Q2).

«Устройство и способ экономного производства электроэнергии и тепла» состоит из контура воздушно-газового, в котором заборник атмосферного воздуха (3) связан с входом в воздушно-газовый радиатор ВК ВТД (4), выход из которого связан с входом в ВК ВТД (5), выход из которого связан с входом в воздушно-газовый радиатор ВТ ВТД (6), выход из которого связан с входом в ВТ ВТД (7), выход из которой связан с входом в трубопровод, соединяющий выход из ВТ ВТД с входом в поддувало котельной; далее горячий воздух поступает в поддувало котельной (9), дымовые горячие газы омывают: воздушно-газовый радиатор (ВТ) воздушной турбины ВТД (6), водогазовый радиатор (11), воздушно-газовый радиатор ВК ВТД (4).

«Устройство и способ экономного производства электроэнергии и тепла» состоит из контура водяного отопления, в котором выход из водяного насоса (10) связан с входом в водогазовый радиатор (11), выход из которого связан с потребителем горячей воды (12), выход от которого связан с входом в водяной насос (10).

Способ экономного производства электроэнергии и тепла состоит в постоянном режиме работы газотурбинного двигателя в условиях, когда тепло, поглощаемое воздушно-газовым радиатором воздушной турбины ВТД (6), равно теплу дымовых газов, покидающих воздушную турбину ВТД (7) (Q3-Q2=Q4); состоит в режиме регенерации тепла, когда тепло дымовых газов, покидающих воздушную турбину ВТД, с помощью трубопровода (8) подается в поддувало котельной (1); состоит в режиме регенерации тепла на входе атмосферного воздуха, когда тепло дымовых газов через воздушно-газовый радиатор (4) подается на подогрев атмосферного воздуха от температуры Tн°K до температуры T1°K.

Возможность изготовления изобретения подтверждается действующими котельными, радиаторами, газотурбинными двигателями.

Возможность изготовления и работы изобретения подтверждается также и элементарным термодинамическим расчетом.

Расчет производим по энтальпиям (теплосодержаниям), абсолютным температурам T°K в удельных параметрах с учетом изменения удельной теплоемкости воздуха (газа) при постоянном давлении изменением температуры.

То есть CP=F(T°K).

Расчет производим на установившийся режим работы ВТД, когда Q3-Q2=Q4 (1).

Элементарный расчет «Устройства и способа экономного производства электроэнергии и тепла»

Принимаем:

Tн - температура атмосферного воздуха Tн=288°K (+15°C)

Pн - давление атмосферного воздуха ;

ηp - КПД расширения воздуха = 0,92;

ηc - КПД сжатия воздуха = 0,85;

; ; T1=330°K; P1=Pн

Рассчитываем: e - степень повышения давления при условии режима работы ГТД, когда Q3-Q2=Q4 ; k=1,4

Из уравнения (2) при ; ;

T3; T2; T4 находим из уравнений

из графика

;

Q2=156,518 кк; Q3-Q2=196,81 кк

; ;

Q4=197,036 ккал;

Qэ - тепло, эквивалентное мощности генератора электрического тока

Q3=Q3-Q4-(Q2-Q1)=353,329-197,036-(156,518-79,2)=156,293-77,318=78,975 ккал

Принимаем температурное напряжение у газовоздушных радиаторов Δt=10°C или ΔQ=2,5 ккал

В этом случае Q5=Q3+2,5=355,79 ккал; T5=1263°K (990°C);

Q6=Q2+2,5=156,518+2,5=159,018 ккал; T6=632°K (359°C).

Принимаем T8=298°K; ; Q8=0,24×298=71,58 ккал.

Согласно закону сохранения и превращения энергии

Q7-Q8=Q1-QH; Q7=Q8+Q1-QH;

Q7=71,58+79,2-69=81,78 ккал

- тепло отопления помещений

Qсм - тепло от сгорания топливно-воздушной смеси

Qсм=Q5-Q4=355,79-197,036=158,754 ккал

Коэффициент полезного действия «Устройства и способа экономного производства электроэнергии и тепла»

Изобретение «Устройство и способ экономного производства электроэнергии и тепла» состоит из устройства и способа:

- Устройство экономного производства электроэнергии и тепла состоит из котельной, воздушно-турбинного двигателя, радиаторов, отличающееся тем, что: выход из заборника атмосферного воздуха (3) связан с входом в воздушно-газовый радиатор (4), выход из которого связан с входом в воздушный компрессор воздушно-турбинного двигателя (5), выход из которого связан с входом в воздушно-газовый радиатор (6), выход из которого связан с входом в воздушную турбину воздушно-турбинного двигателя (7), выход из которой связан с входом в поддувало котельной (1), выход из поддувала связан с входом в топку котельной (9), выход газов из которой связан, наружно, с воздушно-газовым радиатором (6), выход газов из которого связан, наружно, с водогазовым радиатором (11), выход газов из которого связан, наружно, с воздушно-газовым радиатором (4), выход газов из которого связан с воздушной атмосферой, далее выход из водяного насоса (10) связан с входом в водогазовый радиатор (11), выход из которого связан с потребителями горячей воды (12), выход от которых связан с входом в водяной насос (10); воздушный компрессор воздушно-турбинного двигателя (7), воздушная турбина воздушно-турбинного двигателя (5), водяной насос (10), генератор электрического тока (13) - все установлены на одном валу.

- Способ экономного производства электроэнергии и тепла состоит в том, что воздушно-турбинный двигатель работает в постоянном режиме при условии, что тепло, поступающее в воздушно-газовый радиатор (6), равно теплу дымовых газов, поступающих в поддувало котельной (1) (Q3-Q2=Q4); способ состоит в том, что осуществляется регенерация тепла воздуха после воздушной турбины (7); способ состоит в том, что осуществляется регенерация тепла дымовых газов после водогазового радиатора (11); такой способ экономного производства электроэнергии и тепла обеспечивает минимальные потери тепла с коэффициентом полезного действия ηэ=0,9839.


УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЭКОНОМНОГО ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ТЕПЛА
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЭКОНОМНОГО ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ТЕПЛА
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЭКОНОМНОГО ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ТЕПЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-3 из 3.
20.08.2013
№216.012.6160

Устройство и способ воздушного отопления воздушного охлаждения и вентиляции помещений

Устройство и способ воздушного отопления воздушного охлаждения и вентиляции помещений при помощи электроэнергии центробежных воздушных насосов, аммиачного теплового насоса управляемого электродвигателя, теплообменников, радиаторов, управляемого редукционного клапана, реверсивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490560
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.04.2015
№216.013.3d64

Устройство и способ увеличения дульной скорости пули (снаряда) и ликвидации отдачи

Группа изобретений относится к области обороны, а именно к устройствам и способам увеличения дульной скорости пули и ликвидации отдачи. Устройство увеличения дульной скорости пули и ликвидации отдачи состоит из ствола, патронника, надульника. Параллельно стандартному патроннику установлен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547204
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2016
№216.015.2bdd

Гравитационно-гидравлическая электростанция и способ получения электроэнергии

Изобретение относится к области энергетики. Гравитационно-гидравлическая электростанция (ГГЭ) состоит из воронки, сифона, водяной турбины, генератора электрического тока. Воронка ГГЭ установлена в водоеме на глубину ∆ и связана с нижним переходником водопровода в виде сифона, который установлен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579470
Дата охранного документа: 10.04.2016
Показаны записи 1-3 из 3.
20.08.2013
№216.012.6160

Устройство и способ воздушного отопления воздушного охлаждения и вентиляции помещений

Устройство и способ воздушного отопления воздушного охлаждения и вентиляции помещений при помощи электроэнергии центробежных воздушных насосов, аммиачного теплового насоса управляемого электродвигателя, теплообменников, радиаторов, управляемого редукционного клапана, реверсивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490560
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.04.2015
№216.013.3d64

Устройство и способ увеличения дульной скорости пули (снаряда) и ликвидации отдачи

Группа изобретений относится к области обороны, а именно к устройствам и способам увеличения дульной скорости пули и ликвидации отдачи. Устройство увеличения дульной скорости пули и ликвидации отдачи состоит из ствола, патронника, надульника. Параллельно стандартному патроннику установлен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547204
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2016
№216.015.2bdd

Гравитационно-гидравлическая электростанция и способ получения электроэнергии

Изобретение относится к области энергетики. Гравитационно-гидравлическая электростанция (ГГЭ) состоит из воронки, сифона, водяной турбины, генератора электрического тока. Воронка ГГЭ установлена в водоеме на глубину ∆ и связана с нижним переходником водопровода в виде сифона, который установлен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579470
Дата охранного документа: 10.04.2016

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД