Система тепло- и электроснабжения жилых домов



Система тепло- и электроснабжения жилых домов
Система тепло- и электроснабжения жилых домов

 


Владельцы патента RU 2594279:

Федеральное агентство научных организаций Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИЭСХ) (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для тепло- и электроснабжения жилых домов. Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности теплоэлектроснабжения небольших объектов и снижения уровня вредных выбросов в окружающую среду. Технический результат достигается тем, что система тепло- и электроснабжения содержит корпус, в котором размещены топочное устройство и труба для отвода отходящих газов в водяной бойлер, на котором размещен датчик температуры воды, подающий сигнал на блок управления для запуска микрогазотурбинной когенерационной установки, газораспределительное устройство, которое, в зависимости от внешней температуры, направляет отходящие газы или в атмосферу, или для отопления дома в каналы межкомнатной стены, которая снабжена датчиком температуры. Одновременно с этим электрогенератор вырабатывает электроэнергию, заряжая аккумуляторные батареи, при этом блок управления производит запуск микрогазотурбинной установки для их подзарядки. Подключенный к батареям инвертор питает всю электрическую нагрузку дома. 1 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в коммунально-бытовой технике, в частности в технике местного тепло- и электроснабжения жилых домов.

Известна электротеплостанция, содержащая дизельную силовую установку, котел-утилизатор и электрогенератор, приводимый во вращение дизелем (SU, авторское свидетельство 1760147 от 27.05.2013). При работе электротеплостанции происходит сжигание топлива в цилиндрах дизеля и в топке котла-утилизатора, куда подают выхлопные газы дизеля, и получение электрической энергии от электрогенератора, приводимого во вращение дизелем, и тепловой энергии от котла-утилизатора, причем количество сжигаемого в котле-утилизаторе топлива регулируют в диапазонах относительных электрической и тепловой нагрузок 0,2-1,0 и 0,4-1,0 соответственно.

Недостатком известной электротеплостанции следует признать ее низкую экономичность, необходимость подвоза жидкого топлива для дизельной силовой установки, а также ее стационарность.

Известен теплоэлектрогенератор, содержащий корпус, в котором размещены топочное устройство с трубой для отвода отходящих газов, встроенное в водяной кожух охлаждения и включающее керамическую горелку, подключенную к газопроводу с запорно-регулирующей арматурой, вентилятор с патрубками забора и подачи воздуха, зажигательное устройство и теплообменник, соединенный трубопроводом с водяным кожухом охлаждения и через циркуляционный насос и трехпозиционный вентиль с системой отопления и/или бойлером системы горячего водоснабжения, блок управления вентилятором, запорно-регулирующей арматурой, циркуляционным насосом и трехпозиционным вентилем (патент RU 2035667 от 20.05.1995). Кроме того, устройство дополнительно содержит теплообменник-рекуператор, термоэмиссионные преобразователи, включающие эмиттеры, коллекторы, тепловые трубы и общую систему охлаждения, а также инвертор, включенный в систему энергоснабжения, при этом теплообменник-рекуператор размещен в среде отходящих газов между керамическими горелками и теплообменником с возможностью нагрева воздуха после вентилятора, тепловые трубы установлены в верхней части топочного устройства и взаимодействуют с коллекторами и системой охлаждения, последняя образует с теплообменником, водяным кожухом охлаждения, системой отопления и/или бойлером системы горячего водоснабжения единый контур циркуляции теплоносителя, причем керамические горелки выполнены в виде горелок инфракрасного излучения, а эмиттеры расположены в зоне их излучения и скоммутированы вместе с коллекторами на инвертор.

Недостатком известного устройства следует признать сложность конструкции, а также ее стационарность.

Наиболее близким к заявляемому является теплоэлектрогенератор, содержащий корпус, в котором размещены топочное устройство с трубой для отвода отходящих газов, встроенное в кожух охлаждения и включающее керамическую горелку, подключенную к газопроводу с запорно-регулирующей арматурой, вентилятор с патрубками забора и подачи воздуха, зажигательное устройство и теплообменник, соединенный трубопроводом с кожухом охлаждения и через циркуляционный насос и трехпозиционный вентиль с системой отопления и (или) бойлером системы горячего водоснабжения, блок управления вентилятором, запорно-регулирующей арматурой, циркуляционным вентилем и трехпозиционным вентилем, предлагается дополнительно снабдить теплообменником-рекуператором, термоэмиссионными преобразователями, включающими эмиттеры, коллекторы, тепловые трубы и общую систему охлаждения, а также инвертором, включенным в систему энергоснабжения, при этом теплообменник-рекуператор размещен в среде отходящих газов между керамическими горелками и теплообменником с возможностью нагрева воздуха после вентилятора, тепловые трубы установлены в верхней части топочного устройства и взаимодействуют с коллекторами и системой охлаждения, последняя образует с теплообменником, водяным кожухом охлаждения, системой отопления и (или) бойлером системы горячего водоснабжения единый контур циркуляции теплоносителя, причем эмиттеры расположены в зоне излучения керамических горелок и вместе с коллекторами скоммутированы на инвертор (патент RU 2035667 от 20.05.1995). В теплоэлектрогенераторе эмиттеры термоэмиссионных преобразователей могут иметь форму эллипса или цилиндра.

Недостатком принятой за прототип системы является многоступенчатость передачи тепла: котел, теплоноситель, приборы отопления, воздушная среда, стены здания, а также не достаточно низкий уровень вредных выбросов.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности тепло- и электроснабжения небольших объектов и снижения уровня вредных выбросов в окружающую среду.

Технический результат заключается в использовании в качестве теплоэлектрогенератора микрогазотурбинную когенерационную установку, с непосредственным использованием в качестве теплообменника стены жилого дома по типу «русской печи», а также из всех тепловых топливных систем, самый низкий уровень содержания вредных выбросов - у газотурбинных установок.

Технический результат достигается тем, что система тепло- и электроснабжения жилых домов, содержащая корпус, в котором размещены топочное устройство и труба для отвода отходящих газов в водяной бойлер, на котором размещен датчик температуры воды, подающий сигнал на блок управления для запуска микрогазотурбинной когенерационной установки при снижении температуры воды до нижнего уровня и для его остановки при достижении верхнего предела температуры воды, газораспределительное устройство, которое, в зависимости от внешней температуры, направляет отходящие газы через байпасный газопроводный канал и дымовую трубу в атмосферу, или для отопления дома, где межкомнатная тепловая стена, с газопроводными каналами равномерно прогревает стену жилого дома с датчиком температуры воздуха подающий сигнал в блок управления для запуска микрогазотурбинной когенерационной установки при достижении в помещении нижнего уровня температуры или для ее остановки при достижении температуры верхнего предела, одновременно с этим, электрогенератор вырабатывает электроэнергию, заряжая аккумуляторные батареи, где при достижении нижнего уровня заряда, блок управления производит запуск микрогазотурбинной когенерационной установки для их подзарядки, а при достижении верхнего предела блок управления останавливает ее, подключенный к аккумуляторным батареям инвертор питает всю электрическую нагрузку дома, при этом запуск микрогазотурбинной когенерационной установки производится от сигнала первого включившегося датчика, а остановка после выключения последнего датчика.

Сущность изобретение поясняется чертежом, на котором представлена общая схема тепло- и электроснабжения жилого дома.

Система тепло- и электроснабжения жилых домов с теплоэлектрогенератором с корпусом 1 в свой состав включает: электрогенератор 2, топочное устройство 3, трубу отвода отходящих газов 4, которые поступают в водяной бойлер 5, имеющий датчиком температуры воды 6, связанный с блоком управления 7, далее отходящие газы поступают в газораспределительное устройство 8, а оттуда или в байпасный газопроводный канал 9, и далее в дымовую трубу 10, или в тепловую стену 11 с газопроводными каналами 12, имеющую датчик температуры воздуха 13, связанный с блоком управления 7, и также в дымовую трубу 10, электрогенератор заряжает аккумуляторные батареи 14, к которым подключен инвертор 15, питающий нагрузка 16.

Работа системы тепло- и электроснабжения жилых домов осуществляется следующим образом.

Теплоэлектрогенератор, которым является микрогазотурбинная когенерационная установка с корпусом 1, электрогенератором 2, топочным устройством 3, производит отвод отходящих газов с температурой 250-350°C и через отводную трубу 4 направляет их в водяной бойлер 5 системы горячего водоснабжения жилого дома. На водяном бойлере 5 размещен датчик температуры воды 6, подающий сигнал на блок управления 7 для запуска микрогазотурбинной когенерационной установки при снижении температуры воды до нижнего уровня и для его остановки при достижении верхнего предела температуры воды. Далее отходящие газы проходят через газораспределительное устройство 8, где, в зависимости от внешней температуры, они направляются через байпасный газопроводный канал 9 и дымовую трубу 10 в атмосферу (как правило, в теплое время), или в систему отопления дома (в холоднее время), которой является межкомнатная тепловая стена 11, с газопроводными каналами 12, равномерно прогревающими отводящими газами стену. В помещении жилого дома имеется датчик температуры воздуха 13, подающий сигнал в блок управления для запуска микрогазотурбинной когенерационной установки при достижении в помещении нижнего уровня температуры воздуха и для ее остановки при достижении температуры верхнего предела. Одновременно с этим, электрогенератор 2 микрогазотурбинной когенерационной установки вырабатывает электроэнергию, заряжая аккумуляторные батареи 14, питающие через инвертор 15 (или без него) всю электрическую нагрузку 16 жилого дома. При достижении нижнего уровня заряда аккумуляторной батареи 14, блок управления 7 производит запуск микрогазотурбинной когенерационной установки 1 для их подзарядки, а при достижении верхнего предела заряда аккумуляторной батареи 14, блок управления 7 останавливает микрогазотурбинную когенерационную установку 1. Запуск микрогазотурбинной когенерационной установки 1 производится от сигнала первого сработавшего датчика, а остановка после подачи сигнала последнего датчика.

Система тепло- и электроснабжения жилых домов, содержащая корпус, в котором размещены топочное устройство и труба для отвода отходящих газов, отличающаяся тем, что она содержит водяной бойлер, на котором размещен датчик температуры воды, подающий сигнал на блок управления для запуска микрогазотурбинной когенерационной установки при снижении температуры воды до нижнего уровня и для его остановки при достижении верхнего предела температуры воды, газораспределительное устройство, которое, в зависимости от внешней температуры, направляет отходящие газы через байпасный газопроводный канал и дымовую трубу в атмосферу, или для отопления дома, где межкомнатная тепловая стена, с газопроводными каналами равномерно прогревает стену жилого дома с датчиком температуры воздуха подающий сигнал в блок управления для запуска микрогазотурбинной когенерационной установки при достижении в помещении нижнего уровня температуры или для ее остановки при достижении температуры верхнего предела, одновременно с этим электрогенератор вырабатывает электроэнергию, заряжая аккумуляторные батареи, где при достижении нижнего уровня заряда, блок управления производит запуск микрогазотурбинной когенерационной установки для их подзарядки, а при достижении верхнего предела блок управления останавливает ее, подключенный к аккумуляторным батареям инвертор питает всю электрическую нагрузку дома, при этом запуск микрогазотурбинной когенерационной установки производится от сигнала первого включившегося датчика, а остановка после выключения последнего датчика.



 

Похожие патенты:

Компоновка теплообменника, в частности, для отопительного устройства транспортного средства, содержащая: внутренний корпус (12) теплообменника в виде горшка с первой стенкой (16) дна и с присоединенной к первой стенке (16) дна, охватывающей продольную ось (L) первой стенкой (18) по периферии; внешний корпус (14) теплообменника в виде горшка со второй стенкой (20) дна и с присоединенной ко второй стенке (20) дна, охватывающей продольную ось (L) второй стенкой (22) по периферии; проточное пространство (24) текучей среды, образованное между внутренним корпусом (12) теплообменника и внешним корпусом (14) теплообменника; первую направляющую поток структуру (40), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси (L) вдоль первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии, и вторую направляющую поток структуру (42), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси (L) вдоль первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии с зазором по окружности к первой направляющей поток структуре (40), причем первая направляющая поток структура (40) и вторая направляющая поток структура (42) делят образованную между первой стенкой (18) по периферии и второй стенкой (22) по периферии часть (28) текучего проточного пространства (24) на первую часть (44) проточного пространства и на вторую часть (46) проточного пространства; по меньшей мере, одно входное отверстие (49) для текучей среды, открытое к первой части (44) проточного пространства, и, по меньшей мере, одно выходное отверстие (51) для текучей среды, открытое ко второй части (46) проточного пространства; структуру (94) прессовой посадки для фиксирования внутреннего корпуса (12) теплообменника относительно внешнего корпуса (14) теплообменника, причем структура (94) прессовой посадки включает первую направляющую поток структуру (40) и вторую направляющую поток структуру (42) и/или структура (94) прессовой посадки предусмотрена в находящейся на расстоянии от первой стенки (16) дна и второй стенки (20) дна конечной области (32) стенок (18, 22) по периферии.

Изобретение относится к области отопления, в частности к водонагревателям, и может быть использовано для отопления жилых помещений и снабжения горячей водой. Твердотопливный отопительный аппарат верхнего горения содержит корпус с продольно гофрированной конвективной стенкой, образующей полость с патрубками подвода и отвода теплоносителя, съемной крышкой, камерой сгорания с дымоходом, вертикальной топкой и зольником.

Изобретение относится к теплообменным устройствам для подогрева жидких или газообразных сред и может быть использовано в нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел содержит корпус с топкой и соосной с ней конвективной камерой.

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии в процессе транспортирования в трубах различных теплоносителей (газов, жидкостей) путем непосредственной трансформации части их тепловой энергии в электрическую.

Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к котлам наружного размещения, и может быть использовано в автономных системах отопления с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при изготовлении конденсационных котлов наружного размещения. Технический результат, который может быть получен с помощью изобретения, сводится к упрощению конструкции и уменьшению габаритов и веса котла.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к котлам для нагрева воды, работающим на твердом топливе. Котел стальной водогрейный твердотопливный содержит камеру топочную, элементы корпуса которой выполнены с двойными стенками и объединены в единую полость водяной рубашки.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в конструкциях водогрейных котлов малой мощности. Над топочной решеткой топки водогрейного котла на протяжении участка активного горения топлива сформированы нависающие продольные топочные пороги, выполненные в виде гнутых труб боковых экранов, при этом гнутые трубы выполнены Г-образными и чередуются с прямыми, вертикальные участки которых расположены параллельно, а горизонтальные отгибы обращены друг к другу и расположены над топочной решеткой, их концы сообщены друг с другом, а торцы заглушены, при этом пространство между нижними гнутыми трубами заполнено огнеупорным шамотобетоном, кроме того, нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой, при этом топка водогрейного котла дополнительно снабжена системой подачи вторичного дутьевого воздуха, содержащей горизонтальные дутьевые каналы, выполненные по обеим сторонам топки, сообщенные друг с другом поперечным воздухогазопроводом, причем один из горизонтальных дутьевых каналов сообщен с источником дутья, при этом над горизонтальными дутьевыми каналами параллельно им размещены дополнительные продольные горизонтальные каналы, сообщенные с ними вертикальными патрубками, расположенными у конца продольных топочных порогов, кроме того, дополнительные продольные горизонтальные каналы снабжены горизонтальными патрубками, снабженными дутьевыми соплами, ориентированными над топочной решеткой непосредственно над слоем горящего топлива.

Изобретение относится к котельной технике, в частности к котлам малой мощности с тепловой производительностью до 4,0 МВт с топочным устройством в виде наклонной переталкивающей решетки, может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий.

Изобретение относится к устройству мало- и среднеэтажных зданий в зонах холодного климата и направлено на уменьшение сжигаемого для обогрева здания топлива и экологически вредных газовоздушных выбросов; повышение уровня комфортности помещений здания; повышение долговечности несущих частей ограждающих конструкций здания; поддержание необходимого технического и санитарного уровня влажности в ограждающих конструкциях и в теплоинерционном пространстве под зданием.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении вентилируемых стеновых ограждений и кровельных покрытий, позволяющих утилизировать тепло наружного воздуха и тепловые потери здания в летний и зимний периоды.

Изобретение относится к области отопительной техники и систем охлаждения помещений и может быть использовано для поддержания температурного режима в жилых и производственных помещениях как в зимний, так и в летний период.

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству с конструктивным элементом, формирующему пол или перекрытие. .

Изобретение относится к шипованной плите для укладки труб, встроенных в полы или стены нагревающих или охлаждающих устройств. .

Изобретение относится к отопительной технике и предназначено для отопления преимущественно жилых помещений. .

Изобретение относится к системам центрального отопления, в частности к системам отопления в наружных стеновых панелях жилых, общественных и промышленных зданий. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для автономного теплоснабжения. .
Наверх