Микротеплоэлектроцентраль, работающая на возобновляемых источниках энергии

Изобретение относится к области теплоэлектроэнергетики. Микротеплоэлектроцентраль представляет собой единый модуль, собранный на базе энергоемкого высокотемпературного теплоаккумулятора с гибридной системой нагрева от возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в основном солнечной и ветровой. Паровой котел имеет конструкцию, позволяющую автоматически поддерживать давление пара в заданном режиме без каких-либо средств автоматики, а паровая турбина сохраняет стабильные обороты в расчетном интервале нагрузок на электрогенераторе. Возврат конденсата в котел обеспечивается без насосов и без потери рабочего тела. Теплообменник турбинного агрегата передает «сбросное» тепло для обогрева помещений и на основные бытовые нужды. Микротеплоэлектроцентраль, работающая на ВИЭ, позволяет обеспечить автономное энергообеспечение таких объектов, как индивидуальное жилье, мелкие сельскохозяйственные производства, промыслы, отдаленные оздоровительные учреждения или объекты экологического назначения и туризма. 3 ил.

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах автономного комплексного энергоснабжения небольших объектов, главным образом, от возобновляемых источников энергии.

Микро-ТЭЦ, в настоящее время, как информирует Интернет, уже имеют тысячи пользователей. В выпускаемых и проектируемых конструкциях реализуются различные технические решения - от традиционного двигателя внутреннего сгорания (двигатель Отто), до паровых турбин и поршневых двигателей, а также двигателя Стирлинга. Осваивая производство данного оборудования, производители приводят аргументы как экономического, так и экологического характера: высокий (более 90%) совокупный КПД микро-ТЭЦ обеспечивает снижение затрат на энергоснабжение и объема вредных выбросов, в частности, углекислого газа в атмосферу.

Так, например, компания Senertec GmbH, входящая в Baxi Group, реализовала к настоящему времени около 150000 установок Dachs с двигателем внутреннего сгорания. Электрическая мощность - от 5 кВт, тепловая - от 12,5 до 20,5. Различные модели установок Dachs работают на природном, сжиженном газе, дизельном топливе. Имеется модель Dachs RS, созданная для работы на биодизельном топливе из рапсового масла. Микро-ТЭЦ (Mini-BHKW) Ecopover немецкой компании PoverPlus Technologies уже имеется на европейском рынке. Ее электрическая мощность варьируется в диапазоне от 1,3 до 4,7, тепловая - от 4,0 до 12,5 кВт. Суммарный КПД установки превышает 90%, топливом для нее служит природный или сжиженный газ.

Компанией Otag Vertribes выпущена пилотная партия напольной газовой микро-ТЭЦ Lion-Powerblock электрической мощностью 0.2-2,2, тепловой - 2,5-16,0 кВт. В ней применен паровой двухцилиндровый двигатель со сдвоенным свободно движущимся поршнем. Парогенератор аппарата состоит из наддувной горелки и стального змеевика; температура пара 350°С.

Компания МТТ Micro Turbine Technology BV (Нидерланды) создала установку EnerTwin на основе микротурбины, одновременно генерирующей 3 кВт электричества и 15 кВт тепла.

При всей оригинальности конструкций перечисленных микро-ТЭЦ они не могут быть использованы в системах автономного энергоснабжения от возобновляемых источников энергии (ВИЭ), поскольку работают на традиционном топливе.

Известна комбинированная теплосиловая установка на базе двигателя Стирлинга, включающая в себя двигатель (например, двигатель Стирлинга или двигатель внутреннего сгорания) и электрогенератор, расположенные на одном валу, их систему охлаждения, состоящую из замкнутого контура с теплообменником-охладителем, через который проходит система внешнего теплоснабжения, она снабжена линией выработки пара, состоящей из парогенератора, пароперегревателя, с обратным клапаном между ними, и контуром охлаждения двигателя, соединенным с парогенератором перемычкой с регулирующим и обратным клапанами, включающим в себя пароводяной насос-подогреватель, пусковую байпасную линию с насосом и запорными клапанами, при этом линия выработки пара соединена с системой охлаждения двигателя через пароводяной насос-подогреватель, а магистраль отработанных газов сначала проходит через пароперегреватель, а затем через парогенератор (патент РФ №2164613 С1, F02G 1/043, F25B 9/14).

Известна автономная когенерационная энергоустановка, включающая в себя преобразователь прямого цикла (например, двигатель внутреннего сгорания или двигатель Стирлинга) с электрогенератором на одном валу, линии подачи топлива, теплообменник-утилизатор тепла отработанных газов двигателя, через который проходит магистраль отработанных газов двигателя, систему внешнего теплоснабжения с потребителями тепла, отличающаяся тем, что снабжена единым замкнутым контуром передачи тепла от двигателя к потребителям тепла, состоящим из линии подачи горячей воды к внешним потребителям тепла, проходящей через рубашку охлаждения двигателя, теплообменник-утилизатор тепла отработанных газов двигателя, единый циркуляционный насос, и линии возврата охлажденной воды, идущей от потребителей тепла к рубашке охлаждения двигателя, при этом линия возврата охлажденной воды связана с теплообменником-утилизатором перемычкой с регулирующим клапаном, а после перемычки перед двигателем на линии возврата установлен второй регулирующий клапан (патент РФ №2162534, F02G 5/02, F02G 1/043, F02B 65/00).

Последние две установки отечественной разработки также работают на традиционном топливе, к тому же они имеют довольно сложную конструкцию, что требует квалифицированного обслуживания и поэтому создает определенные проблемы для рядовых пользователей.

Из всех известных энергоустановок с использованием возобновляемых энергоресурсов можно выделить СОЛНЕЧНУЮ МОДУЛЬНУЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ УСТАНОВКУ по патенту РФ №2032082, кл. F01K 13/00, 1995 г., которую можно принять за прототип. Здесь уместно привести ее Формулу изобретения:

«Солнечная модульная энергетическая установка, включающая последовательно соединенные в паросиловом контуре парогенератор с экономайзером, испарительной и пароперегревательной поверхностями теплообмена, турбину с генератором и конденсатором, а также систему подачи питательной воды с последовательно размещенными в ней регенеративным подогревателем низкого давления, дозатором и питательным насосом, при этом экономайзерная и испарительная поверхности теплообмена выполнены в виде параболоцилинрических модульных концентраторов, а пароперегревательная - с топливоподводом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и обеспечения автономного запуска, она дополнительно снабжена баком-сепаратором и подогревателем питательной воды, при этом последний выполнен в виде параболоцилиндрических модульных концентраторов с размещенными в них фотоэлектрическими преобразователями и подключен к системе подачи питательной воды параллельно подогревателю низкого давления, а бак-сепаратор размещен между испарительной и пароперегревательной поверхностями теплообмена и подключен входом к выходу из испарительной поверхности теплообмена, выходом по пару - к пароперегревательной поверхности теплообмена, а выходом по воде - к системе подачи питательной воды за деаэратором».

Уже из самой Формулы понятна вся сложность этой системы с солнечными концентраторами для генерации пара и работы фотоэлектрических преобразователей, теплообменниками, а в Описании упоминается и резервная система подачи топлива. И, наконец, в иллюстрации к нему приведена полная схема устройства с множеством сложных компонентов. Все это ставит под сомнение перспективность практической реализации такой установки, а отсутствие информации даже об ее опытных образцах за 20 лет со времени публикации изобретения только подтверждает это.

Задачей разработки микро-ТЭЦ предлагаемой конструкции является создание простой когенераторной установки, использующей возобновляемые источники энергии и работающей от ее накопителей - теплоаккумуляторов, позволяющих обеспечить стабильное комплексное энергоснабжение малых объектов самого различного назначения.

Эта задача решается тем, что с учетом свойств самых простых по устройству и практически не нуждающихся в обслуживании галечных теплоаккумуляторов сохранять температуру до 200 и более градусов, в качестве тепломеханического преобразователя разработана компактная паровая турбина с саморегулированием давления пара и частоты вращения в широком диапазоне нагрузок, с встроенным теплообменником и «безнасосным» устройством возврата конденсата в испарительную камеру. Одновременно использованы наиболее эффективные способы нагрева от ВИЭ теплоаккумулирующих материалов до требуемой температуры. Все это снимает потребность в традиционном топливе, предельно упрощает конструкцию установки, устраняет необходимость ее обслуживания квалифицированным персоналом, повышает надежность энергоснабжения и экономит средства на капитальные и эксплуатационные затраты.

Описание заявляемой микро-ТЭЦ поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 показан вариант комплексной установки для автономного энергоснабжения, на фиг. 2 - паросиловой блок микро-ТЭЦ в разрезе, на фиг. 3 изображено устройство возврата конденсата (разрез А-А этого блока, фиг. 2).

Заявляемая микро-ТЭЦ представляет собой единый модуль, все элементы конструкции которого могут быть изготовлены в заводских условиях, что позволит освоить их массовое производство и облегчить монтаж на месте их установки. В таком варианте она представлена на фиг. 1. Корпус теплоаккумулятора 1 является одновременно основанием и ветротепловой установки (ВТУ) 2, и солнечного коллектора-нагревателя (СКН) 3. Внутри теплоаккумулятора в пространстве с максимальной температурой нагрева воздуха указанными первичными преобразователями расположен парогенератор 4 микро-ТЭЦ, состоящий из корпуса котла 5 (см. фиг. 2) с оребренной поверхностью, коническим либо сферическим днищем 6, буферной емкостью 7, пароперегревателем 8 в виде коаксиальной камеры между стенкой корпуса и внутренним теплоизолированным цилиндром 9, оснащенной кольцевым перепускным клапаном 10 (например, из кремнийорганического полимера). Котел 5 оснащен внешней теплоизолированной оболочкой 11 с рядом входных отверстий в ее верхней части и вентилятором 12 внизу. Над парогенератором 4 (вне теплоаккумулятора 1) расположен турбинный агрегат 13. Паровая турбина 14 оснащена датчиком 15 передаваемого крутящего момента (с конструкцией, например, сходной с известной предохранительной пружинно-кулачковой муфтой осевого типа), кинематически связанного с золотниковым устройством 16 в виде поворотного кольца с отверстиями и соосными с ними сопловыми элементами 17. Днище турбинного отсека также имеет коническую форму с кольцевым углублением в центральной части, где расположено «безнасосное» устройство возврата конденсата, сходное по конструкции с известным объемным дозатором. Оно состоит из кольца 18 с расположенными по окружности сквозными полостями и плотно прилегающими к нему торцевыми стенками со смещенными по кругу - верхними относительно нижних - отверстиями (см. фиг. 3). Это кольцо связано с турбиной 14 понижающей передачей (см. фиг. 2).

К валу турбины может быть подсоединен вентилятор (насос) 19 теплообменного контура с теплообменником - кольцевой камерой вокруг стенки турбинного агрегата 13 (см. фиг. 2). Для улучшения теплообмена эта стенка может иметь внешнее оребрение, например, в виде спирали внутри кольцевой камеры теплообменника, как показано на фиг. 2.

С валом также связан, например, ременной передачей электрический генератор 20. При необходимости более строгой стабилизации частоты вращения вала генератора вместо ременной передачи может быть использован один из известных вариаторов с автоматическим регулированием передаточного отношения.

Предпочтительными вариантами ВТУ 2 в составе заявляемой микро-ТЭЦ представляются известные ветротурбины с вертикальным валом, на котором можно установить осевой вентилятор внутри теплоаккумулятора, как показано на фиг. 1.

Панели СКН 3, расположенные на освещаемых солнцем стенках теплоаккумулятора, выполнены из листового металла со светопоглощающей внешней поверхностью. Она имеет селективное покрытие и прозрачное теплоизолирующее ограждение. Панели могут быть оснащены расположенными над ними светоотражающими козырьками 21 с зеркальной нижней поверхностью, являющимися, к тому же, и защитой панелей от атмосферных осадков. Угол наклона козырьков должен обеспечивать максимальное дополнительное солнечное облучение панелей в зимний период.

Остальная поверхность теплоаккумулятора, кожух теплообменника на корпусе турбинного агрегата 13, а также трубопроводы теплообменного контура имеют термоизоляционное покрытие, например, известными органосиликатными составами «Силтэк», «Броня», «Корунд» и т.п.

Для нормальной работы микро-ТЭЦ необходимо в верхней части внутреннего пространства теплоаккумулятора 1 иметь температуру воздуха не ниже 180°С. Такая температура создается ветротепловой установкой 2 и солнечным коллектором-нагревателем 3. При использовании экологически чистого воздухопроницаемого теплоаккумулирующего материала предельная температура его нагрева ограничивается только балансом между запасенным теплом, а также поступающим от первичных преобразователей энергии, и его расходом с учетом всех теплопотерь. При этом нагрев теплоаккумулирующего материала по всему его объему осуществляется принудительной - от ВТУ 2-й естественной - от СКН 3 - циркуляцией воздуха. Принудительная циркуляция нагревает материал, как в известной аэродинамической сушильной камере, только температура нагрева может намного превышать требуемую для испарения влаги, которой в теплоаккумуляторе 1 нет. А солнечные панели с их минимальными внешними теплопотерями только усилят при солнечном облучении этот нагрев. При наличии отражающих козырьков 21 этот эффект возрастает.

Такая «гибридная» система нагрева, использующая не единственный источник энергии, позволяет сократить перерывы в пополнении теплового ресурса аккумулятора, уменьшить его размеры при сохранении расчетной надежности энергоснабжения.

Ввод микро-ТЭЦ в рабочий режим производится включением вентилятора 12. Поток горячего воздуха нагревает стенки и днище 6 котла 5 до кипения воды - в ее строго определенном объеме, закрывающем только поверхность днища. Повышенным давлением образовавшегося пара часть жидкости перемещается в буферную емкость 7, сжимая в ней воздух до такого же давления. При этом уровень воды за ее пределами понижается и изменяющаяся площадь теплопередачи от днища 6 автоматически поддерживает этот баланс. По достижении минимального рабочего давления пара он, преодолевая силу обжима кольцевого клапана 10, проходит через отверстия внутреннего цилиндра 9 в пароперегреватель 8 и с увеличенной за счет его перегрева скоростью поступает в расположенные по кругу сопловые элементы 17. При этом в отсутствие нагрузки на генераторе 20 турбина 14 ускоренно набирает расчетные обороты. С появлением на ней возрастающей нагрузки ее втулка отжимает венец датчика 15, который через симметрично расположенные рычажные механизмы поворачивает кольцо золотникового устройства 16, увеличивая подачу пара в сопловые элементы 17. Таким образом, частота вращения турбинного вала поддерживается в заданных пределах.

При оптимальном соотношении скорости на выходе из сопловых элементов 17 потока пара и окружной скорости лопаток турбины 14 он, передав им свою кинетическую энергию, с минимальной скоростью попадает на охлаждаемую теплообменником стенку, превращаясь в конденсат (см. выноску на фиг. 2), который стекает по ней и далее - по конической поверхности днища корпуса турбинного агрегата 13 - к устройству возврата конденсата. Здесь через отверстия он заполняет полости вращающегося с малой скоростью кольца 18, плотно закрытые в этот момент нижней стенкой, а в следующий момент, когда кольцо повернуто на некоторый угол и заполненные конденсатом полости оказывается плотно закрытыми сверху, они проходят над нижними отверстиями и конденсат стекает в котел 5 по стенке емкости 7, охлаждая ее и предотвращая кипение в ней жидкости, чем поддерживается там режимное давление воздуха. Следует добавить, что предельно короткий контур обращения рабочего тела в условиях замкнутого пространства котла 5 и турбинного агрегата 13 исключают его потери и, следовательно, устраняют необходимость постоянного контроля и пополнения его объема.

Теплообменник турбинного агрегата 13 передает «сбросное» тепло для обогрева помещений. При умеренной температуре наружного воздуха он может работать в открытом контуре, обеспечивая тем самым усиленную вентиляцию помещений. С похолоданием этот контур можно частично либо полностью замкнуть. А в особо холодную погоду (либо при пониженном расходе электроэнергии) можно добавлять тепло непосредственно от теплоаккумулятора 1. В летнее же время можно использовать тепло от теплообменника турбинного агрегата для других нужд (горячее водоснабжение, сушка материалов, продуктов, пользование сауной, бассейном и т.п.).

Заявляемое устройство, представленное в описанном комплексе, отличается компактностью, простотой конструкции и удобством в эксплуатации, малым шумом как ветроустановки, так и турбины, полной экологической безопасностью, сравнительно низкими капитальными затратами. Все это должно обеспечить массовую востребованность таких установок в решении все более обостряющейся проблемы автономного энергообеспечения таких объектов, как индивидуальное жилье, мелкие сельскохозяйственные производства, промыслы, отдаленные оздоровительные учреждения или объекты экологического назначения и туризма, позволит решить жизненно важные инфраструктурные проблемы при освоении и заселении новых территорий, улучшит условия жизни в сохранившихся сельских поселениях.

Микротеплоэлектроцентраль, работающая на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ), имеющая парогенератор, выполненный в виде парового котла и пароперегревателя, паровую турбину, электрический генератор, устройство возврата конденсата и теплообменник, отличающаяся тем, что паровой котел и пароперегреватель имеют в качестве источника энергии теплоаккумулятор с тепловым ресурсом от ВИЭ, паровой котел снабжен коническим либо сферическим днищем и буферной емкостью, паровая турбина оснащена системой поддержания частоты вращения в заданных пределах, включающей датчик крутящего момента и кинематически связанное с ним золотниковое устройство сопловых элементов; устройство возврата конденсата выполнено в виде объемного дозатора, а теплообменник конструктивно объединен с корпусом турбинного агрегата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплогенераторам кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения. В вихревом кавитаторе, содержащем вихревую камеру с двумя патрубками, у каждого из которых в камере имеется язык на слиянии входного и вращающегося потоков, корпус в виде трубы, вихревая камера разделена диафрагмой с образованием двух встречных соосных улиток, одна из которых через патрубок соединена с входным отверстием корпуса, что позволяет вихревое движение жидкости в корпусе выпрямить и превратить в линейное, осевое и существенно снизить энергетические затраты.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для получения тепловой энергии, вырабатываемой в ходе аэробных процессов. Энергетический модуль может также использоваться в качестве независимого теплового блока системы отопления здания.

Изобретение относится к теплогенераторам кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения, а также может быть использовано в качестве смесителей различных жидкостей.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения горячей воды. Предложен турбороторный генератор, содержащий корпус, два входных канала, один выпускной канал по центру устройства, цилиндрическую полость, внутри которой на основном и дополнительном валу с зазором установлены роторы в виде дисков с возможностью встречного вращения.

Изобретение относится к теплогенераторам кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения, а также может быть использовано в качестве смесителей различных жидкостей.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в теплогенераторах кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения, а также в качестве смесителей различных жидкостей.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться для обогрева помещений. Нагреватель текучей среды содержит цилиндрический корпус, установленный вертикально, включающий камеру сгорания, в стенке которой размещена емкость, заполненная жидким теплоносителем.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Ветровой теплогенератор содержит роторный ветродвигатель с вертикальным валом, передающий вращательное движение через редуктор с конической зубчатой передачей баку с водой, к внутренней поверхности которого прикреплены горизонтально расположенные кольцеобразные пластины, вращающиеся между других кольцеобразных пластин, закрепленных на валу ветродвигателя, причем последние вращаются с той же скоростью, но в противоположном направлении.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева жидкости в гидросистемах различного назначения, а также в качестве смесителей различных жидкостей.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных объектов. Задачей изобретения является улучшение условий эксплуатации и повышение коэффициента преобразования механической энергии в тепловую.

Изобретение относится к теплогенераторам кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения, а также может быть использовано в качестве смесителей различных жидкостей, диспергирования, разрушения молекулярных связей в сложных жидкостях, изменения физико-механических свойств жидкостей. Устройство для нагрева жидкости снабжено теплогенератором, содержащим циклон 1 в виде улитки с тангенциальным входным патрубком 2 и центральным выходным отверстием, соединенным с корпусом 4, выполненным в виде трубы с тормозным устройством 5, силовой насос 7, соединенный с входным патрубком 2 улитки теплогенератора и возвратным трубопроводом 6 с выходом его корпуса, в местах соединения теплогенератора с силовым насосом 7 и возвратным трубопроводом 6 устанавливаются виброгасящие втулки 8 и 9. Использование изобретения должно повысить эффективность устройства для нагрева жидкости. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к агрегатированию ветродвигателей с теплогенератором. Оппозитный ветротеплогенератор, в котором теплогенератор расположен между двумя однотипными роторными ветродвигателями, валы которых сочленены с осями верхнего и нижнего однотипных соосных многоцилиндровых роторов теплогенератора. При этом однотипные роторные ветродвигатели осуществляют оппозитное вращение верхнего и нижнего однотипных соосных многоцилиндровых роторов теплогенератора, все межцилиндровое пространство которого заполнено вязким жидким теплоносителем, а в узких зазорах межцилиндрового пространства возникает течение Тейлора. Изобретение направлено на повышение эффективности ветротеплогенератора при низких скоростях ветра и упрощение конструкции. 5 ил.

Изобретение относится к устройствам для нагрева жидкостей путем создания потоковой гидродинамической кавитации в проточной жидкой среде. Устройство относится к теплоэнергетике и может применяться для обогрева жилых и производственных помещений, для горячего водоснабжения, приготовления эмульсий, суспензий, диспергирования различных материалов, обеззараживания жидкостей и жидких пищевых продуктов, для обеззараживания воды на очистных сооружениях, в плавательных бассейнах, улучшения качества дизельного и бензинового топлива, приготовления структурированной воды для рыборазводных заводов, замачивания семян и полива растений, а также для приготовления структурированной воды для сельскохозяйственных животных. Кавитационный теплогенератор содержит смеситель и насос. Кавитатор состоит из корпуса, закрепленного фланцами к насосу и к смесителю. Внутри корпуса расположены приваренные к нему конфузоры и диффузор, через которые проходит обтекатель, выполненный из цельного металла и закрепленный к корпусу, причем обтекатель установлен так, что между ним и всеми конфузорами, кроме последнего по ходу движения воды, оставался зазор, расположенный в верхней части обтекателя, а последний по ходу движения воды конфузор имеет кольцевой зазор между поверхностью обтекателя и сужением конфузора. Площадь кольцевого зазора соответствует площади нагнетающего патрубка насоса. Изобретение должно повысить плотность кавитации в непрерывном потоке жидкости или суспензии, обеспечить вынос процесса «схлопывания» кавитационных пузырьков в зону торможения, где не происходит разрушение рабочих поверхностей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, где может быть использовано в качестве источника теплоты для систем централизованного и индивидуального теплоснабжения с жидкостным теплоносителем. Сущность изобретения заключается в том, что кавитатор для тепловыделения в жидкости включает корпус с установленной в нем осевой трубкой Вентури, перед которой, по ходу движения жидкости, расположен ударный клапан и боковые трубки Вентури. Корпус представлен полой трубой со сквозным каналом в стенке, соединенным с гидроаккумулятором. Ударный клапан имеет три степени свободы относительно корпуса, а осевая трубка Вентури расположена вдоль горизонтальной оси Н-образной цилиндрической катушки, установленной в корпусе. В торце Н-образной цилиндрической катушки со стороны ударного клапана выполнены сквозные отверстия, а в противоположном ее торце расположены боковые трубки Вентури. Кавитатор содержит обратный клапан, выполненный в виде диска, который поджат к сквозным отверстиям возвратной пружиной, установленной в распор между торцами Н-образной цилиндрической катушки. Ударный клапан зажат между большой конической пружиной, закрепленной основанием в торце осевой трубки Вентури соосно с ней, и малой конической пружиной, закрепленной в стопорном кольце, жестко установленной в корпусе. Изобретение позволяет повысить надежность работы кавитатора за счет минимизации механического трения движущихся составных частей при обеспечении возможности стабилизации процесса кавитации в жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к нетрадиционной энергетике для обеспечения бесперебойного теплоснабжения объектов от ветровой энергии. Ветротепловой преобразователь-накопитель, имеющий корпус с конфузором, турбину в виде усеченного конуса с желобчатыми лопастями и вертикальной осью, а также вторичный, связанный с теплоаккумулятором, аэро- либо гидродинамический преобразователь энергии с автоматически меняющимся углом наклона лопастей. Корпус выполнен в виде улитки, боковые стенки конфузора установлены на шарнирах и подпружинены, а на стороне конфузора, примыкающей к улитке, имеются магнитные защелки, при этом выходной канал выполнен в виде раструба, имеющего каркас с оболочкой со стороны набегающего ветрового потока. Изобретение направлено на стабильный нагрев помещений при максимальном коэффициенте использования энергии ветра. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева жидких сред в системах жидкостного отопления помещений. Устройство для получения тепловой энергии содержит корпус с двумя боковыми крышками, подключенный к электродвигателю вал и установленные на валу рабочие колеса, в которых выполнены сквозные отверстия, сообщающиеся с щелевыми пазами, выполненными на поверхности обода рабочих колес. Устройство имеет по меньшей мере одно выходное отверстие. Входное отверстие выполнено на оси симметрии боковой крышки корпуса, противоположной месту установки электродвигателя. Вал выполнен полым с открытым торцом с возможностью протекания через него рабочей жидкости, поступающей в вал через входное отверстие, и механически сопряжен с боковой крышкой корпуса, противоположной месту установки электродвигателя, так, что открытый торец вала расположен напротив входного отверстия, а в центральной по длине зоне вала выполнены дополнительные отверстия для сообщения внутренней полости вала с рабочей камерой корпуса. В устройстве значительно снижен вес, исключены потери энергии в подшипниках и соединительной муфте, исключена необходимость использования мощного электродвигателя, что обеспечивает повышение КПД. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Устройство для нагрева текучей среды, содержащее насос, трубопровод, присоединенный к насосу и обеспечивающий сообщение по текучей среде из насоса, и отверстие в трубопроводе. При использовании насос содержит текучую среду. Первая часть текучей среды накачивается в трубопровод, а вторая часть текучей среды остается в насосе. Отверстие ограничивает поток первой части текучей среды в трубопроводе. Вторая часть текучей среды нагревается вследствие трения между второй частью текучей среды и насосом. Также описан способ нагрева текучей среды. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента полезного действия, уменьшение расхода топлива. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к автономному воздушному отоплению, в частности к воздухонагревательным устройствам смесительного типа, может использоваться для подачи нагретого воздуха в производственные и жилые помещения, например в агрегатные и обслуживающие помещения газоперекачивающей станции. Агрегат воздухонагревательный содержит воздухозаборное устройство, блок нагрева с хотя бы одним воздухонагревателем смесительного типа, вентиляционный блок с хотя бы одним вентилятором, нагнетательный блок. Теплообменник воздухонагревателя выполнен в виде горизонтально ориентированного корпуса каплеобразной формы в сечении, над теплообменником с зазором установлена направляющая пластина, огибающая наружную поверхность теплообменника, теплообменник установлен с образованием зазора между его боковыми сторонами и боковыми стенками блока нагрева, в воздухонагревателе установлена горелка предварительного смешения, после воздухозаборного устройства расположен блок фильтров. Обеспечивает повышение эффективности нагрева и качества поступающего в нагреваемые помещения воздуха. 3 ил.

Область применения: теплотехника. Проточный нагреватель роторного типа содержит электродвигатель 1, примыкающий к герметичной емкости 2 с жидкостью, которая снабжена входным каналом 3 и выходным каналом 4, и содержит неподвижный корпус 5 с цилиндрической полостью 6, размещенной между оппозитно расположенными рабочими внутренними поверхностями корпуса 5. В цилиндрической полости 6 на валу электродвигателя 1 установлен ротор, выполненный в виде диска 8 с рабочими поверхностями. На рабочих поверхностях диска 8 и рабочих поверхностях корпуса 5 размещены элементы для генерирования процесса кавитации в рабочем объеме жидкости, заполняющей цилиндрическую полость 6. Каждый элемент для генерирования процесса кавитации выполнен в виде сопла, тангенциально расположенного относительно оси вращения ротора и установленного на соответствующей рабочей поверхности диска 8 на расстоянии (Ai) и на соответствующей рабочей поверхности корпуса 5 на расстоянии (A'i) от оси ротора. Технический результат: обеспечение высоких эксплуатационных показателей проточного нагревателя роторного типа за счет повышения его мощности и надежности. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к способам нагрева жидкости и получения пара с помощью устройства без сжигания топлива и источника внешнего тепла. В предлагаемом способе и устройстве для получения пара и тепловой энергии используется гидродинамическое (гидромеханическое) воздействие на жидкость в результате формирования в устройстве высокоскоростного вращающегося гидродинамического потока, в котором создаются условия для многочисленных локальных разрывов потока жидкости и возникновения в ней микрополостей с происходящими в них интенсивными процессами скоростной механической кавитации. При этом в жидкости генерируются вакуумные «пузырьки», которые мгновенно схлопываются. При схлопывании сферической вакуумной полости пузырьков давление в них резко возрастает, как при взрыве, вызывая многочисленные внутренние взрывы в жидкости, направленные внутрь кавитационных пузырьков с образованием ударных волн, что приводит к излучению импульсов сжатия, образуя микрозоны с большими перепадами давления. Жидкость многократно, с большой частотой, меняет свое агрегатное состояние - мгновенно испаряется, а затем мгновенно конденсируется и в результате этого интенсивно нагревается. То есть нагрев жидкости происходит совершенно по иному принципу: источник внешнего тепла отсутствует, нет и поверхности теплопередачи, поскольку тепло образуется непосредственно внутри жидкости и там же остается. Процесс нагрева происходит «внутри жидкости» с минимальными теплопотерями. При этом жидкость, находясь под определенным избыточным давлением, вызванном центробежной силой, возникающей при вращении, значительно «перегревается» и при определенных условиях превращается в пар. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области теплоэлектроэнергетики. Микротеплоэлектроцентраль представляет собой единый модуль, собранный на базе энергоемкого высокотемпературного теплоаккумулятора с гибридной системой нагрева от возобновляемых источников энергии, в основном солнечной и ветровой. Паровой котел имеет конструкцию, позволяющую автоматически поддерживать давление пара в заданном режиме без каких-либо средств автоматики, а паровая турбина сохраняет стабильные обороты в расчетном интервале нагрузок на электрогенераторе. Возврат конденсата в котел обеспечивается без насосов и без потери рабочего тела. Теплообменник турбинного агрегата передает «сбросное» тепло для обогрева помещений и на основные бытовые нужды. Микротеплоэлектроцентраль, работающая на ВИЭ, позволяет обеспечить автономное энергообеспечение таких объектов, как индивидуальное жилье, мелкие сельскохозяйственные производства, промыслы, отдаленные оздоровительные учреждения или объекты экологического назначения и туризма. 3 ил.

Наверх