Автономному дому – свою микротэц . рээ. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии

электронный журнал

Автономному дому – свою микротэц . рээ.



Автономному дому – свою микроТЭЦ . РЭЭ В ста́тье по́казан ва́риант ре́шения за́дачи ко́мплексного энергоснабжения «ма́лых» объ́ектов от во́зобновляемых ист́очников энергии с по́мощью единой энергоустановки – ми́кро-ТЭ́Ц, ра́ботающей по́ ги́бридной схе́ме от ВИ́Э. С по́явлением но́вых ра́зра́боток мо́жно по́казать при́мер энергоснабжения «ма́лых» объ́ектов с по́мощью единой энергоустановки – ми́кро-ТЭ́Ц, ра́ботающей по́ ги́бридной схе́ме от во́зобновляемых энергоисточников. Та́кая энергоустановка, не́смотря на́ сво́и ма́лые ра́змеры и мо́щность пре́образуемой энергии, впо́лне спо́собна обеспечить усадебный до́м, да́чу, не́большой ту́ристический ла́герь, дру́гие по́добные объ́екты и электричеством, и те́плом, и го́рячей во́дой, и да́же по́догретым во́здухом для́ су́шки ма́териалов и вся́ких вы́ращенных или со́бранных пло́дов, ягод, фру́ктов, гри́бов и тра́в. Ко́нструкция ми́кро-ТЭ́Ц по́дробно описана в пу́бликации изобретения (па́тент РФ № 2608448, 2017 г.). Она пре́дставляет со́бой единый мо́дуль, все́ ко́мпоненты ко́торого мо́гут бы́ть изѓотовлены в за́водских усл́овиях, что́ по́зволит осв́оить их ма́ссовое про́изводство и обл́егчить мо́нтаж на́ ме́сте их уст́ановки. В та́ком ва́рианте она пре́дставлена на́ ри́с. 1. Ко́рпус те́плоаккумулятора 1 явл́яется одн́овременно осн́ованием и ве́тротепловой уст́ановки (ВТУ́) 2 и со́лнечного ко́ллектора-на́гревателя (СКН) 3. Па́нели СКН ра́сположены на́ осв́ещаемых со́лнцем сте́нках те́плоаккумулятора, ко́торые вы́полнены из ли́стового ме́талла и явл́яются лу́чепоглощающей по́верхностью. Они имеют со́ сто́роны обл́учения се́лективное по́крытие и про́зрачное те́плоизолирующее огр́аждение. Па́нели мо́гут бы́ть осн́ащены ра́сположенными на́д ни́ми ко́зырьками 4 с зе́ркальной ни́жней по́верхностью, явл́яющимися к то́му же́ и за́щитой па́нелей от атм́осферных осадков. Угол на́клона́ ко́зырько́в до́лжен обеспечивать ма́ксима́льное до́полнительное со́лнечное обл́учение па́нелей в зи́мний пе́риод. Ост́альная по́верхность те́плоаккумулятора, ко́жух те́плообменника ту́рбинного агр́егата, а та́кже тру́бопроводы вне́шнего те́плообменного ко́нтура имеют те́плоизоляционное по́крытие, на́пример, изв́естными орѓаносиликатными со́ставами «Си́лтэк», «Бро́ня», «Ко́рунд» и т.п. Пре́дпочтительным ва́риантом ВТУ́ в ко́нструкции ра́ссматриваемой ми́кро-ТЭ́Ц пре́дставляется то́лько что́ за́патентованный в Ро́ссии (па́тент № 2623637) ве́тротепловой пре́образователь с ве́ртикальным ва́лом, имеющий ко́рпус, вы́полненный в фо́рме улитки, ту́рбину с ро́торо́м в ви́де усеченного ко́нуса, осн́ащенным же́лобчатыми ло́пастями, а вы́ходным ка́налом явл́яется ра́струб 5, ра́сположенный на́д ко́рпусом ту́рбины и одн́овременно явл́яющийся флю́гером для́ ориентации ве́троустановки вхо́дным ко́нфузором 6 на́встречу ве́тровому по́току. И ко́нфузор, и ра́струб вы́полнены в ви́де же́стких ка́рка́сов с ле́гкой оболочкой. Ши́рокий фро́нт за́хвата по́тока во́здуха с его сжа́тием и по́следующим за́кручиванием в улитке ко́рпуса, где́ он одн́овременно во́здействует на́ все́ ло́пасти ту́рбины и за́тем удаляется че́рез ра́струб (в осн́овном – си́лой ра́зрежения, со́здаваемого в не́м обт́екающим ве́тром), обеспечивает пре́дельно вы́сокий к.п.д. пре́образования энергии ве́тра в ме́ханическую энергию. Вхо́дной ко́нфузор ве́тропреобразователя осн́ащен сво́еобразной за́щитой от за́предельных ве́тровых на́грузок, при́ ко́торых его бо́ковые сте́нки си́нхронно ра́скрываются и пе́реходят во́ флю́герное по́ложение, но́ ве́троустановка про́должает ра́боту на́ «ма́лом фро́нте» ве́трового по́тока. В бли́жайшей бе́зветренной па́узе сте́нки по́д де́йствием пру́жин во́звращаются и фи́ксируются в исх́одном по́ложении (см. ви́д све́рху – на́ ри́с. 1). Ме́ханическая энергия пре́вращается в те́пловую те́плогенератором в ви́де осевого ве́нтилятора с изм́еняющимся на́клоном ло́пастей в за́висимости от ско́рости ве́трового по́тока, да́тчик 7 ко́торого свя́зан с ме́ханизмом изм́енения их на́клона́, че́м и по́ддерживается по́стоянство опт́имального со́отношения ско́ростей вра́щения ту́рбины и ви́хревого по́тока (при́мерно 1:2). При́ кра́тковременных пе́рерывах ве́тра ло́пасти скла́дываются в ди́ск, на́грузка на́ ту́рбине ре́зко па́дает и она про́должает вра́щение по́ инерции до́ во́зобновления ве́тра, со́кращая вре́мя на́ сво́ю ра́скрутку. Да́лее, ча́сть те́пловой энергии пре́образуется в электрическую па́ротурбинным бло́ком 8 с электрическим ге́нератором 9. Для́ но́рмально́й ра́боты ми́кро-ТЭ́Ц не́обходимо в ве́рхней ча́сти вну́треннего про́странства те́плоаккумулятора иметь те́мпературу во́здуха, зна́чительно пре́вышающую те́мпературу ки́пения ра́бочей жи́дкости при́ ра́бочем да́влении па́ра. И та́кая те́мпература со́здается ве́тротепловой уст́ановкой и со́лнечным ко́ллектором-на́гревателем. При́ исп́ользовании чи́стого во́здухопроницаемого те́плоаккумулирующего ма́териала пре́дельная те́мпература его на́грева огр́аничена то́лько ба́лансом ме́жду за́пасенным да́ по́ступающим те́плом, со́здаваемым пе́рвичными пре́образователями энергии, и его ра́сходом с учётом все́х те́плопоте́рь. При́ этом на́грев те́плоаккумулирующего ма́териала по́ все́му его объ́ёму осуществляется при́нудительной – от ВТУ́ – и ест́ест́венной – от СКН – ци́ркуляци́ей во́здуха. При́нудительная ци́ркуляци́я на́гревает ма́териал, ка́к в изв́естной аэродинамической су́шильной ка́мере, то́лько те́мпература на́грева мо́жет на́много пре́вышать тре́буемую для́ исп́арения вла́ги, ко́торой в на́шем те́плоаккумуляторе, ко́нечно же́, не́т. А со́лнечные па́нели с их ми́нимальными́ вне́шними те́плопоте́рями то́лько усилят при́ со́лнечном обл́учении этот на́грев. При́ на́личии отр́ажающих ко́зырько́в этот эфф́ект во́зрастает. Та́кая «ги́бридная» си́стема на́грева, исп́ользующая не́ единственный ист́очник энергии, по́зволяет со́кратить пе́рерывы в по́по́лнении те́плового ре́сурса акќумулятора, уменьшить его ра́змеры при́ со́хранении ра́счетной на́дежности энергоснабжения. Итак, вну́три те́плоаккумулятора в про́странстве с ма́ксима́льной те́мпературой на́грева во́здуха указанными пре́образователями ра́сположен па́рогенератор (см. ри́с. 2), со́стоящий из ко́рпуса ко́тла 1 с оребрённой по́верхностью, ко́ническим ли́бо сфе́рическим дни́щем 2, бу́ферной ёмќостью 3, па́роперегревателем 4 в ви́де ко́аксиальной ка́меры ме́жду сте́нкой ко́рпуса и вну́тренним Электричество из отопления. Часть 4. Обзор серийно производимых домашних когенерационных установок микроТЭЦ . Проект КРОПАТ . Яндекс Дзен те́плоизолированным ци́линдром 5, осн́ащенной ко́льцевым пе́репускным кла́паном 6 (на́пример, из кре́мнийорганического по́лимера). Ко́тел осн́ащен вне́шней те́плоизолированной оболочкой 7 с ря́дом вхо́дных отв́ерстий в её ве́рхней ча́сти и ве́нтилятором 8 вни́зу. На́д па́рогенератором (это уже вне́ те́плоаккумулятора) ра́сположен ту́рбинный агр́егат 9. Па́ровая ту́рбина 10 осн́ащена да́тчиком 11 пе́редаваемого кру́тящего мо́мента (с ко́нструкцией, на́пример, схо́дной с изв́естной пре́дохранительной пру́жинно-ку́лачковой му́фтой осевого ти́па) Он ки́нематически́ свя́зан с зо́лотниковым уст́ройством 12 в ви́де по́воротного ко́льца с отв́ерстиями и со́осными с ни́ми со́пловыми элементами 13. Дни́ще ту́рбинного отс́ека та́кже имеет ко́ническую фо́рму с ко́льцевым угл́ублением в це́нтральной ча́сти, где́ ра́сположено «бе́знасосное» уст́ройство во́зврата ко́нденсата, схо́дное по́ ко́нструкции с изв́естным объ́ёмным до́затором. Оно со́стоит из вту́лки 14 с ра́сположенными по́ окр́ужности скво́зными по́лостями и пло́тно при́легающими к не́й то́рцевыми ди́сками со́ сме́щенными по́ кру́гу – ве́рхними отн́осительно ни́жни́х – отв́ерстиями (см. ви́д А). Са́ма вту́лка свя́зана с ту́рбиной по́нижающей пе́редачей. С ва́лом ту́рбины свя́зан ве́нтилятор (на́сос) 15 вне́шнего те́плообменного ко́нтура. Вво́д ми́кро-ТЭ́Ц в ра́бочий ре́жим про́изводится вклю́чением ве́нтилятора. По́ток го́рячего́ во́здуха на́гревает сте́нки и дни́ще ко́тла до́ ки́пения жи́дкости – в её стро́го опр́еделенном объ́ёме, за́крывающем то́лько по́верхность дни́ща. По́вышенным да́влением обр́азовавшегося па́ра ча́сть жи́дкости пе́ремещается в бу́ферную ёмќость, сжи́мая в не́й во́здух до́ та́кого же́ да́вления. При́ этом уровень жи́дкости за́ её пре́делами по́нижается и изм́еняющаяся пло́щадь те́плопередачи от дни́ща авт́оматически по́ддерживает этот ба́ланс. По́ до́стижении ми́нимального ра́бочего да́вления па́ра он, пре́одолевая си́лу обж́има ко́льцевого кла́пана, про́ходит че́рез отв́ерстия вну́треннего ци́линдра в па́роперегреватель и с увеличенной за́ счё́т пе́регрева ско́ростью по́ступает в ра́сположенные по́ кру́гу со́пловые элементы. При́ этом в отс́утствие на́грузки на́ ге́нераторе ту́рбина усќоренно на́бирает ра́счётные обороты. С по́явлением на́ не́й во́зрастающей на́грузки зу́бчатый то́рец вту́лки отж́имает ве́нец да́тчика кру́тящего мо́мента, ко́торый че́рез си́мметрично ра́сположенные ры́чажные ме́ханизмы по́ворачивает ко́льцо зо́лотникового уст́ройства, увеличивая по́дачу па́ра в со́пловые элементы. Это (вме́сте с дру́гими изв́естными спо́собами) обеспечивает по́стоянство ча́стоты вра́щения ту́рбинного ва́ла. При́ опт́имальном со́отношении ско́рости на́ вы́ходе из со́пловых элементов по́тока па́ра и окр́ужной ско́рости ло́паток ту́рбины он, пе́редав им сво́ю ки́нетическую энергию, с ост́аточной ско́ростью по́падает на́ вну́треннюю сте́нку те́плообменника 16, пре́вращаясь в ко́нденсат (см. вы́носку на́ ри́с. 2), ко́торый сте́кает по́ не́й и да́лее – по́ ко́ническо́й по́верхности дни́ща ко́рпуса ту́рбинного агр́егата – к уст́ройству во́зврата ко́нденсата. Зде́сь че́рез отв́ерстия он за́полняет по́лости вра́щающейся с ма́лой ско́ростью вту́лки, пло́тно за́крытые в этот мо́мент ни́жни́м ди́ском, а в сле́дующий мо́мент, ко́гда вту́лка по́вернута на́ не́который угол и за́полненные ко́нденсатом по́лости оказывается пло́тно за́крытыми све́рху, они про́ходят на́д ни́жни́ми отв́ерстиями и ко́нденсат сте́кает в ко́тел по́ пе́риметру бу́ферной ёмќости, охл́аждая её и пре́дотвращая ки́пение в не́й жи́дкости, че́м по́ддерживается та́м ре́жимное да́вление во́здуха. Сле́дует ска́зать, что́ пре́дельно ко́роткий ко́нтур обр́ащения ра́бочего те́ла в усл́овиях за́мкнутого про́странства ко́тла и ту́рбинного агр́егата исќлючают его по́тери и, сле́довательно, уст́раняют не́обходимость по́стоянного ко́нтроля и по́по́лнения его объ́ема. Те́плообменник ту́рбинного агр́егата пе́редает «сбро́сное» те́пло для́ обогрева по́мещений. При́ умеренной те́мпературе на́ружного во́здуха он мо́жет ра́ботать в отќрытом ко́нтуре, обеспечивая те́м са́мым и их усиленную ве́нтиляцию. С по́холоданием этот ко́нтур мо́жно ча́стично ли́бо по́лностью за́мкнуть. А в особо хо́лодную по́году (ли́бо при́ по́ниженном ра́сходе электроэнергии) мо́жно до́бавлять те́пло на́ обогрев не́посредственно от те́плоаккумулятора. В ле́тнее же́ вре́мя мо́жно исп́ользовать те́пло от те́плообменника ту́рбинного агр́егата для́ дру́гих ну́жд (су́шка ма́териалов, се́льхозпродуктов, на́грев ба́ссейна и т.п.). Сле́дует до́бавить, что́ с по́явлением но́вых («бе́спаровых») те́пломеханических пре́образователей (ТМП) впо́лне во́зможно их исп́ользование вме́сто вы́шеописанного па́ротурбинного бло́ка (при́том да́же и при́ бо́лее ни́зких те́мпературах в те́плоаккумуляторе). В этом пла́не пре́дставляет инт́ерес бо́лее со́вершенный ко́мпактный ТМП с жи́дкостным ра́бочим те́лом по́ па́тенту RU №2613337, 2017 г. с по́вышенным (по́ кра́йней ме́ре – на́ по́рядок) к.п.д., че́м у ра́ссмотренного в вы́шеупомянутой ста́тье ТМП (па́тент RU №2442906, 2012 г.). И уж са́мый по́следний ва́риант ТМП – то́лько что́ опубликованный «Ру́сский дви́гатель», (па́тент РФ № 2623728), отл́ичающийся те́м, что́ его ро́тор вы́полнен в ви́де ци́линдрического би́металлического ба́раба́на, по́саженного на́ упр́угую вту́лку с те́плообменными ка́налами, при́мыкающими к зо́лотниковому уст́ройству, при́ этом ба́раба́н осн́ащен ко́нтактирующими с его по́верхностью ро́ликами. Он ко́мпактен, спо́собен ра́ботать в ре́жиме ко́генерации, имеет, ка́к и его аналоги, си́стему ре́куперации те́пловой энергии. Оба ТМП бе́сшумны, бе́зопасны и пра́ктически не́ тре́буют ни́какого обс́луживания. Ни́колай Ясаков, г. Но́вороссийск, energetika-veka@yandex.ru Об авт́оре: инж́енер-энергетик, 15 ле́т про́работал на́ про́мпредприятиях: в энергослужбах (по́следние го́ды в до́лжности гл. энергетика), за́тем — на́чальник про́изводственного отд́ела, гл. ме́ханик, гл. инж́енер, а по́том на́ ко́нструкторско́й ра́боте — ве́дущий ко́нструктор, ру́ководитель ко́нструкторско́го по́дразделения по́ ме́ханизации и авт́оматизации про́изводства и но́вой те́хнике, в за́вершении — гл. ко́нструктор на́учно-исс́ледовательского и про́ектного инс́титута. Имеет два́ де́сятка изобретений в обл́асти энергетики и экологии. Ист́очник: Энергосовет Продажа датских когенерационных установок микроТЭЦ EC Power XRGI по самым низким ценам в Москве и области

Статьи

  • Электричество из отопления. Часть 4. Обзор серийно производимых домашних когенерационных установок микроТЭЦ . Проект КРОПАТ . Яндекс Дзен
  • Микро ТЭЦ Panasonic для частного дома . Инженерный Дом
  • Продажа датских когенерационных установок микроТЭЦ EC Power XRGI по самым низким ценам в Москве и области
  • Микро ТЭЦ micro CHP . Форум о строительстве и загородной жизни – FORUMHOUSE
  • Автономному дому – свою микроТЭЦ презентация онлайн
  • Мини ТЭЦ для дома на твердом и биотопливе мощность стоимость
  • Микро ТЭЦ для частного дома купить в Москве с доставкой
  • Когенерация. МикроТЭЦ со стирлингом Whispergen . Статьи о строительстве и ремонте
  • Автономный энергонезависимый загородный дом Как оборудовать? +Видео
  • МиниТЭЦ с котельной без иллюзий . Маленькая и большая ГПУ в составе одного автономного энергоцентра Тамбов