Do danas je u Rusiji već realizovano nekoliko sličnih projekata. Konkretno, u Moskvi, Korporativni univerzitet Sberbank i nedavno izgrađeni stadion Spartak opremljeni su trigeneracijskim sistemima. Postoje i regionalni primjeri. Tako je od značaja trigeneracioni energetski centar velikog tržnog centra u Permu, koji gradi grupa kompanija Carmenta.

Izgradnja petospratnog tržnog centra u ulici Karpinsky počela je 2013. godine, a isporuka je planirana za početak 2016. godine. Ukupna površina objekta je 29 hiljada m2. Potrebna procijenjena potrošnja energije trgovačkog centra za električnu energiju je 1500 kW, za toplinu - 2700 kW, za hladnu - 1800 kW.

Kako bi se osiguralo snabdijevanje ovog objekta energijom, projektantska organizacija Energoplanner LLC je odabrala Bosch CHP CE 400 NA plinske klipne jedinice snage 400 kW u kombinaciji sa LG apsorpcionim rashladnim uređajima.

Pri radu plinske klipne (GPU) ili plinske turbine (GTU) instalacije sa 1 kW proizvedene električne energije moguće je primiti od 1 do 2 kW toplinske energije kao toplu vodu. U trgovačkim centrima, električno opterećenje je prilično ujednačeno tokom cijele godine, a potreba za hladnoćom je uporediva sa aktivnom električnom snagom. Od tople vode koristeći ABHM dobijamo hladnu sa prosječnim koeficijentom od 0,75. Dakle, ovisno o vrsti elektrana, iz njihove topline možete dobiti od 50 do 100% potrebne hladnoće. Krajnji rezultat je izuzetno energetski efikasan sistem. Nedostatak topline, kao i rezervu, osiguravaju konvencionalni kotlovi za grijanje vode, čija je efikasnost blizu 99%.

Tokom razvoja shematski dijagram Za hlađenje je razmatrana upotreba parnih kompresijskih i apsorpcionih rashladnika. Izbor je napravljen u korist druge opcije zbog njenih prednosti u operativnim i kapitalnim troškovima.

Apsorpcijski rashladni uređaji su ekonomični i ekološki prihvatljivi. Jednostavni su, pouzdani i nemaju pumpe u svom dizajnu. Njihova ukupna termička efikasnost je visoka - do 86%, od čega dio (do 40%) dolazi od električne energije. U trigeneratorima na bazi motora unutrašnjim sagorevanjem Mogu se koristiti i jednostepeni i dvostepeni sistemi. Budući da kogeneracijske sheme proizvode toplinu, obično u obliku toplotne energije vode, preferira se jednostepeni sistem. Uz jednostavnost, takva shema vam omogućava da iskoristite više topline.

Kako bi osigurala napajanje objekta, projektantska organizacija je odabrala Bosch CHP CE 400 NA plinske klipne jedinice snage 400 kW u kombinaciji sa LG apsorpcionim rashladnim uređajima.

Jednostepena postrojenja za litijum bromid rade na toploj vodi niske temperature (do 90°C), dok dvostepeni apsorpcioni sistemi zahtevaju toplotu na oko 170°C, što je tipično za paru. Jednostepeni sistem za apsorpciju litijum bromida je sposoban da ohladi vodu na temperaturu od 6-8 °C i ima koeficijent konverzije hladnoće u toplotu od oko 0,7. Faktor konverzije dvostepenog sistema je oko 1,2. Dakle, apsorpcioni sistemi obezbeđuju snagu hlađenja koja je 0,7-1,2 puta veća od snage dobijene od izvora toplote. Kada se kompresorske rashladne jedinice spajaju na trigeneratorsku jedinicu, mogu se postići temperature ispod 0 °C.

Karakteristične karakteristike trigeneracijskih postrojenja su:

• efikasnost (višak toplote se koristi za proizvodnju hladnoće);
• minimalno trošenje ( jednostavan dizajn ABHM);
• niska buka;
• ekološka prihvatljivost (voda se koristi kao rashladno sredstvo);
• high KIT.

Apsorpcijski rashladni uređaji (ABCM) proizvode ohlađenu vodu korištenjem dvije tvari (kao što su voda i sol litijum bromida) u termalnoj ravnoteži, razdvojene zagrijavanjem, a zatim ponovno spojene odbacivanjem topline. Ciljano snabdevanje i odvođenje toplote u vakuumskim uslovima pri promenljivom pritisku (otprilike 8 i 70 mbar) stvara neravnotežu supstanci, primoravajući ih na desorpciju ili apsorpciju. Za proizvodnju ohlađene vode u temperaturnom rasponu od 6 do 12 °C obično se koriste voda (rashladno sredstvo) i sol litijum bromida (apsorbent). Za proizvodnju niskotemperaturne hladnoće do -60 °C koriste se amonijak (rashladno sredstvo) i voda (apsorbent).

Karakteristika apsorpcionih rashladnih mašina je upotreba termohemijskog kompresora umesto mehaničkog za kompresiju para rashladnog sredstva.

Izbor instalacije plinskog klipa proveden je na temelju kombinacije mnogih parametara, među kojima su različiti pokazatelji resursa, troškovi održavanje, tehničke i dinamičke karakteristike.

U poređenju sa alternativnim opcijama ugradnje, Bosch je pokazao brojne prednosti, uključujući veću efikasnost od 38,5%, bržu brzinu utovara i istovara (40%) i duži radni vek do remont(44 hiljade sati). Njihova značajna prednost je takođe bila visoke kvalitete napajanje - automatski podesivi indikator cos(qp) sa mogućnošću regulacije isporuke reaktivne snage u mrežu.

Ukupno je planirano da se na objektu ugrade tri gasnoturbinska agregata snage 400 kW i dve apsorpcione mašine, od kojih će jedna biti opremljena gorionikom. Za pokrivanje vršnih toplotnih opterećenja planirana je ugradnja plinskog kotla Buderus. Takođe, kaskadni upravljački ormar MMS je dizajniran posebno za ovaj projekat u Njemačkoj kako bi se osigurao rad u hitnim slučajevima. Što se tiče ekonomskih pokazatelja projekta, ukupni kapitalni troškovi će biti oko 85 miliona rubalja sa periodom otplate od pet godina.

Treba napomenuti da je ovaj projekat u oblasti trigeneracije bio pilotski za kompanije koje snabdevaju opremom i zahtevao je rešavanje niza složenih problema. Posebno je bilo potrebno neko vrijeme da se pripremi i dobije potrebnu dokumentaciju, izvođenje obuke za projektantska organizacija, rješavanje servisnih problema.

„Ovo je značajan projekat i za nas i za kompanijuLG u Rusiji. Realizacija ovakvih projekata pomaže da se u potpunosti pokažu prednosti trigeneracijske tehnologije i kvaliteta ponuđenih rješenja”,— komentira Dmitrij Nikolaenko, šef mini termoelektrana u Bosch Thermotehnici.

O Bosch CHP jedinicama

Bosch CHP plinske klipne jedinice su jedno od mnogih područja Bosch odjela za termičku tehnologiju. Proizvode se u rasponu snage od 19 do 400 kW za proizvodnju električne energije. Istovremeno, početna ušteda goriva u poređenju sa odvojenom proizvodnjom toplotne i električne energije može dostići 40%. Upotreba ove opreme može značajno smanjiti emisije ugljičnog dioksida. Jedinice se mogu isporučiti kao kompletan, kompletan modul koji se sastoji od motora, spojnih dijelova, generatora, izmjenjivača topline i rashladnog kruga. Koristeći upravljački sistem, termoelektrana se može kombinovati sa Bosch kotlom za grejanje, kao i sa sistemima za hlađenje.

Pronalazak se odnosi na termoenergetiku. Metoda za kombinovanu proizvodnju električne energije, toplote i hladnoće uključuje pretvaranje toplote produkata sagorevanja u mehaničku energiju pomoću toplotnog motora, pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju u električnom generatoru, prenos rashladnog sredstva zagrejanog u rashladnom krugu toplotnog motora i izduvnih gasova pomoću izmenjivača toplote sa najmanje dva stepena grejanja, za grejanje, snabdevanje toplom vodom i ventilaciju i za dobijanje hladnoće u apsorpcionoj rashladnoj mašini. Dio rashladnog sredstva se preusmjerava za potrebe opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije prije izmjenjivača topline drugog i/ili narednih stupnjeva grijanja, ovisno o potrebnoj temperaturi rashladnog sredstva u sistemima za dovod tople vode, grijanje i ventilaciju. Preostali dio rashladnog sredstva se nakon izmjenjivača topline posljednje faze grijanja dovodi u apsorpcionu rashladnu mašinu. Predložena metoda omogućava povećanje koeficijenta hlađenja i proizvodnju AHM hladnog. 2 ill.

Crteži za RF patent 2457352

Pronalazak se odnosi na termoenergetiku i može se koristiti u kombinovanoj proizvodnji toplotne, hladne i električne energije.

Poznat je način rada mobilne jedinice za kombinovanu proizvodnju električne energije, toplote i hladnoće, u kojoj generator pretvara mehaničku energiju rotirajućeg vratila motora u električnu energiju, a izduvni gasovi koji prolaze kroz izmjenjivač topline odaju toplinu. rashladne tečnosti za snabdevanje toplotom tokom grejne sezone ili se koriste u apsorpcionoj rashladnoj mašini za snabdevanje hladnoćom u letnjem periodu.

Nedostaci ovog načina rada instalacije uključuju nisku efikasnost povezanu s oslobađanjem značajnog dijela neiskorištene toplinske energije u atmosferu.

Poznata je i metoda rada instalacije u kojoj motor s unutarnjim sagorijevanjem proizvodi korisnu energiju, pretvaranu u električnu energiju pomoću električnog generatora, koristi se drugi motor s unutarnjim sagorijevanjem za pogon kompresora rashladne mašine koja proizvodi hladnoću topla sezona. Toplota koja se povrati iz plašta motora i izduvnih gasova koristi se za snabdevanje potrošača toplotom tokom hladne sezone.

Nedostaci načina rada ove instalacije su nepotpuna upotreba otpadne toplote iz motora sa unutrašnjim sagorevanjem, dodatni troškovi goriva za rad drugog motora sa unutrašnjim sagorevanjem koji se koristi za pogon kompresora rashladne mašine.

Poznat je način rada instalacije koja istovremeno obezbeđuje snabdevanje toplotom/hladnoćom i električnom energijom, u kojoj se snabdevanje toplotom u hladnom periodu vrši reciklažom toplote izduvnih gasova i rashladne tečnosti motora sa unutrašnjim sagorevanjem, mehaničke energije rotirajuća osovina motora se pretvara u električnu energiju, a hladnoća se stvara u toplom periodu godine u kompresionoj rashladnoj mašini.

Nedostaci načina rada ove instalacije uključuju nisku efikasnost zbog nedovoljnog korištenja otpadne topline iz motora s unutarnjim sagorijevanjem, te značajne troškove energije za rad kompresora rashladne mašine.

Najbliže tehničko rješenje (prototip) je način rada postrojenja za proizvodnju električne energije, topline i hladnoće, prema kojem toplinski stroj proizvodi mehanički rad, pretvara u električnu energiju pomoću električnog generatora. Otpadna toplota ulja za podmazivanje, rashladne tečnosti i izduvnih gasova odvedena kroz izmenjivače toplote prvog, drugog i trećeg stepena grejanja iz toplotnog motora koristi se za snabdevanje toplotom potrošača. Tokom toplog perioda godine, rekuperirana toplota se delimično koristi za snabdevanje potrošača tople vode, a djelomično se isporučuje u apsorpcionu rashladnu mašinu za obezbjeđivanje hladnoće u sistemu klimatizacije.

Međutim, ovo tehničko rješenje karakterizira relativno niska temperatura rashladne tekućine (80°C) koja se dovodi iz toplinskog motora, što dovodi do smanjenja koeficijenta performansi i rashladne moći apsorpcione rashladne mašine.

Cilj pronalaska je povećanje koeficijenta performansi i rashladnog kapaciteta povećanjem temperature rashladne tečnosti koja se dovodi u apsorpcionu rashladnu mašinu.

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 rashladne tekućine zagrijane u rashladnom krugu topline motora i izduvnih gasova pomoću izmenjivača toplote, najmanje dve faze grejanja, za grejanje, snabdevanje toplom vodom i ventilaciju i za dobijanje hladnoće u apsorpcionoj rashladnoj mašini, deo rashladnog sredstva se izdvaja za potrebe snabdevanja toplom vodom, grejanja i ventilacije prije izmjenjivača topline drugog i/ili narednih stupnjeva grijanja, ovisno o potrebnoj temperaturi rashladnog sredstva u sistemima vodosnabdijevanja, grijanja i ventilacije, preostali dio rashladnog sredstva se dovodi nakon izmjenjivača topline posljednjeg stupnja grijanja u apsorpcionu rashladnu mašinu.

Usljed uklanjanja dijela rashladne tekućine za potrebe vodoopskrbe, grijanja i ventilacije, maseni protok zagrijanog rashladnog sredstva doveden u izmjenjivače topline narednih stupnjeva grijanja će se smanjiti, što znači, pod jednakim uvjetima, bez povećanja površine grijanja, temperatura zagrijane rashladne tekućine koja izlazi iz ovih izmjenjivača topline se povećava. Povećanje temperature rashladnog sredstva koje se ispušta u apsorpcionu rashladnu mašinu omogućava povećanje njenog rashladnog koeficijenta i, shodno tome, njegovog rashladnog kapaciteta.

Predložena metoda za kombinovanu proizvodnju električne energije, toplote i hladnoće ilustrovana je na slikama 1 i 2.

Na slici 1 prikazan je dijagram jedne od mogućih elektrana sa kojima se opisana metoda može implementirati.

Na slici 2 prikazana je zavisnost relativnog kapaciteta hlađenja apsorpcione rashladne mašine od temperature hlađene, rashladne i grejne vode.

Elektrana sadrži sledeće elemente: 1 - vazdušni kompresor, 2 - komora za sagorevanje, 3 - gasna turbina, 4 - izmenjivač toplote sistema za podmazivanje turbine (prvi stepen grejanja), 5 - razmenjivač toplote za hlađenje turbinskih diskova i lopatica (drugi stepen grejanja), 6 - izmenjivač toplote ispušnih (izduvnih) gasova (treći stepen grejanja), 7 - izmenjivač toplote sistema snabdevanja toplotom (grejanje, ventilacija potrošača), 8 - apsorpciona rashladna mašina, 9 - potrošač toplote (grejanje i ventilacija), 10 - hladni potrošač, 11 - potrošač tople vode, 12 - suhi rashladni toranj elektrane, 13 - rashladni toranj rashladne mašine, 14 - pumpa cirkulacionog kruga za dovod vode hladnjaka, 15 - pumpa rashladnog krug potrošača, 16 - pumpa kruga opskrbe toplom vodom potrošača, 17 - pumpa kruga grijanja (grijanje i ventilacija), 18 - pumpa rashladnog kruga toplotnog motora, 19 - električni generator, 20 - izmjenjivač topline sistem za snabdevanje toplom vodom za potrošače, 21, 22, 23 - cevovodi za dovod rashladnog sredstva za grejanje u izmenjivač toplote sistema za snabdevanje toplom vodom (20), 24, 25, 26 - cevovodi za dovod rashladne tečnosti za grejanje u izmenjivač toplote ( 7) sistemi za snabdevanje toplotom (grejanje i ventilacija), 27 - dovodni cevovod rashladnog sredstva za grejanje apsorpcione rashladne mašine, 28 - rashladni krug toplotnog motora.

Metoda instalacije je sljedeća.

U kompresoru 1 odvija se proces kompresije atmosferskog zraka. Iz kompresora 1 zrak ulazi u komoru za sagorijevanje 2, gdje se raspršeno gorivo kontinuirano dovodi pod pritiskom kroz mlaznice. Iz komore za sagorevanje 2 proizvodi sagorevanja se šalju u gasnu turbinu 3, u kojoj se energija produkata sagorevanja pretvara u mehaničku energiju rotacije vratila. U električnom generatoru 19 ova mehanička energija se pretvara u električnu energiju. Ovisno o toplinskom opterećenju, instalacija radi na jedan od tri načina:

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

Režim II - sa toplotom koja se dovodi u dovod tople vode i apsorpcioni frižider;

III režim - sa dovodom toplote za grejanje, ventilaciju i snabdevanje toplom vodom i za apsorpcioni frižider;

U režimu I (tokom hladne sezone), rashladna tečnost se zagreva u izmenjivaču toplote sistema za podmazivanje 4 (prva faza grejanja), izmenjivaču toplote sistema za hlađenje diskova i lopatica 5 (druga faza grejanja) i izmjenjivač topline dimnih plinova 6 (treća faza grijanja) kroz cjevovod 26 se dovodi do izmjenjivača toplote 7 za grijanje i ventilaciju potrošača 9 i kroz cjevovode 21, i/ili 22, i/ili 23 dovod toplote za toplu vodu izmjenjivač 20.

U režimu II (tokom toplog perioda godine), u zavisnosti od zahtevane temperature u sistemu za snabdevanje toplom vodom, deo rashladne tečnosti se uklanja posle izmenjivača toplote sistema za podmazivanje 4 (prvi stepen grejanja) i/ili izmenjivač toplote diska i lopatičnog sistema hlađenja 5 (drugi stepen grejanja) i/ili izmenjivač toplote izduvnih (izduvnih) gasova 6 (treći stepen grejanja) kroz cevovode 21, i/ili 22, i/ili 23 do toplote vodoopskrbni izmjenjivač topline 20, a ostatak rashladnog sredstva kroz cjevovod 27 se dovodi u apsorpcionu rashladnu mašinu 8 za proizvodnju hladnoće koja se koristi za hlađenje potrošača 10.

U režimu III (u jesensko-prolećnom periodu), u zavisnosti od potrebnih temperatura u sistemima za snabdevanje toplom vodom, grejanje i ventilaciju, deo rashladne tečnosti se uklanja nakon izmenjivača toplote sistema za podmazivanje 4 (prva faza grejanja), i/ili izmenjivača toplote rashladnog sistema diskova i lopatica 5 (drugostepeno grejanje), i/ili izmenjivača toplote dimnih (izduvnih) gasova 6 (treći stepen grejanja) kroz cevovode 21, i/ili 22 i/ ili 23 na toplovodni izmjenjivač toplote 20, dio rashladne tekućine nakon izmjenjivača toplote sistema za podmazivanje 4 (prva faza grijanja), izmjenjivač toplote rashladnog sistema diskova i lopatica 5 (druga faza grijanja) i/ili izmjenjivač topline dimnih (izduvnih) gasova 6 (treći stepen grejanja) kroz cevovode 24, i/ili 25, i/ili 26 se dovodi u izmenjivač toplote 7 za grejanje i ventilaciju potrošača 9, deo rashladne tečnosti koji ostaje u rashladnom krugu toplotnog motora 28 se preko cevovoda 27 dovodi u apsorpcionu rashladnu mašinu 8 radi dobijanja hladnoće koja se koristi za hlađenje potrošača 10. Rashladna tečnost hlađena u izmenjivačima toplote 7, 8 i 20 prenosi se pumpom 18 za grejanje do izmenjivača toplote 4, 5 , 6. Ako nema potrebe za toplotnom energijom, višak toplote se odvodi preko suhih rashladnih tornjeva 12 u atmosferu.

Na primjer, kada instalacija radi u režimu II, u slučaju izbora rashladne tekućine za dovod tople vode nakon izmjenjivača toplote treće faze grijanja, rashladna tekućina temperature 103,14°C se dovodi u apsorpcionu rashladnu mašinu kroz cevovod 27 .

U slučaju odabira 30% rashladnog sredstva za potrebe snabdijevanja toplom vodom, nakon drugog stepena izmjenjivača topline, rashladna tekućina temperature 112,26°C se dovodi u apsorpcionu rashladnu mašinu, čime se povećava kapacitet hlađenja (prema sl. 2) za 22%.

U slučaju odabira 30% rashladne tečnosti za snabdevanje toplom vodom, nakon izmenjivača toplote prvog stepena, rashladna tečnost sa temperaturom od 115,41°C se dovodi u apsorpcionu rashladnu mašinu, čime se povećava kapacitet hlađenja (prema sl. 2). za 30%.

Tehnički rezultat koji se može postići implementacijom izuma je povećanje koeficijenta performansi i rashladne moći apsorpcione rashladne mašine povećanjem temperature rashladne tečnosti koja se uklanja iz rashladnog kruga motora. Upotreba rashladne tečnosti sa višim parametrima, koja se dobija kao rezultat smanjenja njegovog prosečnog protoka u rashladnom krugu toplotnog motora usled uklanjanja dela rashladne tečnosti kada dostigne potrebnu temperaturu za potrebe snabdevanja toplotom, omogućava za povećanje rashladnog kapaciteta apsorpcione rashladne mašine.

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), publ. 07/07/2004, ručni mjenjač F02G 5/00; F02G 5/00.

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

FORMULA PRONALASKA

Metoda za kombinovanu proizvodnju električne energije, toplote i hladnoće, uključujući pretvaranje toplote produkata sagorevanja u mehaničku energiju pomoću toplotnog motora, pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju u električnom generatoru, prenos rashladnog sredstva zagrejanog u rashladni krug toplotnog motora, i izduvnih gasova koji koriste izmjenjivače topline najmanje dva stupnja grijanja, za grijanje, dovod tople vode i ventilaciju i za dobijanje hladnoće u apsorpcionoj rashladnoj mašini, naznačen time što je dio rashladne tekućine namijenjen za potrebe opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije prije izmjenjivača topline drugog i/ili narednih stupnjeva grijanja, ovisno o potrebnoj temperaturi rashladnog sredstva u sistemima tople vode, grijanja i ventilacije, preostali dio rashladnog sredstva se dovodi nakon izmjenjivača topline poslednje faze grejanja u apsorpcionu rashladnu mašinu.

Područje djelatnosti (tehnologija) na koje se odnosi opisani pronalazak

Pronalazak se odnosi na termoenergetiku i može se koristiti u kombinovanoj proizvodnji toplotne, hladne i električne energije korišćenjem termoelektrana.

DETALJAN OPIS PRONALASKA

Poznata je metoda rada mobilne instalacije za kombinovanu proizvodnju električne energije, toplote i hladnoće, u kojoj generator pretvara mehaničku energiju rotirajućeg vratila motora u električnu energiju, a izduvni gasovi koji prolaze kroz izmjenjivač topline odaju toplinu. rashladna tečnost za dovod toplote tokom grejne sezone ili rashladno sredstvo apsorpcione rashladne mašine za hlađenje u letnjem periodu.

Nedostaci ovog načina rada instalacije uključuju nisku efikasnost povezanu sa oslobađanjem značajnog dijela neiskorištene toplotne energije u atmosferu kroz uređaje za hlađenje zraka motora sa unutrašnjim sagorijevanjem i rashladne mašine, nizak stepen upotrebe uređaja za hlađenje. rashladna snaga apsorpcione rashladne mašine ljeti tokom perioda niske temperature okoline.

Poznat je i način rada kogeneracionog sistema: prvi motor sa unutrašnjim sagorevanjem proizvodi korisnu energiju, pretvara se u električnu energiju pomoću električnog generatora, drugi motor sa unutrašnjim sagorevanjem se koristi za pogon kompresora rashladne mašine, koji proizvodi hladnoću u ljeti, toplina rekuperirana iz plašta motora i izduvnih plinova, korištenih za opskrbu toplinom potrošača u zimski period.

Nedostatak načina rada ove instalacije je niska efikasnost korištenja otpadne topline iz motora s unutarnjim sagorijevanjem, te značajni troškovi energije za rad kompresora rashladne mašine.

Poznat je način rada trigeneracionog sistema koji istovremeno obezbeđuje toplotu/hladnoću i snabdevanje električnom energijom, pri čemu se snabdevanje toplotom u hladnom periodu vrši reciklažom toplote izduvnih gasova i rashladne tečnosti motora sa unutrašnjim sagorevanjem, mehaničkom energijom. rotirajuće osovine motora se pretvara u električnu energiju, a hladnoća se stvara ljeti u kompresijskoj rashladnoj mašini.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Nedostaci načina rada ove instalacije uključuju nisku efikasnost zbog nedovoljnog korištenja otpadne topline iz motora s unutarnjim sagorijevanjem i značajne troškove energije za rad kompresora rashladne mašine.

Najbliže tehničko rješenje (prototip) je metoda ubrizgavanja ohlađenog zraka u plinsku turbinu, pri čemu se toplina produkata izgaranja pretvara u mehaničku energiju, a zatim se pretvara u električnu energiju u električnom generatoru. Drugi toplotni motor se koristi kao izvor toplotne energije koja se pretvara u hladnu energiju u apsorpcionoj rashladnoj mašini. Hladnoća proizvedena u apsorpcionoj rashladnoj mašini koristi se za hlađenje atmosferskog vazduha pre kompresije. Kada se opterećenje rashladnog sistema smanji, smanjuje se pritisak gasa koji se dovodi do toplotnog motora.

Nedostatak načina rada ove instalacije je u tome što se tokom perioda nepotpunog opterećenja apsorpcione rashladne mašine, kao rezultat smanjenja pritiska gasa koji koristi toplotni motor, temperatura vode koja se dovodi iz sistema za hlađenje. Apsorpciona rashladna mašina do izmenjivača toplote vazduh-voda se povećava, što dovodi do smanjenja stepena hlađenja atmosferskog vazduha, koji se dovodi u kompresor, i shodno tome do smanjenja električne snage instalacije.

Cilj pronalaska je povećanje efikasnosti i električne snage instalacije povećanjem stepena iskorišćenosti apsorpcione rashladne mašine.

Zadatak se postiže na sljedeći način.

Komprimirani atmosferski zrak i/ili gorivo se sagorijeva u komori za sagorijevanje i toplina produkata izgaranja se pretvara u mehaničku energiju pomoću toplinskog motora. Mehanička energija se pretvara u električnu energiju u električnom generatoru. Toplotna energija uklonjena iz toplotnog motora koristi se za opskrbu toplinom potrošača i za pretvaranje u hladnu energiju u apsorpcionoj rashladnoj mašini za opskrbu hlađenjem potrošača. Tokom perioda nepotpunog punjenja rashladne mašine, višak rashladnog kapaciteta se koristi za hlađenje atmosferskog vazduha pre kompresije.

Na crtežu je prikazan dijagram jedne od mogućih instalacija sa kojima se opisana metoda može implementirati.

Sadrži sledeće elemente: 1 - vazdušni kompresor, 2 - komora za sagorevanje, 3 - gasna turbina, 4 - razmenjivač toplote za hlađenje turbinskih diskova i lopatica, 5 - izmenjivač toplote za sistem podmazivanja turbine, 6 - izmenjivač toplote dimnih gasova, 7 - izmenjivač toplote za sistem snabdevanja potrošačom toplotom, 8 - izmenjivač toplote vazduh-voda, 9 - pumpa rashladnog kruga, 10 - pumpa, 11 - apsorpciona rashladna mašina, 12 - potrošač toplote, 13 - električni generator, 14 - hladni potrošač, 15 - toplovod, 16 - cjevovod rashlađene vode, 17 - rashladni toranj rashladna mašina, 18 - pumpa povratne (rashladne) vode za frižider, 19 - prostorija, 20 - suhi rashladni toranj trigeneracionog postrojenja.

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

U kompresoru 1 odvija se proces kompresije atmosferskog zraka. Iz kompresora 1 zrak ulazi u komoru za sagorijevanje 2, gdje se raspršeno gorivo kontinuirano dovodi pod pritiskom kroz mlaznice. Iz komore za sagorevanje 2 proizvodi sagorevanja se šalju u turbinu 3, u kojoj se energija produkata sagorevanja pretvara u mehaničku energiju rotacije vratila. U električnom generatoru 13 ova mehanička energija se pretvara u električnu energiju. Toplotna energija uklonjena iz gasna turbina preko izmenjivača toplote sistema za podmazivanje 5, sistema za hlađenje diskova i lopatica 4 i iz izduvnih gasova 6, kroz cevovod 15 se prenose do izmenjivača toplote 7 za snabdevanje potrošača 12 toplotom tokom hladne sezone. Tokom toplog perioda, deo toplotne energije se koristi za snabdevanje toplotom potrošača, a drugi deo energije se prenosi u apsorpcioni frižider 11, koji pretvara toplotnu energiju u hladnu energiju koja se koristi za snabdevanje potrošača hladnom 14. Vodom hlađen u izmenjivaču toplote 7 se pumpom 9 za grejanje prenosi na izmenjivače toplote 4, 5, 6. U nedostatku potrebe za toplotnom energijom, višak toplote se odvodi preko suhih hladnjaka 20 u atmosferu. Tokom rada rashladne mašine 11, toplotna energija se dovodi do generatora i isparivača, dok se toplota odvodi u apsorberu i kondenzatoru. Za odvođenje toplote u atmosferu koristi se cirkulacijski krug za dovod vode, koji uključuje rashladni toranj 17 i pumpu 18. Tokom perioda nepotpunog punjenja apsorpcionog frižidera 11, ohlađena voda se kroz cevovod 16 prenosi u vazduh. -vodeni izmjenjivač topline 8, smješten van prostorije 19, za predhlađenje atmosferskog zraka, dovodi se u kompresor 1 za komprimiranje atmosferskog zraka i dovodi ga u komoru za sagorijevanje 2, a voda zagrijana u izmjenjivaču topline 8 se pumpom 10 prenosi u 11 za hlađenje.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Tehnički rezultat koji se može postići implementacijom pronalaska je povećanje stepena iskorišćenosti apsorpcione rashladne mašine usled hlađenja u periodu nepotpunog opterećenja atmosferskog vazduha pre njegovog kompresije. Prethodno hlađenje atmosferskog zraka smanjenjem rada kompresije omogućava smanjenje potrošnje goriva u toplotnom stroju, povećavajući učinkovitost i električnu snagu instalacije.

Spisak korištenih izvora

1. Patent 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; (IPC 1-7): H02K 7/18; F01N 5/02; F02B 63/04; F02G 5/02; F25B 27/02.

2. Patent 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; (GRS1-7): F25B 27/00; F25B 25/02; F25B 27/02.

3. Patent 20040061773 (Koreja), publ. 07/07/2004, ručni mjenjač F02G 5/00; F02G 5/00; (IPC 1-7): F02G 5/00.

4. Patent 8246899 (Japan), publ. 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.

Formula pronalaska

Metoda za kombiniranu proizvodnju električne energije, topline i hladnoće, uključujući kompresiju atmosferskog zraka i/ili goriva s njihovim naknadnim sagorijevanjem u komori za sagorijevanje i pretvaranjem topline produkata izgaranja u mehaničku energiju pomoću toplinskog motora, pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju u električnom generatoru, prijenos dijela toplinske energije, uklonjene iz toplinskog motora, za pretvaranje u apsorpcionoj rashladnoj mašini u hladnu energiju, koja se koristi najmanje za hlađenje atmosferskog zraka prije njegovog kompresije, karakteriziran time da dio toplotna energija uklonjena iz toplotnog motora koristi se za snabdevanje toplotom potrošača, a pretvara se u U apsorpcionoj rashladnoj mašini, toplotna energija u hladnu energiju koristi se za snabdevanje hladnoćom potrošača, a ako se višak hladne energije javlja tokom perioda nepotpunog punjenja apsorpciona rashladna mašina, koristi se za hlađenje atmosferskog vazduha pre kompresije.

Ime pronalazača: Bazhenov Aleksandar Ivanovič (RU), Mikheeva Elena Vladimirovna (RU), Khlebalin Jurij Maksimovič (RU)
Ime vlasnika patenta: Država obrazovna ustanova visoko stručno obrazovanje Saratovska država tehnički univerzitet(GOU VPO SSTU)
Poštanska adresa za korespondenciju: 410054, Saratov, ul. Politehnicheskaya, 77, SSTU (odjel za patente i licence)
Datum početka patentiranja: 14.05.2009

Trigeneracijski sistem je kombinovani sistem za proizvodnju toplote i energije povezan sa jednom ili više rashladnih jedinica. Termički dio trigeneracijskog postrojenja bazira se na generatoru pare sa povratom topline, koji se napaja izduvnim plinovima primarnog motora. Glavni motor spojen na generator AC, osigurava proizvodnju električne energije. Povremeno se javlja višak toplote za hlađenje.

Primjena trigeneracije

Trigeneracija se aktivno koristi u privredi, posebno u prehrambenoj industriji, gdje postoji potreba za hladnom vodom za korištenje u tehnološkim procesima. Na primjer, ljeti koriste pivare hladnom vodom za hlađenje i skladištenje gotovog proizvoda. Na stočnim farmama voda se koristi za hlađenje mlijeka. Proizvođači smrznute hrane rade s niskim temperaturama tijekom cijele godine.

Trigeneraciona tehnologija omogućava pretvaranje do 80% toplotne snage kogeneracionog postrojenja u hladnu, čime se značajno povećava ukupna efikasnost kogeneracionog postrojenja i povećava koeficijent njegovih energetskih resursa.

Trigeneracijsko postrojenje može se koristiti tijekom cijele godine, bez obzira na godišnje doba. Rekuperirana toplota tokom trigeneracije efikasno se koristi zimi za grijanje, ljeti za klimatizaciju i za tehnološke potrebe.

Upotreba trigeneracije je posebno efikasna ljeti, kada se stvara višak topline koju generiše mini-CHP. Višak toplote se šalje u mašinu za adsorpciju za proizvodnju ohlađene vode za upotrebu u sistemu klimatizacije. Ova tehnologija štedi energiju koju bi inače trošio sistem prisilnog hlađenja. Zimi se mašina za adsorpciju može isključiti ako nema potrebe za velikom količinom ohlađene vode.

Dakle, sistem trigeneracije omogućava da se koristi 100% toplote koju generiše mini-CHP.

Energetska efikasnost i visoka isplativost

Optimizacija potrošnje energije je važan zadatak, ne samo sa stanovišta uštede energetskih resursa, već i sa stanovišta životne sredine. Danas je ušteda energije jedan od najhitnijih problema širom svijeta. Istovremeno, većina moderne tehnologije proizvodnja toplote dovodi do visokog stepena zagađenja vazduha.

Trigeneracija, u kojoj se odvija kombinovana proizvodnja električne, toplotne i rashladne energije, danas je jedna od najefikasnijih tehnologija za povećanje energetske efikasnosti i ekološke sigurnosti mini-CHP.

Uštede energije pri korištenju trigeneracijskih tehnologija dostižu 60%.

Za i protiv

U poređenju sa tradicionalnim tehnologijama hlađenja, trigeneracioni sistem ima sledeće prednosti:

• Toplina je izvor energije, koji omogućava korištenje viška toplotne energije, koja ima vrlo nisku cijenu;
• Proizvedena električna energija može se isporučiti u opću elektroenergetsku mrežu ili koristiti za zadovoljavanje vlastitih potreba;
• Toplina se može koristiti za podmirivanje potreba za toplotnom energijom tokom sezone grijanja;
• Oni zahtijevaju minimalne troškove održavanja zbog odsustva pokretnih dijelova u adsorpcijskim rashladnim jedinicama koji bi mogli biti podložni habanju;
• Tihi rad adsorpcionog sistema;
• Niski operativni troškovi i niski životni troškovi;
• Voda se koristi kao rashladno sredstvo umjesto tvari koje uništavaju ozonski omotač.

Sistem adsorpcije je jednostavan i pouzdan za upotrebu. Potrošnja energije mašine za adsorpciju je niska jer nema pumpe za tečnost.

Međutim, takav sistem ima i niz nedostataka: velike dimenzije i težinu, kao i relativno visoku cijenu zbog činjenice da se danas ograničen broj proizvođača bavi proizvodnjom mašina za adsorpciju.

Trigeneracija je kombinovana proizvodnja električne energije, toplote i hladnoće. Hladnoću proizvodi apsorpciona rashladna mašina koja više troši toplotnu nego električnu energiju. Trigeneracija je koristan jer omogućava efikasno korištenje reciklirane topline ne samo zimi za grijanje, već i ljeti za klimatizaciju ili za tehnološke potrebe. Ovaj pristup omogućava da se proizvodno postrojenje koristi tokom cijele godine.

Trigeneracija i industrija

U privredi, posebno u prehrambenoj industriji, postoji potreba za hladnom vodom temperature 8-14°C koja se koristi u tehnološkim procesima. Istovremeno, ljeti je temperatura riječne vode na nivou od 18-22°C (pivare, na primjer, koriste hladnu vodu za hlađenje i skladištenje gotovog proizvoda; na stočnim farmama voda se koristi za hladno mleko). Proizvođači smrznute hrane rade na temperaturama u rasponu od -18°C do -30°C tokom cijele godine. Primjena trigeneracija, hladno se može koristiti u raznim sistemima klimatizacije.

Koncept opskrbe energijom - trigeneracija

Prilikom izgradnje tržnog centra u Moskovskoj regiji, ukupne površine 95.000 m², odlučeno je da se instalira kogeneracijska jedinica. Projekat je realizovan krajem 90-ih. Trgovački kompleks pokreću četiri plinska klipna motora električne snage 1,5 MW i toplotne snage 1,8 MW. Plinske klipne jedinice rade na prirodni plin. Rashladno sredstvo je voda zagrijana na 110 °C. Topla voda koristi se i za direktno grijanje i za grijanje zraka koji se dovodi izvana. Plinski klipni motori opremljeni su prigušivačima i CO 2 neutralizatorima.

Koncept opskrbe energijom koristi princip trigeneracija. Struja, toplota i hladnoća se proizvode zajedno. Tokom tople sezone, toplota koju proizvodi kogeneraciona jedinica može se iskoristiti od strane apsorpcione rashladne mašine za hlađenje vazduha u zatvorenom prostoru. Tako kogeneracijsko postrojenje proizvodi toplinu ili hladnoću, ovisno o godišnjem dobu, održavajući konstantnu temperaturu u prostorijama. Ovo je posebno važno za skladištenje namještaja.

Trigeneraciju obezbeđuju dve brom-litijum apsorpcione rashladne mašine, svaka kapaciteta 1,5 MW. Troškovi utrošenog goriva u instalacijama u 2002. godini bili su nekoliko puta manji od troškova kupovine toplotne i električne energije od monopolske državne kompanije. Osim toga, cijena povezivanja na gradske mreže je u mnogim slučajevima uporediva sa cijenom samih instalacija i iznosi ~1.000 USD/kW.

Trigeneracija - specifičnosti

Karakteristika apsorpcione rashladne jedinice je upotreba termohemijskog kompresora radije nego mehaničkog za kompresiju para rashladnog sredstva. Kao radni fluid za apsorpciona postrojenja koristi se rastvor dva radna fluida u kojima je jedan radni fluid rashladno sredstvo, a drugi - upijajuće. Jedan od radnih fluida, koji deluje kao rashladno sredstvo, mora da ima nisku tačku ključanja i da se rastvori ili apsorbuje radnim fluidom, koji može biti tečan ili čvrst. Druga tvar koja apsorbira (apsorbira) rashladno sredstvo naziva se apsorbent.

Nezavisna energetska kompanija “New Generation” spremna je, o svom trošku, da u roku od 5-6 mjeseci u Vašem preduzeću ugradi elektranu sa plinskim klipnim kogeneratorom od 6,4 MW, koju proizvodi MAN B&W Diesel AG.