Установка для комбінованого вироблення теплової та електричної енергії

Установка для комбінованого вироблення теплової та електричної енергії, що містить поршневий двигун внутрішнього згоряння з внутрішнім контуром рідинної системи охолодження та циркуляційним насосом, електрогенератор, котелутилізатор, що працює на підготовленій воді та сприймає теплоту відпрацьованих газів і системи 3 ефективність відбору виробленої теплової енергії і установки в цілому залишається низькою. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності установки для комбінованого вироблення теплової та електричної енергії. Поставлена задача вирішується наступним чином. У відомій установці для комбінованого вироблення теплової та електричної енергії, що містить двигун внутрішнього згоряння з внутрішнім контуром системи охолодження та циркуляційним насосом, електрогенератор, котел-утилізатор, що працює на підготовленій воді та сприймає теплоту відпрацьованих газів і системи охолодження двигуна, живильний насос з клапаном, систему трубопроводів і газоходів, причому трубопровід підготовленої води розгалужено на два паралельних. Згідно корисної моделі перший паралельний трубопровід послідовно з'єднує підкачувальний насос, внутрішній контур системи охолодження двигуна, циклічно працюючий відкачувальний насос з клапаном і котел-утилізатор, причому вхід відкачувального насоса і вхід внутрішнього контуру системи охолодження двигуна додатково з'єднані через циркуляційний насос, при цьому продуктивність циркуляційного і підкачувального насосів перевищує продуктивність відкачувального насосу, а другий паралельний трубопровід містить постійно працюючий живильний насос з клапаном, при цьому вихід останнього насосу сполучено з першим паралельним трубопроводом між виходом відкачувального насоса з клапаном і входом котла-утилізатора. Функціональне призначення сукупності заявлених ознак полягає в тому що: - перший паралельний трубопровід послідовно з'єднує підкачувальний насос, внутрішній контур системи охолодження двигуна, циклічно працюючий відкачувальний насос з клапаном і котелутилізатор, причому вхід відкачувального насоса і вхід внутрішнього контуру системи охолодження двигуна додатково з'єднані через циркуляційний насос, що дозволяє підвищити температуру підготовленої води, яка відводиться від системи охолодження двигуна, до робочої температури в цій системі і підтримувати останню на потрібному рівні. Тим самим підвищується ефективність відбору від системи охолодження виробленої теплової енергії; - перший паралельний трубопровід перед входом внутрішнього контуру системи охолодження двигуна містить підкачувальний насос, який забезпечує потрібний тиск в системі охолодження двигуна, робочу температуру в системі охолодження двигуна без скіпання підготовленої води; - другий паралельний трубопровід містить постійно працюючий живильний насос з клапаном, при цьому вихід живильного насосу з клапаном сполучено з першим паралельним трубопроводом між виходом відкачувального насоса з клапаном і входом котла-утилізатора. Це забезпечує необхідну витрату води через обидва паралельні трубопроводи і необхідний перепад тиску між системами двигуна і котла-утилізатора. 56330 4 Перераховані вище ознаки дозволяють підвищити ефективність установки для комбінованого вироблення теплової та електричної енергії. На Фігурі представлена загальна схема установки для комбінованого вироблення теплової та електричної енергії. Установка включає поршневий двигун внутрішнього згоряння 1 з внутрішнім контуром 2 рідинної системи охолодження 3 та циркуляційним насосом 4, електрогенератор 5, котел-утилізатор 6, що працює на підготовленій воді 7 та сприймає теплоту відпрацьованих газів 8 і системи рідинного охолодження 3 двигуна внутрішнього згоряння 1, живильний насос 9 з клапаном 10, систему трубопроводів і газоходів. Трубопровід 11 підготовленої води 7 розгалужено на два паралельних 12 і 13. Перший паралельний трубопровід 12 послідовно з'єднує підкачувальний насос 14, внутрішній контур 2 системи охолодження 3 двигуна 1, циклічно працюючий відкачувальний насос 15 з клапаном 16 і котел-утилізатор 6, причому вхід 17 відкачувального насоса 15 і вхід 18 внутрішнього контуру 2 системи охолодження 3 двигуна 1 додатково з'єднані через циркуляційний насос 4, а другий паралельний трубопровід 13 містить постійно працюючий живильний насос 9 з клапаном 10, при цьому вихід 19 живильного насосу 9 з клапаном 10 сполучено з першим паралельним трубопроводом 12 між виходом 20 відкачувального насоса 15 з клапаном 16 і входом 21 котла-утилізатора 6. Установка працює наступним чином. При роботі двигуна внутрішнього згоряння 1 звільнюється теплова енергія, частина якої зазнає перетворення в механічну, а частина уходить з відпрацьованими газами 8 і в систему охолодження 3. Двигун 1 з'єднано з електрогенератором 5, який сприймає механічну енергію та виробляє електричну. При цьому відпрацьовані гази 8, що мають високу температуру, поступають в котелутилізатор 6, де віддають теплову енергію підготовленій воді 7. Підготовлена вода 7 поступає в установку по трубопроводу 11, який розгалужено на два паралельних 12 і 13. Крізь перший паралельний трубопровід 12 потік підготовленої води 7 послідовно проходить підкачувальний насос 14, внутрішній контур 2 системи охолодження 3 двигуна 1 і відкачувальний насос 15 з клапаном 16. Во внутрішньому контурі 2 підготовлена вода 7 сприймає теплоту від системи охолодження 3 двигуна 1, підвищуючи свою температуру. Тим самим зростає ефективність відбору від системи охолодження 3 виробленої теплової енергії. Відкачувальний насос 15 з клапаном 16 працює циклічно, що дозволяє підтримувати робочу температуру в системі охолодження 3 двигуна 1 на потрібному рівні. Наявність відкачувального насоса 15 з клапаном 16 також створює необхідний перепад тиску між внутрішнім контуром 2 системи охолодження 3 двигуна 1 і входом 21 котлаутилізатора 6. У зв'язку з тим, що вхід 17 відкачувального насоса 15 і вхід 18 внутрішнього контуру 2 системи охолодження 3 двигуна 1 додатково з'єднані через циркуляційний насос 4, продуктивність якого перевищує продуктивність відкачувального насоса 15, 5 56330 підготовлена вода 7, поступаючи на вхід 18 зазнає перемішування з переважаючим потоком води, що циркулює в контурі 2. Це дозволяє підтримувати робочу температуру в системі охолодження 3 на потрібному рівні. Підготовлена вода 7 спрямована на вхід 18 внутрішнього контуру 2 системи охолодження 3 двигуна 1 безперервно працюючим підкачувальним насосом 14, продуктивність якого перевищує продуктивність відкачувального насосу 15. При вмиканні циклічно працюючого насосу 15 вода виходить з контуру 2. Постійна робота підкачувального насоса 14 при цьому забезпечує потрібну подачу води в контур 2, підтримує потрібний тиск в системі охолодження 3 двигуна 1 і робочу температуру в ній без скіпання води. Живильний насос 9 з клапаном 10, що встановлений в другому паралельному трубопроводі 13, забезпечує потрібні потік води і тиск на вході 21 в котел-утилізатор 6. У випадку використання більш ніж одного двигуна внутрішнього згоряння 1, загальний підкачувальний насос 14 забезпечує необхідний тиск в їх системах охолодження 3 одночасно, а також подачу підготовленої води 7 на входи 18 тих з двигу Комп’ютерна верстка Л. Купенко 6 нів 1, відкачувальні насоси 15 яких працюють у відповідний момент часу. Це знижує питому потужність, потрібну для приводу підкачувального насосу 14. Використання запропонованої установки підвищує відведення теплоти від системи охолодження двигуна, усуваючи використання теплообмінників між внутрішнім контуром охолодження двигуна і контуром підготовленої води, знижує гідравлічні втрати в системі, зменшуючи витрати енергії на привід циркуляційного і живильного насосів. Ефективність установки для комбінованого вироблення теплової та електричної енергії підвищується при збільшенні потужності двигуна внутрішнього згоряння, а також зі збільшенням кількості двигунів, що окупає застосування підкачувального і відкачувального насосів. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель UA 37671. Установка для комбінованого вироблення теплової та електричної енергії, 2006р. 2. Патент на корисну модель UA 43591. Спосіб вироблення теплової енергії, 2009р. 3. Патент на корисну модель UA 43561. Когенераційна установка, 2009р. /найближчий аналог/. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601