Спосіб роботи бортового енергоблока транспортного засобу

Реферат: Спосіб роботи бортового енергоблока транспортного засобу включає використання теплообмінників з виносними об'ємами, що являють собою частину спільного об'єму циліндрів. При цьому перекачування газів крізь теплообмінник здійснюють вбудованим вентилятором. Енергоблок оснащують паровим двигуном з режимом роботи, ідентичним режиму роботи теплового насоса, який працює за рахунок тепла оточуючого середовища. Теплообмін у його теплообміннику здійснюють як послідовний обмін теплом від повітряного потоку до водяного радіатора, а від останнього до робочого тіла. UA 99457 U (54) СПОСІБ РОБОТИ БОРТОВОГО ЕНЕРГОБЛОКА ТРАНСПОРТНОГО ЗАСОБУ UA 99457 U UA 99457 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, що заявляється, належить до галузі гібридних енергосистем на транспорті і може бути використана як засіб створення гібридного електромобіля чи транспорту з бортовим енергоблоком без використання або обмеженого використання традиційних видів палива. Сучасна тенденція розвитку енергетичних комплексів на транспорті полягає в прагненні до підвищення ефективного використання паливо-енергетичних ресурсів при отриманні максимально можливого за таких умов ККД. На даний час достеменно відомо, що тільки теплові насоси дозволяють отримати коефіцієнт перетворення одного виду енергії в інший більше одиниці, а тому дуже важливо реалізувати цей принцип на транспортних засобах. Відомі теплові насоси, спосіб роботи яких реалізують використанням термодинамічного циклу Ренкіна. В циклі Ренкіна робоча речовина знаходиться у рідкому стані та при температурі Т, рідина випаровується, а її температура зменшується, при цьому з оточуючого середовища отримують тепловий потік, що компенсує зниження температури. Процес випаровування триває до тих пір, поки пара не досягне насичення. В цей момент відкривають високотемпературний вентиль, а низькотемпературний закривають, насичена пара штовхає поршень двигуна, здійснюючи роботу за рахунок внутрішньої енергії пари. Температура парів робочого тіла при здійсненні роботи знижується. А речовина робочого тіла (парів) конденсується, конденсат повертають насосом. В цьому процесі зміна термодинамічного стану відбувається із втратою тепла Q2, а повернення у робочий стан речовини (робочого тіла) здійснюють шляхом відсмоктування енергії від теплового середовища. Робота, що виконується робочим поршнем двигуна дорівнює різниці тепла, витраченого на випаровування Q, та тепла, яке віддане в процесі замкненого циклу: А = Q1-Q2, а коефіцієнт корисної дії дорівнює A/Q1. Спосіб роботи енергетичного пристрою за циклом Ренкіна. Енергетичний пристрій (компресійний насос) містить: випаровувач, терморегулюючий вентиль, конденсатор, компресор, електромотор [Див. Гречихин Л.И., Куць Н.Г. "Энергетические комплексы на транспорте". - Минск: Изд. ИООО "Право и экономика", 2013. - С. 253.]. Недоліком такого способу роботи транспортного теплового насоса є те, що витрати тепла визначають за кількістю палива, що згоріло, а роботу визначають експериментально при стендових іспитах двигуна, тому керувати таким процесом неможливо через те, що не можна визначити, де саме відбуваються втрати тепла. Найбільш близьким за технічною суттю до способу роботи бортового енергоблока транспортного засобу є спосіб перетворення теплової енергії в електричну у гідронасосі, що працює за циклом двигуна Стірлінга. Такий спосіб передбачає використання рідких поршнів, при цьому як теплообмінник використовують виносні об'єми, які являють собою частину спільного об'єму циліндрів. Крім цього прокачку газу крізь теплообмінник здійснюють вбудованими вентиляторами та споряджають установку клапанами [Див. Заявка РФ № 2005125582, МПК F02C 1/00, 2006 г.]. Суттєвим недоліком такого способу перетворення теплової енергії в електричну є те, що у ньому недостатньо високий ККД через суттєві витрати неконтрольованого тепла та недостатній ступінь охолодження робочого тіла в теплообміннику. Задачею, на вирішення якої спрямована корисна модель, що заявляється, є підвищення ККД шляхом використання тепла оточуючого середовища при перетворенні його у механічну роботу з наступним отриманням електроенергії. Поставлена задача вирішується таким чином. У відомому способі роботи бортового енергоблока транспортного засобу, який включає використання теплообмінників з виносними об'ємами, що являють собою частину спільного об'єму циліндрів, при цьому перекачування газів крізь теплообмінник здійснюють вбудованим вентилятором, згідно з корисною моделлю, що заявляється, енергоблок оснащують паровим двигуном з режимом роботи ідентичним режиму роботи теплового насоса, який працює за рахунок тепла оточуючого середовища, а теплообмін у його теплообміннику здійснюють як послідовний обмін теплом від повітряного потоку до водяного радіатора, а від останнього до робочого тіла. Крім цього як робоче тіло використовують рідкі речовини з низькою енергією зв'язку між кластерами, при цьому потужність енергії, яка перетворюється, вибирають відповідною потужності тепловій енергії оточуючого повітря. Спосіб роботи бортового енергоблока транспортного засобу реалізують таким чином. Робочу речовину в ресивері випаровують до ступеню термодинамічної рівноваги між парою та робочою рідиною при температурі оточуючого середовища Т 1. В процесі випаровування здійснюється охолодження робочої речовини. Внутрішня енергія знижується, та відповідно знижується температура Т2. Т2 < Т1. При такому співвідношенні температур виникає потік теплової енергії від радіатора до ресивера. При цьому температуру радіатора підтримують 1 UA 99457 U 5 10 15 шляхом прокачування повітря вентилятора. При досягненні у ресивері температури Т 1 клапан, яким ресивер споряджений, відкривають і пари робочої речовини потрапляють у систему парового двигуна при достатньо високому тиску (Паровий двигун може мати не один, а декілька циліндрів). Вал парового двигуна зв'язують з електрогенератором, за допомогою якого забезпечується робота системи керування та роботи вентилятора та рідинного насоса. В разі виконання системи в гібридній формі, електрогенератор живить основний тяговий електромотор. В процесі збільшення об'єму пари при адіабатичному розширенні, пара робочої речовини охолоджується та конденсується. Після завершення робочого ходу поршня парового двигуна вентиль з клапаном у циліндрі відкривається і здійснюється скидання робочої рідини в камеру випаровування за допомогою рідинного насоса, який забезпечує циркуляцію робочої рідини всередині теплового насоса. Спосіб, що заявляється, як приклад виконання може бути проілюстрований на схемі. Бортовий енергоблок транспортного засобу містить ресивер 1, вентилятор 2, радіатор 3, клапан 4, яким споряджений ресивер, робочий циліндр 5, електрогенератор 6, вентиль з клапаном 7 та рідинний насос 8. Такий спосіб роботи бортового енергоблока транспортного засобу дозволяє відмовитися від теплових двигунів та ефективно використовуватися у гібридних енергосистемах. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 1. Спосіб роботи бортового енергоблока транспортного засобу, який включає використання теплообмінників з виносними об'ємами, що являють собою частину спільного об'єму циліндрів, при цьому перекачування газів крізь теплообмінник здійснюють вбудованим вентилятором, який відрізняється тим, що енергоблок оснащують паровим двигуном з режимом роботи, ідентичним режиму роботи теплового насоса, який працює за рахунок тепла оточуючого середовища, а теплообмін у його теплообміннику здійснюють як послідовний обмін теплом від повітряного потоку до водяного радіатора, а від останнього до робочого тіла. 2. Спосіб роботи бортового енергоблока транспортного засобу за п. 1, який відрізняється тим, що як робоче тіло використовують рідкі речовини з низькою енергією зв'язку між кластерами, при цьому потужність енергії вибирають відповідною потужності тепловій енергії оточуючого повітря. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2