Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
АММИАЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ АТМОСФЕРНОГО ТЕПЛА И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ
АММИАЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ АТМОСФЕРНОГО ТЕПЛА И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ

АММИАЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ АТМОСФЕРНОГО ТЕПЛА И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение предназначено для использования в области энергетики, преимущественная область применения производство электроэнергии. Сущность изобретения заключается в том, чтобы утилизировать не только тепло "низкого" качества (горячих источников воды, бросового тепла технологических процессов), но и солнечное тепло, рассеянное в земной атмосфере. Аммиачный двигатель атмосферного тепла содержит тепловой насос и аммиачную турбину, выходной патрубок которой связан с конденсатором, а выходной патрубок - с патрубком горячего теплообменника теплового насоса, теплообменник кипения аммиака и генератор электрического тока, установленный на одном валу с тепловым насосом и аммиачной турбиной. При этом тепловой насос работает при максимально возможном КПД теплового насоса и в условиях, когда КПД сжатия воздуха в компрессоре ТН ηc = 0,85, КПД расширения воздуха в воздушной турбине ТН ηp = 0,95, температура воздуха на выходе в воздушную турбину ТН T3 = 335 K, l= 1,35. Изобретение позволяет повысить эффективность использования тепла. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2117165
Класс(ы) патента: F01K25/04
Номер заявки: 96110592/06
Дата подачи заявки: 28.05.1996
Дата публикации: 10.08.1998
Заявитель(и): Мазий Василий Иванович
Автор(ы): Мазий Василий Иванович
Патентообладатель(и): Мазий Василий Иванович
Описание изобретения: Изобретение относится к области энергетики, преимущественная область использования - производство электроэнергии.
Известно изобретение (авт. св. N 70147, от 12/Х-1944 г.), в котором предлагается использовать тепловой насос для получения механической работы и тепла, рассеянного в земной атмосфере.
Однако, как показывают расчеты, обеспечить конденсацию паров рабочего тела за счет холода, вырабатываемого тепловым насосом, как это указано в авт. св. N 70147, невозможно. Сущность изобретения заключается в том, что в полезную работу превращается тепло "низкого" качества, а именно тепло подземных горячих источников и солнечное тепло, рассеянное в земной атмосфере.
Основные потери тепла имеют место при конденсации паров рабочего тела, а также при парообразовании рабочего тела. Рабочим телом является жидкий аммиак (NH3), молекулярный вес которого равен 17, молекулярный вес воды 18, таким образом, упругие свойства паров аммиака идентичны упругим свойствам паров воды. Кроме того, температура кипения аммиака при нормальных условиях равна 33oC, что позволяет утилизировать тепло "низкого" качества, например, тепло горячей воды с температурой 50 - 60oC.
Возможно использование в качестве рабочего тела и других низкокипящих жидкостей, например фреона - 19.
В изобретении в качестве холодильника используется речная вода.
Для перегрева паров аммиака используется горячий теплообменник теплового насоса.
Для повышения эффективности АДАТ охлажденный воздух теплового насоса используется для бытовых нужд.
АДАТ работает в режиме, при котором коэффициент полезного действия теплового насоса - максимальный.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема аммиачного двигателя атмосферного тепла (АДАТ) где: 1 - воздушный компрессор теплового насоса (ТН); 2 - воздушная турбина ТН; 3 - горячий теплообменник ТН; 4 - холодильная камера ТН; 5 - аммиачная турбина; 6 - конденсатор аммиачных паров; 7 - аммиачный жидкостный насос; 8 - теплообменник кипения аммиака; 9 - генератор электрического тока.
На фиг. 2 в координатах T - S изображен периодический цикл АДАТ, где
линия a-b - линия начала кипения аммиака, b - критическая точка аммиака (Tкр = 405,4 K; Pкр = 112,9 бар; γ = 235 кг/м3;
линия b-c - линия конца кипения аммиака.
Точка 1' - точка начала сжатия жидкого аммиака с параметрами
Точка 2' - точка конца сжатия жидкого аммиака с параметрами
Линия 2' - 3' - линия подвода тепла к аммиаку при постоянном давлении в теплообменнике кипения аммиака и горячем теплообменнике TH, линия 3' - 4' - линия адиабатического расширения упругих паров аммиака от параметров до параметров .
Линия 4' - 1' - линия конденсации паров аммиака.
Воздушный компрессор 1 теплового насоса, воздушная турбина 2 TH, аммиачная турбина 5, а также генератор электрического тока 9 установлены на одном валу.
Технико-экономическая эффективность АДАТ
Принимаем:
Tн = 288 K; Pн = 1 кг/см2;
ηc - КПД сжатия воздуха в ТН;
ηp - КПД расширения воздуха в ТН;
ηc = 0,85; ηp = 0,95;
T3 - температура воздуха после горячего теплообменника TН; T3 = 335 K
Qтн - тепло, эквивалентное энергии привода теплового насоса,

где CP кк/кгo - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении;
ηm - КПД трения ТН; ηm = 0,98; l = 1,35; CP = 0,24 кк/кгo; ηo = 0,85

Qат - тепло, эквивалентное полезной работе аммиачной турбины
= 290 K;
где CPa - удельная теплоемкость паров аммиака при постоянном давлении CPa = 0,512 кк/кгo;
ηo = 0,85;
ηo - внутренний КПД АТ;
T2 - температура воздуха после сжатия в воздушном компрессоре TН;
Тв - температура речной воды, Тв=280 К; = 323 K;

Разность температур T2 - = 408 - 393 = 15o
Qат = 0,512(393-290)0,85·0,98 = 43,7 кк;
Gв - количество воздуха, поступающее в TН за 1 с.

Qэ - тепло, эквивалентное вырабатываемой электроэнергии;
Qэ = Qат - 2,13 Qтн = 43,7 - 2,13·8,6 = 25 кк.
При этом температура горячей воды (горячего источника) Tв2 = 335 K; tв = 52oC.
Без теплового насоса Qат = 0,512 (320-290)0,85 · 0,98 = 12,8 кк.
То есть эффективность АДАТ повышается в а
Формула изобретения: 1. Аммиачный двигатель атмосферного тепла, состоящий из теплового насоса, включающего воздушный компрессор, горячий теплообменник и воздушную турбину, аммиачную турбину, выходной патрубок которой связан с конденсатором, выходной патрубок которого связан с входом жидкостного насоса, а входной патрубок турбины связан с выходным патрубком горячего теплообменника теплового насоса, отличающийся тем, что содержит теплообменник кипения аммиака и генератор электрического тока, причем аммиачная турбина, тепловой насос и генератор электрического тока установлены на одном валу, а теплообменник кипения аммиака подключен к выходному патрубку жидкостного насоса и к входному патрубка горячего теплообменника теплового насоса.
2. Способ работы аммиачного двигателя атмосферного тепла путем использования тепла горячего теплообменника аммиачной турбиной, отличающийся тем, что при заданных КПД сжатия воздуха ηc= 0,85, КПД расширения воздуха ηp= 0,95 и температуре воздуха на выходе из горячего теплообменника Т3 = 335K, при повышении давления воздуха l = 1,35 является максимальным и составляет

где T2 - температура воздуха после сжатия в компрессоре теплового насоса, равная 408K;
ηm - механический КПД теплового насоса, равной 0,98;
Tн - стандартная температура атмосферного воздуха, равная 288K;
Cр - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении.