МикроТЭЦ Российский патент 2022 года по МПК F02G5/04 

Область техники

Изобретение относится к энергетике, в частности к теплоэлектроснабжению жилых зданий, бытовых и производственных помещений.

Уровень техники.

Из предшествующего уровня техники известна энергетическая установка (патент SU 1560763 А1) для совместной выработки электрической и тепловой энергии, содержащая электрический генератор с приводом от ДВС, имеющего системы газовыхлопа и охлаждения блока цилиндров, в которых установлены теплообменники-утилизаторы теплоты отработавших газов и охлаждающей жидкости. Недостатком этой установки является ее низкая экономичность ввиду того, что тепловая энергия при сжигании топлива, полученная в цилиндре двигателя для получения механической энергии, используется один раз. Также в энергетической установке (Патент RU 2280777) для совместной выработки электрической и тепловой энергии, содержащей электрический генератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания, имеющего системы: охлаждения моторного масла, охлаждения блока цилиндров, наддува, газовыхлопа, каждая система имеет теплообменник-утилизатор теплоты, при этом система охлаждения моторного масла включена между первым выходом двигателя и его первым входом, система охлаждения блока цилиндров включена между вторым выходом и вторым входом двигателя, система наддува подсоединена к третьему входу двигателя, а система газовыхлопа подсоединена к третьему выходу двигателя, теплообменники-утилизаторы теплоты системы наддува и системы охлаждения моторного масла последовательно включены в систему охлаждения блока цилиндров двигателя. Недостатком этой установки является ее сложность изготовления и соответственно высокая стоимость.

Сущность изобретения

Сущность изобретения заключается многократном использовании тепловой энергии при сжигании топлива в двигателе внутреннего сгорания, что должно снизить расход газа и при этом получать больше электрической энергии. Задачей данного изобретения является создание теплоэлектростанции для быта, обладающей низкой стоимостью и высокой энергетической эффективностью. Конкретные технические результаты, которые могут быть получены при внедрении изобретения, это простая надежная экономичная экологически чистая и дешевая теплоэлектростанция для коттеджей, дач, маленьких производственных помещений и торговых точек.

На фигуре изображена схема микроТЭЦ. Цифрами обозначено: 1 воздушный фильтр, 2 электрогенератор, 3 коленчатый вал, 4 шатун, 5 поршень, 6 палец поршневой, 7 лопасть турбины, 8 трубопровод системы отопления, 9 тэны, 10 водяной насос, 11 радиаторы отопления, 12 блок управления, 13 дополнительные потребители электроэнергии, 14 кран закрытия подачи газа, 15 регулятор подачи газа. В микроТЭЦ для упрощения конструкции и снижения механических потерь корпус турбины, картер двигателя внутреннего сгорания и отопительный котел, который является системой охлаждения двигателя, объединены в один корпус.

При сжигании топлива в работающем двигателе внутреннего сгорания выделенное тепло используется для отопления помещений радиаторами - 11, а горячие выхлопные газы (на фигуре показаны стрелками) направляются на турбину - 7 установленную на выходном конце коленчатого вала - 3 для увеличения крутящего момента на этом же валу.

Кривошипно-поршневым механизмом и турбиной вырабатывается механическая энергия, передаваемая через вал - 3 генератору - 2 для производства электроэнергии, которая, в свою очередь, будет направляться часть на тэны - 9 для нагрева рабочего тела системы отопления, и часть на бытовые нужды (дополнительные потребители электроэнергии 13).

Также тэны 9 служат для более точной регулировки оборотов двигателя для получения переменного тока заданной частоты путем изменения нагрузки при помощи блока управления -12, то есть при повышении оборотов двигателя происходит увеличение частоты тока. Чтобы этого не происходило, токовая нагрузка увеличивается и генератор будет притормаживать двигатель, а при уменьшении частоты тока нагрузка уменьшается с помощью электронной системы 12.

Изобретение относится к энергетике, в частности к теплоэлектроснабжению жилых зданий, бытовых и производственных помещений. Преимущество этого изобретения заключается в многократном использовании тепловой и электрической энергии, что снижает расход топлива и при этом позволяет больше получать и электрической, и тепловой энергии. При сжигании топлива в двигателе внутреннего сгорания помимо выделения тепла для отопления помещений кривошипно-поршневым механизмом и турбиной вырабатывается механическая энергия, передаваемая генератору для производства электроэнергии, которая, в свою очередь, направляется часть на тэны, установленные в котле для получения тепла, и часть на бытовые нужды. В результате получается микроТЭЦ, обладающая высокой энергетической эффективностью для коттеджей, дач, маленьких производственных помещений и торговых точек. 1 ил.

МикроТЭЦ, состоящая из двигателя внутреннего сгорания, турбины, электрогенератора, тэна и блока управления, отличающаяся тем, что на выходном конце коленчатого вала двигателя установлена турбина, работающая на энергии выхлопных газов этого же двигателя, корпус турбины, картер двигателя внутреннего сгорания и отопительный котел, который является системой охлаждения двигателя, объединены в один корпус, в отопительном контуре установлены тэны для получения тепла из выработанной генератором электроэнергии, а также тэны с помощью блока управления служат для более точной электронной регулировки оборотов двигателя для получения переменного тока заданной частоты путем изменения нагрузки.