Система автономного теплоэлектроснабжения Советский патент 1989 года по МПК F02G5/00 

(Л

/7

ч

4 QD СЛ 4

СХ) САЭ

/J

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в силовых установках для yтИv изaции тепла.

Цель изобретения - повышение эконо- мичностн путем использования во внешней тепловой сети низкопотенциального тепла, отводимого от дизеля, и снижения расхода топлива в котле-утилизаторе.

На чертеже приведена схема системы ав- тономного теплоэлектроснабжения.

Система содержит дизель 1, электрогенератор (не показан), теплообменные аппараты , котел-утилизатор 5 тепла отработавших газов дизеля 1, компрессионный тепловой насос 6 и бак-аккумулятор 7. Электрогенератор связан с дизелем 1. Теплообменные аппараты 2-4 включены в контур 8 жидкостного охлаждения дизеля 1. Котел-утилизатор 5 подсоединен своим газовым трактом (не показан) к выхлопно- му трубопроводу 9 дизеля 1, а водяным контуром (не показан) - к гфямому 10 и обратному 11 трубопроводам внешней тепловой сети. Компрессионный тепловой насос 6 снабжен испарителем 12, подключенным к тепло- обменным аппаратам 2-4 контура 8 жид- костного охлаждения дизеля 1, конденсатором 13, установленным в обратном трубопроводе 1 1 внешней тепловой сети, компрессором 14 и дросселем 15.

Бак-аккумулятор 7 включен во внешнюю тепловую сеть, выполнен с газовой рубашкой (не показана) и внутренней водяной полостью (не показана), последняя включена в обратный трубопровод 11 внешней тепловой сети между конденсатором 13 теплового насоса 6 и водяным контуром котла- утилизатора 5 и выполнена с обводным трубопроводом 16, в котором установлен вентиль 17. Газовая полость бака-аккумулятора 7 подсоединена к выхлопному трубопроводу 9 дизеля 1 после котла-утилизатора 5. Последний выполнен с топочной каме- рой (не показана) в газовом тракте и с перепускным газовым каналом 18, в котором установлена задвижка 19.

Теплообменные аппараты 2-4 могут быть выполнены, например, в виде водовоздуш- ного, водоводяного и водомасляного холодильников.

Система работает следующим образом.

При работе дизеля 1 потребители обеспечиваются электроэнергией от электрогене- ратора и теплом, поступающим от котла- утилизатора 5 и бака-аккумулятора 7 через прямой 10 и обратный 11 трубопроводы внешней тепловой сети. При небольших тепловых нагрузках по внешней тепловой сети тепло с низким температурным уров- нем, отводимое от дизеля 1 в теплообменные аппараты 2-4 через контур 8 жидкостного охдаждения, утилизируется с по

0 5

0

0

5

0 5

мощью теплового насоса б, работа которого обеспечивается испарителем 12, конденсатором 13, компрессором 14 и дросселем 15. Применение теплового насоса 6, водяная полость конденсатора 13 которого включена в обратный трубопровод 11 внешней тепловой сети, позволяет осуществлять передачу тепла на более высоком температурном уровне, заданном для данной тепловой сети. В случае необходимости дополнительный подогрев воды во внешней тепловой сети может осуществляться в котле- утилизаторе 5 с топочной камерой за счет тепла отработавших газов дизеля 1, поступающих по выхлопному трубопроводу 9 в газовый тракт котла-утилизатора 5.

При увеличении тепловой нагрузки во внешней тепловой сети сверх того количества тепла, которое может быть утилизировано от дизеля 1, в топочную камеру котла-утилизатора 5 подается дополнительное топливо и при его сжигании в потоке отработавших газов дизеля 1 выделяется дополнительное количество теплоты. Для аккумулирования теплоты с целью использования ее при переменном режиме работы дизеля 1 в систему теплоснабжения включен бак-аккумулятор 7 с газовой рубашкой, которая подключена к выхлопному трубопроводу 9 от котла-утилизатора 5 и непосредственно от дизеля 1 посредством перепускного канала 18 с задвижкой 19. Такое подключение позволяет подавать газы как после котла-утилизатора 5, так и непо-. средственно после дизеля 1 при неработающем котле-утилизаторе 5. Бак-аккумулятор 7 оборудован также обводным водяным трубопроводом 16 и вентилем 17, что позволяет исключать из работы системы бак-аккумулятор 7 в случае необходимости.

Применение изобретения позволяет повысить экономичность работы системы автономного теплоэлектроснабжения за счет использования во внешней тепловой сети отводимого от дизеля 1 низкопотенциального тепла и снижения расхода топлива в котле-утилизаторе 5. Кроме того, благодаря способности аккумулировать тепло возможна работа системы в режиме переменных электрических и тепловых нагрузок. Наличие в системе теплового насоса 6 котла-утилизатора 5 с топочной камерой, бака-аккумулятора 7, обводного трубопровода 16 и перепускного канала 18 обеспечивает гибкость в работе системы с целью достижения наивысшей экономичности.

Формула изобретения

Система автономного теплоэлектроснабжения, содержащая дизель, электрогенератор, связанный с дизелем, теплообменные аппараты, включенные в контур жидкостного охлаждения дизеля, котел-утилизатор

тепла отработавших газов дизеля, подсоединенный своим газовым трактом к выхлопному трубопроводу дизеля, а водяным контуром - к прямому и обратному трубопроводам внешней тепловой сети, компрессионный тепловой насос, снабженный испарителем, подключенным к теплообменным аппаратам контура охлаждения дизеля, и конденсатором, установленным в обратном трубопроводе внешней тепловой сети, и бак- аккумулятор, включенный во внешнюю тепловую сеть, отличающаяся тем, что, с целью

повышения экономичности, бак-аккумулятор выполнен с газовой рубашкой и внутренней водяной полостью, последняя включена в обратный трубопровод внешней тепловой сети между конденсатором теплового насоса и водяным контуром котла-утилизатора и выполнена с обводным трубопроводом, а газовая рубашка бака-аккумулятора подсоединена к выхлопному трубопроводу дизеля после котла-утилизатора и последний выполнен с топочной камерой в газовом тракте и с перепускным газовым каналом.

Изобретение позволяет повысить экономичность дизеля. Система содержит дизель 1, электрогенератор, теплообменные аппараты 2,3 и 4, котел-утилизатор 5 тепла отработавших газов дизеля 1, компрессионный тепловой насос 6 и бак-аккумулятор 7. Для использования во внешней тепловой сети низкопотенциального тепла дизеля 1 и снижения расхода топлива в котле-утилизаторе 5 бак-аккумулятор 7 выполнен с газовой рубашкой и внутренней водяной полостью, включенной в обратный трубопровод 11 внешней тепловой сети между конденсатором 13 теплового насоса 6 и водяным контуром котла-утилизатора 5 и выполненной с обводным трубопроводом 16. Газовая полость бака-аккумулятора 7 подсоединена к выхлопному трубопроводу 9. Котел-утилизатор 5 выполнен с топочной камерой и с перепускным газовым каналом 18. 1 ил.