Система преобразования тепловой энергии Советский патент 1990 года по МПК F03G7/04 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения механической или электрической энергии.

Цель изобретения - повышение коэф- фициента использования тепловой энергии. На чертеже представлена схема предлагаемой системы преобразования тепловой энергии.

Система преобразования тепловой энергии содержит емкость 1 рабочего газа с рассекателем 2, подсоединенные к последнему трубопроводы 3 и 4 холодной и горячей воды и патрубок 5 отработавшей воды, цилиндры 6 и 7 с подпружиненными поршнями 8 и 9. При этом цилиндр 6 имеет впускной обратный клапан 10 и отводящий патрубок 11, а цилиндр 7 - выпускной обратный клапан 12 и подводяший патрубок 13. Цилиндры 6 и 7 подсоединены через обратные клапаны к емкости 1 рабочего газа. Система содержит проточно газовую турбину 14, подключенную входом и выхлопом соответственно к патрубкам 11 и 13, тeплoJ изолированный аккумулятор 15, имеющий камеру 16 горячей воды с трактом 17 нагреваемой воды и камеру 18 холодной воды с трактом 19 охлаждаемой воды. Трубопроводы 3 и 4 холодной и горячей воды подсоединены соответственно к камерам 18 и 16, а тракты 17 и 19- к патрубку 5 отработавшей воды. В тракт 17 нагреваемой воды помешены последовательно по ходу воды тер- моуправляемый вентиль 20, расширитель 21, насос 22 и нагреватель 23, а в тракт 19 охлаждаемой воды - термоуправляемый вентиль 24, расширитель 25, насос 26 и охладитель 27. Также система содержит тепловой насос 28 с испарителем 29 и конденсатором 30, подключенным соответственно к тракту 19 перед охладителем 27 и к тракту 17 перед нагревателем 23.

Система преобразования тепловой энергии работает следующим образом.

В емкость 1 рабочего газа через рассекатель 2 попеременно подается горячая вода по трубопроводу 4 из камеры 16 горячей воды и холодная вода по трубопрово- воду 3 из камеры 18 /холодной воды аккумулятора 15. При подаче горячей воды рабочий газ в емкости 1 нагревается, повышается его давление, под действием которого открывается клапан 10, и газ перетекает в цилиндр 6, перемещая поршень 8. При подаче холодной воды рабочий газ в емкости 1 охлаждается снижается его давление, клапан 12 открывается и газ перетекает из цилиндра 7 в емкость 1. При этом в цилиндрах 6 и 7 устанавливается разность давлений, под действием которой рабочий газ из цилиндра 6 по патрубку 11 подается в турбину 14, где расширяется с совершением полезной работы. Отработавший газ через патрубок 13 направляется в цилиндр 7. Не равомерность подачи газа в цилиндр 6 и из

цилиндра 7 компенсируется соответствующими перемещениями поршней 8 и 9.

В начальный период подачи горячей воды в емкость 1 отработавшая вода, удаляе- мая через патрубок 5, имеет сравнительно низкую температуру. При этом открывается вентиль 24 и вода подается в расширитель 25. В дальнейшем горячая вода в ёмкости 1 охлаждается менее интенсивно, температура отработавшей воды повышается к она направляется в расширитель 21 через вентиль 20. В начальный период подачи холодной воды в емкость 1, отработавшая вода имеет сравнительно высокую температуру. При этм она подается в расшири- 5 тель 21 через вентиль 20. В дальнейшем холодная вода нагревается менее интенсивно, температура отработавшей воды понижается и она подается в р асширитель 25.

Из расширителя 25 сравнительно холодная вода подается насосом 26 в испари- тель 29 теплового насоса 28, где от нее отбирается тепло. Окончательное охлаждение воды осуществляется в охладителе 27 путем отвода тепла в окружающую среду. Охлажденная вода по тракту 19 поступает в 5 камеру 18 аккумулятора. Из расширителя 21 сравнительно горячая вода подается насосом 22 в конденсатор 30 теплового насоса. При этом вода нагревается за счет охлаждения воды в тракте 19. Дальнейший нагрев воды осуществляется в нагревателе 23 при 0 подводе тепла от конденсаторов тепловы х электростанций или от солнечных батарей. Нагретая вода направляется по тракту 17 в камеру 16 аккумулятора.

Привод теплового насоса может использовать энергию ветрового двигателя или 35 электроэнергию, вырабатываемую электростанциями в ночное время.

Изобретение позволяет повысить коэффициент использования тепловой энергии nyj тем аккумулирования холодной и горячей отработавщей воды, их охлаждения и нагрева в тепловом насосе и использования их в качестве охлаждающей и греющей среды в системе преобразования тепловой энергии.

45

Формула изобретения

Система преобразования тепловой энергии, содержащая емкость рабочего газа с рассекателем, подсоединенные к последнему трубопроводы холодной и горячей воды и

патрубок отработавщей воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента использования тепловой энергии, она снабжена по крайней мере одной парой цилиндров с подпружиненными поршнями, один из которых имеет впускной обратный клапан и отводящий патрубок, а другой - вы пускной обратный клапан и подводящий патрубок, по крайней мере одной проточно газовой турбиной с входом и выхлопом,

теплоизолированным аккумулятором, имеющим камеру горячей воды с трактом нагреваемой воды и камеру холодной воды с трактом охлаждаемой воды, тепловой насос с испарителем и конденсатором, охладитель, нагреватель и термоуправляемые вентили, 5 причем цилиндры подсоединены к емкости рабочего газа через обратные клапаны, а турбина входом и выхлопом-соответственно к отводящему и подводящему патрубкам ци -J rj.iivpcrt илладшслем И К Т

линдров, при этом трубопроводы холодной и 10 воды перед нагревателем.

горячей воды подключены камерам холодной и горя охлаждаемой и нагреваем нены к патрубку отработ держат расположенные по управляемые вентили и с ладитель и нагреватель, испарителем и конденсато ответственно к тракту о перед охладителем и к тр

iivpcrt илладшслем И К Т

воды перед нагревателем.

горячей воды подключены соответственно к камерам холодной и горячей воды, тракты охлаждаемой и нагреваемой воды подсоединены к патрубку отработавшей воды и содержат расположенные по ходу воды термоуправляемые вентили и соответственно охладитель и нагреватель, а тепловой насос испарителем и конденсатором подключен соответственно к тракту охлаждаемой воды перед охладителем и к тракту нагреваемой

Изобретение относится к области теплоэнергетики и позволяет повысить коэффициент использования тепловой энергии. В емкость 1 рабочего газа через рассекатель 2 попеременно подаются горячая вода по трубопроводу 4 из камеры аккумулятора 15 и холодная вода по трубопроводу 3 из камеры 18. При этом газ попеременно сжимается и расширяется и циркулируется по тракту: клапан 10, цилиндр 6, турбина 14, цилиндр 7 и клапан 12. Охлажденная при нагреве газа вода подается в испаритель 29 теплового насоса 28, в охладитель 27 и далее в камеру 18 аккумулятора. Нагретая при охлаждении газа вода подается в конденсатор 30 теплового насоса 28, в нагреватель 23 и в камеру 16. При этом используется тепло отработавшей в емкости 1 воды. 1 ил.