Энергоаккумулирующая установка для обогрева теплиц Советский патент 1991 года по МПК A01G9/24 F03D9/02 

Изобретение относится к энергетике, п частности к системам для обогрева теплиц

Цель изобретения - повышение эффективности использования аккумулируемой энергии.

На чертеже показана схема энергозкку- мулирующей установки.

Установка включает в себя солнечную электростанцию 1, вырабатывающую элек- трическую энергию постоянного тока, пе- редаваемую по кабелю на статический преобразователь 2 для преобразования постоянного тока в переменный. ..

Солнечная электростанция собрана з полупроводниковых светочувствительны элементов на основе кремний-водородистых соединений a SI:H. Полупроводниковые светочувствительные элементы объединены в батареи, укрепленные на железобетонных опорах,

Светочувствительные элементы багарей располагают на минимальном расстоянии от статического преобразователя 2 на открытой, хорошо освещаемой площадке с целью получения высокого КПД преобразо- вания света в электричество.

Конструктивно полупроводниковые светочувствительные элементы выполняют в виде плоских поверхностей, соединенных с вертикальным валом и электроприводом, поворачивающим этот вал, направляя плоскость солнечных батарей под прямым углом к падающему на них свету.

Возможны и другие конструкции солнечных батарей, например в виде цилиндра, на поверхности которого закреплены неподвижно светочувствительные элементы. При такой конструкции угол падения лучей Солнца меняется в течение светлого времени суток, но отпадает необходимость в со- здании следящей системы.

Статический полупроводниковый преобразователь 2 напряжения (инвертор) представляет промышленное изделие ГОСТ 24376-80 Е, с выходными параметрами по току 1-1000 А и по напряжению 28,5-690 В. Промышленность выпускает статические преобразователи с напряжением на входе от 12 до 440 В при частоте тока на выходе от 50 до 10000 Гц. Статический преобразова- тель 2 связан электрическим кабелем на входе с солнечной 1 и ветровой 3 электростанциями, а на выходе - с силовым трехфазным трансформатором 4,

Ветровая электростанция 3 - про- мышленное изделие ГОСТ 2656-82. В предлагаемом устройстве используют ветроэлектрический агрегат типа АВЭ-100-24, где 100 - мощность генератора в КВт, а 24 - диаметр рабочего колеса н метрах. Ветровые электростанции строят в долинах рек. ня вершинах холмов и гор.

Силовой трехфазный трансформатор 4 питсзется от электрического напряжения на выходе статического преобразователя 2 и связан с ним электрическим кабелем. Назначение силового трехфазного трансформатора 4 - повышение напряжения до 380 В, подаваемого на электромотор 5 привода компрессора 6 атмосферного воздуха. Располагают силовой трехфазный трансформатор вблизи машинного отделения, где установлен компрессор с электромотором и на ближайшем расстоянии от статического преобразователя 2 электрического тока.

Компрессор 6 атмосферного воздуха предназначен для сжатия воздуха и нагнетания его в пневмоаккумулятор 7 и в змеевик 8 гидроаккумулятора 9, Для этой цели используют компрессоры промышленного производства типа Кт-70, КтА-35, КА-15, К-1,4, АК-1,5, К-0,15 и другие Выбор типа компрессора определяют мощностью потребления тепловой энергии.

Компрессор связан стальными трубами с пневмо- и гидроаккумуляторами, где происходит накопление энергии.

Устанавливают компрессор в машинном зале вблизи подземных резервуаров аккумуляторов.

Электромотор привода компрессора 6 связан с валом компрессорной установки и расположен в машинном зале. Электрическое напряжение на электромотор 5 подают с силового трехфазного трансформатора 4. Мощность электромотора определяется мощностью компрессора атмосферного воздуха.

Гидроаккумулятор 9 предназначен для накапливания тепловой энергии в теплоносителе, которым может быть вода, гелий, водород. Гидроаккумулятор монтируют под землей. Удельная теплоемкость воды 4,19 КДж/кг К; гелия - 5,238 КДж/кг К; водорода - 14,27 КДж/кг-К, а воздуха - 1,009 КДж/кг-К.

В предлагаемом устройстве избрана вода, как наиболее дешевый экологический чистый и безопасный продукт природы.

Змеевик 8 для нагревания воды в гидроаккумуляторе подключен параллельно пневмоаккумулятору. Змеевик 8 связан с компрессором 6 воздуха, пневмоаккумуля- тором 7 и редуктором 10 давления.

Пневмоаккумулятор 7 предназначен для накопления тепловой и кинетической энергии сжатого воздуха.

Сжатый воздух необходим для создания эмульсии воды в точке А и подачи ее в нагреватели 11 теплицы 12.

Пневмоаккумулятор связан стальными трубами с гидроаккумулятором 9, компрессором атмосферного воздуха бис редуктором 10 давления. Пневмоаккумулятор монтируют под землей в целях уменьшения тепловых потерь и безопасности эксплуатации.

Сливная труба 13 предназначена для отвода конденсата атмосферной воды, образующейся при сжатии воздуха в компрес- соре.

Редуктор 10 давления предназначен для снижения давления воздуха из пневмо- аккумулятора и компрессора до рабочего давления, необходимого для образования эмульсии в точке А и подачи ее в нагреватели 11 объекта 12. Редуктор 10 давления монтируют на первом этаже теплицы 12, он связан трубами высокого давления с пнев- мо- и гидроаккумуляторами и распредели- тельной трубой низкого давления с нагревателями 11.

Теплица 12 башенного типа или другой объект, потребляющий тепловую энергию, заключенную в горячей воде и горячем воздухе, могут быть построены в черте города, обеспечивая население продуктами растениеводства на протяжении всего года, создавая экономию средств на транспортировку, реализацию, хранение и переработку скоропортящейся овощной и витаминной продукции.

Нагреватели 11 объекта 12 предназначены для обогрева внутреннего объема и образуют замкнутую систему циркуляции теплоносителя. Вентиль 14 служит для односторонней подачи горячей воды из резервуара гидроаккумулятора 9 в точку А, где вода распыляется, образуя эмульсию. Вентиль 15 служит для односторонней подачи сжатого воздуха из компрессора 6 в змеевик 8 и Пневмоаккумулятор 7. Обратная труба 16 служит для слива воды, отдавшей свое тепло в нагревателях 11 объекта 12 отопления.

Энергоаккумулирующая установка ра- ботает следующим образом.

Солнечная электростанция на полупроводниковых элементах а Si:H в дневное время вырабатывает электрический ток и передает его по кабелю на статический пре- образователь 2 напряжения, где постоянный ток преобразуется в переменный, необходимый для работы силового трансформатора 4 и электромотора 5 привода компрессора 6.

Ветровая электростанция 3 вырабатывает электрическую энергию при наличии ветра как днем, так и ночью и передает ее через статический преобразователь 2 на силовой трансформатор 4.

Компрессор 6 атмосферного воздуха работает от электромотора 5, питающегося переменным напряжением 380 В от силового трансформатора 4, сжимает воздух, который при этом нагревается, и подает его через клапан 15 обратного давления в Пневмоаккумулятор 7 и в змеевик 8 гидроаккумулятора 9, накапливая тепловую и кинетическую энергию в аккумуляторах.

В гидроаккумулятор 9 заливают воду и помещают змеевик 8, по которому проходит горячий и сжатый воздух из компрессора 6, при этом вода в гидроаккумуляторе нагревается. Степень нагреза воды определяется температурой воздуха, проходящего через змеевик 8. Одновременно сжатый воздух из компрессора б поступает в пнев- моаккумулятор 7. Из пневмоаккумулятора 7 сжатый воздух подводят к редуктору 10 давления, который снижает давление до рабочего.

В точке А, куда поступает горячая вода из гидроаккумулятора 9 и горячий воздух из пневмоаккумулятора 7 через редуктор 10, происходит распыление воды и образование горячей эмульсии, которая поступает в нагреватели 11 теплицы.

При конденсации водяного пара, в результате большого коэффициента теплоотдачи осуществляется эффективный обогрев теплицы. Конденсат сливают по обратной трубе 16 в резервуар 9 гидроаккумулятора, при этом сохраняется остаточное тепло ис- поль-ованной воды.

Обратный клапан 14 пропускает воду в одном направлении: из гидроаккумулятора 9 в точку А, где происходит образование эмульсии горячей воды в горячем воздухе. На магистральных воздуховодах высокого давления установлены обратные клапаны 15, которые пропускают воздух в одном направлении из компрессора в Пневмоаккумулятор 7 и в змеевик 8 гидроаккумулятора 9. Атмосферный воздух поступает в компрессор 6 через трубу 17.

Формула изобретения

1. Энергоаккумулирующая установка для обогрева теплиц, содержащая ветроаг- регат, связанный с компрессором атмосферного воздуха, сообщающимся на выходе с пневмоаккумулятором и водовоздушным теплообменником, который сблокирован с тепловым гидроаккумулятором, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности использования аккумулируемой энергии, установка снабжена тепло- распределительной сетью, сообщающейся на входе через обратный клапан с нижней частью теплового гидроаккумулятора

и через редуктор давления воздуха с2, Установка по п. 1, отличающаяпневмоаккумулятором, при этом выходс я тем, что, с целью увеличения количества

теплораспределительной сети связан воз-аккумулируемой энергии, ветроагрегат свявратным трубопроводом с верхней частьюзан с компрессором через электродвигатель

теплового гидроаккумулятора, которая со-5 и преобразователь Напряжения, к которому

общается с компрессором через сливнуюдополнительно подключены солнечные батрубу.тареи.

Изобретение относится к энергетике, в частности к системам для обогрева теплиц. Цель изобретения - повышение эффективности использования аккумулируемой энергии. Энергоаккумулирующая установка включает солнечные батареи 1 и ветроагре- гат 3, связанные через инвертор и преобразователь напряжения с компрессором 6 атмосферного воздуха. Компрессор 6 сообщается посредством воздуховода с пневмо- аккумулятором 7 и теплообменником 8, расположенным внутри теплового гидроаккумулятора 9. На выходе пневмоаккумулято- ра 7 установлен редуктор 10, а на выходе гидроаккумулятора 9 - обратный клапан. При работе установки энергия солнечного излучения и ветра преобразуется в тепло и энергию сжатого воздуха, аккумулируемые в емкостях пневмоаккумулятора 7 и теплообменника 8. Пар, образуемый при инжек- ции нагретой воды из гидроаккумулятора 9, конденсируется в нагревателях теплицы. Конденсат через сливной трубопровод поступает обратно в емкостью гидроаккумулятора 9. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. у Ё ON 00 ч| СО