Агрокомплекс-утилизатор теплоты газотурбинных установок Советский патент 1992 года по МПК A01G9/24 

///////////////////////////J//7/ 7////// ,Я

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к системам теплохла- доснажбения теплиц.

Целью изобретения является повышение эффективности работы.

На чертеже представлена функциональная схема агрокомплекса-утилизатора.

Агрокомплекс включает газотурбинные установки (ГТУ) 1 с коллектором-теплообменником 2 выхлопных газов, который разделен перегородками 3 на отдельные каналы, входы которых присоединены к выхлопным трактам 4 газотурбинных установок, и воздушный канал 5, вентиляторы воздуха 6 и выхлопных газов 7, башенную теплицу 8 с вытяжным каналом утилизационной шахты 9, в котором расположены аппараты отбора теплоты выхлопных газов, включенные в циркуляционные контуры греющей 10, охлаждающей 11 и охлаждаемой 12 воды теплового насоса 13, систему водяного 14 и воздушного 15 обогрева теплиц, диффузор коллектора - теплообменника 16, в котором установлен испаритель 17 теплового привода 18 электрогенератора 19 с преобразователем 20, конденсатор теплового привода 21 соединен с испарителем обратным трубопроводом 22, имеющим капиллярный элемент.

Агрокомплекс-утилизатор функционирует следующим образом.

При работе ГТУ 1 образующиеся выхлопные газы при 420-510°С по тракту 4 поступают в коллектор-теплообменник 2, который р азл-лен перегородками 3 на обособленные кдчалы для исключения взаимного влияния на выхлопы ГТУ 1 при их включении и отключении. Теплота выхлопных газов через перегородки 3 из испарительных модулей тепловых труб или теплообменную поверхность типа труба в трубе передается в воздушный канал 5 для нагрева атмосферного воздуха до 70-250°С, который вентилятором 6 подается в систему воздушного обогрева теплиц (в холодный период года) или на сушильные установки (в теплый период года). Частично охлажденные выхлопные газы из коллектора-теплообменника 2 через диффузор 16, направленные потоком, поступают в вытяжной канал 9 башенной теплицы 8, в котором установлены три ступени отбора теплоты от направленных выхлопных газов. В первой ступени 10 отбирается теплота от газов и контуром греющей воды подается1 в генератор 13 теплового насоса при 110-150°С. Из третьей ступени 12 в испаритель теплового насоса вводится низкопотенциальная теплота (10-15°С), что обеспечивает более глубокое охлаждение выхлопных газов.

Суммарное количество теплоты абсорбции и конденсации отводится от теплового насоса 13 циркуляционным контуром охлаждаемой (-ющей) воды при 65-72°G, которая

догревается во второй ступени до 85-95°С и подается в систему 14 водяного обогрева теплиц или объектов различного назначения. Установка коллектора-теплообменника 2 и ступеней 10-12 отбора теплоты выхлоп0 ных газов приводит к повышению аэродинамического сопротивления выхлопу ГТУ, что снижает их КПД. Для создания оптимальной тяги и снижения сопротивления выхлопу ГТУ 1 в верхней холодной части вытяжного

5 канала 9 установлен вентилятор 7, электродвигатель которого через преобразователь 20 подсоединен к генератору 19 с высокооборотным тепловым приводом 18. Сопро- тивление выхлопу ГТУ 1 уменьшается за

0 счет тяги, создаваемой вентилятором 7, и естественной тяги в вытяжном кана ле 9. Вращение теплового привода 18 осуществляется паром, который образуется в парогенераторе испарителя 17, установленного в

5 направленном потоке выхлопных газов в диффузоре 16. Для интенсификации процесса парообразования и уменьшения сопротивления парогенератор выполнен компактным в виде капиллярно-пористого

0 тела с высокоразвитой поверхностью теплообмена. Подвод теплоты к корпусу парогенератора осуществляется за счет конвекции при омывании его газами, излучения продуктов сгорания и теплопроводности от пе5 регородок коллектора-теплообменника 2, с которыми Ьн имеет тепловую связь. После срабатывания в высокооборотной турбине и сепарации мятый пар конденсируется в конденсаторе 21 за счет охлаждаемой воды теп0 левого насоса 13 при 5-12°С и под воздействием капиллярных сип наполните- ля обратного трубопровода 22 возвращается в парогенератор для повторного превращения. Сочлененный с турбиной 18

5 высокооборотный генератор 19 вырабатывает электроэнергию, которая через преобразователь 20 питает электродвигатели вентиляторов 6 и 7, а также может быть использована для электродосвечивания или

0 светокультуры в теплицах.

Формула изобретения 1. Агрокомплекс-утилизатор теплоты газотурбинных установок, включающий коллектор-теплообменник выхлопных газов с

5 воздушным каналом, разделенный перегородками на отдельные газовые-каналы с входными патрубками для подсоединения к выхлопным трактам газотурбинных установок, при этом выходы газовых каналов сообщены с вытяжным каналом утилизационнойшахты башенной теплицы, тепловой насос, в циркуляционные контуры греющей, охлаждаемой и охлаждающей воды которого включены три ступени аппаратов отбора теплоты выхлопных газов, установленные в вытяжном канале утилизационной шахты башенной теплицы и сообщенные с системой водовоздушного обогрева теплиц, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, он снабжен тепловым приводом с испарителем и конденсатором,электрогенератором, преобразователем и вентилятором выхлопных газов, причем на выходе коллектора- теплообменника установлен диффузор, в котором размещен испаритель теплового привода, а последний сообщен с электрогенератором, выход которого посредством преобразователя подключен к вентилятору выхлопных газов, установленному в верхней части вытяжного канала утилизационной шахты башенной теплицы, при этом конденсатор теплового привода включен в

0

5

0

циркуляционный контур охлаждаемой воды теплового насоса и соединен с испарителем обратным трубопроводом,

2. Агрокомплекс-утилизатор по п. 1, о т- личающийся тем, что испаритель теплового привода содержит парогенератор, который установлен в контакте с перегородками коллектора теплообменника и выполнен в виде капиллярно-пористого элемента.

3 Агрокомплекс-утилизатор по п. 1, d т- ли чающийся тем, что обратный трубопровод снабжен капиллярным элементом.

4. Агрокомплекс-утилизатор по п. 1, о т- личающийся тем, что он снабжен вентиляторами воздуха, подключенными к выходу преобразователя, причем вентиляторы воздуха сообщены с соответствующими заборными патрубками вытяжного канала башенной теплицы и воздушного канала коллектора-теплообменника.

Использование: сельское хозяйство, в частности системы теплоснабжения теплиц Сущность изобретения: выхлопные газы газотурбинной установки отдают тепло в утилизационной шахте 9. Это тепло позволяет обогревать теплицы посредством систем водяного 14 и воздушного 15 обогрева. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.