Номер патенту: 64691

Опубліковано: 10.11.2011

Автор: Жарков Віктор Якович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Вітротеплонасосна енергоустановка, що містить вітродвигун, перетворювач енергії вітру в теплоту, резервуар з теплоакумулюючою рідиною, рухомий елемент перетворювача, з'єднаний з валом вітродвигуна, що обертається, яка відрізняється тим, що перетворювач енергії виконаний у вигляді теплового насоса з замкнутим циркуляційним контуром з холодоагентом, що містить з'єднані послідовно трубками компресор, з'єднаний кінематично з валом вітродвигуна, конденсатор, поміщений в резервуар з теплоакумулюючою рідиною, регулюючий вентиль і випарник, розташований в теплообміннику в землі на глибині нижче її промерзання.

2. Вітротеплонасосна енергоустановка за п. 1, яка відрізняється тим, що теплообмінник знаходиться в землі на глибині залягання ґрунтової води.

Текст

Дивитися

1. Вітротеплонасосна енергоустановка, що містить вітродвигун, перетворювач енергії вітру в теплоту, резервуар з теплоакумулюючою рідиною, рухомий елемент перетворювача, з'єднаний з валом вітродвигуна, що обертається, яка відрізня 3 рідиною, у вигляді рухомого і нерухомого коаксіальних магнітопроводів з зубчастою будовою прилеглих поверхонь, на нерухомому магнітопроводі розташована обмотка збудження, а рухомий магнітопровід з'єднаний з валом вітродвигуна, при обертанні якого в магнітопроводах збуджуються вихрові струми, що нагрівають магнітопроводи, а від них нагрівається і рідина в баці. Недоліком відомого пристрою є низький коефіцієнт використання енергії вітру, що в ідеальному випадку за теорією М. Жуковського не може перевищувати величини 16/27, тобто приблизно 59 % енергії вітру (на заході ця величина отримала назву критерія Бетца), а практично становить не більше 0,4 [Твайделл Дж. Возобновляемые источники энергии / Дж. Твайделл, А Уэйр/ пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1990.- С. 206]. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення загального коефіцієнта використання енергії вітру за рахунок виконання перетворювача енергії у вигляді теплового насоса з замкнутим циркуляційним контуром з холодоагентом. Поставлена задача вирішується тим, що вітротеплонасосна енергоустановка, що містить вітродвигун, перетворювач енергії вітру в теплоту, резервуар з теплоакумулюючою рідиною, рухомий елемент перетворювача, з'єднаний з валом вітродвигуна, що обертається, згідно корисної моделі перетворювач енергії виконаний у вигляді теплового насоса з замкнутим циркуляційним контуром з холодоагентом, що містить з'єднані послідовно трубками компресор, з'єднаний кінематично з валом вітродвигуна, конденсатор, поміщений в резервуар з теплоакумулюючою рідиною, регулюючий вентиль і випарник, розташований в теплообміннику в землі на глибині нижче її промерзання. В іншій конкретній формі виконання теплообмінник знаходиться в землі на глибині залягання ґрунтової води. Особливість корисної моделі в тому, що компресор теплового насоса приводиться в дію від вітродвигуна. Таким чином, запропонована корисна модель забезпечує збільшення коефіцієнту використання енергії вітру шляхом перекачування низькопотенційної теплоти, підвищуючи її потенціал за рахунок теплового насоса. Виконання перетворювача енергії у вигляді теплового насоса забезпечує отримання коефіцієнту перетворення енергії вітру більше одиниці. Кінематичне з'єднання компресора з валом вітродвигуна забезпечує роботу теплового насоса за рахунок енергії вітру. Розташування теплообмінника з випарником в землі нижче температури її промерзання забезпечує доступність дешевого джерела низькопотенційної теплоти в осінньо-весняну пору року. Розташування теплообмінника з випарником в землі на глибині залягання ґрунтової води забезпечує доступність джерела низькопотенційної теплоти в зимовий період. Технічна сутність і принцип дії запропонованої вітротеплонасосної енергоустановки пояснюється графічним матеріалом: на фіг. 1 подана принципо 64691 4 ва схема вітротеплонасосної енергоустановки; на фіг. 2 - термодинамічна схема теплового насоса. Вітротеплонасосна енергоустановка містить вітродвигун 1 з валом 2, що обертається, резервуар 3 з теплоакумулюючою рідиною 4, перетворювач енергії у вигляді теплового насоса 5 з замкнутим циркуляційним контуром з холодоагентом, що містить з'єднані послідовно трубками 6 компресор 7, зв'язаний кінематично з валом 2 вітродвигуна 1, конденсатор 8, поміщений в резервуар 3 з теплоакумулюючою рідиною 4, регулюючий вентиль 9 і випарник 10, розташований в теплообміннику 11 в землі на глибині нижче температури її промерзання і, як варіант, на глибині залягання ґрунтової води. Пристрій працює таким чином. За рахунок енергії вітру вал 2 вітродвигуна 1, обертається і приводить в дію з'єднаний кінематично з ним компресор 7. У круговому циклі теплового насоса 5 пари холодоагенту всмоктуються компресором 7, і стискуються до високого тиску. При стискуванні їх температура підвищується. Пари холодоагенту при підвищенні тиску по з'єднувальним трубкам 6 поступають у конденсатор 8, що знаходиться в резервуарі 3 з теплоакумулюючою рідиною 4. У конденсаторі 8 пари високого тиску охолоджуються і конденсуються. При конденсації пари виділяється теплова енергія, яка сприймається теплоакумулюючою рідиною 4. Із конденсатора 8 рідкий холодоагент по з'єднувальним трубкам 6 через регулюючий вентиль 9 надходить знову у випарник 10, і круговий цикл замикається. У регулюючому вентилі 9 тиск холодоагенту знижується до тиску у випарнику 10. Одночасно знижується його температура. Теплота випаровування, необхідна для цього, відбирається через теплообмінник 11 від низькопотенціального джерела теплоти, так як випаровування холодоагенту проходить при низькій температурі. В якості низькопотенціального джерела теплоти використовується земля і, як варіант, - ґрунтова вода. Застосування різних холодильних агентів визначає граничну температуру нагрівання теплоносія: для хладона R22 - це +45 °C. Отже холодоагент типу R22 в нашому випадку є прийнятним робочим тілом. На фіг. 2: 5 - тепловий насос; ТН - висока температура; TL - низька температура джерела теплоти; QL - теплота від джерела низькопотенційної теплоти; QH - високопотенційна теплота; W - потужність приводу, тобто потужність на валу 2 вітродвигуна 1. Тепловий насос 5 можна розглядати як обернену теплову машину. Теплова машина одержує тепло від високотемпературного джерела і скидає його за низької температури, віддаючи корисну роботу, а тепловий насос вимагає витрати роботи W для отримання теплоти QL за низької температури TL і віддачі її за вищої температури ТН. Відношення QН/W називається коефіцієнтом перетворення (КОП) теплового насоса. Його використовують для оцінки ефективності роботи теплових насосів. Використовуючи визначення ентропії і закони термодинаміки, можна показати, що коефіцієнт перетворення для циклу Карно має 5 наступний вигляд [Рей Д. Тепловые насосы / Д. Рей, Д. Макмайкл/ пер с англ. - М: Энергоиздат, 1982, - С. 15-23.]. TL TH КОП  1 . TH  TL TH  TL Із наведеного виразу видно, що КОП суттєво залежить від різниці тмператур (ТН-TL). КОП ідеального циклу Карно може бути досить високим, але практично КОП приблизно дорівнює 3. Отже Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 64691 6 практично 1 кВт потужності на валу вітродвигуна може давати 3 кВт теплоти, а загальний коефіцієнт перетворення енергії вітру може бути більше одиниці (0,4×3=1,2). Таким чином відбувається передача теплової енергії з підвищенням її потенціалу від джерела теплоти з низькою температурою до теплоакумулюючої рідини. Енергія вітру витрачається тільки на привід компресора 4. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Wind-heat-pump power unit

Автори англійською

Zharkov Viktor Yakovych

Назва патенту російською

Ветротеплонасосная энергоустановка

Автори російською

Жарков Виктор Яковлевич

МПК / Мітки

МПК: F25B 29/00, F03D 7/06, F24J 3/00

Мітки: енергоустановка, вітротеплонасосна

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/3-64691-vitroteplonasosna-energoustanovka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вітротеплонасосна енергоустановка</a>

Подібні патенти