RU112279U1 - INTEGRATED ENERGY SYSTEM - Google Patents

INTEGRATED ENERGY SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU112279U1
RU112279U1 RU2011135293/06U RU2011135293U RU112279U1 RU 112279 U1 RU112279 U1 RU 112279U1 RU 2011135293/06 U RU2011135293/06 U RU 2011135293/06U RU 2011135293 U RU2011135293 U RU 2011135293U RU 112279 U1 RU112279 U1 RU 112279U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inlet
consumer
air
power system
outlet
Prior art date
Application number
RU2011135293/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Игнатьевич Гуров
Олег Николаевич Фаворский
Виктор Кузьмич Вионцек
Сергей Николаевич Девянин
Владимир Анатольевич Марков
Original Assignee
Валерий Игнатьевич Гуров
Олег Николаевич Фаворский
Виктор Кузьмич Вионцек
Сергей Николаевич Девянин
Владимир Анатольевич Марков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Игнатьевич Гуров, Олег Николаевич Фаворский, Виктор Кузьмич Вионцек, Сергей Николаевич Девянин, Владимир Анатольевич Марков filed Critical Валерий Игнатьевич Гуров
Priority to RU2011135293/06U priority Critical patent/RU112279U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU112279U1 publication Critical patent/RU112279U1/en

Links

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

1. Комплексная энергосистема для получения электричества, холода и тепла, содержащая ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел компрессором, накопитель воздуха, теплообменник с горячим и холодным контурами, потребитель теплого воздуха, турбодетандер, агрегатированный с приводимым им электрогенератором, и потребитель холодного воздуха, где компрессор соединен газодинамически входом с атмосферой, а выходом через горячий контур теплообменника - с входом накопителя воздуха, турбодетандер соединен газодинамически входом с выходом накопителя воздуха, а выходом с входом потребителя холодного воздуха, вход и выход холодного контура теплообменника соединены между собой через потребитель теплого воздуха, отличающаяся тем, что энергосистема содержит дополнительный компрессор с приводом и дополнительный турбодетандер с потребителем мощности, причем дополнительный компрессор газодинамически входом соединен с атмосферой, а выходом - с входом накопителя воздуха, к тому же дополнительный турбодетандер газодинамически входом соединен с выходом накопителя воздуха, а выходом - с входом потребителя холодного воздуха. ! 2. Комплексная энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что накопитель воздуха выполнен в виде гибкой оболочки. ! 3. Комплексная энергосистема по п.2, отличающаяся тем, что гибкая оболочка расположена внутри ограничивающей несущей конструкции. ! 4. Комплексная энергосистема по п.3, отличающаяся тем, что ограничивающая несущая конструкция выполнена в виде сетчатой оболочки. ! 5. Комплексная энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что накопитель воздуха выполнен в виде естественной � 1. An integrated power system for generating electricity, cold and heat, containing a wind turbine aggregated with a compressor driven by it through the power unit, an air storage device, a heat exchanger with hot and cold circuits, a warm air consumer, a turbo expander aggregated with an electric generator driven by it, and a cold air consumer, where the compressor is gas-dynamically connected inlet to the atmosphere, and outlet through the hot coil of the heat exchanger is connected to the inlet of the air accumulator, the turboexpander is connected gas-dynamically inlet to the outlet of the air accumulator, and the outlet to the inlet of the cold air consumer, the inlet and outlet of the cold heat exchanger circuit are connected to each other through a consumer of warm air , characterized in that the power system contains an additional compressor with a drive and an additional turbo-expander with a power consumer, and the additional compressor is gas-dynamically connected to the atmosphere by the inlet, and the outlet to the inlet of the air accumulator, in addition The auxiliary turboexpander is gas-dynamically connected by its inlet to the outlet of the air accumulator, and by its outlet to the inlet of the cold air consumer. ! 2. An integrated power system according to claim 1, characterized in that the air accumulator is made in the form of a flexible shell. ! 3. An integrated power system according to claim 2, characterized in that the flexible shell is located inside the limiting supporting structure. ! 4. An integrated power system according to claim 3, characterized in that the limiting supporting structure is made in the form of a mesh shell. ! 5. The integrated power system according to claim 1, characterized in that the air accumulator is made in the form of natural �

Description

Предлагаемая полезная модель относится к автономным энергетическим устройствам и предназначена для стабильного обеспечения потребителей электричеством, холодом и теплом гарантированного уровня заданных технических показателей в широком температурном диапазоне атмосферного воздуха в полевых условиях при наличии заметного ветропотенциала.The proposed utility model relates to autonomous energy devices and is intended for the stable supply of electricity, cold and heat to consumers of a guaranteed level of specified technical indicators in a wide temperature range of atmospheric air in the field in the presence of a noticeable wind potential.

Известна «Комбинированная система для получения электричества, холода и тепла» (Патент РФ на полезную модель №90543 от 17.04.2009 г.), содержащая соединенную входом с атмосферой воздушную турбину с электрогенератором, на выходе которой установлен эжектор, вход которого газодинамически соединен с выходом ' накопителя воздуха, вход которого газодинамически соединен с выходом воздушного компрессора, приводом которого является ветродвигатель, технически связанный через энергоузел с воздушным компрессором, входом связанным с атмосферой.The well-known "Combined system for generating electricity, cold and heat" (RF Patent for Utility Model No. 90543 dated 04/17/2009), containing an air turbine connected to the inlet with the atmosphere with an electric generator, the outlet of which has an ejector whose inlet is gasdynamically connected to the outlet 'air storage, the input of which is gasdynamically connected to the output of the air compressor, the drive of which is a wind turbine, technically connected through an energy unit with an air compressor connected to the atmosphere.

Недостатком технического решения, выбранного в качестве аналога, является низкий уровень совместного к.п.д. эжектора и турбины, а также невозможность прямого получения тепла.The disadvantage of the technical solution chosen as an analogue is the low level of joint efficiency ejector and turbine, as well as the inability to directly receive heat.

Известна «Ветроагрегатная система для получения электричества, холода и тепла» (Патент РФ на полезную модель №91743 от 25.11.2009 г.), выбранная в качестве прототипа. Система содержит турбину с электрогенератором, компрессор с ветродвигателем, накопитель воздуха, теплообменник с горячим и холодным контурами теплоносителей, энергоузел, потребитель тепла, потребитель холода, потребитель электроэнергии и регулировочный кран. При этом накопитель воздуха выполнен в виде гибкой оболочки. Привод выполнен в виде ветродвигателя и связан с компрессором через энергоузел. Компрессор газодинамически входом соединен с атмосферой, а выходом - через горячий контур теплообменника с входом накопителя воздуха. Турбина газодинамически входом соединена через регулировочный кран с выходом накопителя воздуха, а выходом - с входом потребителя холода. Холодный контур теплообменника подключен к потребителю тепла. Электрогенератор соединен с потребителем электроэнергии.The well-known "Windmill system for generating electricity, cold and heat" (RF Patent for utility model No. 91743 of 11/25/2009), selected as a prototype. The system contains a turbine with an electric generator, a compressor with a wind turbine, an air storage unit, a heat exchanger with hot and cold coolant circuits, an energy center, a heat consumer, a cold consumer, an electric power consumer and a control valve. In this case, the air storage device is made in the form of a flexible shell. The drive is made in the form of a wind turbine and is connected to the compressor through the energy center. The compressor is gas-dynamically connected to the atmosphere by the inlet, and through the hot contour of the heat exchanger with the air storage inlet through the outlet. The turbine is gas-dynamically inlet connected through an adjustment valve to the outlet of the air storage unit, and the outlet to the inlet of the cold consumer. The cold circuit of the heat exchanger is connected to a heat consumer. The generator is connected to a consumer of electricity.

Техническое решение позволяет автономно обеспечить потребителя электричеством, холодом и теплом без затрат топлива. Однако непостоянство ветропотенциала по времени и ограниченность запасов сжатого воздуха в накопителе могу ограничивать время обеспечения подачи энергии в заданном количестве.The technical solution allows you to independently provide the consumer with electricity, cold and heat without fuel consumption. However, the variability of the wind potential over time and the limited reserves of compressed air in the drive can limit the time to ensure the supply of energy in a given amount.

Технической задачей заявляемого решения является стабильное и эффективное обеспечение потребителей достаточным количеством электроэнергии, холодом и теплом при пониженном уровне ветропотенциала с дополнительным повышением потребительских свойств энергосистемы.The technical task of the proposed solution is the stable and efficient provision of consumers with sufficient electricity, cold and heat at a reduced level of wind potential with an additional increase in the consumer properties of the energy system.

Поставленная задача решается тем, что комплексная энергосистема для получения электричества, холода и тепла содержит ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел компрессором, накопитель воздуха, теплообменник с горячим и холодным контурами, потребителя теплого воздуха, турбодетандер, агрегатированный с приводимым им электрогенератором, и потребителя холодного воздуха. Где компрессор соединен газодинамически входом с атмосферой, а выходом - через горячий контур теплообменника с входом накопителя воздуха. Турбодетандер соединен газодинамически входом с выходом накопителя воздуха, а выходом с входом потребителя холодного воздуха. Вход и выход холодного контура теплообменника соединены между собой через потребителя теплого воздуха.The problem is solved in that the integrated power system for generating electricity, cold and heat comprises a wind turbine aggregated with a compressor driven by it through an energy unit, an air storage unit, a heat exchanger with hot and cold circuits, a consumer of warm air, a turbo expander aggregated with an electric generator brought by it, and a consumer cold air. Where the compressor is connected gas-dynamically by the inlet to the atmosphere, and the outlet through the hot circuit of the heat exchanger with the inlet of the air storage. The turbo expander is connected gasdynamically by the inlet to the outlet of the air storage unit, and by the outlet from the inlet of the consumer of cold air. The inlet and outlet of the cold circuit of the heat exchanger are interconnected through a consumer of warm air.

Новым в полезной модели является то, что энергосистема содержит дополнительный компрессор с приводом и дополнительный турбодетандер с потребителем мощности. Причем дополнительный компрессор газодинамически входом соединен с атмосферой, а выходом - с входом накопителя воздуха. К тому же дополнительный турбодетандер газодинамически входом соединен с выходом накопителя воздуха, а выходом - с входом потребителя холодного воздуха.New in the utility model is that the power system contains an additional compressor with a drive and an additional turboexpander with a power consumer. Moreover, the additional compressor is connected to the atmosphere with a gasdynamic input, and an air storage inlet with an output. In addition, an additional turboexpander is connected by a gasdynamic inlet to the outlet of the air storage unit, and by an outlet to the inlet of the consumer of cold air.

При такой конструкции энергосистемы:With this design of the power system:

- наличие дополнительного компрессора с приводом, который входом газодинамически соединен с атмосферой, а выходом с входом накопителя воздуха обеспечивает запуск системы при неработающем ветродвигателе и предельно низком давлении воздуха в накопителе;- the presence of an additional compressor with a drive, which is inlet gasdynamically connected to the atmosphere, and the output with the inlet of the air accumulator ensures the start of the system with an idle wind turbine and extremely low air pressure in the accumulator;

- соединение дополнительного компрессора газодинамически входом с атмосферой и выходом - с накопителем воздуха обеспечивает наполнение накопителя сжатым воздухом в отсутствии должного ветропотенциала;- the connection of the additional compressor with a gas-dynamic inlet with an atmosphere and an outlet - with an air accumulator ensures that the accumulator is filled with compressed air in the absence of proper wind potential;

- наличие дополнительного турбодетандера с потребителем мощности, обеспечивает повышение потребительского качества системы за счет использования помимо электрогенератора иных потребителей мощности;- the presence of an additional turboexpander with a power consumer, provides an increase in the consumer quality of the system due to the use of other power consumers in addition to the electric generator;

- соединение дополнительного турбодетандера газодинамически входом с выходом накопителя воздуха, а выходом с входом потребителя холодного воздуха позволяет вырабатывать мощность для потребителя и обеспечивать потребителя холода дополнительным расходом холодного воздуха.- the connection of the additional turboexpander with a gas-dynamic inlet to the outlet of the air storage unit and an outlet to the outlet of the consumer of cold air allows generating power for the consumer and providing the consumer of cold with an additional flow of cold air.

Существенные признаки полезной модели могут иметь дополнение и развитие:The essential features of a utility model can be complemented and developed:

- накопитель воздуха может быть выполнен в виде гибкой оболочки. Это обеспечивает размещение накопителя в любых заданных габаритах;- air storage can be made in the form of a flexible shell. This ensures that the drive is placed in any given dimensions;

- гибкая оболочка может быть расположена внутри ограничивающей несущей конструкции. Это обеспечивает повышение прочности гибкой оболочки и ее ресурса;- a flexible shell may be located inside the bounding load-bearing structure. This provides increased strength of the flexible shell and its resource;

- ограничивающая несущая конструкция может быть выполнена в виде сетчатой оболочки. Это снижает габариты и стоимость конструкции;- bounding support structure can be made in the form of a mesh shell. This reduces the size and cost of the structure;

- накопитель воздуха может быть выполнен в виде естественной или искусственной полости в земле. Это снижает габариты энергосистемы, повышает ресурс работы накопителя воздуха;- the air accumulator can be made in the form of a natural or artificial cavity in the ground. This reduces the size of the power system, increases the life of the air storage;

- привод дополнительного компрессора может быть выполнен в виде электродвигателя. Это позволяет при работе только ночью, за счет разности тарифов в оплате электроэнергии, повысить прибыльность использования энергосистемы;- the drive of the additional compressor can be made in the form of an electric motor. This allows you to work only at night, due to the difference in tariffs for paying for electricity, to increase the profitability of using the power system;

- привод дополнительного компрессора может быть выполнен в виде поршневого двигателя внутреннего сгорания или газотурбинного двигателя. Это обеспечивает энергосистеме автономность и независимость от других источников электроэнергии;- the drive of the additional compressor can be made in the form of a reciprocating internal combustion engine or a gas turbine engine. This provides the grid with autonomy and independence from other sources of electricity;

- потребитель мощности дополнительного турбодетандера может быть выполнен в виде насоса, гидродинамически по входу, связанному с источником воды, а по выходу - с потребителем воды. Это позволяет повысить потребительское качество энергосистемы за счет получения воды повышенного давления;- the power consumer of the additional turboexpander can be made in the form of a pump, hydrodynamically at the inlet connected to the water source, and at the outlet - with the water consumer. This allows you to improve the consumer quality of the energy system by obtaining high pressure water;

- потребитель мощности дополнительного турбодетандера может быть выполнен в виде дополнительного электрогенератора. Это позволяет при работе турбодетандера только днем повысить прибыльность использования энергосистемы за счет разности дневных и ночных тарифов в оплате электроэнергии;- the power consumer of the additional turboexpander can be made in the form of an additional generator. This allows, when the turboexpander is to be operated, only during the day to increase the profitability of using the power system due to the difference in day and night tariffs in paying for electricity;

- накопитель воздуха может быть расположен в водоеме под уровнем воды. Это снижает габариты энергосистемы и повышает надежность ее работы за счет исключения неблагоприятного воздействия на систему пожаров, ураганов и других стихийных бедствий..- the air storage device may be located in a reservoir under the water level. This reduces the size of the power system and increases the reliability of its operation by eliminating the adverse effects on the system of fires, hurricanes and other natural disasters ..

Таким образом, решены поставленные в полезной модели задачи. Достигается стабильное и эффективное обеспечение потребителей достаточным количеством электроэнергии, холодом и теплом при пониженном уровне ветропотенциала с дополнительным повышением потребительских свойств энергосистемы.Thus, the tasks set in the utility model are solved. A stable and efficient supply of consumers with sufficient electricity, cold and heat is achieved at a reduced level of wind potential with an additional increase in the consumer properties of the power system.

Настоящая полезная модель поясняется последующим подробным описанием конструкции энергосистемы и ее работы со ссылкой на иллюстрацию, представленную на чертеже.The present utility model is illustrated by the following detailed description of the design of the power system and its operation with reference to the illustration presented in the drawing.

Комплексная энергосистема содержит ветродвигатель 1, агрегатированный с приводимым им через энергоузел 2 компрессор 3, накопитель воздуха 4, теплообменник 5 с горячим 6 и холодным 7 контурами, потребитель теплого воздуха 8, турбодетандер 9, агрегатированный с приводимым им электрогенератором 10, и потребитель холодного воздуха 11. При этом накопитель воздуха 4 может быть выполнен в виде герметичной и прочной гибкой оболочки, газгольдера переменной емкости, искусственной или естественной подземной полости, а также скважины. Компрессор 3 соединен газодинамически входом с атмосферой, а выходом - через горячий контур 6 теплообменника 5 с входом накопителя воздуха 4. Турбодетандер 9 соединен газодинамически входом с выходом накопителя воздуха 4, а выходом с входом потребителя холодного воздуха 11. Вход и выход холодного контура 7 теплообменника 5 соединены между собой через потребитель теплого воздуха 8.The integrated power system includes a wind turbine 1, coupled with a compressor 3 driven by it through the power unit 2, an air storage unit 4, a heat exchanger 5 with hot 6 and cold 7 circuits, a warm air consumer 8, a turboexpander 9, aggregated with an electric generator 10 brought by it, and a cold air consumer 11 In this case, the air accumulator 4 can be made in the form of a sealed and durable flexible shell, gas tank of variable capacity, artificial or natural underground cavity, as well as a well. Compressor 3 is connected in a gasdynamic way with the atmosphere and the outlet through a hot circuit 6 of the heat exchanger 5 with the inlet of the air storage unit 4. The turbo expander 9 is connected in gasdynamic way with the output of the air storage unit 4 and the output with the inlet of the cold air consumer 11. Inlet and outlet of the cold circuit 7 of the heat exchanger 5 are interconnected through a consumer of warm air 8.

В соответствие с полезной моделью комплексная энергосистема включает дополнительный компрессор 12 с приводом 13 и дополнительный турбодетандер 14 с потребителем мощности 15. Дополнительный компрессор 12 газодинамически входом соединен с атмосферой, а выходом - с входом накопителя воздуха 4 и дополнительный турбодетандер 14 газодинамически входом соединен с выходом накопителя воздуха 4, а выходом - с входом потребителя 11 холодного воздуха.In accordance with the utility model, the integrated power system includes an additional compressor 12 with a drive 13 and an additional turboexpander 14 with a power consumer 15. An additional compressor 12 is connected to the atmosphere by a gasdynamic input and an air accumulator 4 is connected to the output, and an additional turboexpander 14 is connected to the drive output by a gasdynamic input air 4, and the output with the inlet of the consumer 11 cold air.

Потребитель мощности 15 дополнительного турбодетандера 14 может быть выполнен в виде водяного насоса, гидродинамически по входу связанного с источником воды, а по выходу - с потребителем воды повышенного давления.The power consumer 15 of the additional turboexpander 14 can be made in the form of a water pump, hydrodynamically at the inlet connected to a water source, and at the outlet, with a high-pressure water consumer.

Привод 13 дополнительного компрессора 12 может быть выполнен в виде электродвигателя, газотурбинного двигателя или поршневого двигателя внутреннего сгорания.The drive 13 of the additional compressor 12 can be made in the form of an electric motor, a gas turbine engine or a reciprocating internal combustion engine.

Работа комплексной энергосистемы осуществляется следующим образом.The work of the integrated power system is as follows.

Воздух из атмосферы (при работе ветродвигателя 1 вместе с энергоузлом 2) поступает в компрессор 3, где повышается его температура и давление. Далее воздух проходит через горячий контур 6 теплообменника 5, где в холодном контуре 7 отдает тепло хладагенту, идущему к потребителю тепла 8, и охлажденный поступает в накопитель воздуха 4. В накопителе воздуха 4 воздух дополнительно охлаждается до температуры, близкой к температуре окружающей среды, и, выходя из него, поступает в турбодетандер 9. В турбодетандере 9 воздух расширяется, его давление понижается практически до давления окружающей среды, а температура - до величины, существенно меньшей температуры окружающей среды; перепад давления воздуха в турбодетандере 9 создает крутящий момент на его валу, он начинает вращаться и образующаяся мощность передается механически связанному с ним электрогенератору 10. Холодный воздух из турбодетандера 9 поступает к потребителю холодного воздуха 11. Сжатый воздух из накопителя 4 также поступает в дополнительный турбодетандер 14, который генерируемую мощность передает потребителю 15, а получаемый холодный воздух из дополнительного турбодетандера 15 поступает к потребителю 11 холодного воздуха.Air from the atmosphere (during the operation of the wind turbine 1 together with the energy center 2) enters the compressor 3, where its temperature and pressure increase. Then the air passes through the hot circuit 6 of the heat exchanger 5, where in the cold circuit 7 it transfers heat to the refrigerant going to the heat consumer 8, and the cooled enters the air accumulator 4. In the air accumulator 4, the air is additionally cooled to a temperature close to the ambient temperature, and leaving it, it enters a turboexpander 9. In a turboexpander 9, the air expands, its pressure decreases almost to the ambient pressure, and the temperature drops to a value substantially lower than the ambient temperature; the differential pressure of air in the turboexpander 9 creates a torque on its shaft, it starts to rotate and the generated power is transmitted to a power generator mechanically connected with it 10. Cold air from the turboexpander 9 enters the consumer of cold air 11. Compressed air from the accumulator 4 also enters an additional turboexpander 14 , which generates the generated power to the consumer 15, and the resulting cold air from the additional turboexpander 15 enters the consumer 11 of cold air.

Одновременно с компрессором 3 в накопитель 4 поступает воздух от дополнительного компрессора 12, приводимого в работу приводом 13.Simultaneously with the compressor 3 in the drive 4 receives air from an additional compressor 12, driven by the drive 13.

При использовании в качестве потребителя мощности 15 водяного насоса повышается потребительское качество энергосистемы за счет обеспечения потребителя водой повышенного давления, создаваемого водяным насосом.When a power of 15 water pump is used as a consumer, the consumer quality of the power system is improved by providing the consumer with water of increased pressure created by the water pump.

Важное значение приобретает использование в качестве привода 13 электродвигателя, который может за счет разности тарифов ночного и дневного электричества, работая только ночью, создавать дополнительную прибыль пользователям комплексной энергосистемы, что будет рассмотрено в прилагаемом далее примере расчета.Of great importance is the use of an electric motor as a drive 13, which, due to the difference in tariffs for night and day electricity, working only at night, can create additional profit for users of the integrated power system, which will be considered in the calculation example attached below.

Важное значение в уменьшении стоимости получаемой энергии может играть использование в качестве привода 13 дополнительного компрессора 12 поршневого двигателя или газотурбинного двигателя. Это может иметь большое значение в тех случаях, когда недостаточен ветропотенциал при отсутствии посторонних источников электроэнергии. Тогда привод 13 в виде поршневого двигателя, приводящего в работу дополнительный компрессор 12 с питанием от источника топлива может способствовать первоначальной закачке накопителя сжатым воздухом.The use of an additional compressor 12 of a reciprocating engine or a gas turbine engine as a drive 13 can play an important role in reducing the cost of energy produced. This can be of great importance in cases where the wind potential is insufficient in the absence of extraneous sources of electricity. Then, the drive 13 in the form of a piston engine, which drives an additional compressor 12 powered by a fuel source, can facilitate the initial pumping of the accumulator with compressed air.

В качестве примера расчета рассмотрим вполне реальные условия работы дополнительного компрессора 12 с приводом от электродвигателя мощностью 6 кВт, расходом воздуха Gк=0,06 кг/с и степенью повышения давления πк=2,0 при мощности дополнительного турбодетандера до 12 кВт при расходе воздуха Gт=1,0 кг/с и степени понижения давления πт=1,4.As an example of calculation, we consider the quite real operating conditions of an additional compressor 12 with a 6 kW electric motor drive, air flow rate G k = 0.06 kg / s and a pressure increase π k = 2.0 with an additional turboexpander power of up to 12 kW at a flow rate air G t = 1.0 kg / s and the degree of pressure reduction π t = 1.4.

При заданных условиях при работе дополнительного компрессора в течение 6 часов ночью будет израсходовано 36 кВт-часов электрической энергии с ее оплатой в 36 рублей (1 рубль за 1 кВт-час). При этом накоплено сжатого воздуха в количестве 1296 кг. Этот воздух при полном срабатывании (с учетом первоначально имеющегося запаса сжатого воздуха в накопителе 4) в дополнительном турбодетандере 14 сможет сгенерировать 4,3 кВт-час электроэнергии и такое же количество холода, что равносильно как бы затрате 8,6 кВт-час электроэнергии, т.к. при генерации 1 кВт холодного воздуха в турбохолодильной машине затрачивается мощность в 2 кВт. Таким образом, будет условно полезно произведено в дополнительном турбодетандере энергии в 12,9 кВт-час (4,3+8,6). С учетом дневного тарифа в 4 руб. за 1 кВт-час стоимость 12,9 кВт-час составит 51,6 руб. Отсюда следует, что в идеальной постановке положительная разница в оплате стоимости электроэнергии составит при реализации настоящей полезной модели 15,6 рублей (51,6-36) в сутки. При допущении об использовании только 80% полученного запаса сжатого воздуха эта разница составит чуть более 4 рублей.Under the given conditions, during the operation of the additional compressor for 6 hours at night 36 kW-hours of electric energy will be consumed with its payment of 36 rubles (1 ruble per 1 kW-hour). While accumulated compressed air in the amount of 1296 kg. This air, when fully triggered (taking into account the initial available supply of compressed air in the accumulator 4) in the additional turboexpander 14, will be able to generate 4.3 kWh of electricity and the same amount of cold, which is equivalent to consuming 8.6 kWh of electricity, t .to. when generating 1 kW of cold air in a turbo-refrigerating machine, a power of 2 kW is expended. Thus, it will be conditionally useful produced in an additional turboexpander of energy of 12.9 kWh (4.3 + 8.6). Given the daily rate of 4 rubles. for 1 kWh the cost of 12.9 kWh will be 51.6 rubles. It follows that, in an ideal setting, the positive difference in paying for the cost of electricity will amount to 15.6 rubles (51.6-36) per day when implementing this utility model. Assuming that only 80% of the compressed air supply is used, this difference will be a little over 4 rubles.

Таким образом, реализация представленного технического решения позволит решить поставленную задачу стабильного обеспечения потребителей требуемым количеством электроэнергии, холода и тепла при пониженном уровне ветропотенциала с дополнительным повышением потребительских качеств.Thus, the implementation of the presented technical solution will allow us to solve the problem of stable provision of consumers with the required amount of electricity, cold and heat with a reduced level of wind potential with an additional increase in consumer qualities.

Предлагаемая полезная модель может найти применение в местах с повышенным уровнем ветропотенциала, а также в отдаленных районах при отсутствии источников электроэнергии, позволяя при высоких экологических показателях получать в требуемых количествах различные виды энергии: электричества, холод и тепло.The proposed utility model can be used in places with a high level of wind potential, as well as in remote areas in the absence of sources of electricity, allowing for high environmental performance to receive various types of energy in the required quantities: electricity, cold and heat.

Claims (10)

1. Комплексная энергосистема для получения электричества, холода и тепла, содержащая ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел компрессором, накопитель воздуха, теплообменник с горячим и холодным контурами, потребитель теплого воздуха, турбодетандер, агрегатированный с приводимым им электрогенератором, и потребитель холодного воздуха, где компрессор соединен газодинамически входом с атмосферой, а выходом через горячий контур теплообменника - с входом накопителя воздуха, турбодетандер соединен газодинамически входом с выходом накопителя воздуха, а выходом с входом потребителя холодного воздуха, вход и выход холодного контура теплообменника соединены между собой через потребитель теплого воздуха, отличающаяся тем, что энергосистема содержит дополнительный компрессор с приводом и дополнительный турбодетандер с потребителем мощности, причем дополнительный компрессор газодинамически входом соединен с атмосферой, а выходом - с входом накопителя воздуха, к тому же дополнительный турбодетандер газодинамически входом соединен с выходом накопителя воздуха, а выходом - с входом потребителя холодного воздуха.1. An integrated power system for generating electricity, cold and heat, comprising a wind turbine aggregated with a compressor driven by it through an energy unit, an air storage unit, a heat exchanger with hot and cold circuits, a warm air consumer, a turbo expander aggregated with an electric generator brought by it, and a cold air consumer, where the compressor is connected by gas inlet to the atmosphere and the outlet through the hot circuit of the heat exchanger to the air inlet, the turbo-expander is connected gasdynamically the inlet with the outlet of the air storage device and the outlet with the inlet of the consumer of cold air, the inlet and outlet of the cold circuit of the heat exchanger are interconnected through a consumer of warm air, characterized in that the power system contains an additional compressor with a drive and an additional turboexpander with a power consumer, and the additional compressor is gasdynamically inlet connected to the atmosphere, and the output to the inlet of the air storage, in addition, an additional turboexpander is connected to the outlet by gas-dynamic input eating air, and the outlet - with the inlet of the consumer of cold air. 2. Комплексная энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что накопитель воздуха выполнен в виде гибкой оболочки.2. The integrated power system according to claim 1, characterized in that the air storage device is made in the form of a flexible shell. 3. Комплексная энергосистема по п.2, отличающаяся тем, что гибкая оболочка расположена внутри ограничивающей несущей конструкции.3. The integrated power system according to claim 2, characterized in that the flexible shell is located inside the bounding load-bearing structure. 4. Комплексная энергосистема по п.3, отличающаяся тем, что ограничивающая несущая конструкция выполнена в виде сетчатой оболочки.4. The integrated power system according to claim 3, characterized in that the bounding load-bearing structure is made in the form of a mesh shell. 5. Комплексная энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что накопитель воздуха выполнен в виде естественной или искусственной полости в земле.5. The integrated power system according to claim 1, characterized in that the air storage device is made in the form of a natural or artificial cavity in the ground. 6. Комплексная энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что привод дополнительного компрессора выполнен в виде электродвигателя.6. The integrated power system according to claim 1, characterized in that the drive of the additional compressor is made in the form of an electric motor. 7. Комплексная энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что привод дополнительного компрессора выполнен в виде поршневого двигателя внутреннего сгорания или газотурбинного двигателя.7. The integrated power system according to claim 1, characterized in that the drive of the additional compressor is made in the form of a reciprocating internal combustion engine or a gas turbine engine. 8. Комплексная энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что потребитель мощности дополнительного турбодетандера выполнен в виде насоса, гидродинамически по входу связанному с источником воды, а по выходу - с потребителем воды повышенного давления.8. The integrated power system according to claim 1, characterized in that the power consumer of the additional turboexpander is made in the form of a pump, hydrodynamically at the inlet connected to the water source, and at the outlet - to the high-pressure water consumer. 9. Комплексная энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что потребитель мощности дополнительного турбодетандера выполнен в виде дополнительного электрогенератора.9. The integrated power system according to claim 1, characterized in that the power consumer of the additional turboexpander is made in the form of an additional electric generator. 10. Комплексная энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что накопитель воздуха расположен в водоеме под уровнем воды.
Figure 00000001
10. The integrated power system according to claim 1, characterized in that the air storage device is located in a reservoir under the water level.
Figure 00000001
RU2011135293/06U 2011-08-24 2011-08-24 INTEGRATED ENERGY SYSTEM RU112279U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011135293/06U RU112279U1 (en) 2011-08-24 2011-08-24 INTEGRATED ENERGY SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011135293/06U RU112279U1 (en) 2011-08-24 2011-08-24 INTEGRATED ENERGY SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU112279U1 true RU112279U1 (en) 2012-01-10

Family

ID=45784724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011135293/06U RU112279U1 (en) 2011-08-24 2011-08-24 INTEGRATED ENERGY SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU112279U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751420C1 (en) * 2020-11-30 2021-07-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Oxygen-fuel power plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751420C1 (en) * 2020-11-30 2021-07-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Oxygen-fuel power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10465851B1 (en) System for compressed gas energy storage
CN102839995B (en) Isothermal-isobaric compressed air energy storage system
US5685155A (en) Method for energy conversion
CN109474025B (en) Optimized dispatching model of park level comprehensive energy system
CN102563959B (en) Integrated energy matching system and control method thereof
CN103711535B (en) Environment thermal energy conversion method and device used for providing power through environment thermal energy
KR101257844B1 (en) Geothermal power generation apparatus using compressed air of high temperature and high pressure generated from the compressed air energy storage generation system
US8072086B2 (en) Electrical energy storage and retrieval system
CN112901459B (en) Compressed air energy storage system coupled and integrated with cryogenic air separation device
CN109268144A (en) A kind of cooling heating and power generation system of integrated compressed-air energy storage and compound-refrigerating
RU2489589C2 (en) All-purpose complex power system
CN202117718U (en) Isothermal-isobaric compressed air energy storage system
Vongmanee The renewable energy applications for uninterruptible power supply based on compressed air energy storage system
RU112279U1 (en) INTEGRATED ENERGY SYSTEM
CN107725274B (en) Air energy storage power generation system based on wind power kinetic energy
Manfrida et al. Performance prediction of a small-size adiabatic compressed air energy storage system
EP2586997A2 (en) Compressed air energy storage system and method of operating such a system
RU101104U1 (en) COMBINED ENERGY SYSTEM
CN104359004A (en) Method and device for joint peaking of natural gas pipeline network and power grid
US20130312415A1 (en) Method for converting of warmth environment into mechanical energy and electricity
RU117511U1 (en) SYSTEM FOR PRODUCING ELECTRICITY, COLD AND WARM AIR
RU90543U1 (en) COMBINED SYSTEM FOR PRODUCING ELECTRICITY, COLD AND HEAT
RU2662787C1 (en) Wind and hydraulic accumulating electrical installation
RU119076U1 (en) SYSTEM FOR PRODUCING ELECTRIC POWER, COLD AND HEAT AIR
US20140150418A1 (en) Regenerating Generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120825