SE525918C2 - System för värmeförädling - Google Patents

System för värmeförädling

Info

Publication number
SE525918C2
SE525918C2 SE0302419A SE0302419A SE525918C2 SE 525918 C2 SE525918 C2 SE 525918C2 SE 0302419 A SE0302419 A SE 0302419A SE 0302419 A SE0302419 A SE 0302419A SE 525918 C2 SE525918 C2 SE 525918C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
circuit
heat
evaporator
cooling
gas
Prior art date
Application number
SE0302419A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0302419D0 (sv
SE0302419L (sv
Inventor
Aake Johansson
Original Assignee
Eta Entrans Ab
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=28787303&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=SE525918(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Eta Entrans Ab filed Critical Eta Entrans Ab
Priority to SE0302419A priority Critical patent/SE525918C2/sv
Publication of SE0302419D0 publication Critical patent/SE0302419D0/sv
Priority to PCT/SE2004/001293 priority patent/WO2005024189A1/en
Priority to EP04775398A priority patent/EP1668228B1/en
Priority to PL04775398T priority patent/PL1668228T3/pl
Priority to ES12194231.2T priority patent/ES2588303T3/es
Priority to DK04775398.3T priority patent/DK1668228T3/da
Priority to PL12194231T priority patent/PL2574741T3/pl
Priority to JP2006526043A priority patent/JP4698590B2/ja
Priority to US10/570,386 priority patent/US7523621B2/en
Priority to EP12194231.2A priority patent/EP2574741B1/en
Priority to DK12194231.2T priority patent/DK2574741T3/en
Priority to ES04775398T priority patent/ES2401582T3/es
Publication of SE0302419L publication Critical patent/SE0302419L/sv
Publication of SE525918C2 publication Critical patent/SE525918C2/sv

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B11/00—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines
    • F25B11/02—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines as expanders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/90—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation
    • Y02A40/963—Off-grid food refrigeration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

Redogörelse för uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system för värmeförädling genom utnyttjande av spillvärme eller annan värmekälla, alternativt fjärrkyla, som åtminstone delvis eliminerar de nackdelar som är förknippade med anordningar enligt teknikens ståndpunkt. Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett systenx för produktion av kyla och/eller värme och/eller mekanisk energi och/eller elenergi, och som kan arbeta i ett stort temperaturintervall och i synnerhet med en värmekälla med relativt låg temperatur.
Detta syfte uppnås med ett system för värmeförädling genom utnyttjande av spillvärme eller annan alternativt föreliggande l, för värmekälla, fjärrkyla, enligt uppfinning såsom» definieras i patentkravet alternering mellan kylproduktion och/eller värmeförädling och/eller mekanisk energi och/eller elproduktion. Systemet kretslopp för cirkulation av ett det innefattar ett första arbetsmedium, en förångare i vilken cirkulerande arbetsmediet föràngas till gas genom att i förångaren ta värme från i en ledning passerande UPP spillvärmen/fjärrkylan, vilken därmed avkyls, en kompressor som komprimerar gasen, en första kondensor som kondenserar gasen till ett kondensat och avger värme till en i kondensorn passerande värmebärare, och en expansionsventil som expanderar kondensatet och återför arbetsmediet till förångaren. Systemet innefattar -vidare ett andra kretslopp, som står i förbindelse med det första kretsloppet, för cirkulation av arbetsmediet, vilket andra anslutet till det första kretsloppet, en ansluten till det kretslopp är expansionsanordning, såsom en turbin, andra kretsloppet vilken turbin tillförs gas från föràngaren, varvid expansion sker, varefter arbetsmediet förs till förångare, alternativt via. en andra kondensor n 30 CH b) LH vä ...A CS 3 ansluten till det andra kretsloppet som kondenserar gasen från turbinen, varefter kondensatet àterföres till förångaren.
En fördel med denna lösning enligt föreliggande uppfinning är att värme, i form av spillvärme eller annan värmekälla, alternativt fjärrkyla, kan användas så att förångning av arbetsmediet kan ske vid både låg och hög alterneras mellan temperatur, och således kan systemet, kylproduktion och/eller värmeförädling och/eller mekanisk och/eller spillvärmeöverskottet energi elproduktion. Då inte kan användas alls för uppvärmningsändamål, beroende på årstiden eller att det inte finns en mottagare av värmen, kan systemet styras till att enbart generera elkraft. En ytterligare fördel är att befintliga värmepumpar kan byggas om till systemet enligt föreliggande uppfinning. Det finns en stor flexibilitet i systemlösningen enligt föreliggande uppfinning som innebär att arbetsmediet kan väljas efter vilken temperatur värmekällan har. Om spillvärmen temperaturförädlas kan kravet pá fjärrvärmetemperatur uppfyllas samtidigt som det krävs mindre ledningsdimensioner och lägre flöden.
Enligt en föredragen utföringsform kan systemet enligt föreliggande uppfinning^ innefatta en eller flera I kan som både en- eller och/eller expansion i ett eller flera turbinsteg med eller utan föràngare. Systemet fungera flerstegsvärmepump kondenskraftverk med mellanöverhettning. Flerstegsvärmepumpar utnyttjas då det krävs hög tryckuppsättning för att nå önskad temperatur på värmebäraren. I en flerstegsvärmepump sker expansion. av kondensatet efter kondensorn i två eller flera steg. Vid varje expansionssteg bildas en viss mängd gas som. förs till rätt trycksteg i en flerstegskompressor.
Vid lågtemperaturkällor, under' ca 70°C, används någon. fornx av arbetsmedium, såsonx ett köldmedium1 med en kokpunkt vid låg temperatur, t.ex. HFC Rl34a eller något köldmedium Fördelen med att använda ett köldmedium är att volymen på naturligt såsom ammoniak eller liknande. köldmedieångan vid låga temperaturer är betydligt mindre Dessutom är trycket bl.a. än vattenånga, vid samma temperatur. högre än atmosfärstryck vilket *förhindrar luftinläckage i anläggningen. Vid. temperaturer över 80- 85°C används lämpligen vatten som arbetsmedium, varvid flera hundra grader kan uppnås.
Med ett system för värmeförädling avses produktion av kyla och/eller värme och/eller mekanisk energi och/eller elenergi genom utnyttjande av spillvärme heller annan värmekälla.
Med värmebärare avses t.ex. tapp- eller cirkulationsvattenledning, spillvärmeledning eller liknande.
Tänkbara spillvärmekällor är exempelvis olika industrier, kraftverk, hetvattenpannor, solvärmesystem, geovärmeanläggningar, sopförbränningsanläggning, alla slags motorfordon, fartyg etc. Exempelvis kan spillvärmeförlusten i ett fordon, i form av avgaser och kylvatten, utnyttjas och omvandlas till elkraft eller mekaniskt arbete, vilket skulle innebära minskad bränsleförbrukning. Ett exempel på en annan värmekälla bortsett från spillvärmekälla är sjövatten.
Ytterligare fördelar och kännetecken enligt utföringsformer av uppfinningen framgår' av' patentkraven, samt i det följande i beskrivning av utföringsexemplen.
Fignrbeskrivning Föreliggande uppfinning ska nu beskrivas mer i detalj i utföringsexempel, med hänvisning till bifogade LN I* 'I LW \O .._å CJ ritningar, utan att uppfinningen skall tolkas begränsande till dessa, där fig. l visar schematiskt ett system enligt föreliggande uppfinning kopplat för i huvudsak elproduktion, fig. 2 visar schematiskt systemet enligt fig. l kopplat för i huvudsak värmeproduktion, g fig. 3 visar schematiskt systemet enligt fig. 1-2 kopplat för samtidig kyl-, värme- och elproduktion, fig. 4 visar schematiskt systemet enligt fig. 1-3 kopplat för i huvudsak kylproduktion, och fig. 5 visar schematiskt systemet enligt fig. l-4 kopplat för samtidig kyl-, värme- och elproduktion, där första respektive andra kretsloppet är skilda från varandra, förångning i respektive kretslopp sker vid olika temperaturer i separata förångare.
Detaljerad beskrivning av utföringsexempel Ett system, enligt föreliggande uppfinning, för produktion av kyla och/eller värme och/eller mekanisk energi och/eller elenergi genom utnyttjande av spillvärme eller annan värmekälla, alternativt fjärrkyla, visas i fig. l-5. Systemet innefattar ett första kretslopp 2 .för cirkulation av ett arbetsmedium. En föràngare 4 är anordnad till första kretsloppet 2, i vilken det cirkulerande arbetsmediet föràngas till gas genom att i förångaren ta upp värme från ett passerande flöde av spillvärmen eller annan värmekälla, såsom t.ex. sjövatten, alternativt fjärrkyla som transporteras i en ledning 6. En kompressor 8 är i flödesriktningen (se pilar på kretsloppsledningen 2) efter förângaren 4 anordnad till första kretsloppet 2. Kompressorn 8 komprimerar gasen från förångaren. En kondensor 10 är anordnad till första kretsloppet 2, i flödesriktningen efter kompressorn 8, l0 vilken kondensor 10 kondenserar gasen till ett kondensat och avger värme till en i kondensorn passerande värmebärare t.ex. tapp- eller cirkulationsvattenledning 12, spillvärmeledning eller liknade. En expansionsventil 14 är anordnad till första kretsloppet 2, i flödesriktningen efter kondensorn 10, vilken expansionsventil 14 expanderar kondensatet och återför arbetsmediet till föràngaren 4. Systemet innefattar vidare ett andra kretslopp 16, bestående av tre delkretslopp 16a+ 16c, som står i förbindelse med det första kretsloppet 2, för cirkulation av arbetsmediet, vilket andra kretslopp är anslutet till det första kretsloppet 2. En turbin 18, eller liknande expansionsanordning, är ansluten till det andra kretsloppet 16, vilken turbin 18, anordnad i flödesriktningen (se pilar på kretsloppsledningarna l6a-c) efter föràngaren 4, tillförs gas från förångaren 4. Gasen tillåts expandera i. turbinen 18 cxfli en generator 20 är ansluten till turbinen för elproduktion. Genererat mekanisk arbete av turbinen kan även driva kompressorn 8 via en växel 19. En andra kondensor 22 är ansluten till det andra kretsloppet, i flödesriktningen efter turbinen, vilken andra kondensor 22 kondenserar gasen från turbinen 18, varefter kondensatet från kondensorn 22 àterföres, lämpligen via en-andra expansionsventil 23a eller pump 23, till föràngaren 4. I den andra kondensorn 22 är lämpligen anslutet en ledning 21 för avledning av värme till ett i ledningen 21 passerande flöde av värmebärare av företrädesvis låg temperatur. Det första kretsloppet 2 är avsett för att vid behov producera kyla och/eller värme och det andra kretsloppet 16 är avsett för att vid behov producera mekanisk energi och/eller elenergi. 1 I Företrädesvis innefattar systemet vidare en första reglerventil 24, ansluten till första kretsloppet 2 och i förbindelse med en första delkrets 16a av andra kretsloppet l6. I utföringsformen enligt fig. l-5 är denna första reglerventil anordnad till första kretsloppet 2 i flödesriktningen efter förångaren 4 och. före kompressorn 8. Den första delkretsen l6a är ansluten till den första reglerventilen 24. Första reglerventilen 24 är inrättad att reglera flödet av gas, d.v.s. förångat arbetsmedium, i delkretsen l6a, första kretsloppet 2 respektive första varvid samtidig kyla, värme och mekanisk energi och/eller eller alternativt enbart kyla och/eller elproduktion kan erhållas, och värme eller kyla och mekanisk energi elproduktion, genom att första reglerventilen 24 styr önskat flöde till respektive kretslopp 2, l6a, l6.
Vidare är enligt utföringsformen enligt fig. 1-5 till den första delkretsen l6a anslutet en överhettare 26, till vilken gas från första kretsloppet 2 överförs, vilken överhettare avger överhettad gas till den efterföljande turbinen 18. Överhettaren 26 är anordnad i flödesriktningen före turbinen 18. Företrädesvis kan till arbetsmediet i överhettaren 26 tillföras ytterligare energi genom passage av spillvärme i en ledning 28 i överhettaren. En andra reglerventil 29 kan reglera önskat flöde av spillvärme till förångare 4 respektive överhettare 26.
Spillvärmen som leds till förångaren och företrädesvis även till överhettaren 26, kan lämpligen vara av en temperatur från l5°C och uppåt. En övre temperatur av spillvärmen är företrädesvis l0O°C eller lägre, och mest föredraget 50°C eller lägre. AI den næst inte till generella utföringsformen är dock systemet enligt föreliggande uppfinning begränsat ovanstående temperaturintervall, utan kan arbeta. vid både högre och lägre temperaturer än de som omnämnts. 525 918 8 vidare en Företrädesvis innefattar systemet växelventil 17, ansluten till andra kretsloppet 16 och i förbindelse med delkretslopp l6a. I utföringsformen enligt l-5 är till kretsloppet 16 i flödesriktningen efter kondensatpump 23. fig. denna växelventil anordnad andra Växelventilen är inrättad att sektionera kretslopp 16 från kretslopp 2 tillsammans med den första reglerventilen 24 lske vid olika så att förångning av arbetsmediet kan temperaturer. Förångning sker i förångare 4 i kretslopp 2 och i överhettare 26 i. kretslopp 16. Överhettare 26 kan fungera både som överhettare och förångare 26'. innefattar vidare en Företrädesvis systemet tredje reglerventil 9, ansluten till första kretsloppet 2 och i förbindelse med en andra delkrets l6b av det andra kretsloppet 16. I utföringsformen enligt fig. 1-5 är denna tredje reglerventil anordnad till första kretsloppet 2 i flödesriktningen. efter kompressorn 8 och före kondensorn . Den andra delkretsen l6b är anslutet till den tredje reglerventilen 9. Tredje reglerventilen 9 är inrättad att reglera flödet av komprimerad gas i första kretsloppet 2 respektive andra delkretsen l6b. Flödet av komprimerad gas från den tredje reglerventilen 9 till andra delkretsen l6b förs vidare till turbin 18, varvid samtidig produktion av kyla, värme och mekanisk energi och/eller elenergi kan erhållas, reglerventilen 9 önskat flöde till respektive kretslopp 2, l6b, 16. genom att den tredje styr Företrädesvis innefattar vidare en ,« i systemet värmeväxlare flödesriktningen placerad. mellan kondensorn 10 och expansionsventilen 14, ansluten till första kretsloppet 2. Vidare är en kondensattillförselledning, av en tredje delkrets 16c, från förángaren ansluten till värmeväxlaren 30.
Kondensatet från föràngaren. 4 pumpas av pump 33 till värmeväxlare 30. Gas som bildas genom föràngning av arbetsmediet i värmeväxlaren 30 överförs genom tredje delkretsen l6c som är en del av det andra kretsloppet 16, som i denna utföringsform är anslutet till värmeväxlaren , och vidare till turbinen 18, varvid en del av kompressorarbetet kan återvinnas som annars skulle gå förlorad i expansionen mellan kondensor 10 och förångare 4.
Med hänvisning till figurerna 1-5 skall nu olika driftsfall A-E beskrivas: A) Fig.1 visar systemet kopplat för i huvudsak elproduktion (linjer som är fetmarkerade innebär att de är " inkopplade i aktuellt driftfall). Figuren visar en enstegsprocess men kan självfallet vara en flerstegsprocess. Kretsprocessen startar i förångaren 4.
Det cirkulerade mediet förångas fullständigt genom att ta upp värme från värmekälla 6 som därmed kyls 7, dvs kylproduktion sker. I den föredragna överhettaren 26 tillförs ångan mer energi. I förångaren och överhettaren har värme tillförts. Den överhettade ångan expanderar i turbinen 18. Därefter kondenserar ångan i kondensorn 22 tillhörande turbinen 18. Värmen avleds till en kylsänka.
Det kondenserade mediet pumpas via pump 23 tillbaka till förångaren och kretsprocessen är sluten.
B) Fig. 2 visar systemet kopplat för i. huvudsak värmeförädling men även kylproduktion och återvinning av kompressorarbete (linjer som är fetmarkerade innebär att dom är inkopplade i aktuellt driftfall). Kopplingen visar en enstegsprocess men kan självfallet vara en Kretsprocessen startar i. förångaren 4. fullständigt. flerstegsprocess.
Det cirkulerade mediet förångas Värme från eller från en till tillförs antingen spillvärmekällan annan värmekälla, exempel sjövatten. Används spillvärmesystemet till spillvärme som värmekälla tillförs endast den drivenergi som behövs kompressorn 8 jämfört med om extern värmekälla används, till exempel sjövatten då både energi upptagen i förångare och drivenergi till kompressor tillförs spillvärmesystemet.
Detta är av stor principiell skillnad om man endast är ute Efter förångaren 4 efter en temperaturförädling. komprimeras gasen i kompressorn 8. Därefter kondenserar kondensorn 10 tillhörande till delflöde 12 Kondensatet underkyls i värmeväxlare 30 genom värmeväxling gasen i kompressorn. Värmen avleds ett från spillvärmekällan. mot tredje delkretsen 16c bestående av' kondensat från föràngare 4. Kondensatet i tredje delkretsen 16c förvärms och förångas i värmeväxlare 30 och förs vidare till turbin 18 varvid expansion sker. Arbetsmediet förs vidare till förångare 4 kan ökas om Det förångare 4. Kylproduktionen i gasen efter turbin 18 kondenseras i kondensor 22. underkylda kondensatet från värmeväxlare 30 expanderar i expansionsventilen 14 till förångaren 4. ~Därmed är kretsprocessen sluten.
C) Pig. 3 visar systemet kopplat för samtidig kyla, värme och elproduktion (linjer som är fetmarkerade innebär att dom är inkopplade i aktuellt driftfall).
Kretsprocesserna fungerar enligt förklaring till figurerna 1 och 2. Förångaren 4 förser i det här driftfallet både turbinen 18 och' kompressorn 8 med gas. En första reglerventil 24 styr önskat flöde till kompressor 8 respektive turbin 18) Denna koppling innebär en stor frihet i dagtid körstrategi. Till exempel kan el prioriteras och värme under natten. Vid stor tillgång på spillvärme kan turbinen 18 driva både kompressorn 8 och generatorn 20.
D) Fig. 4 visar systemet kopplat för i huvudsak kylproduktion (linjer som är fetmarkerade innebär att dom driftfall). Kretsprocesserna 2 och 3. är inkopplade i aktuellt fungerar enligt förklaring till figurerna 1, Den mängd förångad gas från föràngare 4 som efter kompression i kompressor 8 inte behövs för att tillgodose befintligt värmebehov förs till turbin 18, via den andra delkretsen l6b, återvinns. för expansion vilket innebär att kompressorarbete För att öka kylproduktionen i förångare 4 kondenseras gasen efter turbinen 18 i kondensor 22 mot värmebärare 21 med låg temperatur, lämpligen ca 5-25°C.
E) Fig. 5 visar systemet kopplat för samtidig kyla, värme och elproduktion (linjer som är fetmarkerade innebär att dom är inkopplade i aktuellt driftfall).
Kretsprocesserna fungerar enligt förklaring till figurerna 1-4. sektionerar första kretsloppet 2 och andra kretsloppet 16.
Växelventil 17 och den första reglerventilen 24 Överhettare 26 fungerar i detta driftfall som. föràngare 26'. kretsloppen 2, Föràngning kan därmed ske vid, olika temperaturer i 16. värme till föràngare 26' varvid temperaturen pà spillvärmen Spillvärmen avger' i detta fall först minskar, sedan avges värme i föràngare 4 men vid en På detta sätt kan värmen i sätt. Det betydligt lägre temperatur. spillvärmekällan utnyttjas på ett effektivare finns dessutom möjlighet att använda två olika värmekällor vid olika temperaturer. Till exempel kan en spillvärmekälla på cirka 50°C utnyttjas för att förånga arbetsmediet i föràngare 26', i andra kretsloppet 16, som expanderar i turbin 18 och som i sin tur driver kompressorn 8 i första kretsloppet 2. Förångningen i andra kretslopp 16 sker då vid en relativ hög temperatur. Vidare finns ett kylbehov, till exempel i_ ett fjärrkylanät. För att uppnå P; SiS 918 12 fjärrkylanätets temperaturkrav på cirka 5-lO°C måstê föràngningen i första kretsloppet 2, i föràngare 4, ske vid en relativt låg temperatur.

Claims (15)

10 15 20 25 30 918 CW fß 5,; Patentkrav
1. l. System för värmeförädling genom utnyttjande av spillvärme eller andra typer av värmekällor, alternativt fjärrkyla, för alternering mellan kylproduktion och/eller värmeförädling och/eller mekanisk energi och/eller elproduktion, vilket system innefattar ett första kretslopp (2) för cirkulation av ett arbetsmedium, en förångare (4) i vilken det cirkulerande arbetsmediet förångas till gas genom att i förångaren ta upp värme från i en ledning (6) passerande spillvärmen/fjärrkylan, (7), en första kondensor en. kompressor (8) som. komprimerar (10) vilken därmed avkyls gasen, som kondenserar gasen till ett kondensat och avger värme till en i kondensorn passerande (14) expanderar (4), andra värmebärare, en expansionsventil som arbetsmediet till förångaren ett àterför kännetecknat av att (l6; l6a-c), (2), för cirkulation av arbetsmediet, (l6; l6a-c) kondensatet och systemet vidare innefattar kretslopp som står i förbindelse med det första kretsloppet vilket andra är anslutet till det första kretsloppet (18), kretslopp (2), till det andra ansluten (18) såsom, en turbin (l6; l6a~c) (4), varefter arbetsmediet förs till förångare (22) som kondenserar en expansionsanordning, kretsloppet vilken turbin varvid expansion sker, (4), ansluten till det andra kretsloppet (15), tillförs gas från föràngaren alternativt via en andra kondensor (16) kondensatet återföres till förångaren (4). gasen från turbinen varefter kännetecknat av att (24), till första kretsloppet (2) och i förbindelse med en första delkrets (l6a) (16), flödet av förångad gas i första respektive andra kretsloppet,
2. System) enligt patentkrav 1, den vidare innefattar en första reglerventil ansluten av andra kretsloppet inrättad att reglera varvid samtidig kyla, värme och elproduktion, eller alternativt enbart kyla och värme eller kyla och elproduktion (24) genom att första reglerventilen styr önskat flöde l6a, l6). sker, till kretsloppen (2, 10 15 20 25 30 r f r 913
3. Systenl enligt patentkrav' 2, kännetecknat av att (24) är anordnad efter föràngaren (4) första reglerventilen och före kompressorn (8).
4. Systenx enligt patentkrav 3, kännetecknat av att till den första delkretsen (16a) är anslutet en överhettare (26), till 'vilken. gas från första kretsloppet (2) överförs, vilken överhettare (26) avger överhettad gas till den efterföljande turbinen (18).
5. System enligt patentkrav' 4, kânnetecknat av att (26) tillförs ytterligare energi arbetsmediet i överhettaren genom passage av spillvärme eller annan värmekälla (28) i överhettaren (26).
6. System enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att genererat mekaniskt arbete av turbinen (18) driver kompressorn (8) företrädesvis via en växel (19).
7. System enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att genererat mekaniskt arbete av turbinen (18) företrädesvis driver en generator (20) för elproduktion.
8. System enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att spillvärmen kan ha en stor temperaturvariation, lämpligen från l5°C och uppåt.
9. System enligt något av patentkraven l, för utökad kylproduktion, (10) ansluten till återvinning av kompressorarbete och kondensorn och (30) att mellan första (14) kännetecknat av är en värmeväxlare (2), av en tredje delkrets expansionsventilen vidare en (160), att första kretsloppet kondensattillförselledning, från förångaren är ansluten till värmeväxlaren (30), så att gas som (30) (l6c) och vidare till turbinen bildas genom förångning av arbetsmediet i värmeväxlaren överförs till tredje delkretsen (18), kan ske, varvid därmed en del av kompressorarbetet àtervinns. varvid samtidig produktion av kyla, värme och elenergi
10. System enligt patentkrav l för produktion av mekaniskt arbete och/eller elenergi, kännetecknat av att 10 15 20 30 systemet vidare innefattar en tredje reglerventil (9), ansluten till första kretsloppet (2) och i förbindelse med en andra delkrets (l6b) av andra kretsloppet (16), vilken tredje reglerventil är anordnad till första kretsloppet (2) i flödesriktningen efter kompressorn (8) och före första kondensorn. (10), där den andra delkretsen (l6b) är ansluten till tredje reglerventilen (9), varvid tredje reglerventilen (9) är inrättad att reglera flödet av komprimerad gas i första kretsloppet (2) respektive andra delkretsen (l6b), och där flödet av komprimerad gas från tredje reglerventil (9) till andra delkretsen (l6b) förs vidare till turbin (18), så att samtidig produktion av kyla, värme och mekanisk energi och/eller elenergi kan erhållas, genom att tredje reglerventilen (9) styr önskat flöde till respektive kretslopp (2, l6b, 16).
11. System utökad enligt patentkrav 1 för kännetecknat av att en värmebärare med låg ledning (21) kondensorn (22) bortför värme och därmed kondenseras gasen kylproduktion, temperatur i en ansluten till den andra till kondensat i kondensor (22) innan vidare överföring till föràngare (4).
12. System enligt patentkrav 2, kännetecknat av att till det andra kretsloppet (16) är anslutet en förångare (26'), anordnad till andra kretsloppet (16) i flödesriktningen efter vidare innefattar systemet en växelventil (17), en kondensatpump (23), anordnad mellan den andra kondensorn (22) och föràngaren (26'), vilken kondensatpump (23) pumpar det kondenserade mediet tillbaka till föràngaren (26'), nämnda växelventil är inrättad att sektionera andra kretsloppet (16) frán första kretsloppet (2) tillsammans med första reglerventilen (24).
13. System enligt patentkrav 12, kännetecknat av att föràngning i första kretsloppet (2) respektive andra kretsloppet (16) sker vid olika temperaturer, exempelvis med' 10 15 918 en spillvärmekälla med en temperatur av ca 50°C för föràngning (16) låg i andra kretsloppet och med fjärrkyla/frikyla/spillvatten med en relativt temperatur för förångning i första kretsloppet (2) för att uppnà fjärrkylanätets temperaturkrav på ca 5-10°C.
14. System enligt patentkrav 12, föràngning i första kretsloppet (2) respektive andra (16) spillvärmekälla i såsom exempelvis (16) kretsloppet sker med olika värmekällor, med en andra kretsloppet och med fjärrkyla/frikyla/spillvatten i första kretsloppet (2).
15. System enligt patentkrav 12, kännetecknat av att första kretsloppet (2) respektive andra kretsloppet (16) fungerar oberoende av varandra, genom styrning av önskade flöden till de respektive kretsloppen (2, 16) medelst växelventilen (17), första reglerventilen (24) och/eller en andra reglerventil (29). kännetecknat av att »
SE0302419A 2003-09-10 2003-09-10 System för värmeförädling SE525918C2 (sv)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0302419A SE525918C2 (sv) 2003-09-10 2003-09-10 System för värmeförädling
ES04775398T ES2401582T3 (es) 2003-09-10 2004-09-09 Sistema para aprovechamiento de calor
DK12194231.2T DK2574741T3 (en) 2003-09-10 2004-09-09 System for improved heat application
DK04775398.3T DK1668228T3 (da) 2003-09-10 2004-09-09 System til forbedret varmeanvendelse
EP04775398A EP1668228B1 (en) 2003-09-10 2004-09-09 System for heat refinement
PL04775398T PL1668228T3 (pl) 2003-09-10 2004-09-09 Układ do udoskonalonego wykorzystania ciepła
ES12194231.2T ES2588303T3 (es) 2003-09-10 2004-09-09 Sistema para aprovechamiento de calor
PCT/SE2004/001293 WO2005024189A1 (en) 2003-09-10 2004-09-09 System for heat refinement
PL12194231T PL2574741T3 (pl) 2003-09-10 2004-09-09 Układ do udoskonalonego wykorzystania ciepła
JP2006526043A JP4698590B2 (ja) 2003-09-10 2004-09-09 熱の調質システム
US10/570,386 US7523621B2 (en) 2003-09-10 2004-09-09 System for heat refinement
EP12194231.2A EP2574741B1 (en) 2003-09-10 2004-09-09 System for heat refinement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0302419A SE525918C2 (sv) 2003-09-10 2003-09-10 System för värmeförädling

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0302419D0 SE0302419D0 (sv) 2003-09-10
SE0302419L SE0302419L (sv) 2005-03-11
SE525918C2 true SE525918C2 (sv) 2005-05-24

Family

ID=28787303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0302419A SE525918C2 (sv) 2003-09-10 2003-09-10 System för värmeförädling

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7523621B2 (sv)
EP (2) EP2574741B1 (sv)
JP (1) JP4698590B2 (sv)
DK (2) DK2574741T3 (sv)
ES (2) ES2401582T3 (sv)
PL (2) PL2574741T3 (sv)
SE (1) SE525918C2 (sv)
WO (1) WO2005024189A1 (sv)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2546807T3 (es) * 2005-10-04 2015-09-28 Ac-Sun Aps Aparato de refrigeración para acondicionamiento de aire y bombas de calor
EP1925786A1 (en) * 2006-11-23 2008-05-28 Siemens Aktiengesellschaft System for using surplus heat energy
DE102007005930A1 (de) 2007-02-06 2008-08-07 Efficient Energy Gmbh Wärmepuppe, Kleinkraftwerk und Verfahren zum Pumpen von Wärme
JP4729748B2 (ja) * 2007-05-08 2011-07-20 独立行政法人産業技術総合研究所 温熱・冷熱同時発生システム
AT12575U1 (de) * 2007-10-04 2012-08-15 Auxilien A S Verfahren zur erweiterung des regelungsbereiches von elektrischer leistung, die an das elektrizitätsnetz geliefert wird, und ein energiesystem mit einem erweiterten regelungsbereich
US8776522B2 (en) * 2008-04-15 2014-07-15 Morningside Venture Investments Limited Water reclamation system and method
EP2248998A1 (fr) * 2008-11-13 2010-11-10 Barthélémy Guerin Système et procédé de fonctionnement d'un moteur thermique à partir d'un circuit fermé d'un fluide frigorigène permettant une récupération d'énergie thermique d'un fluide extérieur
JP5628892B2 (ja) 2009-04-01 2014-11-19 リナム システムズ、リミテッド 廃熱空調システム
US9222372B2 (en) 2010-06-02 2015-12-29 Dwayne M Benson Integrated power, cooling, and heating apparatus utilizing waste heat recovery
US9927157B2 (en) 2010-06-02 2018-03-27 Dwayne M. Benson Integrated power, cooling, and heating device and method thereof
US8474277B2 (en) * 2010-07-13 2013-07-02 General Electric Company Compressor waste heat driven cooling system
FR2981144A1 (fr) * 2011-10-06 2013-04-12 Pierre Benaros Turbo pompe a chaleur.
SE536432C2 (sv) * 2012-03-20 2013-10-29 Energihuset Foersaeljnings Ab Hardy Hollingworth Värmecykel för överföring av värme mellan medier och för generering av elektricitet
NO20120734A1 (no) * 2012-06-25 2013-12-26 Vacuwatt As Varmepumpeanlegg
DE102013211084A1 (de) * 2013-06-14 2014-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpe und Wärmepumpe
CN106461293B (zh) * 2014-06-10 2019-01-08 株式会社Lg化学 热回收装置
SE541880C2 (sv) * 2015-01-19 2020-01-02 Noditech Ab Anordning i en värmecykel för omvandling av värme till elektrisk energi
EP3338034A4 (en) * 2015-08-19 2019-05-01 Poerio, Wayne, Martin AIR CONDITIONING WITH SOLAR TURBINE PUMP HYBRID HEATING AND METHOD OF OPERATION
US11460225B2 (en) * 2017-06-23 2022-10-04 Jack D. Dowdy, III Power saving apparatuses for refrigeration
US20180340713A1 (en) * 2018-06-22 2018-11-29 Jack Dowdy, III Power saver apparatus for refrigeration
IT201800005082A1 (it) * 2018-05-04 2019-11-04 Una nuova disposizione termodinamica avente circuiti combinati di generazione di potenza e di refrigerazione con un pozzo di calore condiviso e con un fluido di lavoro condiviso
DE102021203979A1 (de) 2021-04-21 2022-10-27 Mahle International Gmbh Temperierungssystem und Kraftfahrzeug

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB660771A (en) 1949-02-03 1951-11-14 Svenska Turbinfab Ab Improvements in refrigerating machinery
US4058988A (en) * 1976-01-29 1977-11-22 Dunham-Bush, Inc. Heat pump system with high efficiency reversible helical screw rotary compressor
US4148436A (en) * 1977-03-30 1979-04-10 Dunham-Bush, Inc. Solar augmented heat pump system with automatic staging reciprocating compressor
JPS55131658A (en) * 1979-03-30 1980-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Air conditioner
JPS5814404U (ja) 1981-07-22 1983-01-29 株式会社東芝 ランキンサイクル装置
DE3676191D1 (de) 1986-03-25 1991-01-24 Mitsui Shipbuilding Eng Waermepumpe.
EP0272327A4 (en) * 1986-05-19 1990-11-28 Yamato Kosan Kk Heat exchanging system
JPS63223466A (ja) * 1987-03-11 1988-09-16 三菱重工業株式会社 ヒ−トポンプ
US4873839A (en) * 1988-10-11 1989-10-17 The Brooklyn Union Gas Company Combustion-powered compound refrigeration system
GB2239489A (en) 1989-09-26 1991-07-03 Roger Stuart Brierley Harnessing of low grade heat energy
JPH08121901A (ja) * 1994-10-25 1996-05-17 Hitachi Ltd 廃棄物焼却熱変換装置
US6960839B2 (en) 2000-07-17 2005-11-01 Ormat Technologies, Inc. Method of and apparatus for producing power from a heat source
US6460360B2 (en) * 2001-02-20 2002-10-08 Sheng-Ming Hsieh Power-generating and energy-saving system
US6581384B1 (en) * 2001-12-10 2003-06-24 Dwayne M. Benson Cooling and heating apparatus and process utilizing waste heat and method of control

Also Published As

Publication number Publication date
PL2574741T3 (pl) 2017-01-31
US20070017242A1 (en) 2007-01-25
EP2574741A1 (en) 2013-04-03
DK2574741T3 (en) 2016-09-05
US7523621B2 (en) 2009-04-28
SE0302419D0 (sv) 2003-09-10
WO2005024189A1 (en) 2005-03-17
EP1668228A1 (en) 2006-06-14
JP2007505259A (ja) 2007-03-08
PL1668228T3 (pl) 2013-05-31
ES2401582T3 (es) 2013-04-22
DK1668228T3 (da) 2013-03-25
SE0302419L (sv) 2005-03-11
JP4698590B2 (ja) 2011-06-08
ES2588303T3 (es) 2016-11-02
EP2574741B1 (en) 2016-06-01
EP1668228B1 (en) 2012-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE525918C2 (sv) System för värmeförädling
EP3054155B1 (en) Electrical energy storage and discharge system
US20110314818A1 (en) Cascaded condenser for multi-unit geothermal orc
US20100326131A1 (en) Method for operating a thermodynamic cycle, and thermodynamic cycle
EP2021587A1 (en) A method and system for generating power from a heat source
US9784248B2 (en) Cascaded power plant using low and medium temperature source fluid
CN102575531A (zh) 用于生成高压蒸汽的方法和***
JP7057323B2 (ja) 熱サイクルシステム
JP2015096703A (ja) 排熱回収発電システム
CN101666249B (zh) 用于在联合或兰金循环发电厂中使用的***和方法
JPS61149507A (ja) 熱回収装置
JP4140543B2 (ja) 廃熱利用装置
EP3112622B1 (en) Binary power generation system and binary power generation method
JP2011074897A (ja) 流体機械駆動システム
EP3146276B1 (en) Multi-stage heat engine
KR102013829B1 (ko) 증기사이클 기반의 폐열발전 열기관 및 이 열기관의 동작 방법
KR20190105019A (ko) 열 펌프 설비를 구동시키기 위한 방법, 열 펌프 설비 및 열 펌프 설비를 구비한 발전소
CN208749417U (zh) 双热源有机朗肯循环发电***
US20170336067A1 (en) Assembly having a number of heat exchangers, and method for evaporating a working medium
RU2560613C1 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
RU2562743C1 (ru) Способ утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией
RU2560612C1 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
RU2560607C1 (ru) Способ работы тепловой электрической станции
NL1032852C2 (nl) Verbeterde warmtepomp.
CZ2014192A3 (cs) Tepelný stroj

Legal Events

Date Code Title Description
CANC Patent cancelled, revoked after opposition
NUG Patent has lapsed