Тепловой генератор MIT извлекает электричество «из ниоткуда» | Новости
Мы буквально купаемся в океане энергии, и устройство, разработанное в Массачусетском технологическом институте (MIT), позволяет зачерпнуть из него. Это устройство, тепловой резонатор, способно получать электричество из небольших суточных колебаний температуры воздуха.
Большинство известных термоэлектрических генераторов используют пространственные флуктуации температуры. Так, например, поток тепла, движущиеся от более нагретой стороны объекта к менее нагретой, увлекает с собой носители заряда и создаёт разность электрических потенциалов, генерирует электричество. Однако разница температур для того, чтобы этот, термоэлектрический эффект имел прикладное значение, должна быть довольно велика.
Новая техника базируется на так называемом пироэлектрическом эффекте и рассчитана на небольшие изменения температуры, естественно происходящие в течение дня.
«Мы, по сути, изобрели эту концепцию на ровном месте и построили первый тепловой резонатор.
Активным компонентом резонатора служит пенообразный металл (медь или никель), заполненный октадеканом — органическим веществом, которое переходит из жидкого в твёрдое состояние при определённой температуре. Снаружи резонатор покрыт слоем графена, имеющим отличную теплопроводность. Такое строение обеспечивает устройству очень высокую тепловую эффузию, то есть способность эффективно обмениваться тепловой энергией с окружающей средой.
Тепло с более горячей стороны резонатора течёт сквозь него и по пути консервируется октадеканом, изменяющим фазовое состояние. Поскольку разные стороны резонатора всегда нагреты неодинаково, тепло постоянно движется в нём взад и вперёд в попытках достичь равновесия. Запасаемая в процессе этого энергия может перерабатываться в электричество обычными термоэлектрическими генераторами.
Авторы испытывали своё изобретение 16 дней, на протяжении которых колебания температуры достигали 10 °C. Система смогла генерировать 350 мВ с выходной мощностью 1,3 мВт, превзойдя по продуктивности типичный пироэлектрический материал таких же габаритов.
Полученной небольшой энергии достаточно для питания экономичных датчиков. При этом, подача электричества определяется только температурными флуктуациями окружающей среды, то есть не прерывается в безветрие или в тёмное время суток, как у ветрогенераторов или солнечных батарей.
Вы можете подписаться на нашу страницу в LinkedIn!
Число фаз отходящих линий | информация | 1 фаза 2 фазы 3 фазы (с нейтралью) | |||
Количество отходящих линий | информация |
1 фаза 2 фазы 3 фазы (с нейтралью) | |||
Тип защитных устройств отходящих линий | информация |
предохранители авт. выключатели | |||
Характеристики срабатывания защитных устройств:Предохранители: рабочий ток (Iном) /время срабатывания (T-1 — обычные, 2 — быстродействующие, 3 — с замедлением)/Количество полюсов на отходящую линию (Np-1, 2, 3, 4)/Количество (N) | информация | ||||
Автоматические выключатели:рабочий ток (Iном) / типы расцепителей (R1- электромагнитный +тепловой, 2-электромагнитный, 3-тепловой, 4-дистанционный) характеристика кратности срабатывания (Х- B, C, D и д.) /количество полюсов на отходящую линию (Np-1, 2, 3, 4) /количество (N) | информация | ||||
Необходимость наличия УЗО | информация |
да нет | |||
Ток срабатывания УЗО, мА | информация |
30 мА 300 мА другой | |||
Необходимость наличия сигнализации состояния защитных устройств (вкл/откл, аварийное срабатывание) | информация |
да нет другое | |||
Выдача сигналов о состоянии | информация |
«сухие» контакты мнемосхема | |||
Доступ к органам управления защитных устройств | информация |
при закрытой двери шкафа при открытой двери | |||
Предпочтительный изготовитель защитных устройств | информация |
Энергосберегающий генератор тепла Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»
УДК 621. 311
Ю. И. НЕФЕДОВ, канд. техн. наук В. А. СТОРОЖЕНКО, д-р техн. наук, проф.
Л. А. ПОЛЯКОВ
Харьковский национальный университет радиоэлектроники, г. Харьков ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР ТЕПЛА
Рассматривается возможность использования для нагревания воды теплоты конденсации, получаемой из пара при низкой температуре, и кинетической энергии кавитационных пузырьков воздуха и пара в момент их разрушения. Приведены результаты теоретического обоснования механизмов получения тепла, блок-схема и принцип работы теплогенератора. Генератор тепла не требует сжигания топлива, поэтому не загрязняет окружающую среду и, по предварительным оценкам, имеет высокую энергоэффективность.
Розглядається можливість використання для нагріву води теплоти конденсації, яка утворюється із пари при низькій температурі, і кінетичної енергії кавітаціонних бульбашок повітря й пари в момент їх руйнування. Наведені результати теоретичного обгрунтування механізмів теплоутворення, блок-схема і принцип роботи теплогенератора. Генератор тепла не потребує спалювання палива й тому не забруднює навколишнє середовище і, згідно попереднім висновкам, має високу енергоефективність.
Введение
Поиски экономичных и экологически чистых источников тепла, не требующих сжигания органического топлива, привели к идеям использования для получения энергии теплоты конденсации пара [1, 2], явлений внутреннего трения и кавитации жидкости [3, 4]. В последние годы разработаны и успешно эксплуатируются холодильные машины с функцией рекуперации тепла [1], позволяющие утилизировать до 80 % теплоты конденсации, образуемой при испарении рабочего вещества. Это дало возможность повысить температуру воды в конденсационной камере до 50°С и использовать её для бытовых нужд. Энергоэффективность таких холодильных машин возросла, так как образуемая ими при охлаждении воздуха теплота конденсации не рассеивается, а эффективно используется для получения горячей воды.В вихревых теплогенераторах [3, 4] значительная часть тепла высвобождается при кавитационном кипении жидкости с последующим разрушением пузырьков воздуха и пара. Часть тепловой энергии выделяется в теплоносителе в виде теплоты конденсации холодного пара, а часть — при передаче кинетической энергии лопающихся пузырьков в моменты их неупругого столкновения со стенкой теплоносителя и повышении давления. Вихревые теплогенераторы имеют высокую энергоэффективность [3, 4] и не загрязняют окружающую среду.
Во многих работах [1, 3, 4] выделение теплоты конденсации и энергии кавитационных пузырьков не рассматривается как главные явления в работе описываемых устройств. Теоретическе разработки теплогенераторов, работающих исключительно на использовании указанных явлений, не известны.
Основная часть
В данной работе рассмотрены основные результаты теоретического обоснования использования теплоты конденсации и энергии кавитации для нагревания воды и для построения энергоэффективного и простого по конструкции теплогенератора.
З в — 1УЙ-—чвеличину ( кг ) и в широком интервале температур почти не изменяется.
Кипение воды с выделением теплоты парообразования можно осуществить при низкой температуре и низком давлении. Зависимость давления насыщающего пара от температуры (закон Клапейрона-Клаузиса) позволяет определить для любой заданной температуры давление воздуха над свободной поверхностью воды, при котором вода кипит. Так, например, при температуре воды 20°С вода кипит при внешнем давлении воздуха
Р = 2-3£-8 Пи . Если создать такое давление в сосуде с водой, можно получить холодный пар. Перекаченный в конденсационную камеру (конденсатор) пар отдаст теплоносителю (воде) теплоту парообразования в виде теплоты конденсации. Чтобы при этом температура воды в сосуде с холодным паром не понижалась, в него должна подаваться нагретая примерно до 35°С вода, поступающая от потребителей тепла.
й = г • тп (1)
к теплоте, выделяющейся в теплоносителе (воде) конденсатора Q2
Q2 = с ■ т ■ АТ (2)
можно найти на сколько градусов повысится температура теплоносителя:
г ■ т
АТ = п
с • т (3)
В соотношениях (1, 2, 3,) т = рп¥ — масса перекачиваемого насыщенного пара с плотностью рп , с — удельная теплоёмкость воды, т — масса воды в конденсаторе, г -удельная теплота преобразования.
Если принять объём пара, перекачиваемого форвакуумным насосом за 1 сек.
плотность насыщающего пара при t = 30 °С — р = 29• 10 ——— , массу воды кондиционера
м
— т = 100 кг, можно определить повышение температуры увеличить до 100 °С АТ (3) без учёта потерь тепла. Оно составит примерно 1° за 1 минуту прокачки пара. За 1 час прокачки температуру теплоносителя можно увеличить до 90°С. Если температура воды в сосуде с насыщающим паром возрастет, то плотность, а следовательно и масса, перекачиваемого в единицу времени насыщающего пара увеличится, что приведет к более быстрому нагреванию теплоносителя конденсатора.
При большом потреблении тепла, вода из конденсатора подаётся на вторую ступень теплогенератора, нагревающую воду энергией, выделяющейся при разрушении кавитационных пузырьков. Схема второй ступени теплогенератора показана на рис. 1.
Рассмотрим процесс повышения температуры теплоносителя в кавитационном теплогенераторе. Согласно уравнению Бернули, в местах сужения трубы давление жидкости уменьшается вследствие увеличения динамического давления (скорости жидкости). Если давление в узком сечении трубы 5- (рис. 1) понижается до величины, при которой возникает кавитация и жидкость начинает кипеть, образующиеся пузырьки воздуха и пара переходят с движущимся потоком жидкости в область трубы с большим сечением , где давление больше. Здесь пузырьки лопаются, выделяя энергию конденсации и кинетическую энергию неупругого столкновения пузырька со стенкой теплогенератора.
Внутренняя энергия и температура участков с широким сечением увеличивается.
Рис. 1. Кавитационный теплогенератор.
Задача использования уравнения Бернули для расчёта параметров жидкости при её переходе из трубы широкого сечения в трубу с узким поперечным сечением подробно рассмотрена в гидродинамике [5]. Результаты расчёта сводятся к простой формуле:
Ф = /л-А-4ь ,
(4)
где Ф — расход (поток) жидкости;
А
-I -С 1
(5)
константа, зависящая от площади сечений трубы S1 и S2; q -ускорение свободного падения;
к =
Р ‘&
(6)
разность пьезометрических уровней (показаний пьезометров) в широкой и узкой частях трубы, зависящая от разности давлений Я “ Я в соответствующих сечениях; Р — плотность жидкости; #1^1 — коэффициент потерь, вызваных внутренним трением и турбулентностью. 1 широкой части трубы и её радиус Г1. Выполненные расчёты дают трубы радиусом 4 см в узкое сечение радиусом 1 см, возникнет кавитация с последующим выделением энергии лопающихся пузырьков в широкой части (сечении ) теплогенератора. Использование нескольких последовательно чередующихся переходов воды из узкого сечения в широкое (рис. 1) позволит увеличить поверхность теплоотдачи теплогенератора без понижения температуры теплоносителя.
Принципиальная блок-схема теплогенератора с двумя последовательными ступенями нагрева воды показана на рис. 2.
Первая ступень нагрева теплоносителя осуществляется в конденсаторе 10. Рассмотрим подробнее работу первой ступени теплогенератора.
Вода, с комнатной температурой (~ 20°С) не полностью заполняет закрытый резервуар (бак) 1. Уровень воды в баке поддерживается с помощью выпускного 3 и наполняющего 4 кранов.
Рис. 2. Принципиальная блок-схема тепловой установки:
1 — резервуар с водой; 2 — термометр; 3 — вентиль уровня воды; 4 — кран подпитки водой;
5 — вакууметр; 6 — фильтр; 7 — форвакуумный насос; 8 — предохранительный клапан давления; 9 — монометр; 10 — конденсатор; 11 — вентили; 12 — насос горячей воды;
13 — вторая ступень нагрева воды теплогенератора; 14 — кавитатор; 15 — насос прокачки;
16 — расширительный бак; 17 — тепловые приборы; 18 — бак выпуска газо-водяной смеси
(ГВС) из теплонагревателей; 19 — вентиль для подключения к потребителю первой ступени
теплогенератора (конденсатора).
Форвакуумный насос 7 создает разряжение воздуха над свободной поверхностью воды в баке (~ 2328 Па). Давление контролируется вакууметром 5. При указанном давлении вода кипит при комнатной температуре, а холодный пар перекачивается форвакуумным насосом 7 в конденсатор 10, где поддерживается постоянное давление. Теплота конденсации, равная теплоте парообразования, поглощается водой конденсатора и нагревает её. Для того, чтобы вместе с холодным паром не всасывалась насосом вода, на конце всасывающего патрубка устанавливается фильтр 6, пропускающий пар. Предохранительный клапан 8 позволяет поддерживать в конденсаторе постоянное давление пара. При небольшом потреблении тепла, вентили 11 закрыты, а вентиль 19 открыт. Насос прокачки 15 подаёт нагретую воду к потребителям (тепловым приборам 17). Далее остывшая примерно до 35°С вода по трубам поступает обратно в бак 1. Температура этой воды выше начальной температуры воды в баке. Поэтому, поступающая после потребителей вода повысит температуру воды резервуара 1, охлаждённую отданной теплотойпарообразования.
При большом потреблении тепла (в холодное время года) последовательно с конденсатором 10 включается вторая ступень 13 нагрева воды — кавитационный генератор. Вентиль 19 закрывается, а вентили 11 открываются. Теплая вода из конденсатора подается через два вентиля в кавитатор 14 и на его внешнюю поверхность. В кавитаторе происходит кипение воды при низком давлении с поглощением водой и стенками кавитатора теплоты конденсации и кинетической энергии пузырьков пара и воздуха в момент их разрушения. Вода конденсатора обтекает ещё и внешнюю поверхность кавитатора, утилизируя тепло этой нагретой поверхности. Нагретая вода перекачивается насосом 12 в конденсатор 10, повышая температуру теплоносителя. Горячая вода с выхода кавитатора насосом прокачки 15 подаётся к потребителям, откуда поступает в бак 1, нагревая охлаждённую в нём воду.
Для поддержания постоянного давления воды в тепловой системе потребителей, после насоса прокачки устанавливается расширительный бак 16. Для устранения воздушных «пробок» в теплосети используется бак 18 с вентилем для выпуска газо-водяной смеси. Необходимое для кипения воды давление воздуха в резервуаре 1 при изменении температуры воды в нём предполагается поддерживать путём изменения оборотов электродвигателя насоса 7. Эту операцию можно полностью автоматизировать.
Выводы
Точный расчет тепловой мощности, вырабатываемой таким теплогенератором, является сложной задачей, требующей экспериментальной проверки всех его характеристик. Для этого планируется создать на базе сделанных разработок теплогенератор небольшой мощности. Законы гидродинамического и термодинамического подобия позволяют по полученным на такой модели экспериментальным данным расчитать теплогенератор любой нужной мощности.
Неоспоримым достоинством рассмотренного теплогенератора является то, что для его работы не требуется сжигание дефицитного органического топлива, а электроэнергия используется только для работы насосов. Теплогенератор имеет простую конструкцию, малые габариты и не загрязняет окружающую среду. К недостаткам теплогенератора следует отнести кавитационный износ рабочих органов форвакуумного насоса и внутренней поверхности кавитатора. Применение кавитационно-стойких материалов [5] позволяет устранить этот недостаток.
Список литературы
1. В. Заславский. Рекуперация теплоты в холодильных машинах TRANE — журнал «Сантехника, отопление, кондиционирование», февраль, 2007.
2. Екологічно чисте джерело теплової енергії. Поляков Л. О., наук. кер. канд. техн. наук доц. Нефедов Ю. І. Материали XIV международного молодёжного форума «Радиоэлектроника и молодёжь в XXI веке», — Харьков, ХНУРЭ, 2010. — 435 с.
3. Бритвин Л. Н., Бритвина Т. В., Щепочкин А. В. Вихревой генератор тепла. Изобретение. Патент Российской Федерации RU 2282114, 2004.
4. Устройство тепловой станции: тепловые станции на основе вихревых тепловых генераторов. «Тепло XXI в.», сайт [email protected], 2007.
5. Л. С. Скворцов, Ф. М. Долгачев, П. Д. Викулин, В. Б. Викулина. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения, — М., «Архитектура-С», 2008.
ENERGY CONSERVING GENERATOR OF THERMAL ENERGY
U. I. NEFEDOV, Cand. Tech. Sci., V. A. STOROSHENKO, D-r Sci. Tech., Pf.
L. A. POLIAKOV
The given work is devoted to consideration of an alternative source of thermal energy, which do not pollute environment. It is shown an ability of production of thermal energy through conversion of heat of evaporation into heat of condensation.
Поступила в редакцию 28.04 2010 г.
Генератор особого режима: создана батарейка для экстремальных ситуаций | Статьи
В России создали новый автономный термоэлектрический генератор (ТЭГ), который не требует техобслуживания и способен провести в режиме ожидания более 10 лет. В будущем такой ТЭГ может быть использован в устройствах для подачи сигналов бедствия с точными координатами места происшествия — например, в датчиках предупреждения лесных пожаров.
Холодно-горячо
Новый генератор относится к типу термоэлектрических устройств, которые для выработки электричества используют разницу температур двух пластин полупроводникового модуля (эффект Зеебека). При этом главное инженерное нововведение состоит в том, что для разогрева «горячей» пластины решили использовать термитный наноматериал на основе алюминия и никеля.
— Термитные материалы известны уже более века, в настоящее время их используют при сварке металлических изделий. Для нашей разработки мы применили их особую разновидность — наноразмерные порошки, способные выделять большее количество тепла за счет более высокой скорости прохождения реакции, — рассказал ассистент Института перспективных материалов и технологий НИУ «Московский институт электронной техники» Егор Лебедев. — Кроме того, разработанный состав термитного материала не требует атмосферного кислорода, вместо него используется специальный окислитель в составе порошка, что позволяет ему работать в любых условиях окружающей среды.
Инженеры создали работающий прототип, который при малом размере (два коробка спичек) способен вырабатывать электроток силой в 100 миллиампер при напряжении в 3,5 вольта в течение двух минут. Этого достаточно, например, для работы современного смартфона в режиме разговора, если аккумулятор полностью разряжен или испорчен.
По словам специалистов, заявленные показатели могут обеспечить быстрый доступ к электроэнергии в экстремальной ситуации — в частности, для подачи сигналов бедствия с указанием точных географических координат.
Перспективность устройства подтвердили и в Физико-техническом институте (ФТИ) им. А.Ф. Иоффе.
— Термитный материал действительно может послужить хорошим источником тепла для генераторов, особенно в условиях отсутствия доступа к другим видам энергии, — отметил заведующий лабораторией физики термоэлементов ФТИ Александр Бурков. — Но при этом следует учитывать, что высокая температура его горения может повлечь за собой риски возникновения пожара при работе устройства. Впрочем, в современной технике они минимизированы.
В ожидании пожара
Еще один плюс нового источника питания в том, что он не требует обслуживания.
— Устройство может находиться в «спящем» режиме более 10 лет — до тех пор, пока не потребуется его запуск для генерации электричества, — пояснил старший научный сотрудник Института перспективных материалов и технологий НИУ «Московский институт электронной техники» Сергей Дубков. — Характеристики генератора с годами не ухудшаются, как в случае с электрическими аккумуляторами, у которых со временем происходит саморазряд и деградация емкостных характеристик.
Кроме того, разработчики заявляют, что прибор надежно защищен от посторонних воздействий за счет герметичного корпуса.
По мнению ученых, данные свойства позволят использовать устройство в качестве питающего элемента для автономных датчиков пожарных сигнализаций, которые самоактивируются при повышении температуры выше критической. В настоящее время в них применяют литий-ионные или щелочные аккумуляторы, которые требуют замены каждые 2–3 года.
Также генераторы можно будет использовать для питания научных приборов в дальних экспедициях и в качестве источников энергии в необслуживаемых датчиках, которые будут предупреждать о критических повреждениях особо важных строительных конструкций, например мостов. По словам ученых, возможно применение разработки и в космосе — в качестве резервного источника питания для спутников, который запускается при возникновении технических проблем. Например, если у аппарата не раскрылись солнечные батареи.
Однако некоторые эксперты оценивают возможности такого ТЭГа осторожно.
— Электрическая емкость стандартных щелочных батареек сопоставимого размера в тысячи раз превосходит аналогичную характеристику нового устройства, что существенно ограничивает его применяемость, — считает эксперт по автономным термоэлектрическим генераторам Петр Шостаковский. — Впрочем, это не значит, что подобные генераторы не нужны. За счет высокой надежности, автономности и длительного срока хранения их действительно было бы полезно применять в качестве источников питания для самоактивирующихся аварийных датчиков систем безопасности.
При получении необходимого финансирования производство нового генератора может начаться уже через 2–3 года.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
СПб, генератор тепла
дмитрий ивановГород 30 Октября 2017
Потепление климата и новый Генеральный план города: что нужно предусмотреть в этом важнейшем документе. Эта проблема была в центре внимания конференции по градостроительной экологии, организованной Центром генплана Петербурга.
Иллюстрация isabell/shutterstock.com
Верным признаком потепления становится изменение ледовой обстановки. За последние 100 лет наблюдений средние сроки замерзания Невы сдвинулись с начала ноября на начало декабря, а таяние льда сместилось с начала мая на середину марта. Поздний ледостав приводит к размыванию берегов Финского залива из-за штормов. Это не только известная проблема пляжей Курортного района, например, с 1981 года по 2015-й берег в Репине отступил в глубь материка на 12 метров. Аналогичная проблема в Кронштадте, с 2005-го по 2015 год там размывалось по 4,5 тысячи кв. метров ежегодно.
Потепление сопровождается увеличением атмосферных осадков, за последние 30 лет их средняя величина поднялась с 650 мм до 700 мм в год. Именно эта вода заставляет градостроителей думать, насколько надо увеличить диаметр труб для ливневой канализации, можно ли рассчитывать на то, что существующая система малых рек справится с напором воды, как это происходит в восточной части Петербурга. И какие идеи необходимо заложить для отведения небесной воды в новостройках.
В комментарии для «СПб ведомостей» эколог Александр Карпов сообщил, что, по его оценкам, диаметр труб хорошо бы увеличить процентов на 20. Но это дорого, а угроза затопления возникает всего несколько раз в год. В этом случае важно заранее оценить размер возможного ущерба в зависимости от количества выпавших осадков. На конференции говорилось, что на сегодня только в Москве разработана система оценок возможного ущерба от природной стихии.
По мнению Карпова, при планировке новых территорий необходимо закладывать водные объекты, которые станут накопителями влаги. Полезно посмотреть на зарубежный опыт, где существуют общественные пространства, которые в сухое время используются как городские пешеходные зоны, а в дождливое время собирают воду с окрестных улиц.
Самым интересным на конференции стало сообщение Геннадия Менжулина, профессора СПбГУ, об изменении климата на Северо-Западе. Он обобщил данные, собранные за 100 лет на 36 метеостанциях, расположенных в России и приграничных городах Финляндии.
Выяснилось, что теплеет у нас быстрее, чем в среднем на планете. Ежегодное количество осадков, особенно зимой, на некоторых станциях за прошедший ХХ век возросло на 50%. Влажность выросла на 10%. В то же время солнце стало светить чаще. Количество часов солнечного сияния увеличилось на 120 и подошло к отметке 1700 часов в год.
Собрав всю доступную информацию, ученый построил модель «Петербург — город тепла». Он представил, что вместо города здесь находится только метеостанция. И свел в один график две температурные кривые — реальную и полученную от этой виртуальной метеостанции. Начиная с 1885 года реальная кривая идет на несколько градусов выше. Это означает, что с того времени Петербург стал генератором искусственного тепла. Любопытно, что именно тогда население российской столицы достигло 1 млн человек.
Материалы рубрики
Использование дизельного генератора в качестве источника тепла
Дизельные генераторы уже не один десяток лет используются в бытовых и промышленных целях в качестве основного или альтернативного источника электроэнергии. Большинство потребителей отдает предпочтение именно дизельным агрегатам, у которых немало преимуществ перед бензиновыми и газовыми аппаратами. Дизельный двигатель отличается высоким ресурсом, выносливостью и простотой в обслуживании, а дизельное топливо дешевле, чем бензин, и менее горюче, что обеспечивает более безопасное его хранение.
Как всякий двигатель внутреннего сгорания, двигатель дизельного генератора при эксплуатации выделяет большое количество тепла. В то время как коэффициент полезного действия такого двигателя составляет лишь 30-35%, большая часть его энергии (почти две трети) расходуется впустую, превращаясь в тепло, которое в абсолютном большинстве случаев выводится наружу и рассеивается в окружающее пространство.
Подобные траты энергии выглядят попросту расточительством, и при промышленном использовании дизельных генераторов люди всегда задумывались о том, как можно получать пользу от утилизируемого тепла и задействовать все возможности двигателя. Постепенно были разработаны и введены в эксплуатацию устройства, называемые теплообменниками, которые в комплекте с дизельным генератором образуют блочную теплоэлектростанцию.
Система охлаждения дизельного генератора достаточно проста: внутри агрегата циркулирует охлаждающая жидкость (в менее мощных бытовых генераторах может использоваться воздух, но такая конструкция не предусматривает установку теплообменников), которая забирает лишнее тепло у нагревающихся металлических деталей и отдаёт его, проходя через трубки радиатора.
Теплообменник устроен таким образом, что охлаждающая жидкость, проходящая через него, отдаёт накопившееся тепло другой жидкости, циркулирующей в теплообменнике. В качестве такой жидкости, называемой теплоносителем, обычно используется вода. Нагретая вода может использоваться в системах отопления или в технологических целях. Таким образом, большая часть энергии, которая в обычной ситуации расходуется впустую, благодаря установке теплообменника используется с пользой, повышая коэффициент полезного действия двигателя.
Теплообменники могут устанавливаться не только на пути охлаждающей жидкости. Существенные потери энергии в дизельном генераторе происходят с выходом выхлопных газов, температура которых может достигать 600°С. Установка теплообменника в месте выхода выхлопных газов позволит ещё сильнее повысить температуру теплоносителя и свести к минимуму потери энергии.
Использование тепловой энергии двигателя почти в два раза повышает его коэффициент полезного действия, а затраты на установку и обслуживание теплообменников минимальны. Кроме того, их размеры соотносимы с размерами дизельного генератора и не увеличивают его габариты. Наибольшую выгоду их эксплуатация приносит в тех сферах, где одновременно используется и электрическая, и тепловая энергия: в промышленности, сельском хозяйстве и сферах обслуживания.
Отопительная терминология в понятном объяснении
Термозащита (ThermProtect)
Солнечный коллектор всегда генерирует тепло, даже если это тепло не требуется, так как солнечный свет падает на поглотитель. Это процесс может иметь место, например, в летнее время, когда жильцы находятся в отпуске. Если потери тепла через ГВС или через буферную емкость греющего контура больше невозможны, в случае их максимального нагрева, циркуляционный насос выключается и солнечные системы застаиваются.
Дальнейший нагрев за счет солнечного света приводит к повышению температуры коллектора до испарения теплоносителя и к высокой тепловой нагрузке на все конструктивные элементы, такие как уплотнения, насосы, клапаны и теплоноситель. В системах с ThermProtect при достижении температуры отключения надежно предотвращается парообразование.
Плоский солнечный коллектор с коммутационным поглощающим слоем
Была разработана и запатентована плоская пластина коллектора, которая предотвращает дальнейшее потребление энергии при достижении определенной температуры. Покрытие абсорбера Vitosol 200-FM основано на принципе «переключения слоев». Оно изменяется при изменении температуры коллектора, что приводит к изменению кристаллической структуры абсорбера и, следовательно, меняет производительность самого коллектора. Это приводит к постепенному уменьшению температуры торможения. При превышении температуры абсорбера более 75°С происходит изменение кристаллической структуры, что приводит к кратному увеличению количества отводимого тепла излучением. Это приводит к уменьшению производительность коллектора с ростом его температуры, температура торможения становится значительно ниже и образование паров не происходит.
Если температура коллектора снижается, кристаллическая структура возвращается в исходное состояние. При этом более 95% поступающей солнечной энергии поглощается и преобразуется в тепло, только часть энергии (менее 5%) излучается. Таким образом, выход нового коллектора выше, чем у обычных плоских коллекторов, так как он не переходит в застой и в любое время может обеспечить повторную выработку тепловой энергии. Изменение кристаллической структуры обратимо неограниченное количество раз и функционирование коллектора доступно на постоянной основе.
Теплогенератор — обзор
10.2.1 «Умность» в первичных системах
Простейшее интеллектуальное управление первичной системой осуществляется путем автоматического включения / выключения теплогенератора в соответствии с профилем потребности в тепле. Более того, большинство интеллектуальных технологий, связанных с первичными системами, также позволяют комбинировать автоматическое включение / выключение с регулированием температуры воды на входе.
Этот вид управления включением / выключением, часто основанный на погодных условиях вне помещения, обычно доступен для большинства систем водяного отопления.Однако то, что делает систему умной, — это способность оптимизировать такое управление в реальном времени не только в зависимости от температуры наружного воздуха и солнечного излучения, но и в зависимости от температуры в помещении.
Как показано на рис. 10.2, самое простое решение для создания интеллектуальной системы отопления на уровне первичной системы состоит в установке интеллектуального термостата в эталонную комнату в доме (иногда термостат можно переместить, что приведет к эталонной комнате в можно изменить в соответствии с предпочтениями пользователя).Через исполнительный механизм первичная система, то есть в случае систем водяного отопления, газового конденсационного котла или теплового насоса, приводится в действие алгоритмом управления для регулирования периодов включения / выключения и / или температуры воды система водяного отопления, чтобы температура в помещении соответствовала эталонной температуре в помещении. При таком первичном системном управлении пользователи всегда могут выключить нагревательные терминалы (в большинстве случаев радиаторы) и отрегулировать локальную температуру в помещении в соответствии с конкретными предпочтениями пользователя.Однако хорошо работающая интеллектуальная система должна максимально избегать прямого контроля со стороны пользователя (Ulpiani et al., 2016).
Рисунок 10.2. Сеть компонентов и звеньев, относящихся к интеллектуальной системе отопления на уровне первичной системы.
Для небольших зданий, в которых все комнаты используются регулярно, это, вероятно, очень рентабельный способ достижения оптимального управления отоплением. Фактически, следует отметить, что вмешательство в модернизацию таких интеллектуальных систем не требует замены самой первичной системы, поскольку интеллектуальные термостаты спроектированы таким образом, чтобы иметь возможность легко заменить традиционный настенный термостат или беспроводной термостат и Электроприводы легко подключаются практически ко всем газоконденсатным котлам или тепловым насосам.Вот почему большинство решений, доступных на рынке, представлены как независимые от специфики основных систем.
Однако есть некоторые гибридные первичные системы, которые могут быть частью интеллектуальной системы отопления не только из-за их интеллектуального управления, но и из-за их внутренних характеристик. Интеллект в таких системах заключается в интеграции более чем одного теплогенератора (как правило, теплового насоса и газового конденсационного котла), которые могут использовать возобновляемые источники, и комбинированного управления их работой, чтобы максимизировать систему в целом. эффективность и надежность даже в экстремальных погодных условиях (Di Perna et al., 2015). Алгоритмы, работающие в их интегрированных системах управления, могут оптимизировать работу таких гибридных систем в соответствии с внешними условиями и предпочтениями пользователя. Фактически, некоторые решения, доступные на рынке, позволяют пользователям определять свои тарифы на энергию, так что алгоритм управления минимизирует затраты на энергию в режиме реального времени за счет оптимального сочетания источников энергии. Вместо этого, если это установлено пользователем, существуют варианты минимизации выбросов CO 2 . По заявлению производителей, снижение затрат на электроэнергию может достигать 50%.
Однако, как и в предыдущем случае, следует отметить, что это решение для модернизации небольших зданий с небольшим количеством тепловых зон и независимой системой отопления из-за ограниченной теплопроизводительности таких гибридных систем, доступных на магазин.
v · d · eIndustrialCraft² Stuff | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
PowerSpot. Generadores eléctricos portátiles. Тиенда онлайн.
Encuentra tu PowerSpot
Sólo desconecto si yo quiero
Estar aislado es parte de la aventura cuando subes a la montaña. Sin embargo, poder disponer de un medio de comunicación puede convertirse en una herramienta vital para situaciones de Emergencia, y en el complemento ideal para no dejar desatendida mi comunicación.Porque cuando hago cumbre, quiero que lo sepa todo el mundo.
Encuentra tu PowerSpot
Con sólo una estufa,
ya tenemos electricidad
Nuestra casa alejada de la civilización es nuestro refugio, pero también es un reto hacerla living. Disponer de electricidad con sólo una fuente de calor supone una enorme diferencia para convertirla en el lugar en el que nos gusta vivir, sin renunciar a la comodidad y a la tecnología.
Encuentra tu PowerSpot
Se nos va la luz con frecuencia
En nuestra zona los imprevistos no son tan imprevisibles.Nuestra casa sufre a menudo cortes de luz, y tenemos que estar preparados para que esta circunstancia no detectnga nuestra vida y no nos deje incomunicados. Nuestro generador nos permite disponer de energía inmediata y de forma segura mientras se restablece el suministro eléctrico.
Encuentra tu PowerSpot
Vamos a lugares donde
tener electricidad es vital
Nuestro equipaje debe estar medido al máximo, y buscamos soluciones que optimicen rendimiento y facilidad de transporte.Nuestro trabajo nos lleva a zonas en las que disponer de una fuente de electricidad portátil puede suponer la diferencia vital de la que depende nuestra lab.
Encuentra tu PowerSpot
Mi negocio va conmigo,
PowerSpot también
Mi trabajo me Obliga a tener movilidad. Me desplazo a ferias y eventos o a cualquier lugar donde pueda vender mi producto. Llevar energía conmigo me permite tener el puesto iluminado únicamente con la energía que produzco con mi propio hornillo sin preocuparme de dónde puedo enchufarme y sin cargar con un generador pesado.
Encuentra tu PowerSpot
Venga lo que venga,
estamos preparados
En nuestra zona los imprevistos no son tan imprevisibles. Nuestra casa sufre a menudo cortes de luz, y tenemos que estar preparados para que esta circunstancia no detectnga nuestra vida y no nos deje incomunicados. Nuestro generador nos permite disponer de energía inmediata y de forma segura mientras se restablece el suministro eléctrico.
Encuentra tu PowerSpot
Quedarte sin electricidad
puede cambiar tu viaje
Quien viaja con la casa a cuestas sabe que no todo puede planificarse en una ruta.Llevar una pequeña fuente de electricidad conmigo me permite tener una alternativa de suministro de Emergencia para mí y para mi familia y que nada nos estropee nuestras vacaciones ni nuestros planes.
Encuentra tu PowerSpot
Nunca sé dónde voy a acabar
Cuando empiezo un viaje me gusta implvisar sobre la marcha. Así que cualquier cosa que quepa en mi mochila y me allowa cambiar mi roubo como yo quiera, se viene conmigo. Contar con un generador tan compacto y ligero me da garantías de que siempre estaré comunicado y ampía mi libertad de movimientos.
Encuentra tu PowerSpot
¡Que todo el mundo se entere
de que he venido!
Mis amigos acamparon en el festival del año pasado y cuando vi sus fotos no me lo pensé dos veces, era el sitio en el que había que estar. Este año no dejo que nadie me lo cuente, las fotos las voy a mandar yo en directo. Y mientras a mí me dure la energía, la de mi móvil ya no me preocupa.
Island City DHG
Динамический теплогенератор (DHG) был разработан по запросу в 1999 году.Впервые он был использован на рынке нефтепромыслов для поддержания температуры дизельного двигателя на холостом ходу. Обладая прочной конструкцией, быстрым нагревом и общими превосходными характеристиками, нагреватели предложили рынку нефтяных месторождений продукт, которому было легко завоевать доверие.
Благодаря мгновенному успеху список применений обогревателя расширился за пределы только двигателей. Сектор обслуживания нефтяных месторождений запросил более крупные модели для удовлетворения своих потребностей в отоплении, в первую очередь, для N2 и гидроразрыва. Тем не менее, он использовался во всем секторе нефтяных месторождений для смешивания, обогрева палубы, а также кабины.Они заменили котлы топливного типа на агрегаты, которые были не только более эффективными, но и более простыми в упаковке из-за их компактных размеров и гибкости вариантов входного и выходного привода.
Рынки
DHG продолжает выходить на новые рынки. Его способность напрямую нагревать жидкости, иметь быстрый нагрев и отличную рекуперацию тепла делают DHG востребованным. DHG отличается более чем 48 различными моделями, способными вырабатывать тепло с множеством жидкостей в различных диапазонах температур.
Динамический теплогенератор (DHG)Island City продолжает открывать новые горизонты на рынке сдвигового нагрева каждый день и привел к тому, что компания стала «отраслевым стандартом» в области сдвигового нагрева, а затем стала крупнейшим производителем динамических нагревателей в мире. —
Тепло
Как агрегаты вырабатывают тепло? Агрегаты представляют собой вращающиеся устройства, которые создают тепло за счет сдвигающей жидкости. Анатомия нагревателя состоит из ротора с карманами и концевых пластин, приводного вала и группы вращения.В основе устройства лежит ротор с приводом от вала. На высокой скорости агрегат создает центробежную силу на жидкость, выталкивая ее из карманов ротора и направляя в карманы неподвижных торцевых пластин. Столкновение жидкости от ротора к торцевым пластинам вызывает сдвиг жидкости. Теперь, когда жидкость закаляется, она выходит из нагревателя и может использоваться в последовательном или параллельном контуре.
Поскольку агрегаты создают тепло только за счет сдвигающей жидкости, жидкость никогда не должна контактировать с зонами особого нагрева (погружными зондами, стержнями или пластинами).Это заставляет жидкость нагреваться быстрее при меньшем расходе энергии, чем при традиционных методах нагрева.
Теплогенератор на измельченной биомассе
Эта система генерации тепла позволяет сушить зерно, используя отходы самого продукта.
Технические характеристики
Вид топлива
- Кукуруза — кукуруза загрязненная
- Ячмень
- Соя
- Подсолнечник
- Рис немолотый
- Рисовая шелуха
- Скорлупа орехов
- Орехи — семена
- и т. Д.
ОПИСАНИЕ
Эта система генерации тепла позволяет сушить зерно, используя отходы, производимые самим продуктом.
Отходы получают из биомассы растительных отходов и субпродуктов зерна. Это простейший метод повторного использования отходов переработки зерна и аналогичных продуктов.
СТРОИТЕЛЬСТВО
- Камера сгорания из высококачественной специальной стали имеет форму, специально разработанную для максимальных энергетических характеристик.Снаружи камеры сгорания установлена вторая камера для прохода теплого воздуха, соединенная с панелями сушилки.
- Бочка улавливателя остаточной золы под камерой сгорания в комплекте со шнеком
- Дизельная или газовая горелка для предварительного нагрева камеры сгорания, ускоряющая процесс нагрева при первом зажигании
- Панель управления ПЛК с одобренными CE и выбранными компонентами
- Электрические соединения бортовой машины выполнены из качественных материалов, одобренных CE, и выбранных материалов
ДОПОЛНИТЕЛЬНО
- Силос для измельчения продукта
- Контейнер для утилизации золы
- Крышка электрического щита
Сухая биомасса с определенными характеристиками измельчается для производства тепловой энергии.С помощью этого процесса образуется (горючий) порошок, способный гореть в специальной печи при контролируемой температуре.
Система включает автоматическую линию измельчения с прямым впрыском в под (горючего) порошка, в зависимости от требуемой температуры.
Система вентиляции воздействует непосредственно на камеру сгорания, чтобы горение начиналось внутри самой камеры.
Ключ
1.Силос для биомассы
2. Питатель биомассы
3. Мельница
4. Пневматический транспортер порошка
5. Нагнетатель воздуха в камеру сгорания
6. Горелка предпускового подогрева
7. Камера сгорания
8. Уборка ясеня
Генератор, работающий на тепле, уходящем в небо, может заряжать телефоны
Алиса Кляйн
Новое устройство работает ночью, когда нет солнечных батарей.
bjdlzx / Getty
Устройство, которое вырабатывает электричество ночью с помощью тепла, излучаемого землей, можно использовать для питания фонарей и мобильных телефонов в удаленных местах.
Более 1 миллиарда человек во всем мире — в основном в бедных сельских общинах — все еще не имеют доступа к электричеству. Дешевые солнечные элементы все чаще используются для питания фонарей, мобильных телефонов и бытовой техники в этих общинах, но работают они только днем.
Реклама
Аасват Раман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и его коллеги изобрели устройство, которое вырабатывает электричество ночью с помощью термоэлектрического эффекта.Этот эффект позволяет преобразовывать разницу температур в электричество.
Термоэлектрические устройства традиционно использовались для извлечения электричества из отработанного тепла заводов и выхлопных газов автомобилей, используя разницу температур с более холодным окружающим воздухом.
КомандаРамана придерживалась другого подхода. Они создали разницу температур, используя механизм, называемый радиационным охлаждением неба, в результате которого обращенные к небу поверхности становятся холоднее, чем окружающий воздух, поскольку они естественным образом излучают тепло в небо.Это явление объясняет, например, почему на траве может образовываться иней даже при плюсовой температуре воздуха.
Исследователи сконструировали коробку из полистирола с черным диском снаружи, обращенным вверх, и алюминиевым блоком внутри. Черный диск был разработан для охлаждения за счет потери тепла небу, в то время как алюминиевый блок был разработан, чтобы нагреваться за счет поглощения тепла из ночного воздуха. Они были подключены к коммерческому термоэлектрическому генератору, который преобразовывал разницу температур в электричество.
Свет из тьмы
Система произвела 25 милливатт энергии на квадратный метр, когда команда проверила ее на крыше в Стэнфорде, Калифорния, ясной ночью с полуночной температурой 1 градус Цельсия. Этого было достаточно, чтобы зажечь светодиодный свет.
«Выработка энергии, вероятно, может быть увеличена в 20 раз за счет улучшения теплотехники и работы в более жарком климате, где ночной воздух теплее», — говорит Раман. По его словам, этого будет достаточно для включения света или подзарядки мобильного телефона, но не для питания кухонной плиты.
Стоимость сборки системы составляет менее 30 долларов, что делает ее конкурентоспособной по сравнению с другими технологиями для подачи электроэнергии вне сети в ночное время, такими как батареи, которые накапливают дневную солнечную энергию для дальнейшего использования, — говорит Раман. Однако он может не работать в пасмурную погоду или во время дождя, говорит он.
Термоэлектрические генераторы обычно содержат токсичные материалы, такие как теллурид свинца и теллурид висмута. Но при правильной упаковке устройство для ночного наблюдения должно быть безопасным для использования в течение 20 и более лет, говорит Раман.«Тем более, что мы эксплуатируем его при относительно низких температурах по сравнению с другими применениями термоэлектриков», — говорит он.
Ссылка в журнале: Джоуль , DOI: 10.1016 / j.joule.2019.08.009
Подробнее по этим темам:
ДРУГОЙ ЗАВОД ПО БИОМАССЕ В СЕВЕРНОЙ АМЕРИКЕ ВЫБИРАЕТ ГЕНЕРАТОР ОТХОДОВ CETY — Clean Energy Technologies Inc.
Коста-Меса, Калифорния, (20 марта 2018 г.) Clean Energy Technologies, Inc. (OTC: CETY)
объявила сегодня, что получила заказ от завода по производству биомассы в Северной Америке.Завод по производству биомассы использует потерянное тепло, теряемое в атмосферу через поток выхлопных газов, по существу для производства бесплатного электричества без необходимости в дополнительном топливе.
После изучения электрических систем, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и производственных систем, было определено, что CETY органический цикл очистки генератора с циклом Ренкина IITM идеально подходит для улавливания тепла от генераторов для производства значительного количества электроэнергии.
Результатом будет по существу «бесплатная» энергия, так как все тепло, которое в настоящее время отводится в атмосферу через выхлопные газы, теперь будет использоваться генератором Clean Cycle IITM.
Кам Махди, генеральный директор CETY, сказал: «Наши клиенты постоянно оценивают способы снижения общего энергопотребления и повышения рентабельности инвестиций. Наши генераторы с органическим циклом Ренкина могут использовать тепло от средней до низкой температуры, что делает их идеальными для улавливания ненужного тепла от генератора для приведения в действие турбины для производства электроэнергии, что приводит к значительному снижению затрат на электроэнергию. Эта установка и ввод в эксплуатацию нашего приложения, работающего на биомассе и ТЭЦ, послужит еще одной операционной моделью, которую продемонстрирует крупная промышленность, которая ищет решения для экономии энергии, подобные тем, которые предлагает CETY.Мы с нетерпением ждем возможности представить наши запатентованные решения по теплоэнергетике для большого числа предприятий, работающих на биомассе, высотных зданий, больших поршневых двигателей и предприятий, где теряется большое количество тепла, поскольку это отличные клиенты, которые могут существенно выиграть от наших систем ».
От 20 до 50% вводимой промышленной энергии теряется в виде отработанного тепла в виде горячих выхлопных газов, охлаждающей воды и тепла, теряемого от горячих поверхностей оборудования и нагретых продуктов.
Министерство энергетики утверждает, что системы рекуперации тепла ТЭЦ мощностью менее 500 кВт представляют 220 000 систем.Запатентованные системы рекуперации тепла CETY мощностью 140 кВт находятся в оптимальном районе, где потребности пользователей наиболее высоки. CETY также выходит на рынок высотных зданий, первая установка запланирована на высотное здание 1540 Broadway на Манхэттене.
О компании Clean Energy Technologies, Inc. (CETY)
Clean Energy Technologies, Inc. разрабатывает, производит и продает экологически чистые энергетические продукты, ориентированные на технологии энергоэффективности и экологической устойчивости. Основным продуктом компании является генератор рекуперации тепла Clean CycleTM (HRG), предлагаемый CETY’s Clean Energy HRS или Heat Recovery Solutions, дочерней компанией, www.heatrecoverysolutions.com. Система Clean Cycle ™ улавливает отработанное тепло из различных источников и превращает его в электричество, которое можно использовать или продавать обратно в сеть. Проверенная и надежная технология CETY позволяет муниципальным, коммерческим и промышленным пользователям, использующим источники тепла, такие как производственные процессы или производство энергии, повысить общую энергоэффективность без дополнительного топлива, загрязняющих веществ и незначительного текущего обслуживания. Инженерные и производственные ресурсы CETY поддерживают бизнес, связанный с решениями по рекуперации тепла, а также другие технологии CETY.Обыкновенные акции CETY со штаб-квартирой в Коста-Меса, Калифорния, в настоящее время торгуются на внебиржевом рынке под символом CETY. Для получения дополнительной информации посетите www.cetyinc.com или www.heatrecoverysolutions.com.
* * *
Этот выпуск содержит определенные прогнозные заявления по смыслу Раздела 27A Закона о ценных бумагах 1933 года с поправками и Раздела 21E Закона о фондовых биржах 1934 года с поправками. Эти утверждения могут быть идентифицированы моими словами, такими как «ожидать», «с нетерпением ждать», «ожидать», «намереваться», «планировать», «полагать», «искать», «оценивать», «будет», «планировать», »Или слова аналогичного значения.Поскольку такие заявления включают риски, неопределенности и непредвиденные обстоятельства, многие из которых находятся вне нашего контроля, фактические результаты могут существенно отличаться от тех, которые выражены или подразумеваются в таких прогнозных заявлениях. Эти риски, неопределенности и непредвиденные обстоятельства включают, но не ограничиваются ими, связанные с: изменениями общих экономических и рыночных условий; будущие технологические характеристики; признание рынком и принятие продуктов CETY и конкурентоспособных продуктов; наличие финансирования; приобретение и интеграция бизнес-активов и операций, технологий или компаний; и другие факторы риска, указанные в периодических отчетах CETY, поданных в U.S. Комиссия по ценным бумагам и биржам.