Воздушные рекуператоры и преобразователи тепловой энергии

 

       В качестве рекуператора энергии используется энергия сжатого воздуха в замкнутом объеме. В качестве накопителя могут использоваться подземные резервуары, шахтные выработки, шахтные пусковые установки и т.п. Энергия ветроэнергетических установок, АЭС, ГЭС, ТЭЦ, преобразованная в виде сжатого воздуха, накапливается в подземном ресивере. Преобразование накопленной энергии сжатого воздуха в энергию электросети может производится с помощью газовой турбины c переменной скоростью вращения и электрогенератора с фазовой подстройкой 50 герцовой частоты, рекуперируемой электроэнергии в промышленную электросеть.

      Установка может использоваться в автономном варианте, как газовая аккумулирующая станция энергии электросети в любом удобном месте.

      Использование в предлагаемых рекуператорах  разности температур атмосферного воздуха и температуры подземного слоя в зимнее время даст дополнительный прирост энергии за счет дополнительного нагрева замкнутого объема сжатого воздуха окружающими слоями земли. В случае использования в качестве источника энергии тепла, сбрасываемого в окружающую среду энергогенерирующими станциями, получим дополнительный преобразователь энергии теплоносителя в электроэнергию промышленной электросети.

       С целью повышения КПД установки тепловыделяющие устройства преобразователи размещены внутри газового преобразователя. В качестве теплоносителя и теплообменного вещества используется  вода. В качестве преобразователя энергии теплоносителя в механическую энергию вращения  вала электрогенератора используется тепловая энергия давления сжатого, и при необходимости, прогретого замкнутого объема воздуха.

       На  рисунке приведен вариант установки, объединяющей рекуперацию и тепловой преобразователь энергии.

       Рассмотрим вариант теплового преобразователя  энергогенерирующих станций:

Теплая вода, сбрасываемая в охлаждающий водоем, подается на вход -2 подземного преобразователя – 1, после запуска в него очередной порции холодно атмосферного воздуха – 4. Запуск воздуха может быть принудительным – 4, либо естественной циркуляцией. Нагрев воздушной среды в замкнутом подземном резервуаре происходит с помощью водного распылителя- 5. Внутренняя тепловая энергия нагретой воздушной массы преобразуется в электроэнергию и подается в электросеть – 6. Дополнительный нагрев воздуха может производиться за счет тепла осадочной воды принудительным распылителем – 9. Сброс охлажденной воды производится выкачкой, насосом – 7, через направляющий вентиль – 8. Предлагаемый тепловой генератор конструктивно может быть выполнен в виде малого экспериментального макета для отработки технологии без нарушения рабочего ритма.

        Вариант преобразователя тепла подземного слоя:

        Атмосферный, холодный воздух закачивется в резервуар насосом – 4. Закачанный воздух внутри резервуара прогревается пропусканием его -10 через пробуренные в земле колодцы - 11, заполненные для повышения теплообмена водой. Полученный рост давления реализуется генератором – 6.

        Установка также может быть использована в качестве автономной аккумулирующей станции:

        В резервуар закачивается атмосферный воздух – 4. Полученное избыточное давление реализуется в часы пиковых нагрузок – 6.          

        Проведенный тепловой расчет и технико-экономическое обоснование даст окончательные выводы о целесообразности применения подобного генератора-преобразователя.

        Возможен вариант с объединением нескольких способов, в частности, с прогревом и последующим использованием накопленного тепла подземных слоев земли.

       Предлагаемые варианты преобразователей предусматривают разработку электромеханического преобразователя низкотемпературного давления воздуха в энергию 50- герцовой электросети.

       Предлагаемый вариант преобразователя  обладает преимуществами в сравнении с гидроаккумулирующими станциями и может  использоваться а дополнение к ним.     

 

      Возможные варианты по предлагаемой тематике.

       Установка выполнена в виде двух изолированных накопительных камер, работающих поочередно, с выдержкой паузы необходимой для нагрева закачанного газа. Установка эффективна при отрицательных температурах наружного воздуха.

       Установка из одной накопительной камеры, с разнесенными входным и выходным каналами подачи и выпуска воздуха. Установка может иметь непрерывный цикл работы в условии шахтной выработки в холодное время суток. В такой установке часть энергии, получаемой на выходе, может направляется на закачку холодного воздуха, остальная часть направляется потребителю.

       Попутно можно предложить закачивать в шахту воздух для создания избыточного давления внутри шахты и вытеснения в поры окружающей породы шахтного газа. Бурение вентиляционных колодцев в районе выработки усилит эффект. Избыточное давление можно подобрать на безопасный уровень для работающих людей в шахте. Возможен вариант профилактического вакуумирования с последующим поджигом газовой, взрывоопасной среды и последующей закачкой воздуха. Любые затраты в этом случае будут оправданы.     

 

        Предлагается вариант обогревателя-охладителя жилых помещений домов, дачных коттеджей.

        В качестве источника тепла используется тепло нижележащих слоев земли в зимнее время, см. рис.23. В летнее время тепло окружающего воздуха передается нижним слоям земли. В качестве теплоносителя может использоваться воздух, вода, циркулирующие по теплообменным трубам, расположенным в стенах здания. Циркуляция может быть принудительной и конвекционная. В зимнее время установка уменьшает потери тепла с внутреннего помещения в окружающую среду, а в летнее время уменьшается нагрев его окружающей средой. Глубина расположения теплообменника определяется из условий: чем глубже, тем лучше. Этим устройством можно значительно уменьшить затраты на обогрев и охлаждение жилого пространства. Использование естественных подземных водных источников улучшит теплообмен.                                                                         ***

 

       Попытка внедрения газового рекуператора и преобразователя на одной из атомных станций окончилась встречным предложением внедрения на соляных шахтах с ожидаемым эффектом в 3 Г Вата и советом обратиться в академию наук. Просто и надежно учитывая, что безинициативность не наказуема.