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invention
Fédération de Russie Patent RU2035667

TEPLOELEKTROGENERATOR

TEPLOELEKTROGENERATOR

Nom de l'inventeur: Yarygin Valery [RU]; Klepikov Vladimir [RU]; Merchants Gennadiy [RU]; Vizgalov Anatoly Viktorovitch [RU]; Wolff Louis Reynolds [NL]
Le nom du titulaire du brevet: Joint Stock Company "Russian-BOT"
Adresse de correspondance:
Date du brevet: 06.07.1992

Utilisation: dans les appareils ménagers communaux. Les convertisseurs de l'invention comprennent des émetteurs thermoionique, collecteurs, conduites de chaleur et un système de refroidissement commun. L'onduleur est inclus dans le système d'alimentation électrique. L'échangeur de chaleur, l'échangeur de chaleur est situé dans le système de gaz d'échappement entre le brûleur en céramique et d'un échangeur de chaleur avec la possibilité de chauffer l'air en aval du ventilateur. Les caloducs sont installés à la partie supérieure du conduit et des dispositifs collecteurs et interagissent avec le système de refroidissement. Le système de refroidissement forme un échangeur de chaleur, un refroidissement de la chemise d'eau, de chauffage et / ou de systèmes de chaudières à eau chaude d'un circuit de refroidissement unique. brûleurs en céramique sont conçus comme des brûleurs infrarouges. Les émetteurs de rayonnement sont situés dans leur région, et les collecteurs sont allumés en même temps que l'onduleur.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne un système d'alimentation et peut être utilisé dans les appareils ménagers municipaux et, en particulier dans la technologie des foyers de chaleur et d' électricité.

chaudière à gaz turbosoufflante connu utilisé pour le chauffage complexe central (eau chaude et chauffage), les bâtiments résidentiels, les entreprises industrielles, à des fins agricoles [1] Le chauffe-eau comprend un système d'eau de contact du four de la chambre de chauffage à eau chaude avec réservoir de stockage et de la pompe de circulation, chambre d'échangeur de chaleur elle sous la forme d'un corps cylindrique avec un raccord d'alimentation de l'eau de retour et de sortie d'eau de chauffage raccord relié par l'intermédiaire d'un réseau à l'aide d'une pompe et d'un chauffage par le surchauffeur. La chambre d'échange de chaleur est entouré d'une chemise d'eau, et contient à l'intérieur d'un tube de surchauffeur. Le chauffe-eau peut fonctionner en mode à deux et une seule boucle.

Cependant, le chauffe-eau à gaz a une faible efficacité due à la chaleur incomplète.

Connu système de chauffage utilisé dans des chalets, caravanes, maisons, bateaux et ainsi de suite. D. Pour le chauffage de l'espace [2] Le système de chauffage comprend une chambre de combustion fermée qui allume la flamme de gaz combustible et est entouré par une chambre de combustion à travers laquelle le liquide de refroidissement passe. La chaleur est donnée au liquide de refroidissement, qui est directement ou indirectement transmet il chauffe la chambre par un émetteur (ventilateur) avec un moteur électrique alimenté par un courant électrique, obtenu par un générateur thermo-électrique de la flamme du four. Dans ce cas, le générateur thermoélectrique est utilisé comme une option, facilite le transfert de chaleur dans des pièces chauffées.

Ainsi, pour le système de chauffage est en outre utilisé en plus de la chaleur obtenue par le procédé classique à haute température. Cependant, utilisé pas complètement la possibilité de chaleur à haute température.

Connu panneau de chauffage de la chaudière à gaz "SUPER" VR-W / B, développé par la société néerlandaise ATAG, qui est utilisé pour l'eau chaude et le chauffage des bâtiments [3] La chaudière à gaz a une structure modulaire. Il est un bâtiment rectangulaire, qui a placé modulairement boîte à feu, l'unité de commande (microprocesseur) vannes de régulation "de régulation de sécurité de gaz», la pompe de circulation, chaudière, mitigeur thermostatique, trois voies vanne de dérivation, cheminée, alimentation en air et des systèmes d'échappement, de gaz et de l'eau.

boîte de feu avec refroidissement à eau entièrement enfermé, y compris un échangeur de chaleur en acier inoxydable avec un collecteur pour les gaz résiduaires, le brûleur avec le plat en céramique située au-dessus du ventilateur et avec un allumeur électronique. L'unité de contrôle (microprocesseur) avec des fonctions d'affichage numérique et de l'erreur suivi de l'avancement de toutes les fonctions et propre programmation, avec le contrôle de priorité de mémoire pour commander la vanne de dérivation à trois voies. En fonction de la position de la vanne trois voies de l'eau chauffée dans l'échangeur de chaleur peut circuler dans une chaudière de chauffage pour chauffer l'eau, qui est ensuite utilisé pour l'alimentation en eau chaude, ou au radiateur pour le chauffage, ou dans deux directions simultanément. Construit dans la chaudière et la pompe fonctionne comme un dispositif de chauffage avec pompe accumulative ralenti automatique et le verrouillage automatique de la pompe (chauffage pompe de circulation est en cours de chauffage 5 périodes min par jour pour éviter les atterrissages sourds dus à la corrosion).

Chaudière à gaz est fiable en fonctionnement, a une efficacité de 93% des émissions faibles de polluants tels que les NOx, il est commode pour l' entretien et la remise à neuf, car elle se compose de modules individuels.

Ledit panneau de chauffage de la chaudière à gaz "SUPER" VR-W / B est proche de l'invention par l'essence technique. Cependant, la chaudière à gaz généré la chaleur à haute température est utilisé à des fins à basse température, les possibilités donc pas pleinement exploitées la chaleur produite.

Le but de l'invention est de fournir teploelektrogeneratora qui utilise efficacement la chaleur à haute température est obtenu et utilisé pour produire de la chaleur, l'eau chaude et de l'électricité, par exemple, les maisons de chaleur et d'électricité locales.

Pour cette teploelektrogenerator, comprenant un boîtier, qui abrite la zone de feu avec un tuyau d'évacuation des gaz de combustion, intégré dans le refroidissement du boîtier et comprenant un brûleur en céramique relié à un pipeline avec robinet d'arrêt et de vannes de régulation, des buses à jet d'admission et d'alimentation en air, un engin incendiaire et un échangeur de chaleur, relié par pipeline avec un refroidissement par enveloppe et par la pompe de circulation et la vanne à trois voies pour le système de chauffage et (ou) système d'eau chaude de la chaudière, l'unité de commande du ventilateur, vannes d'arrêt et de contrôle, la vanne et la vanne trois voies de circulation, il est proposé de fournir en outre un échangeur de chaleur, échangeur de chaleur, convertisseur thermoionique comprenant les émetteurs, les collecteurs, les caloducs et le système de refroidissement et et un inverseur inclus dans le système d'alimentation, dans lequel l'échangeur-récupérateur de chaleur est placé dans le système de gaz d'échappement entre le brûleur en céramique et un échangeur de chaleur avec la possibilité de chauffer l'air en aval du ventilateur, les tubes échangeurs de chaleur sont installés dans la partie supérieure des dispositifs de fours et d'interagir avec les collectionneurs et le système de refroidissement, celui-ci forme un échangeur de chaleur, un refroidissement de la chemise d'eau, de chauffage et (ou) des systèmes de chaudière à eau chaude une seule circulation du circuit de refroidissement, les émetteurs sont situés dans la zone de rayonnement des brûleurs en céramique et en collaboration avec les collecteurs mis à l'onduleur. Les émetteurs teploelektrogeneratore Convertisseur Thermoïonique peuvent avoir la forme d'une ellipse ou d'un cylindre.

Le résultat technique de l'invention est l'utilisation de la chaleur à haute température pour produire de l'électricité et épuiser le reste chaleur à basse température pour produire de la chaleur et de l'eau chaude.

L'électricité est obtenue par la conversion du convertisseur thermoionique (TIC) thermique à haute température en électricité. En outre, seule une partie de la chaleur est convertie en électricité, la chaleur est éliminée du reste du PET par des caloducs dans le système d'eau chaude. L'efficacité des caractéristiques de conception des dispositifs de combustion atteint PTE. Ainsi, les émetteurs de TIC entourés brûleur infrarouge produisant de la chaleur à une température T = 1700 ° C Cette température est obtenue en fournissant de l' air chauffé dans le brûleur. L'air est chauffé dans le embedded entre les brûleurs et échangeur de chaleur thermique métallique échangeur-récupérateur. L'échangeur-récupérateur de chaleur est conçu de telle sorte que les gaz de combustion d'échappement avant d'entrer dans le système d'eau ou de refroidissement de l'air et à la suite d'une cheminée qui le traverse pour les canaux appropriés, avec le canal adjacent passes air aspiré dans le ventilateur du brûleur, et dans les résultats de l'air chauffé à travers la paroi faire passer les gaz de combustion chauds. le courant continu produit par le CIT, le convertisseur est converti en tension de courant alternatif adaptée à la consommation.

L'utilisation de convertisseurs thermoélectriques dans les systèmes de chauffage est connu (voir. Demande de brevet européen N 0290833), mais les convertisseurs sont utilisés comme un dispositif supplémentaire pour la chambre de transfert de chaleur. Dans notre cas, les convertisseurs produisent de l'électricité utilisée pour alimenter la consommation, et que la chaleur résiduelle est en outre utilisé pour le chauffage et l'eau chaude.

Ainsi, l'invention a un nouvel ensemble de fonctionnalités, consistant dans l'arrangement, les blocs brûleurs récupératifs et PTE placés dans le dispositif de combustion et en interaction avec la chaîne d'approvisionnement grâce à un système d'onduleur et de l'eau chaude et le chauffage par le biais du système de refroidissement. En conséquence, les dispositifs, de nouvelles fonctionnalités, à savoir l'utilisation plus efficace de la chaleur à haute température, de sorte que la chaleur est utilisée pour produire de l'électricité, la chaleur et l'approvisionnement en eau chaude, à savoir obtenir un nouvel effet «excès».

Fig. La figure 1 est un schéma teploelektrogeneratora; Figure 2 boîte à feu avec un système de refroidissement par eau convertisseur fanless thermionic avec TPE, vue générale; La figure 3 échangeur de chaleur, l'échangeur de chaleur; Circuit de 4 teploelektrogeneratora avec un système TEC de refroidissement par air.

Teploelektrogenerator comprend un boîtier 1, qui abrite l'unité de commande 2 (microprocesseur) et une des soupapes de commande de mise hors tension 3 sont reliées au dispositif de combustion 4, entrée de gaz 5 et de l'air 6 et de l'eau 7, la cheminée 8, chaudière 9 avec une alimentation d'eau froide 10 et la sortie l'eau chaude 11 qui sont reliées à un mitigeur thermostatique 12. l'eau chauffée est introduite dans le système de chauffage et la chaudière 9 au moyen de la pompe de circulation 13 et les trois positions valve de distribution 14 (voir fig. 1).

Dispositif de four 4 est enfermé dans une chemise d'eau 15, et qui comprend un échangeur de chaleur métallique 16, un ventilateur 17 d'amenée d'air vers l'échangeur-récupérateur de chaleur auxiliaire 18, où l'air préchauffé est amené au brûleur 19 d'un rayonnement infrarouge, par exemple du type cyclone, dans lequel la forme du brûleur correspond à la forme de convertisseurs thermoionique 20, la partie extérieure enveloppe qui représente l'émetteur 21 et le collecteur interne 22 relié à la chaleur tuyau 23. caloducs 23 sont entourés par PTE de l'eau 20 (voir la figure. 2) ou de l'air (voir. Fig. 4), le système de refroidissement 24. émetteurs de formule 21 (coquilles extérieures TIC) peuvent avoir une forme elliptique (voir. Le droit à la figure 2) ou cylindrique (voir. La gauche de la figure 2). Le mélange gaz-air dans le dispositif de combustion 4 est allumé par un engin incendiaire électronique 25 (voir.. La figure 2). La séquence générée commuté PTE 20, l'énergie électrique est fournie à l'onduleur à semi-conducteur 26, où converti, il est servi au consommateur.

La figure 3 est une vue en coupe de l'échangeur-récupérateur de chaleur 18 indiquant les canaux d'air 27 et les conduits de fumée 28, 29 séparées par des plaques.

TEPLOELEKTROGENERATOR FONCTIONNE COMME SUIT

A la demande des consommateurs de chaleur et d'électricité comprend l'unité de commande 2 (microprocesseur), qui inspecte toutes les fonctions du système, puis libère le processus de démarrage. Le ventilateur 17 et l'air aspiré à travers l'entrée 16 pour l'air de combustion. Le ventilateur 17 est mesurée par la quantité d'air (par différentiel transducteur de pression d'air). Lorsque vous atteignez l'unité de commande de volume souhaité 2 commence 10 avec le flux de gaz de l'entrée 5 à gaz d'arrêt et de contrôle des vannes 3 et lance un allumage électronique 25. Les flux de gaz dans la torche 19, est mélangé avec de l'air et enflammé. Etant donné que la construction de l' unité de combustion 4, un échangeur supplémentaire de chaleur, l'échangeur de chaleur 18, le ventilateur d'alimentation d'air 17 dans celle - ci est chauffée à des températures comprises entre 1000 et 1400 ° C, ce qui augmente la température de combustion de 2100 à 2500 ° C, ce qui permet à son tour la surface de l' émissivité de chaleur des brûleurs à infrarouge 19 1700-1600 C afin de réduire la taille et d' accroître l'efficacité de l'échangeur-récupérateur de chaleur 18 est fourni sous la forme d' une alternance de l' air et de fumée canaux planaires 27 séparés par des plaques en céramique 28 (voir Fig. 3). Les gaz de combustion passent par leurs propres canaux, dégagent de la chaleur à travers les plaques de séparation 28 d'air entrant dans le canal adjacent au brûleur 19. En outre, les gaz de combustion à travers la pile 8 dans l'atmosphère. La chaleur générée dans les brûleurs 9, répartis comme suit: environ 60% de la chaleur est transférée par rayonnement et par convection PTE 20, qui est partiellement convertie en électricité, et en partie donnée par un système d'eau ou de refroidissement de l'air 24, de l'eau ou de l'air; les 40% restants de la chaleur transférée par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur métallique 16 l'eau fournie par l'entrée 7. La chemise d'eau 15 entourant le foyer 4 empêche la perte de chaleur dans l'environnement.

La conversion de la chaleur de combustion du gaz naturel en électricité se produit dans le CIT 20 par effet thermo - ionique, qui est provoquée par l' émission d'électrons à partir d' une chauffé à une température d'environ 1400 C , l'émetteur 21. Les électrons entrent dans le collecteur 22, le courant d'émission crée ~ 4 5 A / cm 2, ce qui est suffisant pour une utilisation à la maison. Formulaire émetteur 21 et le collecteur 22 peut être différent. Ils peuvent former un système concave-convexe, lorsque le collecteur 22 est placé au-dessus de l'émetteur 21 (cm. Droite sur la figure 2) et peuvent être disposés de manière coaxiale, lorsque le collecteur 22 est positionné à l'intérieur de l'émetteur 21 (cm. Gauche sur la figure 2). Pour augmenter la charge de la surface d'émission de l'agencement coaxial est réalisé, et une augmentation résultante de la puissance électrique générée.

Ne pas convertie en énergie électrique de la chaleur est retirée du réservoir 22 au moyen de caloduc en métal liquide 23, puis retiré le système d'eau ou de refroidissement de l'air 24. Dans ce dernier cas, la chaleur est éliminée au moyen d'ailettes de refroidissement à air, qui sont équipés avec les caloducs 23 PTE 20 (voir fig. 4).

Après le passage de l'eau à travers la boîte à feu 4 est chauffé à 90 ~ C et est amenée comme souhaité par la pompe de circulation du consommateur bâti 13 et les trois positions valve de distribution 14 vers le système de chauffage ou dans une chaudière à 9, ou dans deux directions simultanément. La température de l'eau fournie au consommateur à partir de la chaudière 9 par la sortie 11 est réglée par une vanne thermostatique 12 reliée à la sortie 11 de l'eau chaude provenant de la chaudière 9 et une alimentation en eau froide 10 à la chaudière 9.

La séquence générée commuté PTE 20, l'énergie électrique est fournie à l'onduleur à semi-conducteur 26, où il est converti en un des paramètres conditionnels (~ 220) et injectée dans le réseau d'alimentation pour le consommateur.

Teploelektrogeneratora Tous les systèmes décrits ci-dessus sont disposés dans un boîtier compact avec des dimensions 1000h800h400 1 mm. nouvelle génération Teploelektrogeneratory non seulement répondre aux exigences environnementales croissantes (faibles émissions de NO x et de CO 2), mais peut aussi fournir au consommateur l' électricité de façon indépendante ou le retourner au réseau commercial, ramenant ainsi les coûts financiers des consommateurs engagés par le générateur sur le moment de l' achat.

Ainsi, le teploelektrogenerator proposé a de nouvelles propriétés des consommateurs et des avantages économiques, comme l'auto-entretenue.

REVENDICATIONS

1. TEPLOELEKTROGENERATOR, comprenant un boîtier, qui abrite la zone de feu avec un tuyau pour le gaz de combustion, intégré dans le couvercle de refroidissement de l'eau et comprend un brûleur en céramique relié à une canalisation avec les robinets d'arrêt et de contrôle, les buses de ventilation et d'admission d'air, un engin incendiaire et un échangeur de chaleur tuyau connecté avec la veste de l'eau et le refroidissement par la pompe de circulation et la vanne à trois voies pour le système de chauffage et / ou le système d'eau chaude de la chaudière, vannes l'unité de commande de ventilateur, d'arrêt et de contrôle, la pompe de circulation et la vanne à trois voies, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un échangeur de chaleur, échangeur de chaleur, convertisseurs thermoionique comprenant des émetteurs, des collecteurs, conduites de chaleur et le système de refroidissement et et un inverseur inclus dans le système d'alimentation, dans lequel l'échangeur-récupérateur de chaleur est placé dans le système de gaz d'échappement entre le brûleur en céramique et un échangeur de chaleur avec la possibilité de chauffer l'air après que le ventilateur, le tuyau de chaleur installés dans la partie supérieure des dispositifs de four et communiquent avec les collecteurs et le système de refroidissement, ce dernier formant l'échangeur de chaleur, le refroidissement de la chemise d'eau, de chauffage et / ou un système chaud de la chaudière d'alimentation en eau d'un seul circuit de fluide de chauffage, dans lequel le brûleur en céramique sont conçus comme des brûleurs à infrarouge et que les émetteurs sont situés dans la zone et leurs collecteurs de rayonnement sont allumés en même temps que l'onduleur.

2. Générateur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les émetteurs sont elliptiques.

3. Le générateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les émetteurs présentent une forme cylindrique.

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Date de publication 25.01.2007gg