Обсуждения патентов низкопотенциальных генераторов

Сперва необходимо научиться внимательно читать патенты, прежде чем выкладывать здесь банальную схему теплового насоса, которая известна любому инженеру - теплотехнику, и рассказывать, для каких целей он предназначен.

В патенте необходимо приводить "известные способы", их достоинства и недостатки.
"Известный тепловой насос" приведен как раз в качестве такого "известного способа"

А само устройство предназначенно ИМЕННО для низкопотенциального тепла, а сами патенты прежде чем выносить "рецензии" нуждаются как минимум в их изучении, а это быстро не сделать - нужно отдельно распечатывать картинку с принципиальной схемой, и читать все что там написано, либо открывать ее на отдельном экране, либо обладать фотографической памятью.
Впрочем, я же никого не призываю их изучать.
Тем более нет никакой нужды в вынесении обязательных "рецензий" по данным патентам, особенно сделанным в явной спешке.
Патенты приведены с целью показать накопленный опыт человечества по данным вопросам, с целью избежать повторного изобретения одних и тех же велосипедов, а также чтобы ознакомиться с техническими решениями, которые могут оказаться полезными.

 

Где же тут компрессор, тут детандер, который должен снимать энергию с паров фреона, как и у изобретателя из Литвы.



На Фиг.1 показана конструктивная схема преобразователя низкопотенциальной энергии окружающей среды и/или техногенных процессов, где 1 - Блок источника тепла, 2 - Блок теплового компрессора, 3 - Блок источника холода, 4 - Блок генератора тока, 5 - Накопитель тепловой энергии, 6 - Контур теплового нагрева, 7 - Шаровые краны, 8 - Заливной патрубок, 9 - Корпус теплового компрессора, 10 - Фреон, 11 - Теплообменник, 12 - Мембрана, 13 - Клапан всасывания, 14 - Клапан нагнетания, 15 - Патрубок для газообразной фазы фреона, 16 - Патрубок для жидкой фазы фреона, 17 - Устройство управления, 18 - Цепь управления клапанами, 19 - Блок усиления мощности, 20 - Цепь управления разделительным клапаном газообразной фазы фреона, 21 - Цепь управления разделительным клапаном жидкой фазы фреона, 22 - Клапан разделительный газообразной фазы фреона, 23 - Клапан разделительный жидкой фазы фреона, 24 - Камера охлаждения, 25 - Контур охлаждения, 26 - Блок охлаждения, 27 -Пневмомагистраль, 28 - Воздушная турбина, 29 - Генератор тока, 30 - Блок контроля и управления, 31 - Цепь генератора тока, 32 - Вход от внешнего источника электрического тока, 33 - Выход электрического тока агрегата, 34 - Цепь питания устройства управления 17, 35 - Кнопка включения устройства управления 17, 36 - Кнопка переключения устройства управления в автономный режим от цепи 31, 37 - Кнопка выключения. На Фиг.2. показана диаграмма работы клапана 21 слива жидкой фазы фреона из камеры охлаждения 24 в корпус теплового компрессора 9.

Реализация полезной модели

Указанная цель достигается за счет того, что устройство преобразования низкопотенциальной тепловой энергии окружающей среды в механическую и электрическую энергию, содержащее блок высокопотенциального источника тепла, замкнутый контур с промежуточным теплоносителем, силовую турбину, теплообменники для нагрева и охлаждения рабочего тела для преобразования энергии жидкой и газовой фаз в механическую и электрическую энергию за счет использования разности температуры окружающей среды, при воздействии на низкокипящую жидкость, отличающееся тем, что накопитель тепловой энергии блока источника тепла соединен с теплообменником корпуса теплового компрессора через разделительные шаровые краны, мембрана в корпусе теплового компрессора соединена с всасывающим и нагнетательным клапанами воздушной среды, патрубки газообразной и жидкой фаз низкотемпературной кипящей жидкости корпуса теплового компрессора соединены с камерой охлаждения через разделительные клапаны газообразной и жидкой фаз низкотемпературной кипящей жидкости, контур охлаждения камеры охлаждения соединен с блоком охлаждения, цепи управления разделительными клапанами газообразной и жидко фаз низкотемпературной кипящей жидкости соединены с блоком усиления мощности, который соединен цепью управления клапанами с устройством управления, который соединен цепью питания с блоком контроля и управления, а к блоку контроля и управления присоединен вход от внешнего источника электрической энергии (стационарная промышленная сеть и/или внешний независимый источник) для первичного пуска устройства управления, также содержит цепь генератора тока, цепь выхода электрического тока, причем блок контроля и управления снабжен кнопкой включения устройства управления, кнопкой переключения устройства управления в автономный режим и кнопкой выключения, а воздушная турбина соединена с валом генератора тока, и соединена через пневмомагистраль с нагнетательным клапаном мембраны корпуса теплового компрессора.

 

Теплоёмкость воздуха - это физическая величина, равная количеству теплоты, которое необходимо подвести к предмету из воздуха, чтобы его температура возросла на один градус Кельвина. Удельная теплоемкость воздуха = 1005 Дж/ (кг*К). Это значение определено при нормальных условиях (по ГОСТ 2939-63).

При дельте в 20С получим
1005 * 20 = 20100 Дж/кг - это то что можно теоретически вытащить из 1 кг воздуха охладив его на 20С, без учета затрат на работу агрегата, и потерь.

Плотность воздуха ориентировочно 1,2 кг/м3




Не самая большая вентустановка в обычном здании может прокачивать около 20 000 м3/ч, к примеру, и при этом догревать или охлаждать этот объем.
То есть ничего запредельного или сложного в такой энергетике нет, для станции можно рассмотреть установку с расходом 100 000 м3/ч, и потенциал по добываемой энергии будет

100 000 * 1,2 * 1005 = 120 600 000 Дж
Переводим в ватты
120 600 000 / 3 600 = 33 500 Вт, то есть 33,5 кВт

Вроде ничего не напутал
Удельная энергоемкость небольшая, нужны миллионы кубометров в час.
При этом станция потребляющая 1 млн м3 воздуха в час, выработает не больше 100 кВт при самых оптимистичных ожиданиях, а в реальности более вероятно, что полный КПД такой стании будет в районе 10%, получатся те самые 33 кВт.
20% - 66 кВт, и т.д.
В такое никто инвестировать не будет.

Скорее всего именно это и служит причиной отсутствия развития у таких технологий, а не злые империалисты, газпромовцы, ФСБшники и омертники, скрывающие детандеры, экспандеры, клатраты и прочие энергоэффективки.

 

Почему именно столько нужно? Кому нужно?
Если людЯм, то для средней электростанции районного значения нужны не мегаватты, а гигаватты например.
Единичные электрические мощности московских ТЭЦ достигают 1,8 млн. кВт, тепловые – 4 900 Гкал/ч.

400 000 Дж/с = 400 000 Ватт
Переводим такую мощность во внесистемную единицу кВтч
400 000 * 3600 = 1 440 000 Втч = 1 440 кВтч = 1,4 МВтч

Проверяем расчеты:

Массовый расход 400 000 / 20100 = 19,9 кг/сек (воздуха)
Объемный расход 19,9 / 1,2 = 16,58 м3/сек (воздуха)
В час 16,58 * 3600 = 59 700 м3/ч

Получилось более оптимистично, значит мои расчеты не верны, впрочем я нашел ошибку, не ту цифру вставил

для станции можно рассмотреть установку с расходом 100 000 м3/ч, и потенциал по добываемой энергии будет

100 000 * 1,2 * 20100 = 2412 000 000 Дж
Переводим в ватты
2412 000 000 / 3 600 = 670 000 Вт, то есть 670 кВт !
На какую-то несчастную сотню кубов, это копейки вообще для промышленного оборудования.

Это уже совсем другой коленкор получается, прочем не исключено, что я опять где-то что-то напутал. С единицами и их переводами нужно быть крайне внимательным.

 

я с этими системами вживую работаю, цифры в первых двух цифрах более-менее верные, а с офисами - тут все более размыто, они же могут занимать самые разные площадЯ. В среднем в крупных зданиях установки могут быть от 10000 кубов, а не до. И их там много может быть. А в промышленности и в крупных общественных зданиях, все кратно больше.

В смысле "не потянет"?
Какую "очень большую"? Очень -преочень, или не очень?

Вот скрин из живого проекта, одного из моих объектов, без всяких "справок" из интернета



Установка 48 530 кубов/ч - электродвигатель номиналом 55 кВт.
При этом он не обязан потреблять всю свою номинальную мощность, оборудование подбирают с избытком.
В любом случае это допустимые потери для станции на 1,4 МВт

 

Какие еще сотни? Где там сотня? Суммарно что-ли, ну пускай.
Каких "соответствущих", чему соответствующих.
Соответствующим объемам и миилиарды квт соответствовать будут, и что.
Вопрос не в абсолютных цифрах, а в соотношениях.

Выше насчитали, что для станции 1,4 Мвт потребуется вентустановка на 60 000 м3/ч, ну будет ее мотор потреблять киловатт 60, о чем мы тут говорим вообще, это
(60/1 440)*100 = 4%

Все правильно, человек явно грамотный инженер, и рассчитал установку и ее режимы.
А при меньших расходах ни детандер с воздушным насосом, ни воздушная турбина работать не будут - потери превысят доходы.

Возможно, можно рассчитать и мЕньшую установку, особенно с у четом современных технологий.
Но он рассчитал такую, исходя из своих сображений. Это же промышленное оборудование, а не игрушки для школьных лабораторий.

 

Конечно, придираться можно к чему угодно, и температура действительно не указана.
Однако чтобы трактовать фразу "Принцип работы устройства основан на преобразовании низкопотенциальной тепловой энергии окружающей среды" как использование тепла домны, это надо быть полностью предвзятым, а с предвзятым и обсуждать что-либо смысла нет.
Все равно найдет к чему прикопаться.
Тем более что мы посчитали какую энергию потенциально можно извлекать, и речь конечно шла не о домне, иначе там можно смело брать дельту в несколько сотен градусов.

Но я не для того показал эти патенты, чтобы убеждать кого-то делать что-либо подобное, или налагать "рецензии".
Я лишь хотел показать, что все эти идеи, включая использование легкокипящего фреона, давно уже существуют.
И что желающим заняться изобретением сперва не мешало бы более глубоко изучить хотя бы пару десятков таких патентов, для начала, чтобы изобретать велосипед с хоть какой-нибудь степенью новизны, используя идеи и знания других людей с целью развития данного направления.

 

Это не рассеянное тепло окружающей среды.
Речь о высокопотенциальных источниках, несколько сотен градусов

 

Это ваше предположение, а я думаю речь именно о комнатных температурах, для чего и понадобились фреоны, вскипающие при малых температурах.

А ваша установка, хоть и может работать, но энергии-то будет совсем немного.
Потому что без турбин, или иных детандеров с большой плотностью вырабатываемой энергии, не обойтись. Концентрируя рассеянную энергию в одной точке, подобно линзе.