Самая мощная теплогенераторная 359,9 кВт от De Dietrich на базе настенных конденсационных котлов | Архив С.О.К. | 2020
Если в проекте речь идёт о сопоставимой мощности, то рациональным решением может являться ограничение значения тепловой мощности теплогенераторной в 360 кВт и подбор максимально мощного котельного оборудования в этих границах. В данном сегменте источников тепла всё чаще встречаются каскадные установки из нескольких настенных конденсационных котлов — из-за удобства их монтажа и эксплуатации, снижения расхода газа и электроэнергии, а также постепенного снижения их цены.
Чаще всего требованиями к такой котельной являются: компактность, простота системы дымоудаления, низкий уровень шума и максимально возможная мощность теплогенераторной в 360 кВт. Именно такой вариант имеется в технических решениях, использующих оборудование De Dietrich, и становится типовым для подобных объектов.
Давайте рассмотрим данную теплогенераторную подробнее (табл.
Каскадные установки удобны по нескольким причинам: высокий уровень резервирования на случай неисправности одного или даже нескольких котлов, увеличение диапазона модуляции мощности установки. Следует также отметить, что диапазон изменения мощности даже одного котла AMC 115 кВт составляет от 16 до 103,9 кВт.
Третий довод в пользу каскадной установки — это наращивание установленной мощности, используя небольшие и удобные в плане монтажа котлы.
К уникальному преимуществу настенных моделей стоит отнести удобство их расположения. Дымоход выходит наверх, трубопроводы подающей и обратной линий, а также подвод газа размещены снизу. Причём все эти элементы находятся строго в габаритных размерах котла и не требуют никакого дополнительного места для размещения. Зона для обслуживания находится только спереди, поэтому котлы в каскаде устанавливаются вплотную друг к другу.
Место, занимаемое настенными конденсационными моделями в котельной, будет минимальным, особенно с учётом необходимой зоны для обслуживания. Каскадная система обвязки De Dietrich LW. 0336kW. 00021 в таких случаях размещается под котлами и включает в себя предохранительные и обратные клапаны, энергоэффективные циркуляционные насосы с модуляцией, запорные краны, общий подающий и обратный коллекторы и подвод газа, гидравлический разделитель, а также датчик общей подающей линии и кабель каскада.
С точки зрения автоматизации чаще всего применяется схема соединения всех котлов в единую систему и работа в погодозависимом режиме с единой расчётной температурой в подающей линии.
При этом именно у конденсационных котлов возможно выбрать два режима работы: классический и параллельный. При классическом режиме при недостатке мощности или при медленном достижении расчётной температуры включается дополнительный котёл в каскаде и начинает наращивать свою мощность. При параллельном режиме все котлы работают одновременно и синхронно модулируют свою мощность в ответ на изменение нагрузки системы отопления или ГВС.
При устройстве дымоходов для каскадной установки из настенных конденсационных котлов возможно организовать отдельные короткие дымоходы для каждого котла (благодаря высокому избыточному давлению дымовых газов на выходе). Возможен также и общий каскадный дымоход (табл. 1). Для этого случая в конденсационных котлах De Dietrich встроен обратный клапан, который препятствует попаданию дымовых газов в неработающий котёл. Таким образом, на общем дымоходе отсутствуют дополнительные устройства в виде обратных клапанов, отсечных заслонок, регуляторов тяги. Дымоход становится простым и небольшим по высоте и диаметру.
Для котлов MCA 160 и AMC 115 компанией De Dietrich создан уникальный литой монолитный теплообменник высокой мощности. Материал теплообменника — Al-Si, сплав алюминия с кремнием с повышенным содержанием второго компонента для придания высокой температурной стойкости. Максимальная рабочая температура котлов составляет 90°C, защитная температура — 110°C.
Отличительной особенностью этого материала является наивысшая стойкость к коррозии даже при контакте с теплоносителем, насыщенным растворённым кислородом, и при контакте с кислотным конденсатом в тракте дымовых газов.
Новый теплообменник имеет очень низкое гидравлическое сопротивление благодаря широким и прямым каналам для теплоносителя. Это сводит к минимуму вероятность существенных отложений шлама или накипи, позволяет подобрать к котлу менее мощный насос, снизить энергопотребление. Данное конструкторское решение также позволяет более эффективно промывать теплообменник при необходимости.
Уникальным преимуществом является очень низкий, минимальный расход воды через котёл — всего 0,4 м3/ч, что составляет всего 6% от номинального расхода теплоносителя.
Диапазон регулирования температуры и мощности также очень широк. Котёл MCA 160 способен поддерживать нагрузку от 23 до 100% от номинальной мощности. Он может работать в широком диапазоне температур от 30 до 90°C. В зависимости от режима работы КПД (эффективность) котла варьируется от 108,5 до 97,5%. Для достижения максимального среднегодового КПД в котле предусмотрена возможность работы на ?t (разнице температур между подающей и обратной линиями) до 40°C, что позволяет работать в конденсационном режиме даже с высокими температурами в подающей линии. Величина ?t, заданная в настройках котла, может поддерживаться автоматически с помощью модулирующего насоса, управляемого котловой автоматикой.
В MCA 160 и AMC 115 применяется новая версия автоматики De Dietrich — панель управления Diematic Evolution с более широким функционалом специально для котельных большой мощности, возможностью размещать автоматику вне котла на стене, удобным для навигации и настройки дисплеем. В возможности автоматики включены такие функции, как каскадирование котлов, управление прямыми, смесительными контурами отопления, ГВС, вентиляцией, бассейном и др. , дистанционное управление.
При ценовом сравнении котлов для данной каскадной установки на 359,9 кВт, состоящей из двух котлов AMC 115 и котла MCA 160, удивительным является то, что её стоимость равна стоимости котельной из двух стандартных стальных котлов в каскаде с газовыми модулирующими горелками (например, котлы De Dietrich CABK 15 мощностью 175 кВт с горелками G 303–3 N).
Однако теплогенераторная состоит не только из котлов — её общая стоимость включает в себя затраты на дымоход, тепломеханическую обвязку, здание котельной, расходы на монтаж и прочее. Использование настенных конденсационных моделей котлов позволяет сократить капитальные затраты при правильном подходе к проектированию.
В такой котельной дымоход потребует меньших вложений, его можно будет сделать максимально коротким и небольшого диаметра. Благодаря лёгкости и компактности оборудования здание котельной и перекрытия обойдутся значительно дешевле.
Итак, готовая теплогенераторная мощностью 359,9 кВт с конденсационными котлами De Dietrich в итоге всегда стоит дешевле из-за более простой системы дымоудаления, простого монтажа, небольших габаритов, отсутствия мероприятий по шумоглушению котлов и их защите от низкотемпературного режима.
Если взять в расчёт эксплуатационные затраты, то целесообразность использования такой каскадной установки становится ещё более очевидной. Экономия газа подобной котельной общей мощностью 360 кВт составит в наихудшем режиме работы 40 тыс. руб. в год, а в среднем — 100 тыс. руб. в год. Учитывая более долгий срок службы, общая экономия за срок эксплуатации в 20 лет составит от 1,0 млн до 2,4 млн руб.
С применением настенных конденсационных котлов De Dietrich повышенной мощности появились новые возможности для компактных, экономичных котельных, превосходящих старые традиционные по всем характеристикам. Если подойти к процессу оснащения теплогенераторной на самом раннем этапе комплексно, то такая современная котельная способна стать для её обладателя дешевле традиционной уже на моменте монтажа и в дальнейшем экономить энергоресурсы долгое время с минимальными эксплуатационными затратами.
Теплогенераторная станция контейнерного типа | Строительство котельных, производство котельного и газового оборудование «САРГАЗ»
Теплогенераторная контейнерного типа
Автоматизированная Нагревательная Станция (Теплогенераторная) блочного исполнения предназначена для решения задач по подаче горячего воздуха для отопления и вентиляции буровых платформ и подсобных помещений в эшелоне буровой.
Теплогенераторная оснащена газовой горелкой и применяется как источник горячего воздуха при организации отопления для нефтедобычи (закрытые и открытые площадки, технологические помещения).Предназначена для работы в тяжелых климатических условиях.
Теплогенераторная станция блочного исполнения предназначена также для отопления торгово-складских комплексов, тепличных комплексов, спортивных залов, офисно-развлекательных и производственных комплексов.
- Поддержание зимой температуры +5оС внутри контейнера
- Система охранно-пожарной сигнализации
- Диапазон мощности от 26,1 кВт до 920 кВт
- КПД от 87,5 до 94,6 %
- Производительность по воздуху 2 700 — 68 500 м³/час.
- Повышение температуры от -60 до +400 С
- Наружное статическое давление Па 450
- Камера сгорания из жаропрочной нержавеющей стали AISI 430;
- Возможно исполнение по заданным параметрам
- Малошумные вентиляторы
Модель | АНС320 | АНС420 | АНС550 | АНС700 | АНС900 |
---|---|---|---|---|---|
Производительность, м3/час | 23 000 | 30 000 | 40000 | 54 000 | 68 500 |
Полезная мощность обогрева, кВт | 94,0/87,7 | 94,4/88,6 | 30/ 592 | 374/730 | 422/920 |
КПД сгорания | 94,0/87,7 | 94,4/88,6 | 94,3/88,4 | 94,3/89,3 | 94,4/89,5 |
Возможно производство теплогенераторной меньшей мощности
За последние три года компанией «САРГАЗ» были изготовлены и поставлены в Ямало-Ненецкий АО на различные нефтяные месторождения Автоматизированные Нагревательные Станции (Теплогенераторные контейнерного типа) производительностью от 23 000 м3/час до 40 000 м3/час
Утилизационно-теплогенераторная установка – Брянская областная научная универсальная библиотека им.
![](/800/600/https/hydrotechno.ru/wp-content/uploads/2020/07/ochistki-vody-dlya-kotelnoj.jpg)
163027
F23G5/027, F22B33/12
Заявка: 2016100585/03, 11.1.2016
Опубликовано: 10.7.2016. Бюл. № 19
Автор: О.В. Семичев
Патентообладатель: Семичев Олег Владимирович
Утилизационно-теплогенераторная установка
УТИЛИЗАЦИОННО-ТЕПЛОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА
Формула полезной модели
1. Утилизационно-теплогенераторная установка, включающая пиролизатор с расположенным с одной стороны устройством наддува и устройством для подачи отходов, по меньшей мере, одно устройство охлаждения с газоходом внутри, расположенное с другой стороны пиролизатора и соединенное с ним сверху, а также тяговое устройство, включающее боров, эжектор с вентилятором и дымовую трубу, и соединительные патрубки, отличающаяся тем, что устройство охлаждения выполнено в виде камеры, состоящей из двух последовательно расположенных частей, между которыми сверху имеется поперечный вертикальный зазор и которые снизу соединены беззазорно и снабжены зольниками, при этом устройство охлаждения снабжено устройством подачи воздуха, расположенным сверху на второй части камеры в упомянутом зазоре, и соединено с пиролизатором с помощью удлиненной жаровой трубы, кроме того, установка снабжена распределительным баком, соединенным с одной стороны с устройством охлаждения, а с другой – с тяговым устройством, при этом распределительный бак снабжен зольником и технологическим патрубком с приводной запирающей заслонкой, а тяговое устройство снабжено приводной регулирующей заслонкой.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пиролизатор выполнен в виде вихревой топки.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутое устройство подачи воздуха выполнено в виде патрубка с приводной температурной заслонкой.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что жаровая труба имеет длину не менее 1,5 м.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая регулирующая заслонка тягового устройства расположена в борове.
Страница не найдена – Income
Политика в отношении обработки персональных данных
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Настоящий документ является политикой в отношении обработки персональных данных (далее — Политика),
которые пользователи могут передать администратору текущего веб-сайта (далее — Сайт).
Сайт содержит ссылки на другие веб-сайты. Компания, в свою очередь, не несет ответственности за политики
в отношении обработки персональных данных (политики конфиденциальности) данных сайтов. Мы призываем Вас
быть осторожными, когда Вы покидаете наш сайт, и внимательно читать правила конфиденциальности каждого
сайта, который собирает личную информацию о пользователе. Настоящая политика конфиденциальности
относится исключительно к информации, которую собирает Сайт.
Настоящая Политика объясняет, каким образом Администрация обрабатывает и защищает персональную информацию пользователей Сайта.
Пользуясь Сайтом Вы соглашаетесь с настоящей Политикой.
1. Персональные данные пользователей, которые получает и обрабатывает Компания
В ходе пользования Сайтом Администрация может получить следующую Вашу персональную информацию:
• Ваши персональные данные, которые Вы сознательно согласились передать нам, заполняя форму регистрации или форму отправки резюме, или форму отправки сообщения (далее — Форма), или подписавшись на рассылку наших сообщений;
• Техническая информация, автоматически собираемая программным обеспечением Сайта во время его посещения.
Персональная информация, предоставляемая Вами, проверке на достоверность не подвергается, поэтому Вы самостоятельно должны следить за полнотой, достоверностью и актуальностью передаваемой информации.
Техническая информация. Во время посещения Вами Сайта автоматически становится доступна информация из
стандартных журналов сервера (server logs). Например, IP-адрес Вашего компьютера (прокси-сервера), имя
Интернет-провайдера, имя домена, тип браузера, операционной системы, информация о сайте с которого Вы
совершили переход на Сайт, посещенных Вами страницах Сайта, дате и времени посещения. Эта информация
может анализироваться нами в обезличенном виде для анализа посещаемости Сайта, выработке предложений по
его оптимизации и развитию. Связь между IP-адресом и Вашей персональной информацией никогда не
раскрывается третьим лицам, за исключением случаев, предусмотренных российским законодательством.
2. Цели обработки персональных данных
Персональную информацию пользователя Компания может использовать в целях:
• регистрации на Сайте и предоставления доступа к его содержанию;
• содействия в трудоустройстве;
• обработки и ответа на Ваше обращение;
• отправки сообщений в случае, если Вы подписались на рассылку сообщений Компании.
3. Предоставление персональных данных третьим лицам
Администрация очень серьезно относится к защите Вашей частной жизни. Ваши персональные данные никогда не раскрываются третьим лицам и не распространяются без Вашего согласия, кроме случаев, предусмотренных законодательством Российской Федерации.
4. Сведения о реализуемых требованиях к защите персональных данных
Администрация осуществляет все предусмотренные законодательством Российской Федерации организационные и
технические меры по защите Ваших персональных данных от неправомерного или случайного доступа,
уничтожения, изменения, блокирования, копирования, распространения, а также от иных неправомерных
действий.
Доступ к Вашим персональным данным имеют только уполномоченные на это сотрудники Администрации.
Ваши персональные данные используются только в соответствии с настоящей Политикой.
5. Права пользователя Сайта
Администрация предпринимает разумные меры для поддержания точности и актуальности имеющихся у Компании персональных данных, а также удаления устаревших и других недостоверных или излишних персональных данных, тем не менее, Вы несёте ответственность за предоставление достоверных сведений, а также за обновление предоставленных данных в случае каких-либо изменений.
Вы можете в любой момент изменить (обновить, дополнить) предоставленные персональные данные, а также параметры их конфиденциальности путем обращения в Компанию.
Вы вправе в любой момент отозвать согласие на обработку персональных данных путём направления уведомления
на электронный адрес general@inpro. ru с пометкой «отзыв согласия на обработку персональных данных».
Отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи
пользователя с Сайта, а также уничтожение записей, содержащих персональные данные, в системах обработки
персональных данных Компании, что может сделать невозможным пользование отдельными сервисами Сайта
(например, получать рассылку сообщений Компании).
Вы имеете право на получение информации, касающейся обработки Ваших персональных данных в Компании для чего необходимо направить запрос на адрес: [email protected], с пометкой «запрос информации о порядке обработки персональных данных».
6. Обязанности пользователя Сайта
Помните, что все действия, совершенные на Сайте пользователем, авторизованным под Вашей учетной записью,
считаются совершенными лично Вами. Обязанность доказательства обратного лежит на Вас.
Для того чтобы злоумышленники или случайные третьи лица не получили доступ к Вашей учетной записи пользователя Сайта, необходимо соблюдать ряд приведенных ниже рекомендаций.
Не используйте электронную почту и средства оперативной отправки сообщений типа ICQ для передачи ваших паролей, поскольку такой способ коммуникации не может обеспечить необходимую защиту передаваемых данных. Не используйте простые (например, 123456) или имеющие смысловую нагрузку (например, Ваше имя, кличка животного или дата рождения родственника) пароли. В идеале пароль должен представлять собой не имеющее смысла сочетание букв, цифр и знаков верхнего и нижнего регистра. Никогда не сообщайте Ваш пароль третьим лицам.
Если Вы подозреваете, что Ваш пароль мог стать известен другим лицам, как можно скорее смените его. Всегда завершайте сессию работы на Сайте под Вашей учетной записью, особенно если Вы работаете на
компьютере, к которому имеют доступ другие лица.
Никогда не соглашайтесь сохранить пароль для Сайта (не устанавливайте флажок «Запомнить пароль»), если веб-браузер предложит Вам сделать это, в случае если Вы работаете не на своем компьютере или компьютере с публичным доступом (например, в Интернет-кафе, компьютерном клубе и т.п.).
Всегда контролируйте, кто имеет доступ к Вашему почтовому ящику (e-mail). Помните, что с его помощью злоумышленник может восстановить (заменить) пароль и тем самым получить доступ к Вашей учетной записи.
Заключительные положения
Никакие из содержащихся здесь заявлений не означают заключения договора или соглашения между Компанией и
Вами. Политика лишь информирует Вас о подходах Сайта к работе с персональными данными.
Компания оставляет за собой право вносить изменения в настоящую Политику в любое время без предварительного уведомления. Все изменения будут основаны на требованиях законодательства Российской Федерации.
По всем возникающим вопросам Вы всегда можете обратиться через Форму или по адресу электронной почты [email protected]
Модульная транспортабельная котельная 100 кВт
Мы не только предлагаем качественные товары и услуги , но и с ответственностью подходим к каждому Заказчику сопровождая его на протяжении желаемого для него периода.
Мы умеем ценить время и деньги каждого Покупателя.
Блочно-модульная котельная (типа ТКУ, БКУ, БМК, КУМ)— котельная установка максимальной заводской готовности, представляющая собой здание, состоящее из блок-модулей, со смонтированным в заводских условиях комплексом основного и вспомогательного теплоэнергетического и иного оборудования, необходимого для обеспечения автоматизированного процесса теплоснабжения потребителей. Металлический каркас здания ограждается сэндвич-панелями, толщина которых 100мм. В зависимости от мощности и условий Заказчика, блочно-модульная котельная может состоять из нескольких модулей (от 1 до 8). Блочные котельные установки устанавливаются на любую ровную площадь и могут быть оперативно подключены к уже имеющейся системе отопления. Тепловая схема котельной может предусматривать как одноконтурную (закрытую) систему, так и двухконтурную с разделением котлового и сетевого контуров с помощью теплообменного оборудования (независимая).
Комплектация котельной:
Контейнер под оборудование
Котлы
Расширительный бак
Бак запаса и узел подпитки
Фильтр и счётчик холодной воды
Фильтр циркуляционный воды
Система отопления котельной (конвектор)
Дефлектор (вентиляционная система)
Трубопроводы всех подсистем с арматурой
Контрольно-измерительные приборы
Щит управления и система автоматизации
Пожарный щит или огнетушители
Система внутреннего и наружного освещения
Система канализации
Сигнализатор загазованости
Газоходы (в пределах котельной)
Насосы рециркуляции
Сетевые насосы
Химводоподготовка
Группа безопасности котла
Газовый фильтр и предохранительный клапан фирмы MADAS
Пульт диспетчеризации
Эксплуатационная документация
Дополнительная комплектация:
ГВС
Емкость аккумуляционная
Трехходовой клапан с погодозависимым регулированием
Дымосос
Дымовые трубы
Узел учета тепла
Узел учета электроэнергии
Резервный электрогенератор
Причины установить котельную установку :
1. Полная автоматизация блочной котельной, что позволяет эксплуатировать котельную без постоянного присутствия обслуживающего персонала.
2. Высокий КПД котлов применяемых в установках
3. Применение горелок уменьшающих выброс вредных веществ.
4. Доставка на место установки автомобильным транспортом в любую точку Украины. Блочные котельные являются современным и экономичным решением для горячего водоснабжения и отопления. В большинстве случаев современная автономная транспортабельная котельная установка полностью окупает затраты на покупку в течение одного или двух отопительных сезонов.
5. Каждое изделие изготавливается под потребности и условия эксплуатации конечного заказчика. Для составления точного расчета стоимости котельной установки необходимо заполнение опросного листа. В случае возникновения вопросов наши специалисты помогут Вам с выбором нужного оборудования, проконсультируют в вопросах проектирования и последующего монтажа блочно-модульных котельных .
Оператор теплогенераторной установки | ОГАУ ДПО «Учебно-курсовой комбинат»
Пользователь (далее – «Пользователь»), проставляя «галочку» в графе «Я даю согласие на обработку моих персональных данных» и нажимая соответствующую кнопку принимает настоящее согласие на обработку персональных данных (далее – «Согласие»). Действуя свободно, своей волей и в своем интересе, а также подтверждая свою дееспособность, Пользователь дает согласие на обработку своих персональных данных, указанных Пользователем путем заполнения поля в форме ОГАУ ДПО «Учебно-курсовой комбинат» (далее – «Сайт»).
Согласие дается Пользователем на обработку следующих персональных данных Пользователя (далее – «Персональные данные»),
не являющихся специальными или биометрическими: адрес электронной почты; пользовательских данных: файлы cookie, тип и
версия ОС, тип и версия браузера, тип устройства и разрешение его экрана, источник откуда пришел на сайт Пользователь, с какого сайта или по какой рекламе, язык ОС и браузера, какие действия совершает Пользователь на Сайте, ip-адрес.
Цель обработки Персональных данных Пользователя: идентификация Пользователя на Сайте; осуществление информационных рассылок на адрес электронной почты Пользователя; уведомление Пользователя о специальных предложениях на железнодорожные билеты, которые доступны на Сайте; анализ повышения качества предоставляемых услуг и Сайта; аналитика действий Пользователя на Сайте, выполнение требований законодательных актов, нормативных документов.
Основанием для обработки Персональных данных Пользователя является: ст.24 Конституции Российской Федерации, настоящее Согласие.
Настоящее Согласие действует с момента акцепта Пользователем Согласия и до момента прекращения работы Сайта.
Согласие на обработку Персональных данных может быть отозвано Пользователем путем направления письменного
заявления, которое подписывается Пользователем и вручается, либо направляется заказным письмом с уведомлением о
вручении ОГАУ ДПО «Учебно-курсовой комбинат»по адресу, указанному в начале данного Согласия.
В случае отзыва Пользователем Согласия на обработку его Персональных данных ООО «НТТ» при наличии оснований, указанных в пунктах 2-11 части 1 статьи 6, части 2 статьи 10 и части 2 статьи 11 Федерального закона от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных», вправе продолжить обработку Персональных данных Пользователя. При отсутствии перечисленных выше оснований ООО «НТТ» прекращает обработку Персональных данных Пользователя и уничтожает Персональные данные в срок, не превышающий тридцати календарных дней с даты поступления указанного отзыва.
Водородная турбо-теплогенераторная установка ВТТГУ-700 «Грантстрой».
Водородные турбо-генераторные установки ВТГУ-1, ВТГУ-2
Водородная турбо-теплогенераторная установка ВТТГУ-700
Проблемы, на решение которых направлен проект:
Снижение, как потребления огромного количества миллиардных объемов добычи, так и переработки углеводородного топлива и углеводородного сырья нефти и газа всех видов, включая метан и уголь, в связи с переходом на водородную энергетику за счет внедрения повсеместно во всех отраслях водородных турбогенераторных установок.
Впервые в мировой практике изобретение, относящееся к энергосберегающим технологиям, в основном, к способам и установкам для преобразования воды h3O (в объеме 70-90%) в водородсодержащий газ в сочетании среды катализатора из ряда Cnh3n+2 (отработанные масла, мазут) (в объеме до 10-30%) в непрерывной тепловой огневой среде при температуре горения 1100 – 1300 ºС во второй ступени и свыше 1500 – 21000С в третьей ступени. Чаще всего такие способы относятся к системам, в которых получение газообразного топлива и его реализация сжиганием совмещены в единый цикл, но может быть использовано и для внешнего потребления водородосодержащего газового топлива.
Основные предпочтительные направления использования изобретения:
1.Малая энергетика – так как установка мобильна, то ее можно использовать в отдаленных местах. Она способна заменить любую отечественную и зарубежную горелку. (Температура в ядре факела от 1100 до 1300 градусов Цельсия ).
2.В нефтяных компаниях – возможно оборудование скважин данными установками. Возможно их применение для прогрева на глубине высоко- парафинированной и битумной нефти. Возможна утилизация отходов нефтеперерабатывающих заводов.
3.Большая энергетика – возможно использование на любой ГРЭС, ТЭС, ТЭЦ в больших котельных и производственных мощностях.<
4.Получение электрической энергии – возможно получение электрической энергии в газотурбинных электроустановках.
5.В ЖКХ – может использоваться на любой котельной для получения тепловой энергии.
6.В портах – может использоваться для утилизации замазученной морской воды.
7.В автомобильном транспорте – возможно использование при доработке двигателей до параметров необходимых при сжигании водорода.
8.В химической промышленности – для получения дешевого водорода.
9.Опреснение морской воды – при присоединении парогенератора установка способна выпаривать морскую воду и после охлаждения получать питьевую воду.
10.В металлургии – по восстановлению оксидов железа Fe2O3 и FeO непосредственно воздействием продуктами горения водорода h3 на сырье в пределах температуры 810 – 9000 С.
ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
1. Исключение потребления внешних энергоресурсов за счет создания принципиально новой концепции и подходов к технологии основанное на ранее неизвестном явлении двухстадийного высокотемпературного окисления углеводородов водой на уровне научного открытия и технического решения.
2. Снижение себестоимости водородного топлива до уровня себестоимости добычи обычной грунтовой воды.
3. Обеспечение 100% безопасности самой технологии, где исключены дорогостоящие процессы хранения-транспортировку и распределения водорода по потребителям.
4.Экологическая безопасность. Технология и изобретение получения водородсодержащего газа в ВТГУ – 1, 2 и ВТТГУ – 700 и использование по назначению полностью обеспечивают экологическую стабильность окружающей среды за счет исключения выбросов вредных газов SO2, CO2 и др.
Наша технология научно-обоснованно направлена на получение водорода, водородосодержащего топлива в запатентованной на изобретение водородной турбо-генераторной установке и потребление по назначению, исключая хранение и транспортировку в баллонах или трубопроводах, тем самым обеспечив 100% автономность, которая дает возможность использования водородных турбогенераторных установок в любой точке земного шара, включая воздушную, подводную и космическую среду.
Патенты, научные открытия ЗАО НППСО «ГРАНТСТРОЙ»:
– №22694486 «Способ получения водородсодержащего газа в турбогенераторной установке»;
– №2478688 «Многостадийный способ получения водосодержащего газообразного топлива и теплогазогенераторная установка его реализации (способ Аракеляна Г.Г.)»
– №117145 «Теплогенераторная установка» (установка Аракеляна Г.Г.)»
– Научное открытие «Явление двухстадийного высокотемпературного окисления углеводородов водой», диплом №425.
Буклет скачать PDF
Производство тепла – обзор
5.07.5 Заключительные замечания
Производство тепла на ТЭЦ обычно считается мерой повышения общей эффективности энергетических систем. Основное преимущество ТЭЦ заключается в том, что совместное производство тепла и электроэнергии требует значительно меньших затрат топлива, чем если бы эти два продукта производились на отдельных станциях. Таким образом, ТЭЦ на биомассе представляет собой альтернативу сочетанию эффективных энергетических технологий и возобновляемого, климатически нейтрального топлива. В этой главе были проанализированы и обсуждены системные аспекты биоэнергетических систем, включая ТЭЦ.В этом разделе резюмируются некоторые основные идеи и размышления.
В то время как ТЭЦ на биомассе, основанная на прямом сжигании и паровом цикле, является доминирующей технологией ТЭЦ на биомассе сегодня, технологии на основе газификации, такие как BIGCC CHP, могут стать более влиятельными в будущем. Основным преимуществом технологий ТЭЦ на основе газификации является возможность более высокой эффективности преобразования биомассы в электричество по сравнению с традиционными вариантами. Многие исследования показывают, что, когда технология BIGCC достигнет зрелости, она станет экономически выгодным вариантом и будет иметь благоприятные экологические характеристики.Однако до сих пор технология страдала из-за слишком высоких затрат на технологию, чтобы ее можно было развернуть в более крупном масштабе. Таким образом, как это часто бывает с новыми технологиями, решающее значение имеет готовность участников взять на себя расходы на обучение и / или возможности найти нишевые рынки. Учитывая потенциальные выгоды, стимулы для дальнейшего развития и снижения затрат с социальной точки зрения кажутся высокими.
В ситуации с неразвитыми рынками биомассы и высокими затратами на распределение биомассы производство тепла на основе биомассы в значительной степени зависит от имеющихся на местном уровне ресурсов.Это может привести к выбору неэффективных технологий с точки зрения более высокого уровня системы; например, высокая электрическая эффективность может быть проиграна высокой тепловой эффективности. Однако вполне вероятно, что рынки биомассы будут развиваться, и что биомасса (так же, как и другие варианты исходного сырья) в большей степени будет продаваться на более длинные расстояния. Эта тенденция уже наблюдается; например, древесные гранулы сегодня поставляются в Европу из Канады. Достижения в методах предварительной обработки, таких как торрефикация и пиролиз, которые увеличивают удельную энергию и, следовательно, снижают затраты на транспортировку, могут, кроме того, ускорить такое развитие.
Лучшие возможности для недорогой транспортировки биомассы также приносят пользу крупномасштабным ТЭЦ, работающим на биомассе. При больших масштабах эффективность ТЭЦ на биомассе обычно увеличивается, в то же время уменьшаются удельные инвестиционные затраты. Однако, естественно, большие ТЭЦ также требуют большого количества тепла. Тепловые соединения между различными системами централизованного теплоснабжения являются одним из способов увеличения возможностей для крупных электростанций, хотя затраты, связанные с таким расширением, могут быть значительными.
Хотя биомассой можно торговать в глобальном масштабе, важно признать, что если в будущем будут применяться жесткие ограничения выбросов парниковых газов в глобальном масштабе, биомасса будет ограниченным ресурсом. Таким образом, даже если биомассу в замкнутой системе можно считать климатически нейтральной, не все виды использования биомассы одинаково выгодны с системной точки зрения; различное распределение ресурсов биомассы связано с разными уровнями экологической и экономической эффективности. При анализе энергетических систем, заглядывая в будущее, это, в принципе, следует учитывать независимо от уровня изучаемой системы (например, уровня завода, глобальной энергетической системы и т. Д.).). Следует отметить, что выводы относительно экологических характеристик конкретного применения биомассы будут радикально отличаться в зависимости от того, влияет ли использование биомассы на другие альтернативные виды использования биомассы или предполагается, что повышенный спрос будет удовлетворен за счет увеличения предложения биомассы.
В связи с перспективой будущей ситуации, когда ресурсы биомассы ограничены и, следовательно, не могут использоваться для всех целей без ограничений, возникает вопрос, в каких секторах и для каких целей следует использовать ограниченное количество биомассы.Основными альтернативами являются либо использование биомассы для производства тепла и электроэнергии в стационарных энергетических системах, либо преобразование биомассы в жидкое или газообразное топливо для использования в транспортном секторе. Конечно, сочетание этих вариантов является наиболее вероятным сценарием в будущем, поскольку местные и региональные обстоятельства и стимулы будут благоприятствовать различным решениям. Даже в этом случае определение драйверов для того или иного варианта может быть полезно для понимания общих тенденций. Несмотря на ряд неопределенностей, многие исследования приходят к выводу, что биомасса используется более эффективно для производства тепла и энергии, чем в качестве транспортного биотоплива.Основная причина этого связана с потерями, связанными с преобразованием биомассы в жидкое или газообразное топливо, подходящее для транспортных средств. С другой стороны, готовность платить за топливо очень высока в транспортном секторе, а высокие цены на нефть могут привести к более широкому использованию конверсии твердого топлива в транспортное топливо. Однако в будущем с растущим спросом на энергосервис, а также с высокими амбициями в отношении сокращения выбросов парниковых газов, давление на эффективное использование биомассы будет высоким, как и спрос на энергоносители с высокой эксергетической энергией, такие как электричество.В этом контексте свойства ТЭЦ на биомассе в целом и вариантов ТЭЦ на биомассе с высоким электрическим КПД в частности кажутся выгодными.
Выработка тепла – обзор
4.1 Тепло и вспучивание
Выработка тепла в результате радиоактивного распада имеет значение только для ВАО, отработавшего топлива и, в меньшей степени, плутонийсодержащих форм отходов. Несмотря на то, что эти отходы проходят период охлаждения во время промежуточного хранения перед их окончательным захоронением, они будут продолжать выделять тепло после завершения захоронения в GDF.Тепло, выделяемое в течение рабочего периода, может быть отведено вентиляцией, но оно начнет увеличиваться после закрытия GDF.
Максимальная температура, достигаемая в GDF, зависит от нескольких факторов, включая запас радионуклидов, переработку отходов, расположение GDF, температуру окружающей вмещающей породы, теплопроводность и конвекцию тепла и насыщение хранилища (RWM, 2016b). Расчеты теплового развития британских модулей, содержащих ВАО и различные виды отработанного топлива, указывают на ожидаемый диапазон температур 80–200 ° C на поверхности контейнеров в ранний период после закрытия (RWM, 2016c), и очевидно, что эти более высокие температуры окажут сильное влияние на колонизацию микробов.Напротив, из-за природы отходов возможность значительного тепловыделения в САО и НАО ограничена и в значительной степени зависит от температуры внешней среды (RWM, 2016b). В течение короткого периода времени ожидаемые температуры в ГЗЗ САО могут достигать 80 ° C (Chambers et al., 1995; Knill and Kennedy, 2003).
Ожидается, что радиогенное тепловыделение из отработавшего топлива будет значительным в течение нескольких тысяч лет после захоронения (NDA, 2010b). Меньший источник тепла можно ожидать от гидратации вяжущих материалов, которая протекает через ряд экзотермических химических реакций.В результате нагрев, который может происходить в ближнем поле GDF, может привести к повышению температуры на несколько десятков градусов и может быть значительным в течение нескольких десятилетий (Askarieh et al., 2000; NDA, 2010c), но ожидается, что они окажут более ограниченное воздействие на микробную колонизацию.
Повышенные температуры могут привести к химическим и физическим изменениям в среде GDF, которые могут повлиять на производительность хранилища. В целом это приведет к увеличению коррозионных процессов и скорости образования газа (NDA, 2010d, e).Термическое расширение используемых материалов EBS может вызвать механические напряжения, которые приводят к более высокому давлению и, в конечном итоге, могут вызвать трещины из-за растрескивания. Более высокие температуры могут также вызвать набухание материала обратной засыпки, что может препятствовать росту микробов. В тесте на набухание бентонита показатели выживаемости микробов были потенциально ниже из-за повышенного давления, причем те микроорганизмы, которые образовывали споры, показали самые высокие показатели выживаемости (Pedersen, 2000). Напротив, переломы, возникшие из-за нагрева и набухания, могут обеспечивать пути миграции, которые могут поддерживать микробную колонизацию новых микрониш.
Повышенные температуры (до 80 ° C) уменьшат буферную способность используемых вяжущих материалов, но смогут обеспечить более длительную буферную способность. Это вызвано более низкой растворимостью Ca (OH) 2 из цемента и повышенной диссоциацией воды (RWM, 2019). Более низкие количества ионов Ca 2 + в растворе могут способствовать более высокому микробному разнообразию, которое часто уменьшается в более щелочной среде (Rizoulis et al., 2012).
Выработка тепла в фотоэлектрических модулях
Солнечный свет, падающий на солнечную панель, вырабатывает не только электричество, но и тепло. |
Фотоэлектрический модуль, подвергающийся воздействию солнечного света, вырабатывает не только электричество, но и тепло. Для типичного коммерческого фотоэлектрического модуля, работающего на максимальной мощности, только от 15 до 20% падающего солнечного света преобразуется в электричество, а большая часть остального преобразуется в тепло. Факторы, влияющие на нагрев модуля:
- отражение от верхней поверхности модуля;
- электрическая рабочая точка модуля;
- поглощение солнечного света фотоэлектрическим модулем в регионах, не покрытых солнечными элементами;
- поглощение низкоэнергетического (инфракрасного) света в модулях или солнечных элементах; и
- плотность упаковки солнечных элементов.
Отражение передней поверхности
Свет, отраженный от передней поверхности модуля, не влияет на выработку электроэнергии. Такой свет считается механизмом электрических потерь, который необходимо минимизировать. Отраженный свет также не способствует нагреву фотоэлектрического модуля. Таким образом, максимальное повышение температуры модуля рассчитывается как падающая мощность, умноженная на отражение. Для типичных фотоэлектрических модулей со стеклянной верхней поверхностью отраженный свет содержит около 4% падающей энергии.
Рабочая точка и эффективность модуля
Рабочая точка и эффективность солнечного элемента определяют долю света, поглощаемого солнечным элементом, который преобразуется в электричество. Если солнечный элемент работает при токе короткого замыкания или при напряжении холостого хода, он не вырабатывает электричество и, следовательно, вся энергия, потребляемая солнечным элементом, преобразуется в тепло.
Поглощение света фотоэлектрическим модулем
Количество света, поглощаемого частями модуля, отличными от солнечных элементов, также будет способствовать нагреву модуля.Сколько света поглощается и сколько отражается, определяется цветом и материалом заднего защитного слоя модуля.
Поглощение инфракрасного света
Свет, энергия которого ниже энергии запрещенной зоны солнечных элементов, не может вносить вклад в электрическую мощность, но если он поглощается солнечными элементами или модулем, этот свет будет способствовать нагреву. Алюминий в задней части солнечного элемента имеет тенденцию поглощать этот инфракрасный свет. В солнечных элементах, которые не имеют полного алюминиевого покрытия на задней части солнечного элемента, инфракрасное излучение может проходить через солнечный элемент и выходить из модуля.
Фактор упаковки солнечных элементов
Солнечные элементы специально разработаны как эффективные поглотители солнечного излучения. Ячейки будут выделять значительное количество тепла, обычно выше, чем оболочка модуля и задний защитный слой. Следовательно, более высокий коэффициент упаковки солнечных элементов увеличивает выделяемое тепло на единицу площади.
7 теплогенерирующих устройств, которые нужны каждому выжившему
Источник изображения: thebushcraftstore.co.uk
Любой выживальщик или кустарник знает, что кризис не дождется солнечной погоды.
Будь то холодная весенняя ночь или холодный зимний день, окружающая среда сама по себе становится опасностью, которую вам придется уменьшить.
Выживание в значительной степени зависит от одной простой цели: поддерживать внутреннюю температуру в пределах диапазона, необходимого для поддержания жизни человека. В то время как болезнь заставляет вашу внутреннюю температуру подниматься выше здоровой, переохлаждение делает прямо противоположное (и смерть, конечно, понижает ее до той же температуры, что и все остальное в момент прохождения).
Вот почему из этих семи предметов первой необходимости для вашего набора для выживания я выбрал многоцелевое снаряжение, вырабатывающее тепло: оно согреет вас И выполнит дополнительную функцию.
1. Одеяло для зимнего выживания
Не позволяйте названию ввести вас в заблуждение. Конечно, этот удивительный предмет отлично подходит зимой, но он также хорошо работает весенней или осенней ночью, когда температура колеблется около 32 или даже 0. Что это? Это компактное одеяло, которое при подключении к другому отличному устройству для выживания, Pocket Power Plus, будет согревать вас в течение нескольких часов.Используйте одеяло для зимнего выживания, когда находитесь в дикой природе, когда застряли на обочине дороги, даже когда сидите в стойке с оленями. Если обычное одеяло не согреет, то оно точно согреет.
Зимнее одеяло для выживания: компактное аварийное тепло – по запросу!
Самая большая его часть: это гораздо больше, чем просто одеяло. Вы можете обернуть им грудь и надеть куртку или пальто, и вы будете долго греться на ходу. Кроме того, Pocket Power Plus можно использовать для зарядки телефона или ноутбука – или даже для запуска автомобиля.
2. Грелка для рук Zippo
Что касается тепловыделения этого предмета, то довольно очевидно, почему эти маленькие металлические источники тепла Zippo попали в этот список. Но с другой стороны, одна из причин, по которой я считаю, что это отличный многоцелевой предмет, заключается в том, что они позволят вам носить с собой два интересных варианта:
- Во-первых, вы можете использовать грелку для рук Zippo в качестве специального контейнер для дополнительной жидкости для зажигалок Zippo.
- Во-вторых, поскольку устройство надежно удерживает в своем контейнере очень маленький тлеющий уголь, вы даже сможете использовать этот тлеющий уголь, чтобы разжечь огонь из (хорошо продуманной) связки трута.
С грелкой для рук Zippo вы генерируете тепло, сохраняете дополнительное топливо и теперь можете безопасно путешествовать с тлеющим углем в одном металлическом корпусе.
3. MREs
Ни один солдат не чужд MRE (готовая к употреблению еда). Несмотря на то, что они могут быть довольно громоздкими в упаковке, они почти бесполезны в зимнее время, потому что обычно один MRE стоит одного переедания… или двух-трех хорошо нормированных блюд. Также так получилось, что полный MRE будет содержать свой собственный химически реактивный нагреватель без пламени.Просто взломайте их, и они быстро приступят к работе.
История продолжается ниже видео
Таким образом, вы не только получаете дополнительные упакованные калории с MRE, но также экономите калории за счет их добавленного тепла в вашем спальном мешке.
4. Морские сигнальные ракеты
При использовании этого варианта снаряжения время решает все. Морская сигнальная ракета рассчитана на работу около 15 минут, она горит очень горячо, и если вы используете ее для спасательных плотов, вы даже не сможете приходится иметь дело с жесткими, горящими остатками.Выпейте один из этих дымов в нужное время, и вы можете согреть руки, ожидая, пока вертолет совершит еще один пролет.
Морская сигнальная ракета рассчитана на работу около 15 минут, горит очень горячо, и если вы воспользуетесь такой, предназначенной для спасательных плотов, вам даже не придется иметь дело с жесткими, горящими остатками. Выпейте один из этих дымов в нужное время, и вы можете согреть руки, ожидая, пока вертолет совершит еще один пролет.
5. Линза Френеля
По сути, линзы Френеля – это не что иное, как плоские упаковочные лупы.Хотя они полезны для наблюдения за мелкими предметами вблизи, возможно, лучшая особенность этих предметов для ситуаций выживания – это то, что они могут разжечь огонь в солнечный день, не тратя никаких калорий. Пока трут на месте, вам просто нужно сфокусировать солнечный луч и удерживать.
6. Триоксановые топливные батончики
Если вы ищете дешевый способ разжечь огонь – и тот, который до неприличия эффективен, то триоксановые топливные батончики – отличный способ.Фактически, если вы просто пытаетесь вскипятить воду, вам даже не нужно устанавливать огонь. По этой причине триоксановые топливные стержни – одно из моих самых любимых излишков военного снаряжения.
7. Ватные шарики с вазелином в бутылочке по рецепту
Этот набор для выживания, вероятно, тот, который у вас уже есть в туалете ванной; вам просто нужно собрать детали и спрятать их. Просто возьмите 10-12 ватных шариков, окуните их в банку с вазелином, поместите их в небольшой контейнер для таблеток, отпускаемых по рецепту … и теперь у вас есть упаковка трехминутного пламени, вытянутого из угля, когда она находится под искрами от ферроцериевого стержня.Два-три удара, и у вас будет рекламная пауза, чтобы зажечь эту растопку.
А когда закончите, нанесите вазелин на пальцы, чтобы заживить и защитить потрескавшиеся губы.
Что бы вы добавили в список? Поделитесь своими мыслями в разделе ниже:
Если сеть не работает и у вас нет патронов, что бы вы сделали? Подробнее здесь.
Что такое тепловыделение – определение
Температурный профиль – ядерное топливо
См. Также: Температура поверхности оболочки
В большинстве реакторов PWR используется урановое топливо , которое представляет собой диоксид урана .Диоксид урана – это черный полупроводник с очень низкой теплопроводностью. С другой стороны, диоксид урана имеет очень высокую температуру плавления и хорошо известное поведение. UO 2 прессуют в цилиндрические гранулы , затем эти гранулы спекают в твердое тело.
Эти цилиндрические таблетки затем загружаются и заключаются в топливный стержень (или топливный стержень), который изготовлен из циркониевых сплавов из-за его очень низкого поперечного сечения поглощения (в отличие от нержавеющей стали).Поверхность трубки, закрывающей таблетки, называется оболочкой твэла .
См. Также: Теплопроводность диоксида урана
Тепловое и механическое поведение топливных таблеток Топливные стержни и составляют одну из трех основных дисциплин проектирования активной зоны. Ядерное топливо эксплуатируется в очень неблагоприятных условиях (тепловых, радиационных, механических) и должно выдерживать условия эксплуатации, превышающие нормальные. Например, температура в центре топливных таблеток достигает более 1000 ° C (1832 ° F), что сопровождается выделением газа деления.Поэтому подробные сведения о распределении температуры в отдельном топливном стержне необходимы для безопасной эксплуатации ядерного топлива. В этом разделе мы изучим уравнение теплопроводности в цилиндрических координатах , используя граничное условие Дирихле с заданной температурой поверхности (то есть используя граничное условие Дирихле). Подробный анализ температурного профиля твэлов будет рассмотрен в отдельном разделе.
Температура по средней линии топливной таблеткиРассмотрим топливную таблетку радиусом r U = 0.40 см , в котором происходит равномерное и постоянное тепловыделение на единицу объема, q V [Вт / м 3 ] . Вместо объемного теплового потока q V [Вт / м 3 ] инженеры часто используют линейный тепловой расход q L [Вт / м] , который представляет собой тепловой расход одного метра топливного стержня. Линейный расход тепла можно рассчитать из объемного расхода тепла по формуле:
Центральная линия берется за начало координат r.Благодаря симметрии в z-направлении и азимутальном направлении, мы можем разделить переменные и упростить эту задачу до одномерной задачи . Таким образом, мы будем определять температуру как функцию радиуса только T (r) . Для постоянной теплопроводности k соответствующая форма цилиндрического уравнения теплопроводности :
Общее решение этого уравнения:
, где C 1 и C 2 являются константами интеграция.
Рассчитайте распределение температуры T (r) в этой топливной таблетке, если:
- температура на поверхности топливной таблетки составляет T U = 420 ° C
- радиус топливной таблетки r U = 4 мм .
- усредненная проводимость материала составляет k = 2,8 Вт / м · K (соответствует диоксиду урана при 1000 ° C)
- линейная тепловая мощность составляет q L = 300 Вт / см и, следовательно, объемная тепловая мощность равна q В = 597 x 10 6 Вт / м 3
В этом случае поверхность поддерживается при заданных температурах T U .Это соответствует граничному условию Дирихле. Более того, эта задача является термосимметричной, и поэтому мы можем использовать также граничное условие термосимметрии. Константы могут быть оценены с использованием подстановки в общее решение и имеют вид:
Результирующее распределение температуры и температура (максимальная) по средней линии (r = 0) в этой цилиндрической топливной таблетке при этих конкретных граничных условиях будут:
Радиальный тепловой поток на любом радиусе q r [Вт.m -1 ] в цилиндре, конечно, можно определить с помощью распределения температуры и закона Фурье. Обратите внимание, что с тепловыделением тепловой поток больше не зависит от r.
На следующем рисунке показано распределение температуры в топливной таблетке при различных уровнях мощности.
______
Температура в рабочем реакторе варьируется от точки к точке внутри системы. Как следствие, всегда есть один топливный стержень и один локальный объем , которые на горячее на , чем все остальные.Чтобы ограничить эти горячих точек , должны быть введены пределы пиковой мощности . Пределы пиковой мощности связаны с кризисом кипения и условиями, которые могут вызвать плавление топливных таблеток. Однако из металлургических соображений устанавливается верхний предел температуры оболочки твэла и топливной таблетки. Выше этих температур существует опасность повреждения топлива. Одной из основных задач при проектировании ядерных реакторов является обеспечение отвода тепла, производимого на желаемом уровне мощности, при обеспечении того, чтобы максимальная температура топлива и максимальная температура оболочки всегда были ниже этих заданных значений.
Новый комплекс «золотой стандарт» для производства электроэнергии из тепла
Термоэлектрические генераторы, вырабатывающие электроэнергию из отработанного тепла, были бы полезным инструментом для сокращения выбросов парниковых газов, если бы не было самой неприятной проблемы: необходимости подключать электрические контакты к их горячей стороне, которая часто бывает слишком горячей для материалы, которые могут генерировать ток.
Из-за тепла устройства со временем выходят из строя.
Устройства, известные как поперечные термоэлектрики, позволяют избежать этой проблемы, вырабатывая ток, идущий перпендикулярно проводящему устройству, требуя контактов только на холодном конце генератора.Несмотря на то, что они считаются многообещающей технологией, материалы, которые, как известно, создают такое поперечное напряжение, практически неэффективны – по крайней мере, так думали ученые.
Ученые из Университета штата Огайо показывают в новом исследовании, что единый материал, слоистый кристалл, состоящий из элементов рения и кремния, оказывается золотым стандартом для поперечных термоэлектрических устройств.
Ученые продемонстрировали, что это единственное соединение функционирует как высокоэффективный термоэлектрический генератор из-за редкого свойства: одновременно несут как положительные, так и отрицательные заряды, которые могут двигаться независимо, а не идти параллельно друг другу, что заставляет их двигаться зигзагообразно. к контактам для генерации электрического тока.
Построив термоэлектрический генератор с кристаллом длиной около двух дюймов, исследователи также определили, что, когда кристалл расположен в устройстве под определенным углом, он может производить впечатляющее количество энергии.
«Мы показали, что эти материалы столь же эффективны, как и традиционные технологии термоэлектрических генераторов, но преодолевают их основные недостатки», – сказал соавтор исследования Джошуа Голдбергер, профессор химии и биохимии в штате Огайо.
«Это первый раз, когда было доказано, что такое устройство возможно.Обладая эффективностью, которая на порядки выше, чем у любого предыдущего поперечного устройства, этот состав так же хорош, как и то, что вы можете купить в коммерческих целях, но обещает быть намного проще и надежнее ».
Исследование опубликовано в Интернете в журнале Energy & Environmental Science .
Хотя 97% энергии вырабатывается за счет тепла, мы выбрасываем большую часть тепла, позволяя ему улетучиваться из дымовых труб, выхлопных труб автомобилей и т.п.
«Отработанное тепло действительно важно.Всегда было стремление повысить эффективность всех двигателей, которые вырабатывают энергию из тепла – объем работы, который вы можете получить от них, который вы можете использовать », – сказал соавтор исследования Джозеф Хереманс, профессор механики и аэрокосмической промышленности. инженера и выдающийся ученый в области нанотехнологий штата Огайо.
«В течение долгого времени мы мечтали найти маленькие двигатели, у которых не было бы движущихся частей, способных принимать тепло и вырабатывать электричество».
А теперь у них есть.
Большинство материалов проводят заряд только одного типа, что приводит к тому, что большинство термоэлектрических устройств состоит из нескольких соединений, однако сложность установления контактов с ними затрудняет усилия по созданию эффективного и действенного термоэлектрического генератора, который легко построить и может выдерживать высокие нагрузки. температуры.
Два года назад эта исследовательская группа обнаружила неожиданные свойства в другом соединении, которое позволяло электронам и дыркам, источникам отрицательных и положительных зарядов, соответственно, которые генерируют электрический ток, перемещаться по тому, что может напоминать шоссе с севера на юг. за одну плату и шоссе восток-запад за другую.
После этого открытия исследователи просмотрели существующие исследования других кристаллов, которые, как было установлено другими учеными, делают то же самое.
«Мы заинтересовались этим, потому что сначала мы не осознавали, что это может существовать. Когда мы выяснили, что он может существовать, мы очень постарались найти эти материалы », – сказал Голдбергер. На сегодняшний день они экспериментально подтвердили 15 материалов с этими свойствами – из более чем 110 000 кристаллических структур, обнаруженных и занесенных в международную базу данных.
«Некоторые из них были обнаружены, но ни одна из них не использовалась для повышения функциональности. Мы обнаружили, что мы действительно можем что-то с этим сделать », – сказал Вольфганг Виндл, профессор материаловедения и инженерии в штате Огайо и соавтор исследования.
«Все, что нам нужно сделать, это подвести провода к одному концу и сориентировать кристалл определенным образом, и внезапно у нас есть генератор энергии без движущихся частей. И вы согреваете его с помощью любого отходящего тепла, которое есть в вашем доме, машине или ракете, и это будет генерировать электроэнергию без выбросов самостоятельно и практически бесконечно. Для меня это немного похоже на черную магию.
Теоретически генератор, сделанный из этого соединения, можно было бы использовать в любом месте, где генерируется тепло – размер кристалла может варьироваться, и в этом исследовании он был продиктован размером печи, в которой он выращивался.
Хереманс сказал, что генератор может производить достаточно электроэнергии из выхлопных газов автомобиля, чтобы двигать автомобиль вперед, но он поддерживает идею использования этой технологии в меньшем масштабе: «В небольших приложениях сложные решения не приветствуются, потому что они слишком дорого », – сказал он. «Вот где такое простое решение, вероятно, лучше всего».
Эта работа была поддержана Управлением научных исследований ВВС США, Министерством энергетики США и Национальным научным фондом Emerging Frontiers in Research and Innovation.Рост кристаллов поддерживался платформой Национального научного фонда для ускоренной реализации, анализа и открытия интерфейсных материалов (PARADIM).
Соавторы: Майкл Скаддер, Бин Хе (сейчас в Институте Макса Планка) и Яксиан Ван (сейчас в Гарвардском университете) из штата Огайо, а также Акаш Рай и Дэвид Кэхилл из Иллинойского университета в Урбана-Шампейн.
Новый теплогенерирующий элемент на основе наноразмерных порошковых энергетических материалов Al – Ni – Fe3O4 для автономных термоэлектрических генераторов
X.Ню, Дж. Ю и С. Ван, J. Power Sources 188 , 621 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2008.12.067
CAS Статья Google ученый
S. Riffat and X. Ma, Appl. Therm. Англ. 23 , 913 (2003). https://doi.org/10.1016/s1359-4311(03)00012-7
Статья Google ученый
Д. М. Роу, Возобновляемая энергия 16 , 1251 (1999).https://doi.org/10.1016/s0960-1481(98)00512-6
Статья Google ученый
Л. Э. Белл и К. Д. Тодд, Патент ЕС № 2282357 (2011).
Р. Г. Ланге, У. П. Кэрролл, Energy Convers. Manag. 49 , 393 (2008). https://doi.org/10.1016/j.enconman.2007.10.028
CAS Статья Google ученый
V. Raag, Патент США №4032363 (1977).
Э. М. Хамид, Д. А. Шнава, М. Ф. М. Сабри и др., Возобновляемая устойчивая энергия Rev. 30 , 337 (2014). https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.10.027
Статья Google ученый
Ю. Дэн, В. Чжу, Ю. Ван и Ю. Ши, Солнечная энергия 88 , 182 (2013). https://doi.org/10.1016/j.solener.2012.12.002
Статья Google ученый
Дж.Сяо, Т. Ян, П. Ли и др., Appl. Энергия 93 , 33 (2012). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.06.006
CAS Статья Google ученый
С. М. О’Шонесси, М. Дж. Дизи, К. Э. Кинселла и др., Appl. Энергия 102 , 374 (2013). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.07.032
Статья Google ученый
Р. Дж.М. Вуллерс, Р. ван Шайк, И. Домс и др., Solid-State Electron. 53 , 684 (2009). https://doi.org/10.1016/j.sse.2008.12.011
CAS Статья Google ученый
М. Киши, Х. Немото, Т. Хамао и др., В Труды 18-й Международной конференции по термоэлектричеству ICT’99, 29 августа – 2 сентября 1999 г., Балтимор, Мэриленд, США ( 1999), стр. 301. https://doi.org/10.1109/ict.1999.843389
I.Старк и М. Стордер, в материалах 18-й Международной конференции по термоэлектричеству ICT’99, 29 августа – 2 сентября 1999 г., Балтимор, Мэриленд, США (1999), с. 465. https://doi.org/10.1109/ict.1999.843432
H. Goldschmidt, C. Vautin, J. Soc. Chem. Инд. 6 , 543 (1898). https://doi.org/10.1002/lipi.18980050107
Статья Google ученый
F. Maglia, U. Anselmi-Tamburini, C.Deidda и др., J. Mater. Sci. 39 , 5227 (2004). https://doi.org/10.1023/b:jmsc.0000039215.28545.2f
CAS Статья Google ученый
F. Maglia, C. Milanese и U. Anselmi-Tamburini, J. Mater. Res. 17 , 1992 (2002). https://doi.org/10.1557/jmr.2002.0295
CAS Статья Google ученый
Корчагин М.А., Корчагин Т.Григорьева Ф., Баринова А. П., Ляхов Н. З., Междунар. Дж. ШС 9 , 307 (2000). https://doi.org/10.1023/a:1011302713506
CAS Статья Google ученый
Дж. Дж. Гранье, М. Л. Пантойя, Combust. Пламя 138 , 373 (2004). https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2004.05.006
CAS Статья Google ученый
В.Э.Sers, B. W. Asay, T. J. Foley и др., J. Propuls. Мощность 23 , 707 (2007). https://doi.org/10.2514/1.26089
CAS Статья Google ученый
К. Б. Плантье, М. Л. Пантойя, А. Э. Гаш, Combust. Пламя 140 , 299 (2005). https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2004.10.009
CAS Статья Google ученый
Дж.H. Trumble, T.C. Ehlert и A. Szekely, Патент США № 4013061 (1977).
Дж. Х. Трамбл, Т. К. Элерт и А. Секели, Патент США № 4043314 (1977).
S. Daoud, Патент США № 6818344 B2 (2004).
S. Gangopadhyay, S. Apperson, K. Gangopadhyay, et al., Патент США № 8066831 B2 (2011).
Патент РФ № 2658494 (2017).
Патент РФ № 2689633 (2019).
Д.Громов, А. Шершенков, Э. Лебедев и др., J. Therm. Анальный. Калорим. 134 , 35 (2018). https://doi.org/10.1007/s10973-018-7416-3
CAS Статья Google ученый
B.E. Conway, J. Electrochem. Soc. , 138, , 1539 (1991). https://doi.org/10.1149/1.2085829
CAS Статья Google ученый
Громов Д.Г., Гальперин В.А., Э.Лебедев А.А., Кицюк Э.П., Нанотехнологии в электронике, , Техносфера, М., 2015, с. 347 с.
Google ученый
А. Алексеев, Е. Лебедев, Д. Громов и Р. Рязанов, в Труды конференции молодых исследователей в области электротехники и электронной техники IEEE 2018 г. EIConRus, январь 2018. https://doi.