Motorok külső égés

Fontos elem Az energiamegtakarítási program célja, hogy autonóm villamosenergia- és hőforrásokat biztosítson a kislakásos területeknek és a központi hálózatoktól távol eső fogyasztóknak. A külső égésű motorokon alapuló innovatív villamosenergia- és hőtermelő berendezések ideálisak ezeknek a problémáknak a megoldására. Tüzelőanyagként mind a hagyományos tüzelőanyag-fajták, mind a kapcsolódó kőolajgáz, faforgácsból nyert biogáz stb. felhasználható.

Az elmúlt 10 évben emelkedtek a fosszilis tüzelőanyagok árai, egyre nagyobb figyelmet fordítottak a CO 2 -kibocsátásra, és egyre nagyobb a vágy, hogy megszabaduljunk a fosszilis tüzelőanyagoktól való függéstől, és önellátóvá váljunk az energia terén. Ez annak a következménye volt, hogy a biomasszából energiát előállítani képes technológiák hatalmas piaca fejlődött ki.

A külső égésű motorokat csaknem 200 évvel ezelőtt, 1816-ban találták fel. Gőzgéppel együtt két- ill négyütemű motor belső égés, a külső égésű motorok az egyik fő motortípusnak számítanak. Azzal a céllal fejlesztették ki őket, hogy biztonságosabb és hatékonyabb motorokat hozzanak létre, mint a gőzgép. A 18. század legelején a hiány megfelelő anyagok számos esethez vezetett halálos nyomás alatti gőzgépek robbanásai miatt.

A külső égésű motorok jelentős piaca a 18. század második felében alakult ki, különösen a kisebb alkalmazásokban, ahol szakképzett kezelők nélkül is biztonságosan üzemeltethetők.

A belső égésű motor 18. század végén történt feltalálása után a külső égésű motorok piaca megszűnt. A belső égésű motor gyártási költsége alacsonyabb, mint a külső égésű motor gyártási költsége. A belső égésű motorok fő hátránya, hogy működésükhöz tiszta, CO2-t növelő fosszilis tüzelőanyagokra van szükség. Mindazonáltal egészen a közelmúltig a fosszilis tüzelőanyagok ára alacsony volt, és a CO2-kibocsátásra nem fordítottak kellő figyelmet.

A külső égésű motor működési elve

Ellentétben a jól ismert belső égési folyamattal, amelyben az üzemanyagot a motoron belül égetik el, a külső égésű motort külső hőforrás hajtja meg. Pontosabban a külső fűtő- és hűtőforrások által létrehozott hőmérséklet-különbségek okozzák.

Ezek a külső fűtési és hűtési források lehetnek biomassza hulladékgázok, illetve hűtővíz. A folyamat során a motorra szerelt generátor forog, ezáltal energia keletkezik.

Minden belső égésű motort hőmérséklet-különbség hajt. Benzin, dízelmotorok a külső égésű motorok pedig azon a tulajdonságon alapulnak, hogy a hideg levegő sűrítéséhez kevesebb erőfeszítés szükséges, mint a forró levegő sűrítéséhez.

A benzines és dízelmotorok szívás hideg levegőés ezt a levegőt összenyomni, mielőtt a henger belsejében fellépő belső égési folyamat felmelegítené. Miután a dugattyú feletti levegő felmelegszik, a dugattyú lefelé mozog, ezáltal kitágítja a levegőt. Mivel a levegő forró, a dugattyúrúdra ható erő nagy. Amikor a dugattyú eléri az alját, a szelepek kinyílnak, és a forró kipufogót új, friss, hideg levegő váltja fel. Amikor a dugattyú felfelé mozog, a hideg levegő összenyomódik, és a dugattyúrúdra ható erő kisebb, mint amikor lefelé mozog.

A külső égésű motor egy kicsit más elv szerint működik. Szelepek nincsenek benne, hermetikusan zárt, a levegő felmelegítése és hűtése a hideg-meleg kör hőcserélőivel történik. Egy integrált szivattyú, amelyet a dugattyú mozgása hajt meg, mozgatja a levegőt oda-vissza a két hőcserélő között. Miközben hűti a levegőt hőcserélő A hideg körben a dugattyú összenyomja a levegőt.

Miután összenyomták, a levegő felmelegszik egy forrókörű hőcserélőben, mielőtt a dugattyú elkezdene bemozdulni ellentétes irányés a forró levegő expanzióját használja a motor meghajtására.

1. Bevezetés………………………………………………………………………………3

2. Történelem…………………………………………………………………………………4

3. Leírás…………………………………………………………………………………………… 4

4. Konfiguráció…………………………………………………………………. 6

5. Hátrányok………………………………………………………………………….. 7

6. Előnyök………………………………………………………………… 7

7. Jelentkezés…………………………………………………………………………………. 8

8. Következtetés………………………………………………………………………. tizenegy

9. Irodalomjegyzék…………………………………………………………….. 12

Bevezetés

BAN BEN eleje XXI században az emberiség optimistán tekint a jövőbe. Ennek a legnyomósabb okai vannak. A tudományos gondolkodás nem áll meg. Ma egyre több új fejlesztést kínálunk. Egyre több gazdaságos, környezetbarát és ígéretes technológia kerül be az életünkbe

Ez mindenekelőtt az alternatív motorépítésre és az úgynevezett „új” alternatív üzemanyagok használatára vonatkozik: szél, nap, víz és egyéb energiaforrások.

A különféle típusú motoroknak köszönhetően az ember energiát, fényt, hőt és információkat kap. A motorok az a szív, amely a modern civilizáció fejlődésével együtt dobog. Biztosítják a termelés növekedését és csökkentik a távolságokat. Jelenleg a belső égésű motorok gyakoriak egész sor hátrányai: működésük zajjal, rezgéssel jár, káros kipufogógázokat bocsátanak ki, ezáltal szennyezik környezetünket, és sok üzemanyagot fogyasztanak. De ma már létezik alternatíva számukra. A Stirling motorok azon motorosztálya, amelyből minimális a kár. Zárt ciklusban működnek, folyamatos mikrorobbanások nélkül a munkahengerekben, gyakorlatilag nem bocsátanak ki káros gázokat, és sokkal kevesebb üzemanyagot igényelnek.

A Stirling-motort, amelyet jóval a belső égésű motor és a dízel előtt találtak fel, méltatlanul feledésbe merült

A Stirling-motorok iránti érdeklődés felélénkülése általában a Philips tevékenységéhez kapcsolódik. A kis teljesítményű Stirling-motorok tervezésével kapcsolatos munka a huszadik század 30-as éveinek közepén kezdődött a vállalatnál. A munka célja egy kis elektromos generátor létrehozása volt alacsony szint zaj- és hőhajtás a rádióberendezések táplálására a világ rendszeres tápellátás nélküli területein. 1958-ban a cég General Motors arra a következtetésre jutott licencszerződés a Philips-szel, és együttműködésük 1970-ig folytatódott. A fejlesztések középpontjában a Stirling-motorok űr- és víz alatti erőművek, autók és hajók, valamint helyhez kötött energiaellátó rendszerek használata áll. A svéd United Stirling cég, amely főként a motorokra koncentrált Jármű nehéz emelőképesség, kiterjesztették érdeklődésüket a motorok területére személygépkocsik. A Stirling-motor iránti valódi érdeklődés csak az úgynevezett „energiaválság” idején kelt újjá. Ekkor tűntek különösen vonzónak ennek a motornak a potenciális képességei a hagyományos folyékony üzemanyag gazdaságos fogyasztásával kapcsolatban, ami az üzemanyagárak emelkedése kapcsán nagyon fontosnak tűnt.

Sztori

A Stirling-motort először Robert Stirling skót pap szabadalmaztatta 1816. szeptember 27-én (4081-es számú angol szabadalom). Az első elemi „forrólevegős motorok” azonban a 17. század végén, jóval Stirling előtt ismertek. Stirling vívmánya egy tisztító hozzáadása volt, amelyet „gazdaságosságnak” nevezett. A modern tudományos irodalomban ezt a tisztítót „regenerátornak” (hőcserélőnek) nevezik. Növeli a motor teljesítményét azáltal, hogy megtartja a hőt a motor meleg részében, miközben a munkafolyadék lehűl. Ez a folyamat nagymértékben javítja a rendszer hatékonyságát. 1843-ban James Stirling ezt a motort használta a gyárban, ahol akkoriban mérnökként dolgozott. 1938-ban a Philips beruházott egy Stirling-motorba, amelynek kapacitása több mint kétszáz Lóerőés több mint 30%-os hozam. A Stirling-motornak számos előnye van, és széles körben használták a korszakban gőzgépek.

Leírás

Stirling motorja- hőmotor, amelyben folyékony vagy gáznemű munkafolyadék zárt térfogatban mozog, külső égésű motor típusa. A munkaközeg időszakos melegítésén és hűtésén alapul, a munkaközeg térfogatának ebből adódó változásából származó energia kinyerésével. Nemcsak tüzelőanyag elégetésével működik, hanem bármilyen hőforrásból is.

A 19. században a mérnökök biztonságos alternatívát akartak alkotni gőzgépek akkori kazánjai gyakran felrobbantak a magas gőznyomás és az építkezésükre alkalmatlan anyagok miatt. Jó alternatíva Stirling motorok megalkotásával jelentek meg a gőzgépek, amelyek bármilyen hőmérséklet-különbséget munkává tudtak alakítani. A Stirling-motor működési elve a munkafolyadék állandó váltakozó fűtése és hűtése zárt hengerben. A munkaközeg általában levegő, de hidrogént és héliumot is használnak. Számos kísérleti mintán tesztelték a freonokat, a nitrogén-dioxidot, a cseppfolyósított propán-butánt és a vizet. Ez utóbbi esetben a víz a termodinamikai körfolyamat minden részében folyékony állapotban marad. A folyékony munkafolyadékkal való keverés sajátossága a kis méret, a nagy fajlagos teljesítmény és a nagy üzemi nyomás. Stirling is van kétfázisú munkafolyadékkal. Nagy teljesítménysűrűség és nagy üzemi nyomás is jellemzi.

A termodinamikából ismert, hogy a gáz nyomása, hőmérséklete és térfogata összefügg egymással, és az ideális gázok törvényét követik

, Ahol:

• P - gáznyomás;
• V - gáz térfogata;
• n a gázmolok száma;
• R az univerzális gázállandó;
• T a gáz hőmérséklete Kelvinben.

Ez azt jelenti, hogy ha egy gázt felmelegítenek, térfogata nő, lehűléskor pedig csökken. A gázoknak ez a tulajdonsága alapozza meg a Stirling-motor működését.

A Stirling-motor a Stirling-ciklust használja, amely termodinamikai hatásfokában nem alacsonyabb a Carnot-ciklusnál, sőt, van egy előnye is. A helyzet az, hogy a Carnot-ciklus izotermákból és adiabátokból áll, amelyek alig különböznek egymástól. Gyakorlati megvalósítás ennek a ciklusnak kevés a kilátása. A Stirling-ciklus lehetővé tette egy gyakorlatilag működő, elfogadható méretű motor előállítását.

A Stirling-ciklus négy fázisból áll, és két átmeneti fázisra oszlik: fűtés, tágulás, átmenet hideg forrásra, hűtés, kompresszió és átmenet hőforrásra. Így a meleg forrásból a hideg forrásba való áttérés során a hengerben lévő gáz kitágul és összehúzódik. A gázmennyiség különbsége munkává alakítható, amit a Stirling-motor csinál. A béta típusú Stirling-motor munkaciklusa:

1

2

3

4

ahol: a - elmozdulás dugattyú; b - működő dugattyú; c - lendkerék; d - tűz (fűtési terület); e - hűtőbordák (hűtési terület).

1. Egy külső hőforrás melegíti fel a hőcserélő henger alján lévő gázt. A létrejövő nyomás felfelé nyomja az elmozduló dugattyút (figyelembe kell venni, hogy a kiszorítódugattyú nem illeszkedik szorosan a falakhoz).
2. A lendkerék lenyomja az elmozduló dugattyút, ezáltal a felmelegített levegőt alulról a hűtőkamrába mozgatja.
3. A levegő lehűl és összehúzódik, a dugattyú lefelé mozog.
4. A kiszorítódugattyú felfelé emelkedik, ezáltal a lehűtött levegőt az alsó részbe mozgatja. És a ciklus megismétlődik.

Stirling gépben a munkadugattyú mozgása 90°-kal eltolódik a kiszorítódugattyú mozgásához képest. A váltás előjelétől függően a gép lehet motor vagy hőszivattyú. 0-ás műszakban a gép nem termel munkát (kivéve a súrlódási veszteségeket) és nem is termel.

Beta Stirling- csak egy henger van, egyik végén forró, a másik végén hideg. A henger belsejében egy dugattyú (amelyből eltávolítják a teljesítményt) és egy „kiszorító” mozog, megváltoztatva a forró üreg térfogatát. A gázt a palack hideg részéből a meleg részbe szivattyúzzák egy regenerátoron keresztül. A regenerátor lehet külső, a hőcserélő része, vagy kiszorítódugattyúval kombinálva.

Gamma-Stirling- van még egy dugattyú és egy „kiszorító”, de ugyanakkor két henger is van - az egyik hideg (ahol a dugattyú mozog, ahonnan az erő lekerül), a másik pedig az egyik végén forró, a másik pedig hideg. más (ahol a „kiszorító” mozog). Regenerátor csatlakozik forró rész a második hengert egy hideg hengerrel és egyidejűleg az első (hideg) hengerrel.

- hőmotor, amelyben folyékony vagy gáznemű munkafolyadék zárt térfogatban mozog, külső égésű motor típusa. A munkaközeg időszakos melegítésén és hűtésén alapul, a munkaközeg térfogatának ebből adódó változásából származó energia kinyerésével. Nemcsak tüzelőanyag elégetésével működik, hanem bármilyen hőforrásból is.

A 18. századi motorok fejlesztésével kapcsolatos események kronológiáját egy érdekes cikkben láthatja - „A gőzgépek feltalálásának története”. És ezt a cikket a nagy feltalálónak, Robert Stirlingnek és ötletének szenteljük.

A teremtés története...

A Stirling-motor találmányának szabadalma furcsa módon Robert Stirling skót pap tulajdona. 1816. szeptember 27-én kapta meg. Az első „hőlégmotorok” a 17. század végén, jóval Stirling előtt váltak ismertté a világ előtt. Stirling egyik fontos vívmánya egy tisztító berendezés hozzáadása volt, amelyet ő maga „gazdaságnak” nevezett el.

A modern tudományos irodalomban ennek a tisztítónak teljesen más neve van - „rekuperátor”. Ennek köszönhetően növekszik a motor teljesítménye, mivel a tisztító megtartja a hőt a motor meleg részében, és ezzel egyidejűleg a munkafolyadék lehűl. Ennek a folyamatnak köszönhetően a rendszer hatékonysága jelentősen megnő. A rekuperátor dróttal, granulátummal és hullámfóliával töltött kamra (a hullámok a gázáramlás iránya mentén futnak). A gáz az egyik irányban áthalad a rekuperátor töltőanyagán, hőt ad le (vagy vesz fel), a másik irányba haladva pedig elveszi (leadja). A rekuperátor a hengereken kívül is lehet, és béta és gamma konfigurációkban a kiszorítódugattyúra helyezhető. A gép méretei és súlya ebben az esetben kisebb. A rekuperátor szerepét bizonyos mértékig a kiszorító és a hengerfalak közötti rés tölti be (ha a henger hosszú, akkor egyáltalán nincs szükség ilyen eszközre, de jelentős veszteségek lépnek fel a henger viszkozitása miatt gáz). Alfa-stirlingben a rekuperátor csak külső lehet. Sorba van szerelve egy hőcserélővel, amelyben a munkaközeg melegítése a hideg dugattyú felől történik.

1843-ban James Stirling ezt a motort használta a gyárban, ahol akkoriban mérnökként dolgozott. 1938-ban a Philips egy Stirling-motorba fektetett be, amelynek teljesítménye több mint kétszáz lóerő és több mint 30%-os hozam. Mert a Stirling motorja számos előnnyel rendelkezik, széles körben elterjedt a gőzgépek korában.

Hibák.

Az anyagfelhasználás a motor fő hátránya. A külső égésű motoroknál általában, és különösen a Stirling-motoroknál a munkafolyadékot le kell hűteni, ami a megnagyobbodott radiátorok miatt az erőmű tömegének és méreteinek jelentős növekedéséhez vezet.

Ahhoz hasonló teljesítmény elérése érdekében a belső égésű motor jellemzői, nagy nyomást kell alkalmazni (100 atm felett) és speciális típusok munkafolyadék - hidrogén, hélium.

A hő nem közvetlenül a munkaközeghez jut, hanem csak a hőcserélők falain keresztül. A falak hővezető képessége korlátozott, ami a vártnál alacsonyabb hatásfokot eredményez. A forró hőcserélő nagyon intenzív hőátadási körülmények között és nagyon magas nyomáson működik, amihez jó minőségű és drága anyagok használata szükséges. Az egymásnak ellentmondó követelményeket kielégítő hőcserélő létrehozása nagyon nehéz. Minél nagyobb a hőcserélő terület, annál kisebb a hőveszteség. Ezzel egyidejűleg megnő a hőcserélő mérete és a munkában nem részt vevő munkaközeg térfogata. Mivel a hőforrás kívül található, a motor lassan reagál a hengerbe irányuló hőáramlás változásaira, és előfordulhat, hogy indításkor nem állítja elő azonnal a szükséges teljesítményt.

A motor teljesítményének gyors megváltoztatására olyan módszereket alkalmaznak, amelyek különböznek a belső égésű motorokban használtaktól: változó térfogatú puffertartály, a munkafolyadék átlagos nyomásának változása a kamrákban, a munkadugattyú közötti fázisszög változása és a kiszorító. Ez utóbbi esetben a motor reakciója a vezető vezérlésére szinte azonnali.

Előnyök.

A Stirling-motornak azonban vannak olyan előnyei, amelyek szükségessé teszik a fejlesztését.

A motor „mindenevősége” - mint minden külső égésű motor (vagy inkább külső hőellátás), a Stirling-motor szinte bármilyen hőmérséklet-különbségből tud működni: például az óceán különböző rétegei között, a naptól, a nukleáris vagy izotópos fűtőtest, szén- vagy fakályha stb.

A tervezés egyszerűsége - a motor kialakítása nagyon egyszerű, nem igényel kiegészítő rendszerek, mint például a gázelosztó mechanizmus. Önállóan indul és nem kell indító. Jellemzői lehetővé teszik, hogy megszabaduljon a sebességváltótól. Azonban, mint fentebb említettük, nagyobb az anyagfelhasználása.

Megnövelt élettartam - a tervezés egyszerűsége, a sok „kényes” egység hiánya lehetővé teszi a Stirling számára, hogy több tíz és több százezer órás folyamatos üzemidőt biztosítson, amelyre más motoroknál nem volt példa.

Gazdaságos - villamos energiára váltás esetén napenergia A Stirlingek néha nagyobb hatékonyságot biztosítanak (akár 31,25%), mint hőgépek egy párnak.

Csendes motor - Stirlingnek nincs kipufogója, ami azt jelenti, hogy nem ad hangot. A rombuszos szerkezetű Beta Stirling tökéletesen kiegyensúlyozott eszköz, és elegendő jó minőség gyártás, még rezgése sincs (a rezgés amplitúdója kisebb, mint 0,0038 mm).

Környezetbarát – magának a Stirlingnek nincs olyan része vagy folyamata, amely hozzájárulhatna a környezetszennyezéshez környezet. Nem fogyaszt munkafolyadékot. A motor környezetbarát jellege elsősorban a hőforrás környezetbarát jellegének köszönhető. Azt is érdemes megjegyezni, hogy a tüzelőanyag teljes elégetésének biztosítása egy külső égésű motorban könnyebb, mint egy belső égésű motorban.

A gőzgépek alternatívája.

A 19. században a mérnökök igyekeztek biztonságos alternatívát teremteni az akkori gőzgépek helyett, aminek oka az volt, hogy a már feltalált motorok kazánjai gyakran felrobbantak, nem bírták ki. magas nyomású gőz és olyan anyagok, amelyek egyáltalán nem voltak alkalmasak a gyártásukra és az építkezésükre. Stirling motorja jó alternatíva lett, mert bármilyen hőmérséklet-különbséget munkává tudott alakítani. Ez a Stirling-motor működési elve. A munkafolyadék fűtésének és hűtésének állandó váltakozása egy zárt hengerben mozgásba hozza a dugattyút. A munkaközeg jellemzően levegő, de hidrogént és héliumot is használnak. De végeztek kísérleteket vízzel is. fő jellemzője A folyékony munkafolyadékkal ellátott Stirling-motor kis méretű, nagy üzemi nyomású és nagy fajlagos teljesítményű. Stirling is van kétfázisú munkafolyadékkal. Fajlagos teljesítmény és üzemi nyomás ez is elég magas.

A fizikatanfolyamról talán emlékszel arra, hogy ha egy gázt felmelegítenek, a térfogata nő, ha lehűl, akkor csökken. A gázoknak ez a tulajdonsága az alapja a Stirling-motor működésének. Stirling motorja Stirling-ciklust használja, amely termodinamikai hatásfok tekintetében nem alacsonyabb a Carnot-ciklusnál, sőt bizonyos szempontból előnye is van. A Carnot-ciklus izotermákból és adiabátokból áll, amelyek alig különböznek egymástól. Egy ilyen ciklus gyakorlati megvalósítása bonyolult és kilátástalan. A Stirling-ciklus lehetővé tette egy gyakorlatilag működő, elfogadható méretű motor előállítását.

A Stirling-ciklusnak négy fázisa van, amelyeket két átmeneti fázis választ el egymástól: fűtés, tágulás, átmenet hidegforrásra, hűtés, kompresszió és átmenet hőforrásra. Amikor meleg forrásból hideg forrásba kerül, a hengerben lévő gáz kitágul és összehúzódik. A folyamat során a nyomás megváltozik, amiből kaphat hasznos munka. Hasznos munka csak az állandó hőmérsékleten lejátszódó folyamatoknak köszönhető, vagyis a fűtő és a hűtő közötti hőmérséklet-különbségtől függ, mint a Carnot ciklusban.

Konfigurációk

A mérnökök a Stirling-motorokat három különböző típusra osztják:

Előnézet - kattintson a nagyításhoz.

Két különálló teljesítménydugattyút tartalmaz külön hengerekben. Az egyik dugattyú meleg, a másik hideg. A melegdugattyús henger magasabb hőmérsékletű hőcserélőben, a hidegdugattyús henger pedig egy hidegebb hőcserélőben van. A teljesítmény/hangerő arány azonban meglehetősen magas hőség a „forró” dugattyú bizonyos műszaki problémákat okoz.

Beta Stirling- van egy henger, egyik végén forró, a másik végén hideg. A henger belsejében egy dugattyú (amelyből eltávolítják a teljesítményt) és egy „kiszorító” mozog, megváltoztatva a forró üreg térfogatát. A gázt a palack hideg részéből a meleg részbe szivattyúzzák egy regenerátoron keresztül. A regenerátor lehet külső, egy hőcserélő része, vagy kombinálható kiszorítódugattyúval.

Van egy dugattyú és egy „kiszorító”, de ugyanakkor van két henger - az egyik hideg (ahol a dugattyú mozog, ahonnan az áramot eltávolítják), a második pedig az egyik végén forró, a másikon hideg ( ahol a „kiszorító” mozog). A regenerátor lehet külső, ilyenkor a második henger meleg részét köti össze a hideggel és egyben az első (hideg) hengerrel. A belső regenerátor a kiszorító része.

Működés elve

Javasolt innovatív technológia felhasználása alapján rendkívül hatékony négyhengeres motor külső égés. Ez egy hőmotor. Hőt lehet szolgáltatni külső forrás hő vagy tüzelőanyag széles körének elégetésével keletkezik egy égéskamrában.

A hőt állandó hőmérsékleten tartják a motor egyik rekeszében, ahol nyomás alatti hidrogénné alakul. Ahogy a hidrogén kitágul, nyomja a dugattyút. Az alacsony hőmérsékletű motortérben a hidrogén hűtése hőtárolókkal és folyadékhűtőkkel történik. Ahogy a hidrogén tágul és összehúzódik, a dugattyú oda-vissza mozgását idézi elő, amelyet egy szabványos, kapacitív hajtású lengőtárcsa alakít át forgó mozgássá. elektromos generátor. A hidrogénes hűtési eljárás hőt is termel, amely segédfolyamatokban kapcsolt hő- és villamosenergia-termelésre használható fel.

Általános leírása

Az FX-38 hőerőmű egyetlen motor-generátor modul, amely tartalmaz egy külső égésű motort, egy propánnal, földgázzal, kapcsolódó kőolajjal és egyéb, közepes és alacsony energiaintenzitású üzemanyaggal (biogáz) működő tüzelőrendszert. , induktív generátor, motorvezérlő rendszer, időjárásálló ház beépített szellőzőrendszerrel és egyebek segédeszközök Mert párhuzamos munkavégzés nagyfeszültségű hálózattal.

A névleges elektromos teljesítmény földgázzal vagy biogázzal 50 Hz frekvencián 38 kW. Ezen kívül az üzem 65 kWh visszanyert hőt termel a betáplált hőből különleges rendelés kapcsolt hő- és villamosenergia-termelési rendszer.

Az FX-38 többféle hűtési lehetőséggel is felszerelhető a telepítési rugalmasság érdekében. A termék könnyen csatlakoztatható elektromos érintkezők, tüzelőanyag-ellátó rendszerek és külső hűtőrendszer csövek, ha vannak.

További alkatrészek és opciók

• Teljesítménymérő modul (beépített áramváltót biztosít a kijelzőn lévő paraméterek leolvasásához váltakozó áram)
• választási lehetőség távfelügyelet RS-485 interfészen keresztül
• Lehetőségek beépített vagy távolról szerelt radiátorhoz
• Propán üzemanyag opció
• Földgáz opció
• Lehetőség a kapcsolódó kőolajgáz használatára
• Alacsony energiafogyasztású üzemanyag opció

Az FX-48 telepítés több lehetőséggel is használható, az alábbiak szerint:

• Párhuzamos csatlakozás nagyfeszültségű hálózathoz 50 Hz, 380 V AC
• Hő és villamos energia kapcsolt termelési módja

A telepítési teljesítmény jellemzői

Áram- és hőtermelési üzemmódban 50 Hz frekvencián a berendezés 65 kWh kivont hőt termel. A termék egy csőrendszerrel van felszerelve, amely készen áll az ügyfél által szállított folyadék/folyékony hőcserélőhöz való csatlakoztatásra. A meleg oldali hőcserélő zárt hurkú kivitelben, motorházhűtővel és integrált rendszerhűtővel, ha van. A hőcserélő hideg oldalát az ügyfelek hűtőbordáihoz tervezték.

Karbantartás

A telepítést folyamatos üzemre és teljesítményleadásra tervezték. Alap ellenőrzés teljesítmény jellemzők az ügyfél 1000 órás időközönként elvégzi, és magában foglalja a vízhűtő rendszer és az olajszint ellenőrzését. 10 000 üzemóra után az egység elülső részét karbantartják, beleértve a cserét is dugattyúgyűrű, rúdtömítés, hajtószíj és különféle tömítések. Az egyes kulcselemek kopását ellenőrizzük. A motor fordulatszáma 1500 ford./perc, hogy 50 Hz-en működjön.

Folytonosság

A telepítés zavartalan működése 95% feletti az üzemi időközök alapján, és az ütemtervben figyelembe veszi Karbantartás.

Szint hangnyomás

A beépített radiátor nélküli egység hangnyomásszintje 64 dBA 7 méteres távolságban. A hűtőventilátorokkal ellátott, beépített radiátorral rendelkező egység hangnyomásszintje 66 dBA 7 méteres távolságban.

Kibocsátások

Földgázzal üzemelve a motor károsanyag-kibocsátása legfeljebb 0,0574 g/Nm 3 NOx, 15,5 g/Nm 3 VOC és 0,345 g/Nm 3 CO.

Gáznemű tüzelőanyag

A motort úgy tervezték, hogy üzemeljen különféle típusok gáznemű tüzelőanyag értékekkel alacsonyabb hőégés 13,2-90,6 MJ/Nm 3, kapcsolódó kőolajgáz, földgáz, szénágyas metán, újrahasznosított gáz, propán és biogáz szilárd hulladéklerakókból. Ennek a tartománynak a lefedése érdekében az egység a következő üzemanyagrendszer-konfigurációkkal rendelhető:

Az égetőrendszer megköveteli állítható nyomás gázellátás 124-152 mbar-on minden üzemanyagtípushoz.

Környezet

Telepítés be szabványos változat-20 és +50°C közötti környezeti hőmérsékleten működik.

A telepítés leírása

Az FX-38 hőerőmű gyárilag teljes mértékben készen áll az áramtermelésre. Az egységre integrált elektromos panel van felszerelve, hogy megfeleljen az interfész és a vezérlés követelményeinek. Az elektromos konzolba épített időjárásálló digitális kijelző nyomógombos indító, leállítás és újraindítás interfészt biztosít a kezelő számára. Az elektromos panel a terminál fő csatlakozási pontjaként is szolgál elektromos készülékügyféllel, valamint vezetékes kommunikációs végberendezésekkel.

Az egység a kezdeti rendszerhőmérséklettől függően az indítástól számított körülbelül 3-5 percen belül képes a teljes terhelésű teljesítmény elérésére. Az indítási és telepítési sorrend egy gomb megnyomásával aktiválható.

Az indítási parancs után a rendszer a belső kontaktor hálózatba zárásával csatlakozik a nagyfeszültségű hálózathoz. A motor azonnal megfordul, kiüríti az égésteret, mielőtt az üzemanyagszelepek kinyílnának. Az üzemanyagszelep kinyitása után energiát kap a gyújtó, ami meggyújtja az üzemanyagot az égéstérben. Az égés jelenlétét a munkagáz hőmérsékletének emelkedése határozza meg, ami beindítja a gyorsulásszabályozási eljárást a pontig Üzemi hőmérséklet. Ezt követően a láng önfenntartó és állandó marad.

A stop parancs után a telepítés először bezárul üzemanyag szelep az égési folyamat leállítására. Egy előre beállított idő után, amely alatt a mechanizmus lehűl, a mágneskapcsoló kinyílik, és leválasztja az egységet a hálózatról. Ha fel van szerelve, a hűtőventilátorok egy ideig működhetnek, hogy csökkentsék a hűtőfolyadék hőmérsékletét.

A telepítés egy állandó löketű külső égésű motort használ, amely egy szabványos indukciós generátorhoz van csatlakoztatva. A készülék a nagyfeszültségű hálózattal vagy az áramelosztó rendszerrel párhuzamosan működik. Az indukciós generátor nem hoz létre saját gerjesztést: a gerjesztését a csatlakoztatott hálózati forrásból kapja. Ha a hálózati feszültség megszűnik, a készülék kikapcsol.

A telepítési alkatrészek leírása

Az egység kialakítása biztosítja az egyszerű telepítést és csatlakoztatást. Vannak külső csatlakozások az üzemanyagcsövekhez, a tápcsatlakozókhoz, a kommunikációs interfészekhez, valamint adott esetben egy külső radiátor és folyadék/folyadék hőcserélő csőrendszerhez. Az egység kompletten rendelhető beépített vagy távszerelhető radiátorral és/vagy folyadék/folyadék hőcserélő csőrendszerrel a motor hűtésére. Eszközök is biztosítottak biztonságos leállításés kifejezetten a kívánt üzemmódhoz tervezett vezérlő logikai áramkörök.

A szekrényben két szervizpanel található a motor/generátortér mindkét oldalán, valamint egy külső egycsuklós ajtó az elektromos térhez való hozzáféréshez.

Beépítési súly: kb 1770 kg.

A motor egy 4 hengeres (260 cm 3 /henger) külső égésű motor, amely a belső égéstérben elnyeli a gáz üzemanyag folyamatos égéséből származó hőt, és a következő beépített alkatrészeket tartalmazza:

• Az égéstérbe levegőt szállító ventilátor, amelyet a motor hajt meg
• Légszűrőégésterek
• Üzemanyagrendszerés az égéstér burkolata
• Szivattyú a kenőolaj, motorral hajtott
• Kenje meg az olajhűtőt és a szűrőt
• Motor hűtővíz szivattyú, motor hajtja
• Hőmérséklet szenzor víz a hűtőrendszerben
• Kenőolaj nyomás érzékelő
• Gáznyomás és hőmérséklet érzékelő
• Minden szükséges vezérlő és biztonsági berendezés

A generátor jellemzői az alábbiak:

• Névleges teljesítmény 38 kW 50 Hz-en, 380 VAC
• Elektromos hatásfok 95,0% 0,7 teljesítménytényezőnél
• Gerjesztés a közüzemi áramról indukciós motoron/generátoros gerjesztőn keresztül
• Kevesebb, mint 5% teljes harmonikus torzítás terhelés nélküli és teljes terhelés között
• F szigetelési osztály

Kezelői felület – a digitális kijelző biztosítja az egység vezérlését. A kezelő innen indíthatja és állíthatja le az egységet digitális kijelző, megtekintheti az üzemórákat, az üzemi adatokat és a figyelmeztetéseket/hibákat. Az opcionális teljesítménymérő modul telepítésével a kezelő számos elektromos paramétert megtekinthet, mint például a termelt teljesítmény, a kilowattóra, a kilowatt-amper és a teljesítménytényező.

A berendezés diagnosztikai és adatgyűjtési funkciók be vannak építve a telepítésvezérlő rendszerbe. Diagnosztikai információk Leegyszerűsíti a távoli adatgyűjtést, adatjelentést és az eszközök hibaelhárítását. Ezek a funkciók magukban foglalják a rendszeradatok gyűjtését, például az üzemállapot-információkat, az összes mechanikai működési paramétert, például a palack hőmérsékletét és nyomását, valamint ha opcionális teljesítménymérő van csatlakoztatva, a teljesítményértékek elektromos paramétereit. Az adatok szabványos RS-232 porton keresztül továbbíthatók, és személyi számítógépen vagy laptopon megjeleníthetők szoftver adatgyűjtéshez. Több telepítés esetén vagy olyan esetekben, amikor a jelátviteli távolság meghaladja az RS-232 képességeit, egy opcionális RS-485 portot használnak az adatok fogadására a MODBUS RTU protokoll használatával.

Forró átvitelhez kipufogógázok A tüzelőrendszerből rozsdamentes acél csöveket használnak. NAK NEK kipufogócső Azon a ponton, ahol kilép a burkolatból, egy kiegyensúlyozott kipufogócsillapító van rögzítve eső és hó elleni védőkupakkal.

A hűtéshez különféle alkalmazási technológiák és konfigurációk használhatók:

Beépített radiátor – +50°C-ig terjedő környezeti hőmérsékletre tervezett radiátort biztosít. Minden cső gyárilag be van kötve. Ez egy tipikus technológia, ha nem használnak hulladékhőt.

Külső radiátor – vásárlói beépítésre tervezve, +50°C-os környezeti hőmérsékletig. A rövid támasztó lábak hűtőbordával vannak ellátva, amelyek az érintkezőasztalra rögzíthetők. Ha beltéri telepítésre van szükség, akkor ez az opció használható a beépített radiátor hűtőlevegő-ellátásához szükséges szellőzőrendszer helyett.

Külső hűtőrendszer – Csőrendszert biztosít a ház külső oldalán az ügyfél által biztosított hűtőrendszer számára. Lehet hőcserélő vagy távolról szerelt radiátor.

A hűtőközeg 50 térfogatszázalék víz és 50 térfogatszázalék etilénglikol: szükség esetén helyettesíthető propilénglikol és víz keverékével.

Az FX-38 egység hidrogént használ munkafolyadékként a motor dugattyúinak meghajtásához a hidrogén magas hőátadó képessége miatt. BAN BEN normál mód működése kiszámítható mennyiségű hidrogént fogyaszt az anyag áteresztőképessége miatti normál szivárgás miatt. Ennek a fogyasztási aránynak a figyelembevételéhez a telepítés helyén egy vagy több hidrogénpalack-készletet kell beállítani és csatlakoztatni az egységhez. Az egység belsejében egy beépített hidrogénkompresszor növeli a hengerben lévő nyomást a motorban lévő magasabb nyomásra, és kis mennyiségeket fecskendez be a beépített szoftver kérésének megfelelően. A beépített rendszer nem igényel karbantartást, és a hengerek a motor teljesítményétől függően cserélhetők.

Az üzemanyag-ellátás szabványos 1" csőmenettel van ellátva minden szabványos üzemanyagtípushoz, kivéve az alacsony energiafogyasztású opciókat, amelyek szabványos 1 1/2" csőmenetet használnak. Az összes gáznemű tüzelőanyag tüzelőanyag-nyomásigénye 124 és 152 mbar között van.

A Stirling-motor működési elve a munkafolyadék állandó váltakozó fűtése és hűtése zárt hengerben. A munkaközeg általában levegő, de hidrogént és héliumot is használnak.

A Stirling-motor működési ciklusa négy fázisból áll, és két átmeneti fázisra oszlik: fűtés, tágulás, átmenet hideg forrásra, hűtés, kompresszió és átmenet hőforrásra. Így a meleg forrásból a hideg forrásba való áttérés során a hengerben lévő gáz kitágul és összehúzódik. Ezzel párhuzamosan a nyomás is változik, aminek köszönhetően hasznos munkát lehet kapni. Mivel az elméleti magyarázatok a szakértők tartománya, hallgatásuk időnként fárasztó lehet, ezért térjünk át a Sterling-motor működésének vizuális bemutatására.

Hogyan működik a Stirling motor?
1.Külső hőforrás melegíti a gázt a hőcserélő henger alján. A létrejövő nyomás felfelé nyomja a munkadugattyút.
2. A lendkerék lenyomja a kiszorítódugattyút, ezáltal a felmelegített levegőt alulról a hűtőkamrába mozgatja.
3. A levegő lehűl és összenyomódik, a munkadugattyú lefelé mozog.
4. A kiszorítódugattyú felemelkedik, ezáltal a lehűtött levegőt az alsó részbe mozgatja. És a ciklus megismétlődik.

A Stirling-gépben a munkadugattyú mozgása 90 fokkal eltolódik a kiszorítódugattyú mozgásához képest. A váltás előjelétől függően a gép lehet motor vagy hőszivattyú. 0 fokos eltolásnál a gép nem termel munkát (kivéve a súrlódási veszteségeket) és nem is generál.

Stirling másik találmánya, amely megnövekedett A motor hatékonysága regenerátor lett, ami dróttal, granulátummal, hullámos fóliával feltöltött kamra az áthaladó gáz hőátadását javítva (az ábrán a regenerátort hűtőradiátor bordák helyettesítik).

1843-ban James Stirling ezt a motort használta a gyárban, ahol akkoriban mérnökként dolgozott. 1938-ban a Philips beruházott egy Stirling-motorba, amely több mint kétszáz lóerős, és több mint 30%-os hatásfokú.

A Stirling motor előnyei:

1. Mindenevő. Bármilyen üzemanyagot használhat, a lényeg az, hogy hőmérséklet-különbséget hozzon létre.
2. Alacsony zajszint. Mivel a munka alapja a nyomásesés munkafolyadék, és nem a keverék begyújtásakor, akkor a belső égésű motorhoz képest lényegesen kisebb a zaj.
3. A tervezés egyszerűsége, ebből adódóan magas biztonsági ráhagyás.

Mindezeket az előnyöket azonban a legtöbb esetben két nagy hátrány is áthúzza:

1. Nagy méretek. A munkafolyadékot le kell hűteni, ami a megnagyobbodott radiátorok miatt jelentős súly- és méretnövekedéshez vezet.
2. Alacsony hatásfok. A hő nem közvetlenül a munkaközegbe kerül, hanem csak a hőcserélők falain keresztül, ezért a hatékonysági veszteségek nagyok.

A belső égésű motor fejlesztésével a Stirling motor...nem, nem a múltba ment, hanem az árnyékba. Sikeresen használják segédanyagként erőművek tengeralattjárókon, hőerőművek hőszivattyúiban, nap- és geotermikus energia elektromos energiává alakítójaként űrprojektek kapcsolódnak hozzá radioizotóp tüzelőanyaggal működő erőművek létrehozásához (a radioaktív bomlás a hőmérséklet felszabadulásával történik, aki nem tudta ).