Conversão de energia eólica em calor. Operação conjunta de uma turbina eólica e um tubo de vórtice. Esquema, descrição

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Conversão de energia eólica em calor. Operação conjunta de uma turbina eólica e um tubo de vórtice. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Na fig. 2.3.1.

O nó de energia da instalação é um aerogerador com capacidade de N=10kW, semelhante ao descrito neste relatório. A planta opera nos modos de aquecimento e refrigeração. Para organizar tais regimes, especialmente a refrigeração, propõe-se a utilização de um tubo de vórtice. O diagrama esquemático da instalação é mostrado na fig. 2.3.2. A instalação inclui uma turbina eólica de 10 kW, um compressor de ar, um receptor de ar ou uma rampa de balão, um tubo de vórtice, trocadores de calor e equipamentos de controle. Um projeto específico deve estar vinculado a propostas técnicas específicas: a seguir, uma avaliação geral das capacidades tecnológicas de tal instalação.

Como é sabido, para o funcionamento normal do tubo de vórtice, é necessária uma pressão de ar superior a 0,5 - 0,6 MPa.

Este relatório analisa turbinas eólicas com uma usina a diesel para gerar energia para uma rede local. A necessidade de uma usina a diesel é causada por possíveis quebras no vento, a necessidade de eletricidade de "qualidade" para sistemas elétricos e eletrônicos. A instalação discutida abaixo serve apenas para dispositivos de aquecimento e refrigeração. Obviamente, também pode ser considerado no esquema de uma usina eólica-diesel, mas a presença de eletricidade de "alta qualidade" (ou seja, energia elétrica de tensão e frequência estáveis) torna muito mais fácil resolver os problemas acima.

Se a unidade de energia eólica tem uma potência de cerca de 10 kW, então uma unidade de compressor desta potência permite obter

cerca de 170 kg/h de ar comprimido a uma pressão de 0,7 MPa. A uma temperatura ambiente de 00°C, assume-se que o ar no receptor também tem uma temperatura ambiente.

Tubo Vortex, com fator de separação de massa (ou seja, os custos dos fluxos quentes e frios são aproximadamente iguais), produz fluxos de ar com temperatura de +60-700C e -30-400C, respectivamente. Foi observado acima que, se o calor pode ser obtido simplesmente de maneiras diferentes, então é necessário equipamento caro e especializado para obter frio.

Assim, 170 kg/h de ar darão 85 kg/h de ar com uma temperatura de ~ 65°C e 85 kg/hora de ar com temperatura de ~ -35°C.

Fig.2.3.1.1. Conversão de energia eólica em calor. Operação conjunta de uma turbina eólica e um tubo de vórtice.

O fluxo de calor, ao passar pelo trocador de calor 6, aquece o refrigerante (água) a uma temperatura próxima - por exemplo. +60°C, resfriando na saída a uma temperatura de + 20-15°C. Assim, a transferência de calor no trocador de calor 6 está dentro da estrutura desta tarefa

~ 4250 kJ/h (1060 kcal/h), o que é suficiente para aquecer 22 kg/h de água de 15 a 60°C.

Essa quantidade de calor é suficiente para as necessidades de aquecimento de uma residência separada.

Mais atraente é o uso de um tubo de vórtice para obter frio. 85 kg/h de ar frio passando pelo trocador de calor 5 produzirão 2000-2500 kJ/h de frio, ou seja, em termos de 1 kg, a capacidade específica de refrigeração será de 25 kJ / kgh hora, inferior aos refrigeradores freon, mas excede significativamente o desempenho das máquinas de refrigeração por absorção.

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