Электроагрегат

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована для создания автономных источников электроэнергии, в частности, для удаленных и малодоступных районов. Предложен электроагрегат, содержащий двигатель внутреннего сгорания, вал потребителя мощности которого механически соединен с валом электрогенератора. Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что электроагрегат дополнительно оснащен двигателем Стирлинга, вал потребителя мощности которого механически соединен с валом второго электрогенератора, при этом выход выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания соединен с системой внешнего подвода тепла двигателя Стирлинга. Технический результат заключается в повышении КПД. 1 з.п. ф-лы, 1 илл.

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована для создания автономных источников электроэнергии, в частности, для удаленных и малодоступных районов.

В настоящее время автономные источники энергии строятся либо на использовании ДВС с присоединенным к нему генератором электрического тока, либо на использовании ветровых установок, обеспечивающих привод вращения ротора генератора электрического тока. В первом случае, установка не обладает достаточной мощностью и не является экономичной, так как ДВС в постоянном режиме работы расходует чрезвычайно большое количество светлых нефтепродуктов. Во втором случае, получение электрической энергии полностью зависит от погодных условий, что не позволяет рассматривать такой способ получения энергии как стабильный.

Известна комбинированная установка на основе двигателя Стирлинга с электрогенератором на одном валу, линиями подачи топлива и теплообменником для подогрева жидкости, через который проходят высокотемпературные отработанные газы двигателя Стирлинга, при этом нагретая жидкость передается во внешние магистрали (заявка ЕПВ 0457399). Данная установка имеет сложную систему совместного охлаждения двигателя и генератора.

Известно устройство силовой установки, содержащей двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с валом потребителя мощности через соединительную муфту и утилизационную паротурбинную установку с контуром циркуляции рабочего тела, включающим паровую турбину, конденсатор, питательный насос, парогенератор, размещенный в магистрали выпуска высокотемпературных отработанных газов ДВС (SU 1677360). Однако данное устройство обладает недостаточной эффективностью при достаточно повышенном расходе топлива

Известно устройство для автономного энергоснабжения потребителей, содержащее ветроэнергетическую установку, подключенную через выпрямитель и автономный инвертор к шинам потребителя электрической энергии, двигатель внутреннего сгорания, снабженный реле запуска и регулятором мощности двигателя внутреннего сгорания, соединенный с синхронной машиной, которая присоединяется к шинам потребителя (RU 2325551). Отличительной особенностью данного устройства является то, что за ветроэнергетической установкой подключен стабилизатор, аккумуляторная батарея, подключенная между выпрямителем и автономным инвертором, снабжена контроллером заряда, подключенным к реле запуска двигателя внутреннего сгорания и блоку управления. К ветроэнергетической установке подключен нагревательный элемент, установленный в баке-аккумуляторе. Устройство снабжено регулятором мощности тепловой нагрузки, системами управления автономным инвертором и стабилизатором. Недостатком известного устройства является его конструктивная сложность и недостаточная надежность при переходе с одного источника энергии на другой.

Наиболее близким к заявляемому является устройство когенерационной установки, предназначенной для одновременного получения электроэнергии и тепла, включающей в себя двигатель внутреннего сгорания с электрогенератором на одном валу, линии подачи топлива, контур охлаждения двигателя, отопительный контур (система теплоснабжения с потребителями тепла), систему теплообменников, обеспечивающую передачу тепла охлаждающей жидкости двигателя и высокотемпературных отработанных газов в отопительный контур, и щит управления ("Строительное обозрение" //Журнал качества//, СПб., N 5 (32), май-июнь 1999, стр.16-17). Однако данное устройство обладает недостаточной эффективностью при достаточно повышенном расходе топлива.

Задачей настоящего изобретения является создание электроагрегата, лишенного указанных недостатков. Технический результат данной полезной модели заключается в повышении коэффициента полезного действия (КПД) устройства.

Для решения поставленной задачи, а также для достижения заявленного технического результата предлагается электроагрегат, содержащий двигатель внутреннего сгорания, вал потребителя мощности которого механически соединен с валом электрогенератора. Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что электроагрегат дополнительно оснащен двигателем Стирлинга, вал потребителя мощности которого механически соединен с валом второго электрогенератора, при этом выход выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания соединен с системой внешнего подвода тепла двигателя Стирлинга.

Дополнительно предлагается выходные шины электрогенераторов электрически связать между собой.

Оснащение электроагрегата двигателем Стирлинга, вал потребителя мощности которого механически соединен с валом второго электрогенератора, а выход выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания соединен с системой внешнего подвода тепла двигателя Стирлинга позволяет использовать тепло выхлопных газов для дополнительной выработки электроэнергии. Таким образом, достигается технический результат.

На прилагаемой иллюстрации представлена принципиальная схема заявляемого устройства, где 1 - двигатель внутреннего сгорания, 2 - первый электрогенератор, 3 - двигатель Стирлинга, 4 - второй электрогенератор, 5 - линия, соединяющая выход выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания с системой внешнего подвода тепла двигателя Стирлинга.

Устройство работает следующим образом. Двигатель внутреннего сгорания 1 преобразует энергию топлива (бензин, дизельное топливо, газ) в механическую, которая передается на первый электрогенератор 2. Электрогенератор 2 преобразует механическую энергию в электрическую. Выхлопные газы от двигателя внутреннего сгорания 1 с температурой порядка 600°С по линии 5 поступают на двигатель Стирлинга 3. Двигатель Стирлинга 3 преобразует энергию выхлопных газов в механическую энергию, которая в свою очередь вторым электрогенератором 4 преобразуется в электрическую.

1. Электроагрегат, содержащий двигатель внутреннего сгорания, вал потребителя мощности которого механически соединен с валом электрогенератора, отличающийся тем, что он дополнительно оснащен двигателем Стирлинга, вал потребителя мощности которого механически соединен с валом второго электрогенератора, при этом выход выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания соединен с системой внешнего подвода тепла двигателя Стирлинга.

2. Электроагрегат по п.1, отличающийся тем, что выходные шины электрогенераторов электрически связаны между собой.