[其他]電、熱共生系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87107870
• 申請(qǐng)日: 1987-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN87107870A
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克雷格·利·林登
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 克雷格·利·林登
• 主分類號(hào): F02D29/06
• 分類號(hào): F02D29/06;F02N11/06;H02P9/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬,曹濟(jì)洪

本發(fā)明涉及一種電、熱共生系統(tǒng)（Cogeneration????system），尤其是涉及一種就地產(chǎn)生電和熱能的電、熱共生系統(tǒng)。

提供現(xiàn)場電和熱能需要的電、熱共生是一項(xiàng)已被證實(shí)的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)由于其工作效率的提高而對(duì)于小能量的用戶變得有價(jià)值。聯(lián)邦法律也為利用電、熱共生系統(tǒng)的用戶提供有效的經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)。公用事業(yè)公司被要求在電、熱公共生設(shè)備關(guān)閉后提供備用電力，以及必須購買所產(chǎn)生的任何剩電力。

為了為具有電力和熱能需要的小能量用戶研制一種經(jīng)濟(jì)而富有生命力的電、熱共生設(shè)備，長期以來先有技術(shù)作了大量的研究和設(shè)計(jì)工作。一種令人滿意的設(shè)備必須是結(jié)構(gòu)緊湊，又能完全自動(dòng)地、基本上無噪聲地運(yùn)行。安裝和運(yùn)行都必須很簡便，最重要的是，它必須能高效率地將工作燃料中所含的高百分率的能量變換成電和熱能，用于各種現(xiàn)場的電，冷卻和加熱的需要，其價(jià)格與中央公用設(shè)施相比又富有競爭性。

一種典型的先有技術(shù)電、熱共生設(shè)備采用了與發(fā)電機(jī)相配合的水冷式內(nèi)燃機(jī)。這樣一種內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的效率很大程度上取決于所謂的“余熱”的量，這種余熱可以從發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣和發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液中回收，用于加熱和冷卻的需要。在許多情況下，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組就露天地裝在混凝土座或類似的機(jī)座上，而沒有努力去回收通過輻射到大氣而損失的熱量。事實(shí)上，許多用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的設(shè)計(jì)都依賴于熱輻射。

在先有技術(shù)的某些系統(tǒng)中，為了俘獲輻射的熱量，以及也為了衰減工作聲級(jí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)是安裝在一個(gè)絕熱的外殼內(nèi)的。1981年4月14日頒發(fā)給伯納（Berner）的美國專利No.4，262，209和1985年1月29日頒發(fā)給南寧尼（Nannini）等人的美國專利No.4，495，901代表了這種類型的裝置。后一項(xiàng)專利講授了一種系統(tǒng)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣經(jīng)過外殼循環(huán)而預(yù)熱，這樣會(huì)俘獲一些輻射熱量，以及減低外殼內(nèi)的氣溫?？墒牵凶C據(jù)說明汽化器不能吸入足夠的加熱空氣，以將外殼的溫度保持足以低到防止熱量損壞各種位于發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)外部的部件。此外，空氣的預(yù)熱會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)所加燃油的濃度降低，以及有害地減低了發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率。

1980年10月7日頒發(fā)給帕拉澤特（Palazzeti）的美國專利No.422，6，214和1985年10月22日頒發(fā)給伊洛納（Ylonen）等人的美國專利No.4，548，164也公開了安裝在空氣穿過其內(nèi)循環(huán)的絕熱外殼內(nèi)的電、熱共生設(shè)備。

采用發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的先有技術(shù)系統(tǒng)的一個(gè)附加的缺點(diǎn)是它們的汽化器在外殼內(nèi)的位置。因?yàn)橛?氣混合物總是可能漏入外殼內(nèi)，所以這就存在嚴(yán)重的爆炸危險(xiǎn)。

毫無例外，先有技術(shù)系統(tǒng)俘獲輻射熱量的效率是很低的，即使有效率稍高的，也少之又少。空氣循環(huán)系統(tǒng)具有所述的缺點(diǎn)，以及必然還需要循環(huán)風(fēng)扇或熱交換器等，所有這些會(huì)增加費(fèi)用和復(fù)雜性。

先有技術(shù)中還有其它一些系統(tǒng)，它們通過將發(fā)動(dòng)機(jī)放置在一個(gè)不漏水的外殼內(nèi)，該不漏水的外殼再浸入一個(gè)水箱內(nèi)，而形成噪聲衰減和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的組合體。這些系統(tǒng)已公開于1973年3月27日頒發(fā)給蒙特勒斯（Monteilus）的美國專利No.3，723，027和1974年4月16日頒發(fā)給默里（Murray）的美國專利No.3，805，082。后一項(xiàng)專利的系統(tǒng)使空氣通過密閉的發(fā)動(dòng)機(jī)空間而循環(huán)，用來冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)。

先有技術(shù)的學(xué)說沒有一個(gè)看來似乎認(rèn)識(shí)到制止輻射熱量損失的重要性。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)封閉在一個(gè)絕熱的外殼內(nèi)時(shí)，熱量一直輻射，直至外殼的空氣達(dá)到接近發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的溫度。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，外殼當(dāng)作吸熱裝置吸收熱量，并使發(fā)動(dòng)機(jī)緩慢變熱，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，則散發(fā)那些熱量。發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁的起動(dòng)和關(guān)閉會(huì)顯著地減低系統(tǒng)的效率。雖然，所上文所述，用一個(gè)循環(huán)風(fēng)扇來抽走一部分熱空氣用作發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣，情況也不會(huì)顯著地改善，而一些熱交換器不是足以有效的。顯然，由于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的必然結(jié)果，輻射熱量的損失在先有技術(shù)中是可被接受的。

與熱輻射對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的適當(dāng)冷卻是必不可少的傳統(tǒng)思想相反，本發(fā)明基本上制止了這種熱輻射。通過使發(fā)動(dòng)機(jī)的近乎全部“余熱”保持在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣和冷卻液內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)的幾乎全部熱量可被俘獲而于加熱和冷卻需要。此外，本系統(tǒng)不需要發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和關(guān)閉時(shí)大量密閉氣體的不經(jīng)濟(jì)的加熱和冷卻。最新的研究證實(shí)了一個(gè)先有技術(shù)系統(tǒng)由于連續(xù)冷起動(dòng)的結(jié)果降低了總的熱效率，從而表明將系統(tǒng)溫度達(dá)到適當(dāng)?shù)臒峄厥章市枰?8分鐘。

通過使發(fā)動(dòng)機(jī)迅速地達(dá)到適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?，并使它在較長時(shí)間內(nèi)保持高溫，本系統(tǒng)還能防止?jié)櫥头纸猓约按蟠蟮販p少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)酸的形成和油泥的凝聚。