КОГЕНЕРАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ МИКРОТЭС НА БАЗЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Рассмотрены возможности работы генераторов электрического тока на базе двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением в условиях когенерации, когда с отпуском электроэнергии обеспечивается отпуск теплоты в различных вариантах. Такие установки, как правило, выполняются на основе карбюраторных двигателей внутреннего сгорания (т. е. в качестве топлива используется бензин). Могут применяться в быту профессиональными строителями, геологами, военными и спасателями в зоне чрезвычайных ситуаций, на территориях с отсутствием инфраструктуры. В основе установки использован бензогенератор «Хитачи-2400» с воздушным охлаждением мощностью 2,4 кВт. Представлены основные методические положения для исследования микроТЭС на базе двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, в основе которых лежат балансовые уравнения. При работе установки обеспечивается измерение всех температур и расходов рабочих сред для определения тепловых потоков в соответствии с предложенной методикой. Представлены технические характеристики теплообменных аппаратов для утилизации теплоты отработавших дымовых газов. Построены энергетические диаграммы, иллюстрирующие полезный эффект от применения различных теплообменных аппаратов. Когенерационные возможности установки обеспечиваются, во-первых, отпуском теплоты с охлаждающим цилиндр двигателя внутреннего сгорания воздухом, во-вторых, отпуском теплоты с горячей водой, нагретой за счет утилизации теплоты уходящих дымовых газов, и в-третьих, в расчетном варианте – отпуском теплоты с воздухом, последовательно нагретым за счет охлаждения головки цилиндра, а затем – за счет утилизации теплоты уходящих газов. Показано, что коэффициент использования теплоты топлива может быть увеличен с 0,22 до 0,50–0,60 в зависимости от принятого технического решения.

1. Судавный, А. С. Развитие когенерации в контексте концепции интеллектуального распределения / А. С. Судавный // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. № 8. С. 117–120.

2. Интеграционные технологии при создании малых электротехнических систем и комплексов на основе методологии когенерации / Л. Н. Ахтулова [и др.] // Омский научный вестник. 2014. № 2 (130). С. 145–150.

3. Денисов-Винский, Н. Д. Мини-ТЭЦ как надежное средство решения проблемы энергообеспечения / Н. Д. Денисов-Винский // Энергобезопасность и энергосбережение. 2007. № 2. С. 10–18.

4. Ерофеев, В. Л. Термодинамические пределы энергоэффективности теплоэнергетических установок / В. Л. Ерофеев, А. С. Пряхин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. 2013. № 2. С. 33–38.

5. Современное состояние когенерации в России: обзор публикаций, перспективное направление исследований / А. В. Казаков [и др.] // Теплофизические основы энергетических технологий: сб. науч. трудов IV Всероссийской науч.-практ. конф. с междунар. участием. Томск: Томский политехн. ун-т, 2013. С. 321–329.

6. Тонкошкур, А. Г. Обоснование принципов тригенерации на основе комбинирования ГТУ с АБХМ / А. Г. Тонкошкур, Е. И. Муслимов // Проблемы теплоэнергетики: сб. науч. трудов по материалам XII междунар. науч.-техн. конф. Саратов: Саратовский гос. техн. ун-т, 2014. Вып. 3. С. 203–206.

7. Синельников, Д. С. Эффективность когенерационной теплоэнергетической установки на базе ДВС с воздушным охлаждением / Д. С. Синельников, П. А. Щинников // Теплоэнергетика и теплотехника: сб. науч. трудов. Новосибирск: Изд-во Новосибирского гос. техн. ун-та, 2015. Вып. 19. С. 159–167.

8. Щинников, П. А. Методика оценки технико-экономической эффективности когенерационных установок на базе ДВС с воздушным охлаждением / П. А. Щинников, В. Г. Томилов, Д. С. Синельников // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. 2015. № 2. С. 134–143.

9. Ноздренко, Г. В. Тепловая электростанция на базе ДВС: метод. указания / Г. В. Ноздренко, Ю. И. Шаров, И. В. Бородихин. Новосибирск: Изд-во Новосибирского гос. техн. ун-та, 2008. 39 с.

10. Григорьева, О. К. Расчет тепловых схем теплофикационных паротурбинных установок: метод. указания / О. К. Григорьева, О. В. Боруш. Новосибирск: Изд-во Новосибирского гос. техн. ун-та, 2014. 63 с.

11. Щинников, П. А. Энергоснабжение при малоэтажном строительстве при отсутствии инфраструктуры = Power Supply in the Low-Rise Construction in the Lack of Infrastructure / П. А. Щинников, Д. С. Синельников // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2015. № 7. С. 58–64.