Silniki spalania zewnętrznego w układach mikrokogeneracji

• Autorzy: Małecki A. , Chmielewski A. , Mydłowski T. , Gumiński R. , Dybała J.

Warianty tytułu

EN

External combustion engines in micro-cogeneration systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania silników spalania zewnętrznego, a w szczególności siłowni parowych we współczesnych układach mikrokogeneracyjnych. Zwrócono uwagę na zalety maszyn wyporowych w układach mikrokogeneracyjnych, gdzie w przeciwieństwie do układów w skali makro parametry turbin są bardzo niekorzystne. Opisane zostały alternatywne dla maszyny parowej silniki ekspansyjne takie jak rozprężarka śrubowa, łopatkowa i silnik Wankla. Urządzenia te charakteryzują się bardzo dobrymi parametrami pod kątem wykorzystania ich w układach mikrokogeneracyjnych. Szczególnie dobrze sprawdzają się one w układach mikrokogeneracji realizujących niskotemperaturowy obieg Rankine’a. Podkreślono również fakt, że w przypadku zastąpienia pary wodnej czynnikiem organicznym trwałość i niezawodność opisanych maszyn znacznie wzrasta, dzięki możliwości dostarczania środków smarnych wraz z czynnikiem roboczym.

EN

This paper presents the possibilities of using external combustion engines, especially Rankine cycle engines in modern micro-cogeneration systems. Special attention is paid to the advantages of positive displacement machines in micro-cogeneration systems, in which in contrast to systems at the macro level, parameters of turbines are very disadvantageous. There are described expansion machines, such as screw expander, vane expander and Wankel engine, which are an alternative to the reciprocating engine. These devices have very good parameters for use in micro-cogeneration systems. They are well suited for micro-cogeneration systems serving low-temperature Rankine cycle. It is also highlighted that in the case of replacing steam with organic working fluid in above-described machines reliability and durability increases significantly due to the ability to deliver lubricants with the working fluid.

Słowa kluczowe

PL

mikrokogeneracja; kogeneracja; energetyka rozproszona; siłownia parowa; obieg Rankine'a

EN

micro-cogeneration; cogeneration; distributed generation; steam engine; Rankine cycle

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 2/98
• Strony: 147--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Małecki A.

• Wydział SiMR

autor

Chmielewski A.

• Wydział SiMR

autor

Mydłowski T.

• Wydział SiMR

autor

Gumiński R.

• Wydział SiMR

autor

Dybała J.

• Wydział SiMR

Bibliografia

• [1] Chochowski A., "Energia'", wyd. Difin; s. 86-87, Warszawa, 2012.
• [2] Bańkowski T., Żmijewski K.: Analiza możliwości i zasadności wprowadzenia mechanizmów wsparcia gazowych mikroinstalacji kogeneracyjnych – WSPARCIE ENERGETYKI ROZPROSZONEJ – ENERGETYKA SPOŁECZNA; Warszawa 2012.
• [3] Wiser, Wendell H. (2000). Energy resources: occurrence, production, conversion, use. pp. 190, Birkhäuser 2000.
• [4] Paska J. Wytwarzanie energii elektrycznej. Oficyna Wydawnicza PW. Warszawa 2005.
• [5] Zandian A., Ashjaee M. ,"The thermal efficiency improvement of a steam Rankine cycle by innovative design of a hybrid cooling tower and a solar chimney concept'" Renewable Energy No.51 pp. 465-473, 2013.
• [6] Shipley A., Hampson A., Hedman B., Garland P., Bautista P.: COMBINED HEAT AND POWER Effective Energy Solutions for a Sustainable Future; Energy Efficiency and Renewable Energy 2008.
• [7] Martín S., Zamora I., San Martín J., J., Aperribay, V., & Eguía, P. Trigeneration Systems with Fuel Cells. POWER, No. 40, pp. 65-85, 2008.
• [8] Babus'Haq, R. F., Pearson, J. P., Probert, S. D. & O'Callaghan, P. W., Economics of mini-combined heat-and-power packages for use in hotels. Heat Recovery System & CHP, 10(3) (1990) 269-275.
• [9] Evans, R. D., Environmental and economic implications of small-scale CHP. Energy and Environment Paper No. 3, Energy Technology Support Unit for the UK Department of Energy, March 1990.
• [10] Orchard W., CHP demonstration scheme reduces CO2 emissions by 73 percent. Energy Management (Feb./March 1990) pp. 1- 20, 1990.
• [11] O. Badr, S. Naik, P. W. O'Callaghan, S. D. Probert; Expansion Machine for a Low Power-Output Steam Rankine-Cycle Engine; Applied Energy 39 (1991) 93 116
• [12] Badr O., O'Callaghan, Hussein P. W., M. & Probert, S. D., Multi-vane expanders as prime movers for low-grade energy organic Rankine-cycle engines. Applied. Energy., 16(2) pp. 129-146, 1984.
• [13] Bahadori, M. N., Solar water-pumping. Solar En., 21(4) 307-16, 1978.
• [14] Suri, R., Chandra, S., Kreshinamorthy, M. V., Srinivasamurthy, S., Berndorfer, K., Hopmann, H. & Wolf, D., Development of small power-plants in rural areas in India. Proc. ISES Congress, New Delhi, India, pp. 1722-1727, 1978.
• [15] Lorenz, J., Fuestel, J. & Kraft, M., New developments for future solar-power plants. Proc. Int. Syrup.: Workshop on Solar Energy, Cairo, Egypt, 16-22 June, Vol. 3, pp. 1318-28, 1978.
• [16] O'Callaghan, P. W., Wood, R. J., Bell, M. A., Hussein, M., Patel, R. M., Buick, T.R. & Probert, S. D., Optimisation of a multi-vane expander as the prime mover in an organic Rankine cycle. Final report of Contract No. EEB/1/121/80/UK/H, Commission of European Communities, 1983.
• [17] O'Callaghan, P. W., Bell, M. A. & Wood, R. J., The development of heat-engine driven heat-pumps. Final Report of Contract No. GR/B/75334, SERC, UK, 1984.
• [18] O'Neill, P., Development of the screw compressor and its application in the petrochemical and related industries. Paper no. C48/81, Proceedings of the Fluid Machinery for the Oil, Petrochemical and Related Industries Conference, 24-26 March 1981, The Hague, Netherlands. Mechanical Engineering Publications, London, , pp. 1 - 13, 1981.
• [19] Badr O., Naik S., O'Callaghan P. W. & Probert S. D., Wankel Engines as Steam Expanders: Design Considerations; Applied Energy 40 pp. 157-170, 1991.
• [20] Badr O, Naik S, O’Callaghan PW, Probert SD. Rotary Wankel engines as expansion devices in steam Rankine-cycle engines. Applied Energy; 39(1): pp. 59–76, 1991.
• [21] Antonelli M., Martorano L., A study on the rotary steam engine for distributed generation in small size power plants; Applied Energy 97 pp. 642–647, 2012.
• [22] Instytut Maszyn Przepływowych PAN, http://imp.gda.pl/ (marzec 2014)
• [23] Wikipedia, the free encyclopedia http://www.wikipedia.org/ (marzec 2014)
• [24] Hydrocarbons Technology http://www.hydrocarbons-technology.com/ (marzec 2014)
• [25] Power Engineering http://www.power-eng.com/ (marzec 2014)
• [26] Thermodynamics Micro Module http://www.engr.usask.ca/ (marzec 2014)
• [27] Bharat Raj Singh, Onkar Singh, A Study of Performance Output of a Multivane Air Engine Applying Optimal Injection and Vane Angles, International Journal of Rotating Machinery, Volume 2012, 2012