Conversione dell’energia eolica in energia termica. Gestione congiunta di un impianto eolico e di un tubo a vortice. Schema, descrizione

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Conversione dell’energia eolica in energia termica. Gestione congiunta di un impianto eolico e di un tubo a vortice. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Un diagramma schematico di un impianto per l'utilizzo dell'energia eolica è mostrato in Fig. 2.3.1.

L'unità energetica dell'impianto è una turbina eolica con una capacità di N=10 kW, simile a quella descritta nel presente rapporto. L'installazione funziona in modalità riscaldamento e refrigerazione. Per organizzare tali modalità, in particolare la refrigerazione, si propone di utilizzare un tubo a vortice. Uno schema schematico dell'impianto è mostrato in Fig. 2.3.2. L'installazione comprende una turbina eolica da 10 kW, un compressore d'aria, un serbatoio d'aria o una rampa per palloncini, un tubo vortice, scambiatori di calore e apparecchiature di controllo. Uno specifico progetto deve essere legato a specifiche proposte tecniche: di seguito viene riportata una valutazione generale delle capacità tecnologiche di tale installazione.

Come è noto, per il normale funzionamento di un tubo a vortice è necessaria una pressione dell'aria superiore a 0,5 - 0,6 MPa.

Questo rapporto analizza le turbine eoliche con installazione diesel per generare energia per la rete locale. La necessità di un impianto diesel è causata dalle possibili interruzioni del vento e dalla necessità di elettricità “di alta qualità” per i sistemi elettrici ed elettronici. L'installazione discussa di seguito è solo per dispositivi di riscaldamento e refrigerazione. Naturalmente, può anche essere considerato nello schema di una stazione eolica-diesel, ma la disponibilità di elettricità di “alta qualità” (cioè energia elettrica con tensione e frequenza stabili) consente di risolvere i problemi di cui sopra molto più facilmente.

Se un'unità eolica ha una potenza di circa 10 kW, è possibile ottenere un'unità di compressione di tale potenza

circa 170 kg/ora di aria compressa ad una pressione di 0,7 MPa. Ad una temperatura ambiente di 00°C si considera che anche l'aria nel ricevitore abbia la temperatura ambiente.

Tubo Vortex, con coefficiente di separazione di massa (ovvero le portate dei flussi caldo e freddo sono approssimativamente uguali), produce flussi d'aria con temperature rispettivamente di +60-700C e -30-400C. È stato notato sopra che se il calore può essere ottenuto semplicemente in modi diversi, per ottenere il freddo sono necessarie attrezzature costose specializzate.

Pertanto, 170 kg/ora di aria daranno 85 kg/ora di aria con una temperatura di ~ 65°C e 85 kg/ora di aria con una temperatura di ~ -35°C.

Fig.2.3.1.1. Conversione dell’energia eolica in energia termica. Gestione congiunta di un impianto eolico e di un tubo a vortice.

Il flusso di calore, quando passa attraverso lo scambiatore di calore 6, riscalda il liquido di raffreddamento (acqua) ad una temperatura simile, ad esempio. +60°C, raffreddando all'uscita ad una temperatura di +20-15°C. Pertanto, il trasferimento di calore nello scambiatore di calore 6 è, nell'ambito di questo problema,

~ 4250 kJ/ora (1060 kcal/ora), sufficienti per riscaldare 22 kg/ora di acqua da 15 a 60°C.

Questa quantità di calore è abbastanza sufficiente per il fabbisogno di riscaldamento di uno spazio abitativo separato.

È più interessante utilizzare un tubo vortex per produrre freddo. 85 kg/ora di aria fredda che passano attraverso lo scambiatore di calore 5 produrranno 2000-2500 kJ/ora di freddo, ovvero in termini di 1 kg, la capacità di refrigerazione specifica sarà di 25 kJ/kg/ora, che è inferiore ai frigoriferi a freon, ma supera significativamente le prestazioni delle macchine di refrigerazione ad assorbimento.

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