Abstract
The possibilities of operation of electric generators based on internal combustion engines with air cooling under conditions of cogeneration, when, along with the electricity, heat release in different embodiments is provided. Such facilities are usually realized on the basis of gasoline internal combustion engines (i.e. gasoline is used as a fuel). They can be used in the household, by professional builders, geologists, the military and rescuers in the area of emergencies and in areas with a lack of infrastructure. The basis of the facility is the gasoline generator Hitachi-2400 with an air-cooled power of 2.4 kW. The basic methodology for the study of microthermal power plants based on an air-cooled internal combustion engine which is based on balance equations is presented. The facility operation ensures the measurement of all temperatures and expenses of operating environments for determining heat flow in accordance with the proposed methodology. The specifications of heat exchangers for utilizing the heat of exhaust flue gases are presented. The energy diagram illustrating the useful effect of the application of various heat exchangers are plotted. Cogeneration possibilities of the facility are provided, firstly, by the release of heat with the air that cools a cylinder of the internal combustion engine, and, secondly, by the release of heat of hot water heated by utilizing the heat of the leaving flue gases, and, thirdly, in the calculated version, by the release of heat with air that is sequentially heated due to the cooling of the cylinder head and then by utilizing the heat of exhaust gases. It is demonstrated that the fuel heat utilization factor can be increased from 0.22 to 0.50–0.60, depending on the adopted technical solutions.
Highlights
Когенерационные возможности установки обеспечиваются, во-первых, отпуском теплоты с охлаждающим цилиндр двигателей внутреннего сгорания (ДВС) 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
Общий вид и схемы когенерационной установки на базе двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением: а – общий вид экспериментального стенда; b – схема без утилизации теплоты отработавших дымовых газов; c, d – схема с утилизацией теплоты отработавших дымовых газов в газовоздушном и газоводяном теплообменниках; ТО – теплообменник; Qнр – низшая рабочая теплота сгорания топлива; Qг.в, Qт, N, Nс.н – нагрузка горячего водоснабжения, теплофикационная, электрическая и собственных нужд соответственно; Qох, Qот, Qд.г, Qух – тепловые потоки с воздухом, охлаждающим головку цилиндра двигателя, воздухом, отпускаемым потребителю теплоты, дымовыми газами, отработавшими в камере сгорания двигателя, и уходящими дымовыми газами
Поступила 03.03.2016 Подписана в печать 06.06.2016 Опубликована онлайн 31.01.2017
Summary
Где Vг – расход газов, м3/кг; срг – средняя объемная теплоемкость газов при постоянном давлении, кДж/(м3⋅К); tг – температура отработавших газов, °С. Отведенную от ДВС обдувающим воздухом (отопительная нагрузка), и потери теплоты находим по следующим формулам: Qот = Qот1 + Qот2 = αFц∆t + Vвсрвtв ;. Где Fц, Fто – площадь поверхности головки цилиндра ДВС и поверхности теплообменника соответственно; α – коэффициент теплоотдачи; ∆t – соответствующий температурный напор; Vв, cрв, tв – расход, изобарная теплоемкость и температура нагретого (отопительного) воздуха; Qот1 – теплота от охлаждения головки цилиндра двигателя; Qот2 – теплота от охлаждения дымовых газов в специальном теплообменнике. В (6) теплота, направленная с воздухом на отопление, учитывает Qот и Qот. Где G – расход воды через теплообменник; ср – изобарная теплоемкость воды; ∆t – температурный напор на теплообменнике. Удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии, кг/(кВт⋅ч), рассчитывается по формуле bу
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
