Возможное применение малых источников отработанного тепла НА ОСНОВЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВА : ПРИМЕНЕНИЕ к проектору и зарядным устройством

Мигель А. Санс - Боби , Рафаэль Паласиос

Универсидад Папский Комильяс Эскуэла Técnica Улучшенный Инженерного Институту Исследование Tecnologica Alberto Aguilera , 23 28015 Мадрид (Испания) E_mail : masanz@iit.upco.es

абстрактный

Общий обзор потенциального использования источников тепла отходов для производства энергии будет описано в этой статье. Внимание будет специально сделан на низких и средних уровней источников тепла , в частности в приборах , которые используются почти ежедневно. Для того чтобы продемонстрировать эффективность использования таких источников утилизаторов , два приложения описаны : выработка электроэнергии от тепла проектором и использования источников тепла для зарядки батареи отечественного оборудования , таких как телефоны, радио и безопасности системы.

  

1 . Введение

Использование источников тепла отходов является очень привлекательной областью для генерации электрической энергии на основе термоэлектричества. Отработанное тепло образуется в процессе нормального развития промышленной деятельности. В общем , источник отходящего тепла расположен в любом процессе , будь то промышленное или нет, где некоторый тип работы выполняется .

Некоторые методы , основанные на обычных циклов теплообмена были испытаны , где количество остаточного тепла является большим. Сегодня , очень расширенная применение этих методов является когенерация . Все эти методы основаны на начальных активных инвестиций и добавление нового оборудования .

Тем не менее, энергия теряется , если источник утилизатор имеет средний или низкий уровень тепловой мощности , так как инвестиции, основанные на обычных методов очень высоки. Потенциальное использование термоэлектричества в этих случаях должно быть принято во внимание . Единицы способны генерировать энергию из отходов источников тепла с низкой и средней интенсивности , может быть очень привлекательным , потому что они могут использовать энергию, которая бы видны в любом случае, они могут заменить некоторые компоненты традиционного оборудования , и они уменьшают необходимость регулярного технического обслуживания.

В этой статье общий обзор потенциального использования источников тепла отходов для производства энергии будет описана . Внимание будет специально сделан на низких и средних уровней источников тепла , в частности в приборах , которые используются почти ежедневно. Для того чтобы продемонстрировать эффективность использования таких источников утилизаторов , два приложения описаны : выработка электроэнергии от тепла проектором с тем чтобы заменить трансформатор , способный поставлять энергию вентилятора охлаждения , а также использование источники тепла для зарядки аккумуляторов , найденные в отечественном оборудовании , таких как мобильные телефоны , радиоприемники , системы безопасности и т.д.

2 . Возможное использование источников тепла отходов

Четыре основных источников энергии в мире : нефть, природный газ, уголь и уран ограничены. Резкое увеличение потребления первичной энергии сопровождает быстрый рост человека экономических и социальных мероприятий , и очевидно, что в нынешних темпов потребления , поставки всех видов топлива может стать трудно получить к середине следующего столетия . Кроме того, увеличение производственной деятельности привело к постоянным увеличением концентрации углекислого газа в атмосфере , вызывая увеличение температуры атмосферы мира ( глобального потепления ) . Однако Есть способы, чтобы противодействовать против такого развития событий и изменить общий прогноз будущего для лучшего, чем указанное выше . Действие должно быть и будет взята в различных областях . Эти действия могут быть разделены на две основные группы : Более эффективное использование энергии ( увеличение КПД технологических процессов , отказ от любой формы отходов и продления периода времени , что они могут быть использованы ) и более широкого использования возобновляемых источников энергии . За счет всех причин, упомянутых , есть большой интерес в снижении количества потребления энергии и в конечном счете для защиты будущего нашей планеты. Это подтверждается большим количеством публикаций, касающихся этих тем , из которых маленький образец можно наблюдать в работах [ 1 по 17 ].

Одним из последствий менее оптимальных эффективности процессов и аппаратов в том, что есть огромное количество отработанного тепла выбрасывается в атмосферу и ее океанов. Очевидно, было бы полезно , как экономически, так и экологически , чтобы восстановить часть этой энергии отходов. Это может быть сделано путем использования системы рекуперации тепла , которые в основном используют высокотемпературную отработанного тепла для подогрева или испаряться рабочие жидкости . Сегодня использование таких систем рекуперации тепла весьма различны в зависимости от региона и страны, в которой они используются. К сожалению, основная часть отходящего тепла является при температурах ниже 140 ° С , слишком низким для использования в обычных систем , генерирующих электричество , таких как паровые турбины. Тем не менее, две технологии извлечения доступны, которые работают над этой температурного режима : тепловые двигатели по циклу Ренкина , использующие низкокипящих органических жидкостей , таких как аммиак , и термоэлектрические генераторы . Хотя двигатели Ренкина более эффективны, чем термоэлектрических генераторов , в диапазоне температур рассматриваемых , они менее надежны и экологически вредные .

В настоящее время , термоэлектрический поколения с использованием отработанного тепла от различных источников в настоящее время активно исследуется в ряде коммерчески финансируемых учреждений, университетов и лабораторий . Термоэлектрический генератор имеет некоторые интересные преимущества , например, он не содержит движущихся частей , имеет относительно простую конструкцию , легко контролировать , имеет высокую надежность в сочетании с длительным временем жизни и является экологически чистым. Конечно, есть и недостатки , например, она имеет эффективность низкой конверсии в сочетании с относительно высокой стоимости.

Широкий программа расследование было проведено в ИИТ относительно возможного использования термоэлектричестве из источников утилизаторов [18]. Отечественные и сферы услуг были определены в качестве областей, которые , скорее всего, выгода от применения термоэлектричества получения энергии из источников тепла отходов. Основные причины, подтверждающие этот вывод , являются следующие :

Низкие и средние источники утилизаторов больше подходят для текущего технологии термогенераторов . Важно количество устройств. Это может сэкономить затраты на их производство , если они добавляют термоэлектрических модулей.

Легче индивидуальный интеграция с устройствами и приборами. Меньше внимания к периодам окупаемости . Источник и использование должны быть близко друг к другу , которые могут быть идеально выполнены путем интегрирования ТЭГ Некоторые критерии должны быть определены для того, чтобы содействовать использованию отходящего тепла на внутреннем и сферы услуг по ТЭГ . Эти критерии могут быть использованы для определения возможности или не возможного применения , и они должны быть приняты во внимание . Трудно разработать exahustive список , но некоторые из самых представительных могут быть следующие :

Источник . Отработанное тепло излучается : ​​температура, расход , теплоотвод доступны . Используйте . Существующие электрические использование: производительность, напряжение и ток требуется.

Экономические факторы. Электроэнергия, произведенная , количество проданных единиц, экономии энергопотребления затрат, экономии средств оборудование .

Источник использование матч . Расстояние , коммутационных циклов .

- Жидкости в использовании.

- Конкурентные системы.

Целесообразность проектирования, строительства и

установка .

Преимущества ТЭГ .

Исследование потенциального использования термоэлектричества для восстановления отработанного тепла является перспективным направлением в разработке. В следующих двух разделах настоящей работы два очень простых образцов описываются как практических примерах.