Схемы тригенерации. Атлас схем и заводские схемы Thermax

Схема тригенерации отвечает на три вопроса: откуда берётся тепло двигателя, по какому контуру оно доходит до абсорбционной машины (АБХМ) и куда уходит вода с холодом и тепло машины. Ниже наш атлас схем по видам двигателей, а после него заводские схемы из каталога Thermax: русские и английские, с расшифровкой обозначений. Принцип работы, если вы с ним ещё не знакомы, разобран в статье «Принцип работы тригенерационной установки».

Как читать схемы?

На схемах атласа четыре цвета линий: оранжево-красный означает горячую воду, коричнево-серый выхлопные газы, синий холодную воду, бирюзовый оборотную воду, то есть контур градирни. Синей рамкой выделено то, что относится к холодовому контуру: машина, градирня, водоподготовка и автоматика. Двигатель, котёл и электрическая часть остаются за рамкой. Числа на схемах типовые: COP машины, температуры воды 7/12 °C, сброс тепла в градирню на 1 кВт холода. Для вашего объекта они считаются заново.

На что смотреть. Где на схеме перекидная заслонка, там выхлоп может уйти мимо машины. Где стоят аварийные радиаторы, там двигатель не зависит от холодильной машины. Где есть бак или чиллер NCT, там есть резерв холода. По этим трём местам видно, переживёт ли станция остановку машины. Подробнее о том, где схемы ломаются: «Почему тригенерация не окупается».

С чего начать выбор?

Четыре вопроса. Если на все ответ «да», тригенерацию стоит считать.

1. Есть газ и лимит на него? Если газа нет, выбор между дизельной станцией (дизель) и электрическим чиллером.

2. Сеть дорогая или не даёт мощность? Если сеть дешёвая, достаточно чиллера или АБХМ на уже имеющемся сбросном тепле.

3. Холод и тепло нужны от 3000–4000 часов в год? Если нагрузка короткая, двигатель будет работать на радиаторы.

4. Холода нужно больше 300 кВт? Если меньше, обычно выгоднее чиллер.

Дальше выбор по двигателю: ГПУ для объектов до 10 МВт, газовая турбина для мегаваттных станций, микротурбины для зданий и центров данных, пар там, где он нужен технологии, биогаз и топливные элементы для особых случаев. Сравнительная таблица двигателей на странице «Виды тригенерации», расчёт под ваш объект: ТЭО.

Фирменные схемы Thermax

Когенерационная установка и чиллер: холодная вода потребителю

Двигатель отдаёт машине выхлоп и горячую воду, градирня снимает тепло, потребитель получает холодную воду и электричество.

Та же схема: горячая вода потребителю

Машина работает нагревателем, потребитель получает от неё горячую воду.

Это схемы из каталогов и презентаций производителя. Они показывают, как Thermax рисует варианты подключения, и помогают сопоставить свой объект с типовым. Названия на английских схемах расшифрованы под каждой.

Комплекс NCT и Thermax: ГПУ, котёл-утилизатор, градирни и драйкулеры

Трёхмерная схема комплекса. Справа газопоршневые установки Jenbacher, рядом котёл-утилизатор и пластинчатый теплообменник. Горячая вода идёт в две абсорбционные машины Thermax на горячей воде. Тепло машин уходит на испарительные градирни NCT с центробежным вентилятором, рядом стоят V-образные драйкулеры NCT. Между ними насосные группы NCT, вверху газовые котлы как второй источник тепла.

Как АБХМ делает холод: цикл в четыре шага

Бромистолитиевая машина работает в вакууме. На первом шаге хладагент (вода) испаряется в испарителе и забирает тепло у охлаждаемой воды. На втором пары хладагента поглощает концентрированный раствор бромида лития в абсорбере. На третьем разбавленный раствор нагревается источником тепла в генераторе, хладагент выпаривается, концентрация раствора растёт. На четвёртом пары хладагента конденсируются в конденсаторе, охлаждаемые водой градирни. Цикл замкнут.

Базовая схема: двигатель, чиллер, потребитель холода

Газ идёт в когенерационную установку. Электричество получает потребитель, излишки через трансформатор уходят в распределительную сеть. Выхлопные газы и горячая вода двигателя идут в чиллер (две ступени), чиллер даёт потребителю холодную воду. Пиковый котёл и теплоаккумулятор поддерживают тепловой баланс. Остаток выхлопа уходит в дымоход.

Вариант 1: холодная вода от чиллера

Первый из семи вариантов в серии Thermax. Рисунок совпадает с базовой схемой: потребитель получает холодную воду, электричество и тепло идут по тем же линиям.

Вариант 2: чиллер отдаёт горячую воду

На схеме машина работает как нагреватель: потребитель получает от неё горячую воду, а не холодную. Так подключают, когда потребителю нужно тепло, а не холод.

Вариант 3: чиллер-котёл с горячей водой

Здесь на схеме чиллер-котёл (машина, совмещающая холод и нагрев), и горячая вода идёт потребителю от неё. Вторая линия горячей воды идёт напрямую из контура двигателя через пиковый котёл.

Вариант 4: чиллер-котёл с холодной водой

Та же комбинация, но чиллер-котёл отдаёт потребителю холодную воду. Горячая вода из контура двигателя и пикового котла по-прежнему идёт потребителю напрямую. Один объект получает и холод, и тепло.

Вариант 5: биогаз и холодная вода

Биогаз из резервуара идёт в двигатель, реактор (дигестер) греется рубашкой двигателя, чиллер даёт потребителю холодную воду. Подробности на странице про биогаз.

Вариант 6: биогаз и горячая вода

Те же двигатель и реактор, но чиллер работает в режиме нагрева и отдаёт потребителю горячую воду.

Вариант 7: биогаз, горячая вода напрямую

Горячая вода идёт потребителю и от чиллера, и напрямую из контура двигателя.

Микротурбины и центр данных: тёплое и холодное время года

Четыре микротурбины Capstone по 65 кВт отдают выхлоп (309 °C) в машину Thermax. В тёплый период машина делает охлаждённую воду 17,5/14,4 °C для центра данных, в холодный отдаёт тепло в виде горячей воды 60/48,9 °C. Градирня работает при 29,4/35,06 °C, выхлоп уходит в дымоход при 187 °C, горелка добирает мощность, когда тепла мало.

Принцип Trigenie: выхлоп и рубашка в одной машине

Двигатель вырабатывает электричество. Его выхлоп через трёхходовую заслонку идёт в машину Trigenie, а вода рубашки идёт туда же отдельным контуром. Лишнее тепло рубашки снимает радиатор или теплообменник через клапан. Холодная вода выходит из машины потребителю.

Цикл машины на выхлопных газах (Trigenie)

Схема потоков внутри машины. Выхлоп проходит через сосуд справа и выходит охлаждённым. Растворы идут по контурам между генератором, абсорбером и теплообменниками. Сбросной конденсатор защищает машину при остановке.

Цвета потоков по легенде внизу схемы: Intermediate Solution (раствор промежуточной концентрации), Dilute Solution (разбавленный раствор), Strong Solution (крепкий раствор), Refrigerant Liquid (хладагент жидкий), Refrigerant Vapour (пары хладагента).

Application 1: только холод круглый год

Двигатель и чиллер с двумя ступенями охлаждения. Первая ступень работает на горячей воде рубашки, вторая на выхлопе. Потребитель получает холодную воду, тепла на отопление в этой схеме нет.

Application 2: летом выхлоп в чиллер-нагреватель

В этой схеме выхлоп идёт в чиллер-нагреватель (Chiller Heater), а горячая вода двигателя через пиковый котёл идёт напрямую потребителю. Обозначения те же, что в Application 1, плюс Chiller Heater, машина, которая может давать и холод, и тепло.

Application 4: биогаз и реактор

Биогазовая станция. На схеме новые обозначения: Biogas Reservoir (резервуар биогаза), Digester (реактор, дигестер), Biogas (биогаз). Часть тепла рубашки возвращается в реактор, остальное и выхлоп идут в чиллер с двумя ступенями.

Двигатель, заслонка, горелка и чиллер

Газовый двигатель отдаёт выхлоп на трёхходовую перекидную заслонку. Заслонка направляет газ либо в машину, либо мимо неё через глушитель в дымоход. Горелка даёт резерв, когда тепла двигателя не хватает.

Горячая вода от выхлопа турбины, военная база 29 Palms

Выхлоп газовой турбины 4,6 МВт идёт в теплообменник, горячая вода нагревается до 176,6 °C и возвращается при 160 °C. Она питает абсорбционную машину. Машина охлаждает воду для зданий базы от 12,2 до 5,5 °C, а охлаждающая вода с градирни идёт при 29,4 и возвращается при 35,2 °C.

Дизельный двигатель и утилизация тепла: проект Infosys

Выхлоп дизеля 1,6 МВт идёт в блок утилизации тепла и в газоочиститель. Горячая вода между блоком и машиной ходит при 175 и 155 °C. Машина охлаждает воду для здания с 12 до 6 °C, охлаждающая вода идёт при 32 °C и возвращается при 37,7 °C.

Что дальше?

Если вы нашли на схеме свой случай, переходите к странице нужного двигателя. Если не нашли, опишите объект: подскажем ближайшую схему и посчитаем. Всё, что на схемах в синей рамке, и сами ГПУ поставляет «Энергия холода». Закажите расчёт ТЭО или попробуйте калькулятор. Оборудование NCT для холодового контура: colden.ru.