ICHKI YONUV DVIGATELLARINING ISHLATILGAN GAZLARI ENERGIYASIDAN FOYDALANISH
Yuklangan vaqt
2024-03-08
Yuklab olishlar soni
4
Sahifalar soni
71
Faytl hajmi
5,3 MB
«AVTOMOBIL TRANSPORTI MUHANDISLIGI» FAKULTETI
«TRANSPORT ENERGETIK QURILMALARI» KAFEDRASI
ICHKI YONUV DVIGATELLARINING ISHLATILGAN GAZLARI
ENERGIYASIDAN FOYDALANISH
TOSHKENT-2023
1
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Mundarija:
Kirish………………………………………………………………………………5
I bob. BMI mavzusining dolzarbligi va uni asoslash………………………….7
1.1. Ichki yonuv dvigatellarining issiqlik balansida ishlatilgan gazlar
energiyasi ulushi tahlili……………………………………...………………….....10
1.2. Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari energiyasidan foydalanish
usullari …………………………………………………………………………...23
II bob. Ichki yonuv dvigatellari ……………………………………...................32
2.1. Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari energiyasidan foydalanish
qurilmasi ishlash prinsipi ………………………....................................................32
2.2. Tanlab olingan ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish qurilmasi ……………………..……………………….40
2.3. Tanlab olingan ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish qurilmasi detallari …………...………………………..45
III bob. Texnik-iqtisodiy hisob-kitoblarlar tahlili………………………….......54
3.1. BMI ning iqtisodiy baholash……………………...……………………54
3.2. BMI ning ekologik baholash………………………………………..….58
3.3. BMIni bajarishda hayot faoliyati xavfsizligi…………………………...62
IV. Xulosalar va foydalanilgan adabiyotlar ro`yxati……………………….66
2
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Kirish:
Ichki yonish dvigatellari tomonidan ishlab chiqarilgan ishlatilgan gazlardan
energiyadan foydalanish energiya samaradorligini oshirish va atrof-muhitga ta'sirini
kamaytirish vositasi sifatida katta e'tibor qozondi. Ushbu chiqindi gazlar tarkibidagi
energiyadan foydalanish mavzusi energiya tejash va ekologik barqarorlik dolzarb
tashvish tug'dirayotgan bugungi dunyoda katta ahamiyatga ega.
Ichki yonish dvigatellari uzoq vaqtdan beri turli xil dasturlar, shu jumladan
avtomobillar, sanoat mashinalari va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun asosiy
quvvat manbai bo'lib kelgan. Biroq, Icelarda yonish jarayoni tabiatan samarasiz
bo'lib, ishlab chiqarilgan energiyaning muhim qismi chiqindi gazlar orqali chiqindi
issiqlik sifatida yo'qoladi. Bu isrof qilingan energiya umumiy samaradorlikni
oshirish va yoqilg'i sarfini kamaytirish uchun o'tkazib yuborilgan imkoniyatdir.
Ushbu BMIning asosiy yo'nalishi ichki yonish dvigatellaridan foydalanilgan
gazlar tarkibidagi energiyadan foydalanish imkoniyatlarini o'rganishdir. Ushbu
chiqindi issiqlikni qo'lga kiritish va undan foydalanish orqali tizimning umumiy
energiya samaradorligini oshirish va energiya ishlab chiqarishga yanada barqaror va
resurslarni tejaydigan yondashuvga hissa qo'shish mumkin.
Chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikdan foydalanish qo'llanilishiga va
qo'llaniladigan o'ziga xos texnologiyaga qarab turli shakllarda bo'lishi mumkin.
Yondashuvlardan biri chiqindi gazlardan issiqlikni suv yoki moy kabi ishlaydigan
suyuqlikka o'tkazadigan issiqlik almashinuvchilari yordamida issiqlik energiyasini
tiklashni o'z ichiga oladi. Ushbu tiklangan issiqlik keyinchalik binolarni isitish,
yonish havosini oldindan isitish yoki bug ' turbinalari orqali elektr energiyasini
ishlab chiqarish kabi turli maqsadlarda ishlatilishi mumkin.
Bundan tashqari, texnologiyaning rivojlanishi chiqindi gazlardagi chiqindi
issiqlikdan qo'shimcha quvvat davrlarini boshqarish uchun foydalanadigan
innovatsion tizimlarning rivojlanishiga olib keldi.pastki tsikllar. Organik Rankin
tsikli (ORC) yoki Kalina tsikli kabi ushbu tsikllar qo'shimcha elektr energiyasini
ishlab chiqarish uchun chiqindi issiqlikdan foydalanadi va shu bilan umumiy quvvat
ishlab chiqarishni ko'paytiradi va tizim samaradorligini oshiradi.
3
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Egzoz gazlaridan energiyani ishlatishning afzalliklari ikki baravar.
Birinchidan, bu ichki yonish dvigatelining umumiy energiya samaradorligini
oshiradi, bu esa yoqilg'i sarfini kamaytiradi va issiqxona gazlari chiqindilarini
kamaytiradi. Ikkinchidan, bu mavjud resurslardan unumli foydalanish orqali
energiyaga bo'lgan o'sib borayotgan talabni yanada barqaror va ekologik toza tarzda
hal qilishga yordam beradi.
Ushbu BMIda chiqindi gazlardan energiyani ishlatishning texnik jihatlarini
o'rganadi, turli texnologiyalar, metodologiyalar va ularning turli sohalarda
qo'llanilishini o'rganadi. Bundan tashqari, ushbu energiyani qayta tiklash tizimlarini
joriy etishning iqtisodiy va ekologik oqibatlari, shu jumladan iqtisodiy samaradorlik,
potentsial energiya tejash va issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytirish masalalari
ko'rib chiqiladi.
Ichki yonish dvigatellaridan foydalanilgan gazlar energiyasidan foydalanish
bilan bog'liq imkoniyatlar va muammolarni o'rganish va tushunish orqali biz yanada
samarali va barqaror energiya tizimlarini rivojlantirishga hissa qo'shishimiz
mumkin. Texnik, iqtisodiy va ekologik jihatlarni tahlil qilish orqali ushbu diplom
ishi chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikni qayta tiklash imkoniyatlarini yoritishga va
kelajakda amalga oshirish va siyosiy qarorlar uchun qimmatli tushunchalarni
berishga qaratilgan.
Mavzuning dolzarbligi: Ichki yonish dvigatellaridan ishlatilgan gazlar
energiyasidan foydalanish mavzusining dolzarbligini bugungi rivojlangan dunyoda
muhim ahamiyat kasb etadi. Energiya samaradorligi, ekologik barqarorlik va
issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytirish zarurati bilan bog'liq tashvishlarning
kuchayishi bilan chiqindi issiqlikdan foydalanish va energiyadan foydalanishni
optimallashtirishning innovatsion usullarini topish ustuvor vazifaga aylandi.
Ichki yonish dvigatellari transport, sanoat jarayonlari va elektr energiyasini
ishlab chiqarish bilan shug'ullanadigan turli sohalarning ishchi otlari bo'lgan. Biroq,
ularning samaradorligi an'anaviy ravishda cheklangan bo'lib, chiqindi gazlar orqali
chiqindi issiqlik sifatida katta miqdordagi energiya yo'qolgan. Ushbu isrof qilingan
4
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
energiya umumiy samaradorlikni oshirish va qazilma yoqilg'iga bo'lgan ishonchni
kamaytirish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan foydalanilmagan manbani anglatadi.
Chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikdan foydalanishni o'rganishning asosiy
omillaridan biri energiya samaradorligini oshirish zarur. Ushbu chiqindi issiqlikni
olish va undan samarali foydalanish orqali yonish jarayonidan energiya chiqishini
maksimal darajada oshirish va shu bilan tizimning umumiy samaradorligini oshirish
mumkin. Bu energiya tejash va resurslarni barqaror boshqarish sharoitida juda
muhimdir, chunki bu cheklangan energiya manbalaridan yanada samarali
foydalanishga imkon beradi.
Bundan tashqari, chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikdan foydalanish
issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytirish va iqlim o'zgarishiga qarshi kurashish
bo'yicha global sa'y-harakatlarga mos keladi. Ichki yonish dvigatellarining energiya
samaradorligini oshirish orqali qazib olinadigan yoqilg'iga bo'lgan talabni
kamaytirish mumkin, natijada karbonat angidrid (CO2) chiqindilari kamayadi va
ekologik iz kichikroq bo'ladi. Bu juda muhim, chunki mamlakatlar Parij bitimi kabi
xalqaro shartnomalarda ko'rsatilgan chiqindilarni kamaytirish maqsadlariga
erishishga intilishadi.
Mavzu iqtisodiy nuqtai nazardan ham dolzarbdir. Energiya ko'plab sanoat
tarmoqlari uchun operatsion xarajatlarning muhim qismini tashkil etadi va energiya
samaradorligining har qanday yaxshilanishi xarajatlarni sezilarli darajada tejashga
olib kelishi mumkin. Chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikdan foydalanish energiya
xarajatlarini kamaytirish va umumiy operatsion samaradorlikni oshirish orqali
korxonalarning raqobatbardoshligi va rentabelligini oshirishi mumkin.
Bundan tashqari, texnologiyaning rivojlanishi va innovatsion yechimlarning
mavjudligi chiqindi issiqlikdan foydalanishni yanada amaliy va qulayroq qildi.
Issiqlik almashinuvchilari, organik Rankin tsikllari va termoelektr generatorlari kabi
turli xil issiqlikni qayta tiklash tizimlari chiqindi issiqlikni olish va foydali
energiyaga aylantirish uchun ishlab chiqilgan. Ushbu texnologiyalar sanoat
tarmoqlariga energiyadan foydalanishni yaxshilash va atrof-muhitga ta'sirini
kamaytirish imkoniyatlarini taqdim etadi.
5
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Xulosa qilib aytganda, ichki yonish dvigatellaridan foydalanilgan gazlar
energiyasidan foydalanish mavzusi bizning davrimizning asosiy muammolarini hal
qilishda juda dolzarbdir. Bu energiya samaradorligini oshirish, issiqxona gazlari
chiqindilarini kamaytirish va turli sohalarning barqarorligini oshirish yo'lini taklif
etadi. Chiqindilarni qayta tiklashning texnik, iqtisodiy va ekologik jihatlarini
o'rganib, biz energiyadan foydalanishni optimallashtiradigan va barqaror va kam
uglerodli kelajakka o'tishni qo'llab-quvvatlaydigan echimlarni ishlab chiqish va
qabul qilishga hissa qo'shishimiz mumkin.
Ishning maqsadi: Ichki yonish dvigatellaridan foydalanilgan gazlar
energiyasidan foydalanish mavzusidagi Bitiruv malakaviy ishining maqsadi
chiqindi issiqlikni qayta tiklash tizimlarining potentsiali, foydalari, muammolari va
qo'llanilishini har tomonlama o'rganish va tahlil qilishdan iborat. Ish ushbu sohani
bilish va tushunishga hissa qo'shish va soha mutaxassislari, tadqiqotchilar va
siyosatchilar uchun qimmatli tushunchalarni taqdim etishga qaratilgan.
1. Tadqiqot va tahlil: asosiy maqsad chiqindilarni qayta tiklash
texnologiyalari va metodologiyalari bo'yicha chuqur tadqiqotlar va tahlillarni
o'tkazishdir. Bunga issiqlik almashinuvchilari, organik Rankin sikllari va
termoelektr generatorlari kabi turli xil issiqlikni qayta tiklash tizimlarini o'rganish
va ularning samaradorligi, ishlashi va turli sohalarda va sharoitlarda qo'llanilishini
baholash kiradi. Batafsil tahlil qilish orqali ish ishlatilgan gazlar energiyasidan
foydalanishning eng samarali va mos texnologiyalarini aniqlashga qaratilgan.
2. Energiya samaradorligini oshirish: ish chiqindi issiqlikdan foydalanish
ichki yonish dvigatellari va tegishli tizimlarning energiya samaradorligini qanday
oshirishi mumkinligini o'rganishga qaratilgan. Chiqindi issiqligini olish va undan
samarali foydalanish orqali maqsad energiyadan foydalanishni optimallashtirish va
energiya yo'qotishlarini minimallashtirishdir. Ushbu tadqiqot yanada samarali va
barqaror energiya tizimlarini rivojlantirishga, qazib olinadigan yoqilg'iga qaramlikni
kamaytirishga va elektr energiyasini ishlab chiqarishga yashil yondashuvni
rivojlantirishga yordam beradi.
6
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
3. Atrof-muhitga ta'siri va barqarorligi: ishning yana bir asosiy maqsadi
chiqindi issiqlikni qayta tiklashning atrof-muhitga ta'siri va barqarorligi oqibatlarini
baholashdir. Issiqxona gazlari chiqindilarining kamayishi va chiqindi issiqlikdan
foydalanish natijasida erishilgan energiya sarfini tahlil qilib, ish ushbu tizimlarning
potentsial ekologik afzalliklarini tushunishga yordam beradi. Ushbu tadqiqot,
shuningdek, global iqlim o'zgarishini yumshatish maqsadlariga muvofiqlashtirishga
va turli sohalarda barqaror amaliyotni ilgari surishga yordam beradi.
4. Iqtisodiy mulohazalar: chiqindilarni qayta tiklash tizimlarining iqtisodiy
maqsadga muvofiqligi va hayotiyligi ham hal qilinishi kerak bo'lgan muhim
jihatlardir. Ish iqtisodiy baholashni, shu jumladan xarajatlarni tahlil qilishni,
xarajatlarni qoplash muddatlarini va chiqindilarni issiqlikni qayta tiklash
texnologiyalarini joriy etish natijasida yuzaga keladigan moliyaviy tejashni
o'tkazishga qaratilgan. Ushbu tahlil sanoat qaror qabul qiluvchilar uchun qimmatli
ma'lumotlarni taqdim etadi va chiqindi issiqlikni qayta tiklash tizimlariga sarmoya
kiritishning iqtisodiy samaradorligini baholashga yordam beradi.
5. Amaliy qo'llanmalar va tavsiyalar: ish turli sohalarda va dasturlarda
chiqindilarni qayta ishlash tizimlarini joriy etish va birlashtirish bo'yicha amaliy
tavsiyalar berishga qaratilgan. Ushbu tizimlarni kiritish bilan bog'liq texnik talablar,
operatsion mulohazalar va potentsial muammolarni o'rganadi. Amaliy ko'rsatmalar
berib, ish chiqindilarni issiqlikni qayta tiklash texnologiyalarini real stsenariylarda
qabul qilish va joriy etishga ko'maklashishga qaratilgan.
Umuman olganda, bitiruv malakaviy ishining maqsadi ichki yonish
dvigatellaridan foydalanilgan gazlar energiyasidan foydalanish bo'yicha bilimlar
bazasiga hissa qo'shishdir. U energiya samaradorligini oshirish, atrof-muhitga
ta'sirini kamaytirish va turli sohalarda barqarorlikni ta'minlash uchun tushunchalar,
tavsiyalar va amaliy echimlarni taqdim etishga qaratilgan. Tadqiqot natijalari sanoat
amaliyotini xabardor qilish, siyosatni ishlab chiqishga rahbarlik qilish va barqaror
va energiya tejaydigan kelajakka o'tishni qo'llab-quvvatlash imkoniyatiga ega.
7
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Mavzu bo’yicha adabiyotlar sharhi:
Ichki yonuv dvigatellari: Oliy o‘quv yurtlari talabalari uchun darslik. QII:
Dinamika va konstruksiyalash/Taij. Fayziyev M.M. va boshq.; O‘zbekiston
Respublikasi oliy va o‘rta-maxsus ta’lim vazirligi. - Т.: «Turon-lqbol», 2007. 608
bet.
B. TVlayev. Ichki yonuv motorlari nazariyasi va dinamika asoslari. - T.: «Fan va
texnoligiya», 2010, 294 bet.
Ichki yonish dvigatellaridan foydalanilgan gazlar energiyasidan turli usullar
va qurilmalar orqali foydalanish energiya samaradorligi, atrof-muhitga ta'sirini
kamaytirish va turli xil qo'llash imkoniyatlari jihatidan muhim afzalliklarga ega.
Ushbu chiqindi energiyadan foydalanib, biz ichki yonish dvigatellarining umumiy
ishlashi va barqarorligini oshirishimiz mumkin, bu esa yashil va samarali transport
va energiya landshaftiga hissa qo'shadi.
Avtotransport vositalari servisi, 2-qism “Servis korxonalarini texnologik
jihozlash”: [darslik] / Mualliflar jamoasi: M.A. Ikramov, Q.M.Sidiqnazarov va
boshqalar; Toshkent avtomobil-yo’llar instituti. - Т.: Alisher Navoiy nomidagi
Автомобильные двигатели/Под ред. М.С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977,
591 с.
Автомобильные и тракторные двигатели/Под ред. Проф. И.М. Ленина.
М.: Высшая школа, 1976. 368 с.
Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и
комбинированных двигателей/Под ред. А.С.
Двигатели
внутреннего
сгорания.
Теория
поршневых
и
комбинированных двигателей/Под ред. А.С. Орлина и М.Г. Круглова. М.:
Машиностроение, 1983, 375 с.
To’layev B.R. Ichki yonuv dvigatellarini konstriksiyalash va hisoblash
asoslari, O’quv qo’llanma; T:. ToshDTU 1999-yil, 118-bet.
Ichki yonish dvigatellarining ishlatilgan gazlaridan olinadigan energiyadan
foydalanish energiya samaradorligini oshirish, yoqilg'i sarfini kamaytirish,
xarajatlarni tejash, atrof-muhitga muvofiqlik va integratsiya potentsialini o'z ichiga
olgan bir qator afzalliklarni beradi.
8
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
1.1. Ichki yonuv dvigatellarining issiqlik balansida ishlatilgan gazlar
energiyasi ulushi tahlili
Ichki yonish dvigatellarining issiqlik balansida ishlatiladigan gazlar
energiyasining ulushini tahlil qilish ushbu dvigatellarning umumiy energiyadan
foydalanish va samaradorligini tushunishning hal qiluvchi jihati hisoblanadi. Issiqlik
balansi dvigatel tizimidagi energiyani taqsimlashni, shu jumladan yoqilg'ining
yonishidan energiya sarfini va turli mexanizmlar orqali energiya yo'qotishlarini
anglatadi.
1-rasm. Ichki yonuv dvigatelining chizmasi.
Ushbu tahlil issiqlik balansining turli tarkibiy qismlarini, shu jumladan foydali
ish natijalarini, chiqindi gazlar orqali issiqlik yo'qotishlarini, sovutish tizimlarini va
boshqa energiya tarqalish manbalarini o'rganishni o'z ichiga oladi. Har bir
komponent tomonidan ishlatiladigan energiya ulushini aniqlash va baholash orqali
ichki yonish dvigatelining umumiy energiya samaradorligi to'g'risida tushuncha
olish mumkin.
Tahlilning muhim jihatlaridan biri foydali ish mahsuloti shaklida ishlatilgan
energiyani o'rganishdir. Bunga dvigatel tomonidan ishlab chiqarilgan quvvat kiradi,
u mexanik ishlarni bajarish uchun ishlatiladi, masalan, transport vositasini harakatga
9
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
keltirish yoki sanoat mashinalarini boshqarish. Energiyani yoqilg'ining yonishidan
foydali ishlarga o'tkazish samaradorligini tushunish dvigatelning ishlashi va
takomillashtirish uchun potentsial sohalar to'g'risida qimmatli ma'lumotlarni beradi.
Yana bir muhim jihat-chiqindi gazlar orqali energiya yo'qotishlarini tahlil
qilish. Dvigatel ichida yoqilg'i yoqilganda, energiyaning muhim qismi chiqindi
gazlar tomonidan olib ketiladigan chiqindi issiqlikka aylanadi. Ushbu chiqindi
issiqlik dvigatelning umumiy energiya samaradorligini oshirish uchun chiqindi
issiqlikni qayta tiklash tizimlari orqali ishlatilishi mumkin bo'lgan potentsial
energiya manbasini anglatadi.
2-rasm.
Bundan tashqari, tahlil dvigatel ichidagi energiya yo'qotishlarining boshqa
manbalarini, masalan, sovutish tizimlarini ko'rib chiqadi. Dvigatellar optimal ish
haroratini saqlab turish uchun sovutishni talab qiladi va sovutish tizimi tomonidan
iste'mol qilinadigan energiya umumiy energiya kiritilishining bir qismini tashkil
qiladi. Sovutish uchun ishlatiladigan energiya ulushini baholash sovutish
jarayonlarini
optimallashtirish
va
energiya
yo'qotishlarini
kamaytirish
imkoniyatlarini aniqlashga yordam beradi.
10
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Ichki yonish dvigatellarining issiqlik balansida ishlatiladigan energiya
ulushini batafsil tahlil qilish orqali energiya yo'qotilishi eng yuqori bo'lgan
hududlarni aniqlash va energiyani qayta tiklash va samaradorlikni oshirish
strategiyasini o'rganish mumkin. Ushbu tahlil yoqilg'i sarfini kamaytirish, issiqxona
gazlari chiqindilarini kamaytirish va umumiy energiya barqarorligini oshirishga
hissa qo'shishi mumkin bo'lgan chiqindi issiqlikni qayta tiklash va energiyani
optimallashtirishning boshqa usullari haqida tushuncha beradi.
3-rasm.
Bundan tashqari, ushbu tahlil natijalari ichki yonish dvigatellarining energiya
samaradorligini
oshirishga
qaratilgan
texnologiyalar
va
amaliyotlarni
rivojlantirishga rahbarlik qilishi mumkin. U chiqindi issiqlikni qayta tiklash
tizimlarini loyihalash va amalga oshirish, sovutish tizimini optimallashtirish
strategiyalari va boshqa energiya tejash choralarini xabardor qilishi mumkin. Oxir
oqibat, ushbu tahlil energiya tejaydigan va ekologik jihatdan barqaror ichki yonish
dvigatellariga o'tishni qo'llab-quvvatlaydi.
11
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Ichki yonish dvigatellarining issiqlik balansida ishlatiladigan gaz energiyasining
foizini tahlil qilish ushbu dvigatellarning umumiy energiya sarfini va
samaradorligini baholashning hal qiluvchi jihati hisoblanadi. Bu samarali ravishda
foydali ishlarga aylanadigan yoki dvigatel tizimidagi issiqlik yo'qotishlari sifatida
tarqaladigan gazlarning yonishidan kelib chiqadigan energiya ulushini aniqlash va
baholashni o'z ichiga oladi.
Ushbu tahlilni amalga oshirish uchun turli omillarni hisobga olish kerak.
Birinchidan, odatda yoqilg'ining past isitish qiymati (LHV) yoki undan yuqori isitish
qiymati (HHV) bilan o'lchanadigan gazlarning yonishidan energiya sarfini aniqlash
juda muhimdir. LHV yoki HHV yoqilg'ining energiya tarkibini ifodalaydi va
konversiya uchun mavjud bo'lgan energiya ulushini hisoblash uchun asos yaratadi.
Keyinchalik, tahlil ichki yonish dvigateli tomonidan ishlab chiqarilgan foydali
ish natijalarini baholashni o'z ichiga oladi. Ushbu ish mahsuloti mexanik quvvat
shaklida bo'lishi mumkin, bu transport vositalarida harakatlanish yoki sanoat
mashinalarini boshqarish kabi vazifalarni bajarish uchun ishlatiladi. Samarali
ravishda foydali ishlarga aylantirilgan gaz energiyasining ulushi dvigatelning
12
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
yoqilg'i energiyasini samarali ishlab chiqarishga aylantirish samaradorligini aks
ettiradi.
Foydali ish natijalaridan tashqari, dvigatel tizimidagi turli xil issiqlik
yo'qotishlarini hisobga olish muhimdir. Ushbu yo'qotishlar chiqindi gazlar, sovutish
tizimlari, radiatsiya va ishqalanish kabi bir nechta mexanizmlar orqali sodir bo'lishi
mumkin. Tahlil ushbu issiqlik tarqalish jarayonlari natijasida yo'qolgan gaz
energiyasining foizini aniqlashga qaratilgan.
Issiqlik yo'qotilishining muhim jihatlaridan biri chiqindi gazlardir. Egzoz
urishi paytida dvigateldan gazlar chiqarilganda, chiqindi gazlar bilan katta
miqdordagi issiqlik energiyasi olib ketiladi. Egzoz orqali yo'qolgan gaz
energiyasining foizini baholash chiqindilarni qayta tiklash tizimlari uchun
imkoniyatlarni aniqlashga yordam beradi, bu esa umumiy energiya samaradorligini
oshirish uchun ushbu energiyani ushlab turishi va ishlatishi mumkin.
Sovutish tizimlari dvigatel ichidagi issiqlik tarqalishiga ham hissa qo'shadi.
Dvigatel optimal ish haroratini saqlab turish uchun sovutishni talab qiladi va gaz
energiyasining bir qismi sovutish tizimini quvvatlantirish uchun sarflanadi. Sovutish
13
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
uchun ishlatiladigan gaz energiyasining foizini baholash sovutish tizimining
samaradorligi va optimallashtirish imkoniyatlari to'g'risida tushuncha beradi.
Ichki
yonish
dvigatellarining
issiqlik
balansida
ishlatiladigan
gaz
energiyasining foizini tahlil qilib, eng ko'p energiya yo'qotadigan joylarni aniqlash
va energiyani qayta tiklash yoki samaradorlikni oshirish imkoniyatlarini baholash
mumkin. Ushbu tahlil energiyadan foydalanishni optimallashtirishga, yoqilg'i sarfini
kamaytirishga va dvigatelning ishlashi bilan bog'liq issiqxona gazlari chiqindilarini
minimallashtirishga yordam beradi.
Bundan tashqari, ushbu tahlil natijalari ilg'or dvigatel texnologiyalari,
chiqindilarni qayta tiklash tizimlari va sovutish tizimini optimallashtirish
strategiyasini ishlab chiqishga rahbarlik qilishi mumkin. Bu muhandislar,
tadqiqotchilar va siyosatchilar uchun ichki yonish dvigatellarining umumiy energiya
samaradorligi va atrof-muhit ko'rsatkichlarini yaxshilash uchun qimmatli
tushunchalarni beradi.
Xulosa qilib aytganda, ichki yonish dvigatellarining issiqlik balansida
ishlatiladigan gaz energiyasining foizini tahlil qilish energiyadan foydalanish va
samaradorlik to'g'risida har tomonlama tushuncha beradi. Bu takomillashtirish
14
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
yo'nalishlarini aniqlashga yordam beradi, energiya tejaydigan texnologiyalarni
rivojlantirishni qo'llab-quvvatlaydi va yanada barqaror va samarali dvigatel
tizimlariga o'tishga yordam beradi.
Ichki
yonish
dvigatellarining
issiqlik
balansida
ishlatiladigan
gaz
energiyasining foizini tahlil qilish yoqilg'ining yonishidan olinadigan energiya
foydali ishlarga qanchalik samarali aylanishini va chiqindi issiqlik sifatida
yo'qolishini o'rganishni o'z ichiga oladi. Ichki yonish dvigatelining issiqlik balansi
odatda uchta asosiy energiya komponentini ko'rib chiqadi: foydali ish chiqishi,
sovutish tizimidagi issiqlik yo'qotishlari va chiqindi gaz yo'qotishlari.
1. Foydali ish chiqishi: bu transport vositasini harakatga keltiradigan yoki
boshqa tizimlarni boshqaradigan mexanik ishlarga aylantirilgan energiyani
anglatadi. Ichki yonish dvigatellarida bu ish chiqishi birinchi navbatda yonish
kamerasi ichidagi yuqori bosimli gazlarni kengaytirish orqali erishiladi, bu pistonni
itaradi va krank milini aylantiradi. Foydali ish hajmiga aylantirilgan gaz
energiyasining ulushi ko'rsatilgan issiqlik samaradorligi deb nomlanadi. Bu dvigatel
dizayni, siqish nisbati, yonish samaradorligi va ishqalanish yo'qotishlari kabi bir
15
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
necha omillarga bog'liq. Zamonaviy benzinli dvigatellar odatda 25% dan 40% gacha
bo'lgan issiqlik samaradorligini ko'rsatdi.
2. Sovutish tizimidagi issiqlik yo'qotishlari: ichki yonish dvigatellari qizib
ketishining oldini olish uchun tarqalishi kerak bo'lgan katta miqdordagi issiqlik hosil
qiladi. Odatda radiator va sovutish suvi yordamida sovutish tizimi ortiqcha issiqlikni
olib tashlashga yordam beradi. Sovutish tizimiga o'tkaziladigan issiqlik yonish
jarayonidan energiya yo'qotilishini anglatadi. Sovutish tizimi orqali yo'qolgan gaz
energiyasining ulushi dvigatel dizayni, ish sharoitlari va sovutish tizimining
samaradorligiga qarab farq qilishi mumkin. Odatda, bu yo'qotish yoqilg'i
energiyasining 25% dan 40% gacha.
3. Egzoz gazining yo'qotilishi: energiyaning yana bir muhim qismi chiqindi
gazlar orqali yo'qoladi. Yoqilgan yoqilg'i-havo aralashmasi kengayib, egzoz tizimi
orqali dvigateldan chiqqanda, u katta miqdordagi issiqlik energiyasini olib ketadi.
Ushbu energiya yo'qotilishi birinchi navbatda yuqori haroratli chiqindi gazlar bilan
bog'liq. Egzoz tizimi orqali yo'qolgan gaz energiyasining aniq foizi dvigatel
texnologiyasiga, ish sharoitlariga va egzoz tizimining dizayniga qarab o'zgaradi.
Odatda yoqilg'i energiyasining 25% dan 35% gacha.
16
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Shuni ta'kidlash kerakki, ushbu uchta komponent o'rtasida energiya taqsimoti
dvigatel turi (benzin, dizel va boshqalar) kabi omillarga qarab farq qilishi mumkin.),
dvigatelning yuki, tezligi va ish sharoitlari. Bundan tashqari, Turbo zaryadlash,
to'g'ridan-to'g'ri in'ektsiya va gibrid tizimlar kabi dvigatel texnologiyalaridagi
yutuqlar umumiy energiya samaradorligini oshirishga va ichki yonish
dvigatellaridagi yo'qotishlarni kamaytirishga qaratilgan.
Dvigatelning issiqlik uzatish muhiti
* Gaz harorati: ~300 – 3000oK
* Devorga issiqlik oqimi: 0 MVt /M10 uchun 2 (qabul qilish paytida)
* Materiallar chegarasi:
- Quyma temir ~ 400oc
- Alyuminiy ~ 300oC
- Layner (yog ' plyonkasi) ~200oC
* Eng issiq komponentlar
- Uchqun vilkasi > egzoz valfi > Piston toji > Bosh
- Liner yoqilgan gazga ta'sir qilish cheklanganligi sababli nisbatan salqin
* Manba
- Issiq yoqilgan gaz
- Dizel dvigatellaridagi zarrachalardan nurlanish
Umuman olganda, ichki yonish dvigatellarining issiqlik balansi tahlili shuni
ko'rsatadiki, gaz energiyasining muhim qismi chiqindi issiqlik sifatida yo'qoladi.
Ichki yonish dvigatellarining samaradorligini oshirish bo'yicha harakatlar ushbu
yo'qotishlarni kamaytirishga va yoqilg'i energiyasini foydali ish hajmiga
aylantirishni maksimal darajada oshirishga qaratilgan.
1.2. Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari energiyasidan
foydalanish usullari
Ichki yonish dvigatellaridan ishlatilgan gazlar energiyasidan foydalanishning
bir necha usullari mavjud. Ushbu usullar chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikni olish
va uni foydali energiyaga aylantirish, shu bilan umumiy energiya samaradorligini
17
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
oshirish va atrof-muhitga ta'sirini kamaytirishga qaratilgan. Bu erda ba'zi umumiy
usullar:
1. Issiqlik Almashinuvchilari: issiqlik almashinuvchilari-bu issiq chiqindi
gazlardan issiqlikni suv yoki moy kabi ishlaydigan suyuqlikka o'tkazadigan
qurilmalar. Ushbu tiklangan issiqlik keyinchalik binolarni isitish, yonish havosini
oldindan isitish yoki elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun bug ' ishlab chiqarish
kabi turli maqsadlarda ishlatilishi mumkin. Issiqlik almashinuvchilari aniq dastur va
talablarga qarab oddiy qanotli naychalar yoki murakkabroq konfiguratsiyalar
sifatida amalga oshirilishi mumkin.
2. Organik Rankin sikli (ORC): ORC-bu elektr energiyasini ishlab chiqarish
uchun chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikdan foydalanadigan termodinamik tsikl.
Ushbu usulda chiqindi issiqlik suvga qaraganda pastroq qaynash nuqtasi bo'lgan
ishchi suyuqlikni bug'lash uchun ishlatiladi, masalan, organik birikma. Bug'langan
suyuqlik elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun generatorga ulangan turbinani
boshqaradi. ORC tizimlari ko'pincha ishlatiladi issiqlik va quvvat (CHP) energiyani
tiklashni maksimal darajada oshirish uchun dasturlar.
18
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Organik Rankin sikli (ORC) a termodinamik tsikl foydalanish orqali elektr
energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi chiqindi issiqlik dan chiqindi gazlar.
Bu erda ORC tsiklidagi turli bosqichlarning batafsil izohi keltirilgan:
1. Issiqlik manbai: ORC tsiklining birinchi bosqichi mos issiqlik manbasini
aniqlashdir. Bunday holda, aks holda yo'qoladigan chiqindi gazlarning chiqindi
issiqligi issiqlik manbai bo'lib xizmat qiladi. Ushbu chiqindi issiqlik odatda sanoat
jarayonlari, elektr stantsiyalari yoki ichki yonish dvigatellari tomonidan ishlab
chiqariladi.
2. Issiqlik almashtirgich (Evaporatator): chiqindi gazlardan chiqadigan
issiqlik evaporatator deb nomlanuvchi issiqlik almashtirgichdagi ishchi suyuqlikka
(organik suyuqlik) o'tkaziladi. ORC siklida ishlatiladigan ishchi suyuqlik suvga
nisbatan pastroq qaynash nuqtasiga ega bo'lib, uni past haroratlarda bug'lanishiga
imkon beradi.
3. Bug'lanish: chiqindi issiqlik evaporatatordagi ishchi suyuqlikka
o'tkazilganda, u bug'lanishga uchraydi va suyuq fazadan bug ' fazasiga aylanadi.
Ushbu jarayon suvning qaynash nuqtasiga nisbatan pastroq haroratda sodir bo'lib,
ORC tsikliga past darajadagi chiqindi issiqlikdan samarali foydalanishga imkon
beradi.
4. Kengayish: evaporatatordan yuqori bosimli bug ' turbinali yoki
kengaytiruvchi bo'lishi mumkin bo'lgan kengaytirish moslamasiga yo'naltiriladi.
Ushbu qurilma yuqori bosimli bug'ni kengaytiradi, uning issiqlik energiyasini
mexanik ishlarga aylantiradi. Kengayish jarayoni ishchi suyuqlikning bosimi va
haroratini pasaytiradi.
5. Energiya ishlab chiqarish: kengaytirish jarayonidan olingan mexanik ish
generatorni haydash uchun ishlatiladi, mexanik energiyani elektr energiyasiga
aylantiradi. Jenerator elektr energiyasini ishlab chiqaradi, uni turli maqsadlarda
ishlatish mumkin, masalan, uskunani quvvatlantirish yoki uni elektr tarmog'iga
oziqlantirish.
6. Issiqlikni rad etish (kondensator): kengayish jarayonidan so'ng
kengaytirgichdan past bosimli bug ' kondensatorga yo'naltiriladi. Kondensatorda
19
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
bug ' soviydi va yana suyuq fazaga kondensatsiyalanadi. Ushbu issiqlikni rad etish
jarayoni chiqindi issiqlikni havo yoki suv kabi sovutish muhitiga chiqaradi.
7. Nasos: kondensatordan suyuqlik ishlaydigan suyuqlik nasos yordamida
evaporatatorga qaytariladi. Nasos ishchi suyuqlikning bosimini oshiradi, uni keyingi
tsiklga tayyorlaydi.
8. Tsiklni takrorlang: suyuq ishlaydigan suyuqlik endi evaporatatorga yana
kirishga tayyor va butun tsikl takrorlanadi. Chiqindi gazlardan chiqadigan chiqindi
issiqlikdan foydalanish davom etmoqda, bu esa energiya ishlab chiqarish uchun
barqaror energiya manbasini ta'minlaydi.
Shuni ta'kidlash kerakki, ORC tizimining o'ziga xos komponentlari va
konfiguratsiyasi dasturga va ishlatiladigan ishchi suyuqlikka qarab farq qilishi
mumkin. Biroq, issiqlik uzatish, kengaytirish, elektr energiyasini ishlab chiqarish va
issiqlikni rad etishning asosiy tamoyillari ORC tsiklida izchil bo'lib qolmoqda.
3. Kalina sikli: ORCGA o'xshab, Kalina tsikli chiqindi gazlardan chiqindi
issiqlikni elektr energiyasiga aylantiradigan termodinamik jarayondir. Tsiklda
ishlaydigan suyuqlik va ammiak aralashmasi ishlatiladi, bu an'anaviy bug '
tsikllariga nisbatan yaxshiroq issiqlik uzatish va samaradorlikni ta'minlaydi.
Chiqindi issiqlik ishlaydigan suyuqlikni bug'laydi va hosil bo'lgan bug ' turbinani
harakatga keltiradi va elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Kalina tsikli an'anaviy
bug ' tsikllariga nisbatan energiya konversiyasida potentsial yaxshilanishlarni taklif
etadi.
4. Termoelektr generatorlari (TEGs): TEGs-bu seebeck effekti orqali
chiqindi issiqlikni to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantiradigan qattiq
holatdagi qurilmalar. Ushbu qurilmalar elektr tokini hosil qilish uchun issiq chiqindi
gazlar va sovuq tomon o'rtasidagi harorat farqidan foydalanadi. TEGs energiyani
tiklash va uni elektr quvvatiga aylantirish uchun dvigatelning egzoz tizimiga
birlashtirilishi mumkin.
20
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
5. Kombinatsiyalangan issiqlik va quvvat (CHP) tizimlari: kogeneratsiya
tizimlari deb ham ataladigan CHP tizimlari chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikdan
foydalanib, bir vaqtning o'zida elektr energiyasini ham, foydali issiqlikni ham ishlab
chiqaradi. Egzoz gazlaridan olinadigan chiqindi issiqlik elektr energiyasini ishlab
chiqarishdan tashqari, kosmik isitish, suvni isitish yoki sanoat jarayonlari kabi isitish
maqsadlarida ishlatiladi. CHP tizimlari yonish jarayonida mavjud energiyadan
maksimal darajada foydalanish orqali yuqori umumiy energiya samaradorligini
ta'minlaydi.
6. Egzoz gazining sirkulyatsiyasi (EGR): EGR-bu avtomobil dvigatellarida
chiqindilarni kamaytirish va yoqilg'i samaradorligini oshirish uchun keng
qo'llaniladigan usul. Ushbu usulda chiqindi gazlarning bir qismi dvigatelning qabul
qilish tizimiga qayta yo'naltiriladi. Egzoz gazlarining bunday aylanishi yonish uchun
zarur bo'lgan ish hajmini kamaytiradi, bu esa yoqilg'ini tejashga va chiqindilarning
pasayishiga olib keladi.
21
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
7.
Absorbsion
sovutish:
chiqindi
gazlardan
chiqadigan
issiqlik
assimilyatsiya sovutish tizimini boshqarish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu usulda
chiqindi issiqlik harorat farqini hosil qilish uchun ishlatiladi, bu esa ishlaydigan
suyuqlikni sovutish uchun ishlatiladi. Keyin sovutilgan suyuqlik evaporatatordan
o'tib, atrofdagi issiqlikni yutadi va sovutishni ta'minlaydi. Absorbsion sovutish
tizimlari konditsioner, sovutish va sovutish dasturlari uchun ishlatilishi mumkin.
8. Termokimyoviy jarayonlar: termokimyoviy jarayonlar qimmatbaho
mahsulotlar yoki yoqilg'i ishlab chiqaradigan kimyoviy reaktsiyalarni boshqarish
uchun chiqindi issiqlikdan foydalanishni o'z ichiga oladi. Masalan, chiqindi issiqlik
kabi termokimyoviy jarayonlarda ishlatilishi mumkin bug ' isloh qilish yoki
gazlashtirish biomassa yoki chiqindi materiallarni aylantirish singalar yoki boshqa
bioyoqilg'i. Ushbu yoqilg'ilar issiqlik va energiya ishlab chiqarish uchun yoki
an'anaviy yoqilg'i o'rnini bosuvchi sifatida ishlatilishi mumkin.
9. Kombinatsiyalangan sovutish, isitish va quvvat (CCHP) tizimlari:
trigeneratsiya tizimlari deb ham ataladigan CCHP tizimlari elektr va issiqlikdan
tashqari sovutishni ta'minlash uchun chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikdan
foydalanadi. Ushbu tizimlar ishlab chiqarishni birlashtiradi elektr energiyasi, isitish
va sovutish, binolarda yoki sanoat dasturlarida energiya ehtiyojlari uchun keng
qamrovli echimni ta'minlash. Egzoz gazlaridan olinadigan chiqindi issiqlik
assimilyatsiya sovutgichlarini yoki boshqa sovutish texnologiyalarini haydash
uchun ishlatiladi.
22
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
10. Issiqlikni tiklash uchun organik suyuqliklar: yuqorida aytib o'tilgan
organik Rankin tsiklidan (ORC) tashqari, chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikni
tiklash uchun boshqa organik suyuqliklardan foydalanish mumkin. Ushbu
suyuqliklarning qaynash nuqtalari suvga qaraganda pastroq bo'lib, issiqlik uzatish
va energiyani yanada samarali konvertatsiya qilish imkonini beradi. Tegishli organik
suyuqliklarni tanlash va issiqlikni tiklash jarayonini optimallashtirish orqali yuqori
energiya samaradorligiga erishish mumkin.
11. Pastki tsikllar: pastki tsikllar qo'shimcha quvvat ishlab chiqarish uchun
chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikdan foydalanishni o'z ichiga oladi. Ushbu
tsikllarda odatda chiqindi issiqlikdan energiya olish uchun bug' turbinasi, Stirling
dvigateli yoki gaz turbinasi kabi ikkilamchi energiya ishlab chiqarish tizimi
qo'llaniladi. Pastki tsiklda chiqindi issiqlikdan foydalanib, tizimning umumiy
energiya samaradorligini sezilarli darajada yaxshilash mumkin.
23
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
12.
Rankine-Brayton
kombinatsiyalangan
tsikli:
ushbu
kombinatsiyalangan tsikl konfiguratsiyasi chiqindi gazlardan chiqindi issiqlikni
qayta tiklashni birlashtirilgan tsikl tizimiga qo'shishni o'z ichiga oladi. Chiqindi
issiqlik birinchi navbatda elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ORCDA
ishlatiladi, so'ngra qolgan chiqindi issiqlik an'anaviy Rankin tsiklida bug 'turbinasi
uchun bug' hosil qilish uchun ishlatiladi. Ushbu kombinatsiya chiqindi issiqlikdan
foydalanishni maksimal darajada oshiradi va tizimning umumiy samaradorligini
oshiradi.
Ushbu usullar ichki yonish dvigatellaridan foydalanilgan gazlar energiyasidan
samarali foydalanish uchun bir qator imkoniyatlarni taqdim etadi. Eng mos usulni
tanlash muayyan dastur, mavjud resurslar va kerakli energiya chiqishi kabi omillarga
24
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
bog'liq. Ushbu usullarni amalga oshirish energiya samaradorligiga, chiqindilarni
kamaytirishga va ichki yonish dvigatellari tizimlarida chiqindi issiqlikdan barqaror
foydalanishga yordam beradi.
Ushbu usullar ichki yonish dvigatellaridan ishlatilgan gazlar energiyasidan
foydalanishning turli usullarini namoyish etadi. Usulni tanlash dastur, mavjud
resurslar va kerakli energiya chiqishi kabi omillarga bog'liq. Ushbu usullarni amalga
oshirish energiya samaradorligiga, chiqindilarni kamaytirishga va energiya ishlab
chiqarish va ulardan foydalanishga nisbatan barqaror yondashuvga sezilarli hissa
qo'shishi mumkin.
2.1. Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari energiyasidan
foydalanish qurilmasi ishlash prinsipi
Ichki
yonish
dvigatellaridan
foydalanilgan
gazlar
energiyasidan
foydalanadigan qurilmaning ishlash printsipi qo'llaniladigan o'ziga xos texnologiya
yoki usulga bog'liq. Bu yerda ikkita umumiy qurilmaning umumiy tamoyillarini
tasvirlab beraman: Issiqlik almashtirgich tizimi va organik Rankin tsikli (ORC)
tizimi.
25
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
1. Issiqlik Almashtirgich Tizimi: Issiqlik almashtirgich tizimi ichki yonish
dvigatelining chiqindi gazlaridan chiqindi issiqlikni ushlaydi va uni turli
maqsadlarda ishlatilishi mumkin bo'lgan ishchi suyuqlikka o'tkazadi. Ishlashning
umumiy printsipi quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
1. Egzoz gazini yig'ish: tizim yonish jarayonida hosil bo'lgan issiq chiqindi
gazlarni olish uchun yig'ish mexanizmini o'z ichiga oladi. Bunga chiqindi gazlarni
kollektor yoki quvur orqali issiqlik almashtirgichga yo'naltirish orqali erishish
mumkin.
2. Issiqlik uzatish: yig'ilgan chiqindi gazlar issiqlik uzatishni engillashtirish
uchun mo'ljallangan qurilma bo'lgan issiqlik almashtirgich orqali o'tadi. Issiqlik
almashtirgich chiqindi gazlarning ishchi suyuqlik bilan issiqlik almashinuvini
ta'minlaydigan quvurlar yoki plitalardan iborat.
26
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
3. Ishlaydigan suyuqlik aylanishi: ishlaydigan suyuqlik, ko'pincha suv yoki
yog ' issiqlik almashtirgichning boshqa tomonidan oqadi. Issiq chiqindi gazlar
issiqlik almashtirgich yuzasi bilan aloqa qilganda, issiqlik chiqindi gazlardan ishchi
suyuqlikka o'tkaziladi.
4. Energiyadan foydalanish: keyin isitiladigan ishchi suyuqlik turli xil
ilovalar uchun ishlatilishi mumkin. Masalan, u elektr energiyasini ishlab chiqarish
uchun bug ' ishlab chiqarish, isitish uchun issiq suv bilan ta'minlash yoki elektr
energiyasini ishlab chiqarish uchun turbinani boshqarish uchun ishlatilishi mumkin.
Muayyan foydalanish tizimning maqsadli ishlatilishi va dizayniga bog'liq.
5. Issiqlik tarqalishi: issiqlik uzatilgandan so'ng, endi sovutilgan chiqindi
gazlar dvigatelning egzoz tizimi orqali atmosferaga chiqariladi.
27
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Egzoz gazlaridan issiqlikni chiqarib, uni ishlaydigan suyuqlikka o'tkazish
orqali issiqlik almashtirgich tizimi chiqindi issiqlikdan samarali foydalanadi va uni
foydali energiyaga aylantiradi va shu bilan umumiy energiya samaradorligini
oshiradi.
2. Organik Rankin sikli (ORC) tizimi:
ORC tizimi chiqindi gazlardan chiqadigan issiqlikni termodinamik tsikl orqali elektr
energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatadi. ORC tizimining asosiy tamoyillari
quyidagilardan iborat:
28
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
1. Issiqlik kiritish: chiqindi gazlardan chiqadigan issiqlik ORC tizimiga
etkazib beriladi. Issiqlik suvga qaraganda pastroq qaynash nuqtasi bo'lgan
ishlaydigan suyuqlikka o'tkaziladi, masalan organik birikma (masalan, sovutgichlar
yoki uglevodorodlar).
2. Bug'lanish: chiqindi issiqlik ishchi suyuqlikning bug'lanishiga olib keladi.
Yuqori haroratli bug' kengayadi va turbinani boshqaradi.
3. Turbinaning ishlashi: kengayadigan bug' turbinadan oqib o'tib, uning
aylanishiga olib keladi. Turbina mexanik energiyani elektr energiyasiga
aylantiradigan elektr generatoriga ulangan.
29
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
4. Kondensatsiya: turbinadan o'tgandan so'ng, endi sovutilgan bug ' yana
suyuq holatga kondensatsiyalanadi. Ushbu kondensatsiya jarayoni tizim ichida rad
etilishi yoki qayta ishlanishi mumkin bo'lgan issiqlikni chiqaradi.
5. Ishchi suyuqlik aylanishi: keyin quyultirilgan suyuqlik chiqindi gazlar
bilan qayta isitish uchun issiqlik almashtirgichga qaytariladi va tsikl takrorlanadi.
Elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun chiqindi issiqlikdan foydalangan
holda, ORC tizimi ichki yonish dvigatelining umumiy energiya samaradorligini
oshiradi, yoqilg'i sarfini va issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytiradi.
30
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
3. Termoelektr Generatorlari (TEGs):
Termoelektr generatorlari seebeck effekti orqali chiqindi issiqlikni to'g'ridan-
to'g'ri elektr energiyasiga aylantiradi. Ishlash tamoyillariga quyidagilar kiradi:
1. Termoelektrik materiallar: teglarda harorat gradyani mavjud bo'lganda
elektr tokini hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lgan termoelektrik materiallar
qo'llaniladi. Ushbu materiallar odatda yuqori termoelektrik samaradorlikka ega
yarimo'tkazgichlardir.
31
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
2. Harorat farqi: chiqindi gazlardan chiqadigan issiqlik TEG moduli
bo'yicha harorat farqini hosil qiladi. Modulning bir tomoni yuqori haroratli chiqindi
gazlarga ta'sir qiladi, boshqa tomoni esa sovuqroq haroratda saqlanadi.
3. Voltaj ishlab chiqarish: harorat farqi tufayli termoelektrik materiallar
bo'ylab elektr potentsiali hosil bo'ladi. Ushbu potentsial farq elektronlar oqimini
boshqarib, elektr tokini hosil qiladi.
4. Elektr chiqishi: TEG tomonidan ishlab chiqarilgan elektr toki elektr
qismlarini quvvatlantirish, batareyalarni zaryad qilish yoki keyingi foydalanish
uchun elektr tarmog'iga berish uchun ishlatilishi mumkin.
Teglar chiqindi issiqlikni to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantirishning
qattiq va ishonchli usulini ta'minlaydi, bu ularni ixchamlik, chidamlilik va soddalik
talab qilinadigan ilovalar uchun mos qiladi.
32
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
4. Kombinatsiyalangan issiqlik va quvvat (CHP) tizimlari:
Kogeneratsiya tizimlari deb ham ataladigan CHP tizimlari bir vaqtning o'zida
ishlatilgan gazlar energiyasidan elektr energiyasi va foydali issiqlik ishlab chiqaradi.
Kogeneratsiya yoki kombinatsiyalangan issiqlik va quvvat (CHP) - bu issiqlik
dvigatelidan foydalanish yoki elektr stantsiyasi bir vaqtning o'zida elektr energiyasi
va foydali issiqlik ishlab chiqarish.
Kogeneratsiya yoqilg'i yoki issiqlikdan yanada samarali foydalanishdir,
chunki aks holda elektr energiyasini ishlab chiqarishdan isrof qilingan issiqlik
samarali foydalaniladi. Kombinatsiyalangan issiqlik va quvvat (CHP) zavodlari
isitish uchun isrof qilingan issiqlik energiyasini tiklaydi. Bunga kombinatsiyalangan
issiqlik va elektr energiyasini markazlashtirilgan isitish ham deyiladi. Kichik CHP
zavodlari markazlashtirilmagan energiyaning namunasidir.[2] o'rtacha haroratlarda
yon mahsulot issiqligi (100-180, 212-356, F) sovutish uchun assimilyatsiya
sovutgichlarida ham ishlatilishi mumkin.
Yuqori haroratli issiqlik ta'minoti avval gaz yoki bug ' turbinasi bilan
ishlaydigan generatorni boshqaradi. Olingan past haroratli chiqindi issiqlik
keyinchalik suv yoki kosmik isitish uchun ishlatiladi. Kichikroq o'lchovlarda
(odatda 1 MVt dan past), a gaz dvigateli yoki dizel dvigatel ishlatilishi mumkin.
Kogeneratsiya geotermik elektr stantsiyalari bilan ham keng tarqalgan, chunki ular
ko'pincha nisbatan past issiqlik hosil qiladi. Ikkilik tsikllar elektr energiyasini ishlab
chiqarish uchun maqbul issiqlik samaradorligiga erishish uchun zarur bo'lishi
mumkin. Kogeneratsiya atom elektr stantsiyalarida kamroq qo'llaniladi, chunki
33
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
NIMBY va xavfsizlik masalalari ko'pincha ularni taqqoslanadigan kimyoviy elektr
stantsiyalariga qaraganda aholi punktlaridan uzoqroq tutgan va elektr uzatish
yo'qotishlari tufayli aholi zichligi past bo'lgan joylarda markazlashtirilgan isitish
samarasiz.
Kogeneratsiya
elektr
ishlab
chiqarishning
dastlabki
o'rnatishlarida
qo'llanilgan. Markaziy stantsiyalar quvvatni taqsimlashdan oldin, o'z quvvatini
ishlab chiqaradigan sanoat korxonalari texnologik isitish uchun chiqindi bug '
ishlatgan. Katta ofis va ko'p qavatli uylar, mehmonxonalar va do'konlar odatda o'z
kuchlarini ishlab chiqarishdi va issiqlik qurish uchun chiqindi bug ' ishlatishdi. Erta
sotib olingan quvvatning yuqori narxi tufayli ushbu CHP operatsiyalari kommunal
elektr energiyasi mavjud bo'lgandan keyin ko'p yillar davomida davom etdi.[3]
Ishlash tamoyillariga quyidagilar kiradi:
1. Chiqindilarni issiqlikni qayta tiklash: CHP tizimlari chiqindi issiqlikni
ichki yonish dvigatellarining chiqindi gazlaridan tiklaydi. Ushbu chiqindi issiqlik
odatda issiqlik almashinuvchilari yoki boshqa issiqlikni qayta tiklash texnologiyalari
yordamida olinadi.
2. Elektr energiyasini ishlab chiqarish: qayta tiklangan chiqindi issiqlik bug
' ishlab chiqarish yoki elektr energiyasini ishlab chiqaradigan turbinani haydash
34
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
uchun ishlatiladi. Ushbu elektr energiyasini joyida ishlatish yoki tarmoqqa etkazib
berish mumkin.
3. Issiqlikdan foydalanish: elektr energiyasini ishlab chiqarishdan tashqari,
CHP tizimi isitish uchun chiqindi issiqlikdan foydalanadi. Issiqlik maxsus
qo'llanilishiga qarab kosmik isitish, suv isitish yoki sanoat jarayonlari uchun
ishlatilishi mumkin.
4. Umumiy samaradorlik: CHP tizimida elektr energiyasi va foydali
issiqlikni bir vaqtning o'zida ishlab chiqarish alohida energiya ishlab chiqarish va
issiqlik ishlab chiqarishga nisbatan umumiy energiya samaradorligini oshiradi. Aks
holda yo'qoladigan chiqindi issiqlikdan samarali foydalaniladi, natijada yoqilg'i sarfi
kamayadi va chiqindilar kamayadi.
CHP tizimlari bir vaqtning o'zida elektr energiyasini ishlab chiqarish va isitish
uchun chiqindi issiqlikni olish orqali ichki yonish dvigatellarining energiya
samaradorligini oshirish uchun kompleks echimni ta'minlaydi.
Tepasi davr o'simliklar, birinchi navbatda, bug ' turbinasi elektr ishlab chiqarish.
Keyin qisman kengaytirilgan bug ' isitish kondensatorida mos keladigan harorat
darajasida kondensatsiyalanadi, masalan.markazlashtirilgan isitish yoki suvni
tuzsizlantirish.
Pastki tsiklli o'simliklar sanoat jarayonlari uchun yuqori haroratli issiqlik
ishlab chiqaradi, keyin chiqindi issiqlikni qayta tiklash qozoni elektr zavodini
oziqlantiradi. Pastki tsiklli o'simliklar faqat shisha va metall ishlab chiqarish uchun
35
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
pechlar kabi juda yuqori haroratni talab qiladigan sanoat jarayonlarida qo'llaniladi,
shuning uchun ular kamroq tarqalgan.
Katta kogeneratsiya tizimlari sanoat maydonchasi yoki butun shahar uchun
isitish suvi va quvvatni ta'minlaydi. Umumiy CHP o'simlik turlari:
Gaz turbinalarining chiqindi gazidagi chiqindi issiqlikdan foydalanadigan gaz
turbinasi ChP zavodlari. Amaldagi yoqilg'i odatda tabiiy gazdir.
Gaz dvigatelining CHP zavodlari pistonli gaz dvigatelidan foydalanadi, bu
odatda taxminan 5 MVt gacha bo'lgan gaz turbinasiga qaraganda ancha
raqobatbardoshdir. Amaldagi gaz yoqilg'isi odatda tabiiy gazdir. Ushbu zavodlar,
odatda, saytning gaz ta'minoti, elektr taqsimlash tarmog'i va isitish tizimlariga oddiy
ulanishlar bilan o'simlik xonasida yoki tashqi o'simlik birikmasida o'rnatilishi
mumkin bo'lgan to'liq qadoqlangan birliklar sifatida ishlab chiqariladi. Odatda
natijalar va samaradorlik qarang odatda katta misol qarang
Bioyoqilg'i dvigatelining CHP zavodlari moslashtirilgan pistonli gaz
dvigatelidan yoki dizel dvigatelidan foydalanadi, qaysi bioyoqilg'i ishlatilayotganiga
qarab, aks holda dizayni jihatidan gaz dvigatelining CHP zavodiga juda o'xshash.
Bioyoqilg'idan foydalanishning afzalligi qazilma yoqilg'i sarfini kamaytirish va shu
36
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
bilan uglerod chiqindilarini kamaytirishdir. Ushbu o'simliklar, odatda, saytning
elektr taqsimlash va isitish tizimlariga oddiy ulanishlari bilan o'simlik xonasida yoki
tashqi o'simlik birikmasida o'rnatilishi mumkin bo'lgan to'liq qadoqlangan birliklar
sifatida ishlab chiqariladi. Yana bir variant-bu yog'och gazlashtiruvchi CHP zavodi,
bu orqali yog'och pellet yoki yog'och chip bioyoqilg'i nol kislorodli yuqori haroratli
muhitda gazlashtiriladi; hosil bo'lgan gaz gaz dvigatelini quvvatlantirish uchun
ishlatiladi.
CHP uchun moslashtirilgan kombinatsiyalangan tsiklli elektr stantsiyalari
Eritilgan karbonatli yonilg'i xujayralari va qattiq oksidli yonilg'i xujayralari isitish
uchun juda mos bo'lgan issiq egzozga ega.
Bug 'turbinasi uchun bug' kondensatori sifatida isitish tizimidan
foydalanadigan bug ' turbinasi ChP zavodlari
Atom elektr stantsiyalari, boshqalarga o'xshash bug ' turbinasi elektr
stantsiyalari, qisman kengaytirilgan bug'ni isitish tizimiga chiqarish uchun
turbinalarda ekstraktsiyalar bilan jihozlanishi mumkin. Isitish tizimining harorati 95
va C yo'qolgan har bir MVt elektr energiyasi uchun taxminan 10 MVt issiqlik olish
mumkin. 130 harorat bilankattalash C daromad biroz kichikroq, har bir MVt uchun
taxminan 7 MVt yo'qolgan.[8] kogeneratsiya variantlari a sharh hisoblanadi [9]
37
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
Chexiya tadqiqot jamoasi sarf yoqilg'i majmuasi issiqlik turar-joy isitish maqsadida
tuzalib bir "Teplator" tizimini taklif.[10]
Kichikroq kogeneratsiya birliklari pistonli dvigatel yoki Stirling dvigatelidan
foydalanishi mumkin. Issiqlik egzoz va radiatordan chiqariladi. Tizimlar kichik
o'lchamlarda mashhur, chunki kichik gaz va dizel dvigatellari kichik gaz yoki neft
bilan ishlaydigan bug ' elektr zavodlariga qaraganda arzonroq.
Ba'zi kogeneratsiya zavodlari biomassa bilan yondiriladi, yoki sanoat va
maishiy qattiq chiqindilar (qarang yoqish). Ba'zi CHP zavodlari chiqindi gazni elektr
va issiqlik ishlab chiqarish uchun yoqilg'i sifatida ishlatadilar. Chiqindi gazlar
hayvon chiqindilaridan gaz, chiqindixona gazi, ko'mir konlaridan gaz, kanalizatsiya
gazi va yonuvchi sanoat chiqindilari gazi bo'lishi mumkin.
Ba'zi kogeneratsiya zavodlari texnik va ekologik ko'rsatkichlarni yanada
yaxshilash uchun gaz va quyosh fotovoltaik ishlab chiqarishni birlashtiradi. Bunday
gibrid tizimlar bino darajasiga qadar kengaytirilishi mumkin va hatto shaxsiy uylar.
Ushbu ishlash tamoyillari ichki yonish dvigatellaridan foydalanilgan gazlar
energiyasidan foydalanishning turli yondashuvlarini ta'kidlaydi. Har bir usul mavjud
energiya
manbalaridan
samarali
foydalanish
orqali
umumiy
energiya
samaradorligini oshirish, chiqindilarni kamaytirish va atrof-muhitga ta'sirini
minimallashtirishga qaratilgan. Ushbu qurilmalarning o'ziga xos dizayni va amalga
oshirilishi mo'ljallangan dastur, o'lchov va boshqa muhandislik nuqtai nazaridan farq
qilishi mumkin.
Shuni ta'kidlash kerakki, ichki yonish dvigatellaridan foydalanilgan gazlar
energiyasidan foydalanadigan qurilmalarning haqiqiy dizayni va ishlashi o'ziga xos
texnologiya, dastur va muhandislik nuqtai nazariga qarab farq qilishi mumkin.
Biroq, bu tamoyillar bunday qurilmalar chiqindi issiqlikdan qanday foydalanishi va
uni foydali energiyaga aylantirishi haqida umumiy tushuncha beradi.
5. Absorbsion Sovutish:
Absorbsion sovutish tizimlari sovutish uchun chiqindi gazlardan chiqindi
issiqlikdan foydalanadi. Ishlash tamoyillariga quyidagilar kiradi:
38
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
1. Issiqlik kiritish: chiqindi issiqlik assimilyatsiya sovutish tizimiga energiya
etkazib berish uchun ishlatiladi. Yuqori haroratli chiqindi gazlar issiqlikni
assimilyatsiya sovutgichiga o'tkazadi.
2. Absorbsiya jarayoni: absorbsion chiller changni yutish va sovutgichdan
iborat. Chiqindi issiqlik assimilyatsiya jarayonini boshqaradi, bu erda changni yutish
sovutgich bug'ini yutadi, natijada eritma hosil bo'ladi.
3. Bug'lanish va sovutish: keyin eritma past bosimli muhitga ta'sir qiladi, bu
esa sovutgichning bug'lanishiga olib keladi. Ushbu bug'lanish jarayoni atrofni
sovutadi va sovutishni ta'minlaydi.
39
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
4. Regeneratsiya: keyin sovutgich bug'i changni yutish vositasidan ajratiladi
va changni yutish issiq suv yoki bug ' kabi issiqlik manbalari yordamida qayta
tiklanadi.
5. Uzluksiz ishlash: absorbsion sovutish tizimi doimiy ravishda ishlaydi,
chiqindi issiqlikdan foydalanib, an'anaviy kompressor bilan boshqariladigan
sovutgichga ehtiyoj sezmasdan sovutishni ta'minlaydi.
Absorbsion sovutish tizimlari turli xil dasturlarda, shu jumladan konditsioner,
sovutish va sovutish jarayonlarida qo'llaniladi, bu erda chiqindi issiqlikdan samarali
foydalanish mumkin.
6. Termokimyoviy Jarayonlar:
Termokimyoviy
jarayonlar
chiqindi
gazlardan
chiqindi
issiqlikdan
qimmatbaho mahsulotlar yoki yoqilg'i ishlab chiqaradigan kimyoviy reaktsiyalarni
boshqarish uchun foydalanishni o'z ichiga oladi. Ishlash tamoyillariga quyidagilar
kiradi:
1. Yuqori haroratli reaktsiyalar: chiqindi issiqlik bug ' isloh qilish yoki
gazlashtirish kabi yuqori haroratli termokimyoviy jarayonlarga yo'naltiriladi.
2. Biomassa yoki chiqindilarni konvertatsiya qilish: termokimyoviy
jarayonlar biomassani yoki chiqindilarni syngas yoki boshqa bioyoqilg'iga
40
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
aylantirishi mumkin. Biomassa yoki chiqindi xom ashyolari yuqori haroratga duchor
bo'ladi, natijada keyinchalik qayta ishlanishi mumkin bo'lgan gazlar chiqariladi.
3. Syngas ishlab chiqarish: yuqori haroratli reaktsiyalar xom ashyolarni
parchalaydi, natijada syngas (vodorod va uglerod oksidi aralashmasi) ishlab
chiqariladi. Syngalar issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun yoqilg'i
manbai yoki turli xil kimyoviy moddalar va yoqilg'ilarni ishlab chiqarish uchun xom
ashyo sifatida ishlatilishi mumkin.
4. Energiyani tiklash: termokimyoviy jarayon davomida chiqarilgan issiqlik
energiyasini olish va issiqlik yoki elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatish
mumkin.
Termokimyoviy jarayonlar chiqindi issiqlikni qimmatbaho mahsulotlar yoki
yoqilg'iga aylantirish imkoniyatlarini taklif etadi, bu ichki yonish dvigatellari
tizimlarining umumiy energiya samaradorligi va barqarorligiga hissa qo'shadi.
Ushbu ishlash tamoyillari ichki yonish dvigatellaridan ishlatilgan gazlar
energiyasidan foydalanishning qo'shimcha usullarini namoyish etadi. Har bir usul
chiqindi issiqlikdan elektr energiyasini ishlab chiqarish, sovutish yoki qimmatbaho
mahsulotlar ishlab chiqarish uchun o'ziga xos tarzda foydalanadi. Ushbu
qurilmalarning o'ziga xos dizayni va amalga oshirilishi dastur, mavjud resurslar va
kerakli energiya chiqishi kabi omillarga bog'liq. Ushbu usullarni qo'llash orqali ichki
yonish dvigatellarining energiya samaradorligini oshirish mumkin, bu yoqilg'i
41
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
sarfini kamaytirishga, chiqindilarni kamaytirishga va barqarorlikni yaxshilashga
olib keladi.
2.3. Tanlab olingan ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish qurilmasi detallari
Ichki yonish dvigatellaridan foydalanilgan gazlar energiyasidan foydalanish
uchun ma'lum bir qurilma haqida batafsil ma'lumot berish uchun biz chiqindilarni
issiqlikni qayta tiklash uchun keng qo'llaniladigan texnologiya bo'lgan organik
Rankine Cycle (ORC) tizimiga e'tibor qaratamiz. Bu yerda asosiy komponentlar va
ularning funktsiyalari:
1. Issiqlik almashtirgich: ichki yonish dvigatelidan chiqadigan gazlar
evaporatator deb ham ataladigan issiqlik almashtirgich orqali o'tadi.
Issiqlik almashtirgich chiqindi gazlardan issiqlikni ORC tizimining ishchi
suyuqligiga o'tkazishni osonlashtiradi.
42
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
2. Organik Rankin tsikli (ORC) suyuqligi: ORC tizimida ishlatiladigan
ishchi suyuqlik suvga qaraganda pastroq qaynash nuqtasiga ega bo'lgan organik
birikma. Odatda ishlatiladigan suyuqliklarga r245fa, R123 kabi sovutgichlar yoki
izobutan kabi uglevodorodlar kiradi. Ishchi suyuqlik uning qaynash nuqtasi, termal
barqarorligi va atrof-muhitni hisobga olgan holda tanlanadi.
3. Evaporatator: issiqlik almashtirgich ishlaydigan suyuqlik chiqindi
gazlardan issiqlikni yutadigan evaporatator vazifasini bajaradi. Issiq chiqindi gazlar
43
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
issiqlik almashtirgich yuzasi bo'ylab oqishi bilan ishchi suyuqlik bug'lanib, chiqindi
gazlardan issiqlik energiyasini oladi.
4. Turbin: bug'langan ishchi suyuqlik turbinaga kiradi, u yuqori bosimli bug'
tomonidan boshqariladi. Turbina ishlaydigan suyuqlikning issiqlik energiyasini
mexanik energiyaga aylantiradi va turbina rotorining aylanishiga olib keladi.
5. Generator: turbin mexanik ravishda elektr generatoriga ulangan. Turbina
aylanayotganda u generatorni boshqaradi, mexanik energiyani elektr energiyasiga
aylantiradi.
44
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
6. Kondensator: turbinadan o'tgandan so'ng, past bosimli bug ' chiqadi va
kondensatorga kiradi. Kondensatorda ishlaydigan suyuqlik issiqlikni sovutish
muhitiga, odatda atrofdagi havoga yoki suvga chiqaradi, bu esa bug'ning suyuq
holatga qaytishiga olib keladi.
7. Nasos: keyin quyultirilgan ishchi suyuqlik nasos yordamida evaporatatorga
(issiqlik almashtirgichga) qaytariladi. Nasos suyuqlik ishlaydigan suyuqlikning
bosimini oshiradi, uni bug'lanish jarayonini takrorlashga tayyorlaydi.8. Boshqarish
tizimi: ORC tizimi harorat, bosim va oqim tezligi kabi turli parametrlarni kuzatuvchi
va tartibga soluvchi boshqaruv tizimi bilan jihozlangan. Boshqarish tizimi tizimning
optimal ishlashi va xavfsiz ishlashini ta'minlaydi.
45
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
ORC tizimi an'anaviy bug' Rankin sikliga o'xshash termodinamik tsikllar
printsipi asosida ishlaydi, ammo pastroq qaynash nuqtasi ishlaydigan suyuqlik bilan.
U chiqindi gazlardan chiqadigan issiqlikni ishlatib, uni turbina orqali mexanik
energiyaga, so'ngra generator orqali elektr energiyasiga aylantiradi.
Ichki yonish dvigatelining chiqindi chiqindilarini qayta tiklash tarixi organik
Rankin tsikllariga qaratilgan, chunki bu termodinamik tsikl egzozning o'rta
darajadagi energiyasi bilan yaxshi ishlaydi. Ghilvacs va boshq. ochib beradi siqishni
yoqish dvigatellari yoqilg'i energiyasining taxminan 40% ni krank milida mavjud
quvvatga aylantiradi, yonilg'i energiyasining qolgan qismi esa sovutish suvi,
chiqindi gazlar va boshqa chiqindi issiqlik sifatida yo'qoladi. Ushbu chiqindi
issiqlikni tiklash uchun ORC ishlatilishi mumkin. Birinchisiga ochiq oldindan
qizdirilgan, unda qon oqimi tsikl nasosidan chiqadigan ishchi suyuqlik bilan
aralashtiriladi. Egzoz gazlaridan chiqindi issiqlikni qaytaradigan siqishni yoqish
dvigatelini ORC bilan birlashtirgan tizimning xususiyatlari tahlil qilindi. Natijalar
shuni ko'rsatdiki, ORC ning aniq quvvati nominal quvvat nuqtasida 6,304 kVt va
tormozning o'ziga xos yoqilg'i sarfini maksimal 10% kamaytirishga erishish
mumkin. bug'dan past darajadagi chiqindi issiqlikdan foydalangan holda, aniq elektr
quvvati chiqarish qobiliyati uchun kichik hajmdagi organik Rankin tsikli tizimini
46
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
eksperimental tadqiq qildi. Tizim 1-3 bar oralig'ida chiqindi bug ' uchun
mo'ljallangan. Organik Rankin tsikl tizimi ishlab chiqilgandan va termodinamik
simulyatsiya amalga oshirilgandan so'ng, uskunalarni tanlash va sinov uskunasini
qurish amalga oshirildi. R245fa ishchi suyuqlik sifatida ishlatilgan, to'g'ridan-to'g'ri
elektr generatori bilan birlashtirilgan aylantirish turini kengaytirish maksimal elektr
quvvatini ishlab chiqardi.
Tizimning issiqlik samaradorligi 5,64%, sof samaradorlik 4,66% va
kengaytiruvchi izentropik samaradorlik maksimal quvvat chiqarish nuqtasida 58,3%
ni tashkil etdi. Tajriba davomida maksimal issiqlik samaradorligi 5,75% va
maksimal ekspander izentropik samaradorligi 77,74% ni tashkil etdi. Davide Ziviani
va boshq.
Past darajadagi issiqlik energiyasini qayta tiklash tizim samaradorligini
oshirish va energiya ishlab chiqarishning uglerod izini kamaytirish istagi bilan
yanada dolzarblikka erishdi. Past haroratli issiqlik energiyasi manbalaridan
foydalanish uchun turli xil texnologiyalar taklif qilingan, aks holda an'anaviy
foydalanish qiyin. Texnik adabiyotlardan to'plangan ma'lumotlarga asoslanib, ORC
tizimlariga alohida e'tibor qaratib, past darajadagi issiqlik energiyasi manbalarini
47
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
ekspluatatsiya qilish bo'yicha eng so'nggi yutuqlar va muammolar. ORC tizimini
modellashtirish bilan bog'liq masalalar sxemasi ham taqdim etildi va samarali va
kuchli simulyatsiya vositasini ishlab chiqish uchun ba'zi ko'rsatmalar ishlab chiqildi.
ORC (organic Rankine cycle) issiqlikni foydali ishlarga aylantirishning istiqbolli
texnologiyasi ekanligini va Misrdagi mavjud gazni tozalash inshootida orcni misol
sifatida ishlatib, chiqindi issiqlikni qayta tiklash va uni elektr energiyasiga
aylantirishni ochib beradi.
Ishlab chiqarilgan aniq ish, samaradorlik, hajmli oqim tezligi va
qaytarilmaslik kabi turli xil parametrlar yordamida turli xil ishchi suyuqliklar
tekshirildi. Eng yaxshi ishlaydigan suyuqlik haqida ko'proq ishonch hosil qilish
uchun eng istiqbolli ishlaydigan ikkita suyuqlik uchun kapital qiymati va rentabellik
tahlili o'tkazildi. Simulyatsiya shuni ko'rsatdiki, benzol yoki sikloheksan yordamida
regenerativ tsikl eng istiqbolli tanlovdir. Biroq, kapital qiymati va rentabelligini
o'rganish shuni ko'rsatdiki, benzol sikloheksanga qaraganda ishchi suyuqlik sifatida
ko'proq mos keladi. Va nihoyat, parametrlar bo'yicha optimallashtirish bo'yicha
tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, turbo kengaytirgichning kirish bosimi 4,1 MPa va 290
dkc–300 Dkcc harorati eng mos ish sharoitlari hisoblanadi
Dunyoda mavjud bo'lgan energiya inqirozi inson nuqtai nazarini mavjud
energiya manbalaridan optimal foydalanishga yo'naltirganligini ochib beradi. Bir
vaqtning o'zida toza suv, quvvat va chiqindi issiqlikdan sovutish ishlab chiqarish
48
Izm. Varoq
Hujjat
№
Imzo
Sana
Varoq
Ichki yonuv dvigatellarining ishlatilgan gazlari
energiyasidan foydalanish
organik Rankin tsikllari bilan ishlashi mumkin bo'lgan sanoat dasturlarida energiya
samaradorligini oshiradi. Ushbu maqolada neft-kimyo sanoati, to'qimachilik va
qog'oz ishlab chiqarishda elektr va issiqlik (CHP) ning kogeneratsiyasi ko'rib
chiqildi va ushbu sohalarda yuqorida aytib o'tilgan tsikldan foydalanish aniqlandi.
Organik Rankin tsiklini loyihalash (ishlaydigan suyuqlik bilan organik trans-Butan)
va ortiqcha past bosimli bug'dan foydalanib, neft-kimyo sanoatida uchta
qimmatbaho toza suv, quvvat va sovutish mahsulotlarini ishlab chiqarish strategiyasi
taklif qilindi. Bir vaqtning o'zida 10000 kg/soat toza suv ishlab chiqarish, 1533 kVt
quvvat va taxminan 226 K va 260 K past haroratlarga kirish imkoniyati yaratildi.
Mahmoudi va boshq. [9] biz qazilma yoqilg'idan foydalanishning ko'payishi kislota
yog'inlari, global iqlim o'zgarishi va havoning ifloslanishi kabi ko'plab xavfli
ekologik muammolarni keltirib chiqarganini namoyish etamiz.
Dunyoda ishlatiladigan energiyaning 50% dan ortig'i issiqlik sifatida isrof
qilinadi. Isrof qilingan issiqlikni tiklash tizim samaradorligini oshirishi va yoqilg'i
sarfini kamaytirishga va CO2 ishlab chiqarishga olib kelishi mumkin. ORC
texnologiyasi haqida keng ko'lamli dastur va sharoitlarda ko'plab tadqiqotlar
mavjud. Ushbu maqolaning asosiy maqsadi chiqindilarni issiqlikni qayta tiklash
uchun ORCDAN foydalanish bo'yicha nazariy va eksperimental tadqiqotlar va tsikl
konfiguratsiyasi, ishchi suyuqlikni tanlash va tizimning ishlashiga ta'sir qilish
bo'yicha tadqiqotlar sharhini taqdim etishdir.oxirgi to'rt yil. Va nihoyat, tegishli
statistika haqida xabar beriladi va konfiguratsiya va ishlaydigan ishchi suyuqlik
bilan issiqlik manbai turi bilan taqqoslanadi.
Avtomobil ishlayotganda, dvigatelning chiqindi gaz holatlari keng
dispersiyaga ega. Chiqindi issiqlikdan maksimal darajada foydalanishga erishadigan
ORCNING ish sharoitlarini aniqlash muhim ahamiyatga ega. Ushbu maqolada
ma'lum hududlarda ishlaydigan turli xil ishlaydigan suyuqliklarning ishlashi
REFPROP bilan birgalikda Mat laboratoriyasida qurilgan termodinamik model
yordamida tahlil qilindi. Entoni Pol Roskilly va boshq. [11] ushbu odatiy ichki
yonish dvigatelida (ICE) umumiy yoqilg'i energiyasining taxminan 30% ni samarali
mexanik quvvatga aylantiradi va qolgan yoqilg'i energiyasi dvigatelning egzoz