stirling-moottori - oamk.fi · beeta-tyypin stirling 15 . regeneraattori • lämmönvaihdin •...
Post on 10-Dec-2018
216 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Perustietoa
• Palaminen tapahtuu sylinterin ulkopuolella
• Moottorin toiminta perustuu työkaasun kuumentamiseen ja jäähdyttämiseen
• Työkaasun laajeneminen liikuttaa mäntiä
• Työkaasuna käytetään yleisimmin heliumia tai vetyä
jatkuu 6
• Ilman käyttö työkaasuna aiheuttaa:
– Osien syöpymistä
– Ilman happi reagoi voiteluöljyn kanssa ja aiheuttaa räjähdysvaaran
jatkuu 4
• Nykyisin työkaasu on paineistettu
– Paineistuksen avulla saadaan suurempi määrä kaasua kuumennettavaksi
– Näin saadaan suurempi kaasun laajeneminen ja sitä kautta suurempi mekaaninen työ
8
– 1. Vaihe
• Ensimmäisessä vaiheessa kuumapään sylinteriä kuumennetaan, jolloin siellä olevan kaasun paine kasvaa
• Kaasu työntää sylinterissä olevaa mäntää, jolloin kaasupaine laskee ja moottori tekee mekaanista työtä
11
– 2. Vaihe
• Kuumanpuolen mäntä liikkuu ylöspäin ja pakottaa samalla kylmänpuolen mäntää liikkumaan alaspäin.
• kuuma työkaasu menee regeneraattorin ja jäähdyttimen kautta kylmänpuolen sylinteriin ja jäähtyy
• Jäähtyessään kaasun tilavuus pienenee
12
– 3. Vaihe
• Jäähtynyttä kaasua on helpompi puristaa kasaan
• Kylmänpuolen mäntä puristaa kaasua
• Puristuksessa syntyy lämpöä, joka poistuu sylinterin jäähdytyksen avulla
– 4. Vaihe • Kylmänpuolen puristustyö alkaa painamaan kuumanpuolen
mäntää alaspäin
• Kaasun alkaessa virrata kuumalle puolelle, se lämpenee matkalla hieman regeneraattoriin varastoituneesta lämmöstä
• Kaasun siirtyessä kuumalle puolelle sitä kuumennetaan nopeasti ja kaasu laajentuu jälleen
– Kierto alkaa alusta
14
– Muita moottori tyyppejä
• Stirlingmoottoria on kolmea eri tyyppiä
• Aiemmin esitelty oli Alfa-tyypin stirling
• Muut:
– Beta, Gamma
• Perusperiaate on kuitenkin sama
• Rakenteellisia eroja
15 Beeta-tyypin stirling
Regeneraattori
• Lämmönvaihdin
• Sen avulla voidaan parantaa moottorin hyötysuhdetta
• Osa kuumalta puolelta kylmälle puolelle siirtyvän työkaasun lämpöenergiasta siirtyy regeneraattorin massaan.
• Kaasun virratessa kylmältä puolelta kuumalle puolelle, regeneraattoriin varautunut lämpö esilämmittää työkaasua ennen varsinaisessa lämmönvaihtimessa tapahtuvaa kuumennusta
17
• SD4-E Stirling
– Valmistaja STIRLING DK, Tanska
22
• Stirling DK moottorissa sähköteho on 35 kW • Yhdistämällä esimerkiksi neljä 35 kW moottoria, saadaan sähkötehoksi 140 kW
SD4-E
• Sylinterien lukumäärä 4
• Sisähalkaisija mm 142
• Iskunpituus, mm 76
• Työkaasu Helium
• Moottorin nopeus 50Hz, rpm 1014
• Suurin jatkuva sähköteho, kW 35
• Lämmitysteho, kW 140
• Max jäähdytysveden tulolämpötila ° C 60
• massa kg: 2500
23
SD4-E
• Vuotuinen sähköntuotanto: 210 MWh **
• Vuotuinen lämmöntuotanto: 840 MWh **
** 6000 tuntia vuodessa = n. 16 tuntia päivässä
24
• Voi ottaa käyttövoimansa mistä tahansa
lämmönlähteestä
• Polttoainetta voidaan polttaa
katkeamattomasti,
– Pakokaasujen puhtaus
• Ympäristön kylmeneminen parantaa
toimintaa
• Pitkä huoltoväli (5000- 15000h)
• Hiljainen käyntiääni
• CHP- käytössä sähköä helposti
lämmöntuotannon ohessa
• Isokokoisia tehoon nähden
• Ei käynnisty välittömästi
• Hidas kierrosnopeudensäätö
• Kallis hinta
• Vaatii tiiviit männät ja sylinterit
• Työkaasut kalliita
• Happea sisältävä kaasu aiheuttaa
räjähdysvaaran
• Pieni sähköhyötysuhde (22-24%)
26
EDUT HAITAT
Lähteet
• http://www.stirling.com
• http://www.stirlingbiopower.com
• http://www.cleanergy.com
• Jarva, Niskanen, Stirling- moottori puukaasukäytössä opinnäytetyö
• Kuisma, Kurtakko, Esiselvitys hajautetun pienimuotoisen sähköntuotannon liiketoiminnallisista toimintaedellytyksistä lapissa
27
top related