Цикл Калины: Принцип работы, применение и патенты.
Kalina cycle
Цикл Калины: эффективный термодинамический процесс преобразования тепла в энергию. Использует двухкомпонентную рабочую жидкость для высокой производительности и простоты.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Цикл Калины, разработанный Александром Калиной, — это термодинамический процесс преобразования тепловой энергии в полезную механическую мощность. В качестве рабочего тела в нем используется раствор из двух жидкостей с различными температурами кипения. Поскольку раствор кипит в диапазоне температур, подобно дистилляции, из источника тепла можно извлечь больше энергии, чем при использовании чистого рабочего тела. То же самое справедливо и для фазы конденсации (отвода тепла). Это обеспечивает эффективность, сравнимую с комбинированным циклом, при меньшей сложности. Путем правильного выбора соотношения компонентов раствора можно регулировать температуру кипения рабочего раствора в соответствии с температурой подводимого тепла. Наиболее распространенной комбинацией является вода и аммиак, но возможны и другие сочетания. Благодаря этой возможности максимально использовать разницу температур между конкретным источником тепла и доступным теплоприемником, цикл Калины находит применение в утилизации тепла промышленных процессов, геотермальной энергии, солнечной энергии и использовании отходящего тепла электростанций (в качестве цикла нижнего контура). Даже при более низком давлении цикл Калины может демонстрировать более высокую эффективность, чем сопоставимый цикл Ранкина.
The Kalina cycle, developed by Alexander Kalina, is a thermodynamic process for converting thermal energy into usable mechanical power. It uses a solution of 2 fluids with different boiling points for its working fluid. Since the solution boils over a range of temperatures as in distillation, more of the heat can be extracted from the source than with a pure working fluid. The same applies on the exhaust (condensing) end. This provides efficiency comparable to a Combined cycle, with less complexity. By appropriate choice of the ratio between the components of the solution, the boiling point of the working solution can be adjusted to suit the heat input temperature. Water and ammonia is the most widely used combination, but other combinations are feasible. Because of this ability to take full advantage of the temperature difference between the particular heat source and sink available, it finds applications in reuse of industrial process heat, geothermal energy, solar energy, and use of waste heat from power plants (Bottoming cycle). Even at lower pressure, a Kalina cycle may have higher efficiency than a comparable Rankine cycle.
Второе поколение
Второе поколение систем цикла Калины было разработано компаниями Kalina и Kalex LLC. Эти системы технически являются циклами Калины (в том смысле, что они используют многокомпонентный рабочий агент с переменным составом), но не используют торговую марку "цикл Калины". В отличие от систем цикла Калины первого поколения, которые применимы только к источникам тепла с относительно низкой температурой, системы цикла Калины второго поколения применимы как к источникам тепла с низкой, так и с относительно высокой температурой. Для источников тепла с низкой температурой, системы второго поколения цикла Калины, как ожидается, достигнут более высокой тепловой эффективности, чем системы первого поколения.
A second generation of Kalina cycle systems was developed by Kalina and Kalex LLC. These systems are technically Kalina cycles (in that they utilize multi component working fluid with variable composition) but they do not use the "Kalina cycle" trademark. Unlike first generation Kalina cycle systems, which are applicable only for relatively low temperature heat sources, the second generation of Kalina cycle systems is applicable to both low and relatively high temperature heat sources. For low temperature heat sources, second generation Kalina cycles are projected to attain thermal efficiencies higher than those possible with first generation cycles.
Лицензирование
Торговая марка "цикл Калина" и все действующие патенты первого поколения принадлежат компании Wasabi Energy plc., владельцу Global Geothermal Ltd., материнской компании Recurrent Engineering Inc. Некоторые из оригинальных патентов на цикл Калина истекли и перешли в общественное достояние. Global Geothermal Ltd. (материнская компания: Wasabi Energy Ltd.) владеет всеми организациями по всему миру, имеющими лицензию на внедрение процесса цикла Калина первого поколения. В результате GGL контролирует права на цикл Калина и более 200 международных патентов, связанных с этой технологией. В настоящее время технология используется по лицензионным соглашениям с компаниями Siemens и Shanghai Shenge New Energy для всех их применений в Китае. FLSmidth имеет исключительные права в большинстве стран на предложение технологии цикла Калина первого поколения для цементной и известково-обжигательной промышленности. Все патенты на циклы Калина второго поколения в настоящее время принадлежат компании Kalex LLC, основанной Калиной.
The Kalina cycle trademark and all first generation global patents that are still in force are owned by Wasabi Energy plc. owner of Global Geothermal Ltd., parent company of Recurrent Engineering Inc. Some of the original Kalina cycle patents have expired and have now entered the public domain. Global Geothermal Ltd. (parent company: Wasabi Energy Ltd.) owns all the worldwide entities licensed to deploy the first generation Kalina Cycle process. As a result, GGL controls the Kalina cycle rights and over 200 international patents associated with this technology. The process is currently used via licensing deals with Siemens and Shanghai Shenge New Energy for all their Chinese applications. FLSmidth has the exclusive right in most countries to offer the first generation Kalina cycle technology to the cement and lime industries. All second generation Kalina cycle patents are currently owned by Kalex LLC, a company founded by Kalina.