Gasskjele med elektrisk generator: enhet, driftsprinsipp, gjennomgang av de beste merkene
En forsiktig holdning til energiressurser er først og fremst diktert av det faktum at nesten alle naturreservater ikke er uendelige.Økonomisk forbruk av alle typer drivstoff krever utvikling av nye systemer eller radikal modernisering av eksisterende.
Dermed er en gasskjele med en elektrisk generator en av typene hybridsystemer som lar deg administrere blått drivstoff intelligent. Vi vil introdusere deg til driftsprinsippet for utstyr som produserer elektrisk energi sammen med termisk energi. La oss forestille oss typiske modeller av hybridenheter.
Innholdet i artikkelen:
Effektivt energiforbruk
Selv den gjennomsnittlige personen som har en gasskjele installert for oppvarming av hjemmet, kan lure på den rasjonelle bruken av termisk energi. Faktisk, når gass brennes i en kjele, brukes ikke all varmen som genereres.
Når et varmesystem er i drift, går alltid en del av varmen uopprettelig tapt. Dette skjer vanligvis når forbrenningsprodukter frigjøres fra kjelen til atmosfæren. Faktisk er dette bortkastet energi som kunne vært brukt.
Hva er det egentlig vi snakker om? Om muligheten for å bruke bortkastet "bortkastet" varme i produksjonen av elektrisk energi.
Drivstofftypene kan være forskjellige, og starter med banal ved og alle slags briketter, og slutter med de mest økonomiske alternativene: hovedgass med en overvekt av metan i sammensetningen, kunstig blått drivstoff og flytende propan-butanblandinger.
Det kan virke som om dette er langt fra «oppdagelsen av Amerika», men faktisk eksisterer teknologien, eller rettere sagt, installasjonen, utviklet tilbake i 1943 av Robert Stirling. Dets designfunksjoner og grunnleggende driftsprinsipp gjør det mulig å klassifisere dette systemet som en forbrenningsmotor.
Hvorfor ble ikke denne installasjonen brukt i så lang tid? Svaret er enkelt - den teoretiske utviklingen av teknologi på førtitallet av forrige århundre viste seg å være svært tungvint i praksis.
Teknologiene og materialene som eksisterte på utviklingstidspunktet tillot ikke å redusere størrelsen på installasjonen, og de eksisterende metodene for å produsere elektrisk energi var mer kostnadseffektive.
Hva kan få oss i dag til å tenke om en mer forsiktig holdning til ressurser som ikke er klassifisert som fornybare? I dag er det et vanlig problem over hele verden - utviklingen av teknologi fører uunngåelig til en økning i forbruket av elektrisk energi.
Økningen i forbruket skjer i et så raskt tempo at nettselskapene ikke har tid til å modernisere elektriske energioverføringssystemer, for ikke å snakke om produksjon.Denne situasjonen fører uunngåelig til det faktum at elementer i strømforsyningssystemer svikter, og i noen tilfeller kan dette skje med misunnelsesverdig regelmessighet.
Moderne varmekjeler er utstyrt med styresystemer som også er energiavhengige. Sirkulasjonspumpen, sensorene, automatiseringen og selve panelet trenger strøm. Hele settet med enheter kan ikke annet enn å skape bekymring for å opprettholde funksjonaliteten under et strømbrudd.
Det er ikke mulig å drive tvangsvarmeanlegg uten strøm. Et strømbrudd i fyringssesongen er nesten katastrofalt for dem. Ikke bare vil dette uunngåelig føre til rask avkjøling av rommet, men hvis oppvarmingen ikke fungerer i lang tid, kan kretsen fryse.
Standard eksisterende alternativer for å løse problemet - installasjon avbruddsfri strømforsyning, generatorer av forskjellige modifikasjoner (gass, bensin, dieselgeneratorer eller ikke-tradisjonelle kilder - vindgeneratorer eller mini termiske kraftverk, vannkraftverk).
Men denne løsningen er ikke akseptabel for alle, siden mange synes det er vanskelig å tildele plass til å installere en autonom strømleverandør.
Mens beboere i individuelle hus fortsatt kan tildele plass til en generator, er dette nesten umulig for installasjon i en fleretasjes bygning. Dermed viser det seg at beboere i bygårder med individuelle varmesystemer er de første som lider når strømmen går.
Det er derfor først og fremst selskaper som produserer komponenter for montering av varmesystemer har stilt seg spørsmålet om å utnytte varmen som "kastes" av varmesystemet fullt ut. Vi tenkte på hvordan vi kan bruke dette bortkastede stoffet til å generere strøm.
Av de velkjente teknologiene valgte utviklerne den "godt glemte" Stirling-installasjonen; moderne teknologier gjør det mulig å øke effektiviteten samtidig som den opprettholder en kompakt størrelse.
Driftsprinsippet til Stirling-installasjonen er basert på bruk av oppvarming og kjøling av arbeidsvæsken, som igjen aktiverer en mekanisme som genererer elektrisk energi.
Inne i stempelet (lukket) er det en pumpet gass; når det varmes opp, utvider det gassformige mediet og beveger stempelet i én retning; etter avkjøling i kjøleren trekker det seg sammen og beveger stempelet i den andre retningen.
Gjennomgang av produsenter av kjeler med generatorer
La oss se på spesifikke eksempler på husholdningskjelesystemer som eksisterer i dag, der prinsippet om å bruke avgasser (forbrenningsprodukter) for å produsere elektrisitet er vellykket implementert. Det sørkoreanske selskapet NAVIEN har vellykket implementert teknologien ovenfor i en kjele av merket HYBRIGEN SE.
Kjelen bruker en Stirling-motor, som ifølge passdataene genererer strøm med en effekt på 1000W (eller 1kW) og en spenning på 12V under drift. Utviklerne hevder at den genererte strømmen kan brukes til å drive husholdningsapparater.
Denne kraften skal være nok til å drive et husholdningskjøleskap (ca. 0,1 kW), en personlig datamaskin (ca. 0,4 kW), en LCD-TV (ca. 0,2 kW) og opptil 12 LED-lyspærer med en effekt på 25 W hver.
Av de europeiske produsentene utvikler Viessmann seg i denne retningen. Viessmann har muligheten til å tilby forbrukerne et utvalg av to modeller av kjeler i Vitotwin 300W og Vitotwin 350F-serien.
Vitotwin 300W var den første utviklingen i denne retningen. Den utmerker seg med en ganske kompakt design og ligner veldig på en konvensjonell utseende veggmontert gasskjel. Riktignok var det under driften av den første modellen at de "svake" punktene i driften av Stirling-motoren ble identifisert.
Det største problemet viste seg å være varmefjerning; grunnlaget for enhetens drift er oppvarming og avkjøling. De. utviklerne møtte det samme problemet som Stirling møtte på førtitallet av forrige århundre - effektiv kjøling, som bare kan oppnås med en betydelig størrelse på kjøleren.
Derfor dukket opp Vitotwin 350F-kjelemodellen, som ikke bare inkluderte en gasskjele med en strømgenerator, men også en innebygd 175 liters kjele.
I dette tilfellet er problemet med problemet med å avkjøle stempelet til Stirling-installasjonen på grunn av vann inn kjele. Avgjørelsen førte imidlertid til en økning i de totale dimensjonene og vekten på installasjonen. Et slikt system kan ikke lenger monteres på veggen som en vanlig gasskjele og kan kun monteres på gulv.
Viessmann-kjeler gir mulighet for å mate kjelens driftssystemer fra en ekstern kilde, dvs. fra sentrale strømforsyningsnettverk. Viessmann-selskapet posisjonerte utstyret som en enhet som gir sine egne behov (drift av kjeleenheter) uten mulighet for å velge overflødig elektrisitet til husholdningsforbruk.
For å sammenligne effektiviteten ved å bruke generatorer innebygd i varmesystemet. Det er verdt å vurdere kjelen, som ble utviklet av TERMOFOR-selskapene (Republikken Hviterussland) og Kryotherm-selskapet (Russland, St. Petersburg).
De er verdt å vurdere ikke fordi de på en eller annen måte kan konkurrere med de ovennevnte systemene, men for å sammenligne driftsprinsippene og effektiviteten for å generere elektrisk energi. Disse kjelene bruker bare ved som brensel, presset sagflis eller trebaserte briketter, så de kan ikke settes på linje med modeller fra NAVIEN og Viessmann.
Kjelen, kalt "Opvarmingsovn "Indigirka", er rettet mot langvarig oppvarming med ved, etc., men er utstyrt med to termiske elektrisitetsgeneratorer av typen TEG 30-12. De er plassert på sideveggen av enheten. Kraften til generatorene er liten, d.v.s. totalt er de kun i stand til å generere 50-60W ved 12V.
I denne kjelen ble Seebeck-metoden, basert på dannelsen av en emk i en lukket elektrisk krets, brukt. Den består av to forskjellige typer materiale og opprettholder kontaktpunkter ved forskjellige temperaturer. De. utviklere bruker også varmen som genereres av kjelen til å generere elektrisk energi.
Sammenligning av kjeleeffektivitet
Sammenligning av de presenterte typene kjeler, som ikke bare varmer opp rommet (varme kjølevæske), men også generere elektrisitet ved bruk av generert varme, bør det tas hensyn til viktige aspekter under drift.
Både NAVIEN-selskapet og Viessmann-selskapet posisjonerer sine kjeler, og påpeker de utvilsomme fordelene - fullstendig automatisering av prosessen, ikke behov for servicereparasjoner og generelt en fullstendig mangel på inngrep etter igangkjøring fra kjøperen.
For driften av disse kjelene er alt som trengs stabil drift av systemet og stabil tilgjengelighet av gass (enten det er hovedforsyninger, en flaskeinstallasjon med flytende gass eller gassholder). Følgelig brukes husholdningsgass til å drive kjeler, som etter forbrenning ikke utgjør noen skade på miljøet.
I prinsippet kan nesten det samme sies om Indigirka varmeovn, bare typen drivstoff her er ikke gass, men ved, pellets eller presset sagflis.
Fullstendig fravær automasjonsom krever strøm. Det elektriske energigenereringssystemet og selve kjelen påvirker ikke hverandres drift, dvs.Hvis elektrisitetsproduksjonssystemet svikter, fortsetter kjelen å utføre sine funksjoner.
Kjeler fra NAVIEN og Viessmann kan ikke skryte av dette, siden Stirling-motoren er bygget direkte inn i kjeledesignet. Men hvor lønnsomme er slike systemer og hvor lang tid vil det ta før en slik kjele betaler for seg selv? Dette problemet er verdt å forstå i detalj.
Lønnsomheten til systemene som vurderes
Ved første øyekast er kjeler fra NAVIEN og Viessmann praktisk talt minitermiske kraftverk i et privat hus eller til og med en leilighet.
Selv til tross for de store overordnede dimensjonene, bør muligheten til å produsere elektrisk energi bare ved å bruke en kjele til å varme opp en kjele eller varme rom få kjøperen til å installere et slikt "teknologimirakel" uten å nøle.
Men ved nærmere undersøkelse av NAVIEN-kjelen dukker det opp spørsmål som krever svar. Med en deklarert effekt på 1 kW (gratis effekt som kan brukes etter eget skjønn), bruker kjelen ganske merkbart strøm når systemet er i drift.
Hva menes? Som et minimum fungerer automatikken, selv om det trengs litt strøm, men det trengs for at viften og sirkulasjonspumpen skal fungere. De oppførte enhetene totalt kan ikke bare forbruke denne kilowatten energi, men det er kanskje ikke nok når du "overklokker" systemet.
Nøyaktig de samme spørsmålene oppstår når det gjelder Viessmann-kjeler, men muligheten for å ta ut strøm til eget behov ble i hvert fall ikke oppgitt her. Bare muligheten for autonom drift av systemet i fravær av ekstern forsyning ble fastsatt.
Selv om utviklerne umiddelbart påpeker at "systemet kan kreve ekstra elektrisk kraft ved toppbelastninger." På bakgrunn av de deklarerte 3500 kWh elektrisitet produsert per år, er denne nyansen allerede i tvil, men gjennom enkle og enkle beregninger får vi følgende:
3500:6 (måneder av standard fyringssesong): 30 (30 kalenderdager i gjennomsnitt): 24 (24 timer i døgnet) = 0,81 kW*time.
De. Kjelen yter ca 800 W ved stabil (konstant) drift, men hvor mye bruker selve systemet under drift? Kanskje de samme, som produserer 800W, og kanskje mer.
I tillegg genereres elektrisitet kun under driften av brenneren. De. Enten kreves det konstant drift av systemet, eller så er alt litt annerledes enn det systemutviklerne sier.
Hva førte disse beregningene til? Vedkjelesystemet produserer faktisk sine 50Wh (eller 0,05kWh), som kan brukes til å lade opp et nettbrett, en telefon osv. selv for en banal "duty LED-lyspære". I motsetning til utviklingen til to verdenskjente selskaper, ser utviklingen som beskrives klart mer ut som et godt markedsføringsknep, og ingenting mer.
Når det gjelder prispolitikken for disse systemene, er det generelt vanskelig å evaluere noe.Fordi selv produksjonsbedriftene Viessmann og NAVIEN fastsetter umiddelbart at utstyret «ikke krever vedlikehold». Oversatt til et enkelt språk er den ødelagt, noe som betyr at enheten må byttes helt ut.
Dette gjelder kanskje ikke hele systemet, men enkeltkomponenter: Stirling-motoren, gassbrennersystemet osv. Resultatet vil være ganske imponerende. Forutsatt at gjennomsnittsprisen for disse systemene er ca 12 tusen. euro eller 13,5 tusen $. Ordningen for drift av en kjele med en generator, da kan bare systemprodusenten vinne i en slik situasjon.
Indigirka-ovnen kan ikke delta i sammenligningen i det hele tatt, ikke bare fordi drivstofftypen ikke er gass, og prisen ikke er sammenlignbar (15 ganger mindre), men fordi ovnen ikke er plassert for husholdningsbruk, men mer for reiser, ekspedisjoner osv. .P.
Hvis energisituasjonen i Europa ganske betydelig påvirker forbrukernes valg (ved valg av varme- eller energiforsyningssystemer) med tanke på effektivitet og miljøvennlighet, så stimulerer EU-statene dette ved å subsidiere implementeringen av slike systemer.
For husholdningsforbrukere i Russland vil slike systemer mest sannsynlig være for dyre, både i utgangspunktet "system + installasjon" og under drift.
Konklusjoner og nyttig video om temaet
Driftsprinsippet til en Stirling-motor som utstyrer en gasskjele:
Demonstrasjon av driften av en gasskjele med en elektrisitetsgenerator:
Et eksempel på en vedovn med en strømgenerator for sammenligning med en gassenhet:
Ikke glem at europeiske energigenererende selskaper er ganske lojale mot "produsentene" av energisparende utstyr.
I Russland er muligheten for å generere og overføre elektrisk energi til nettet av husholdningsforbrukere ikke bare ikke lovfestet, men er heller ikke velkommen av nettselskaper. Derfor er det usannsynlig at de presenterte systemene har en seriøs sjanse for å bli brukt i den russiske føderasjonen i dag.
Vennligst kommenter artikkelen som er sendt inn for vurdering i blokkskjemaet nedenfor, still spørsmål, legg ut bilder om emnet. Fortell oss hvis du er kjent med kjeler og elektriske generasjonssystemer. Del nyttig informasjon som vil være nyttig for besøkende på nettstedet.
