Omhyggelig holdning til energiressourcer dikteres primært af det faktum, at næsten alle naturreservater ikke er uendelige. Økonomisk forbrug af alle typer brændstof kræver udvikling af nye systemer eller en radikal modernisering af eksisterende.
Så en gaskedel med en elektrisk generator er en af de typer hybridsystemer, der giver dig mulighed for rimeligt at styre blåt brændstof. Vi vil introducere dig til princippet om drift af udstyr, der genererer elektrisk energi sammen med termisk energi. Lad os forestille os typiske modeller af hybridenheder.
Artiklens indhold:
- Effektivt energiforbrug
- Oversigt over producenter af kedler med generator
- Sammenligning af kedeleffektivitet
- Rentabiliteten af de betragtede systemer
- Konklusioner og nyttig video om emnet
Effektivt energiforbrug
Selv en almindelig lægmand, der har en gaskedel installeret til opvarmning af sit hjem, kan undre sig over rationaliteten i at bruge termisk energi. Faktisk, når man brænder gas i en kedel, bruges ikke al den genererede varme.
Altid under driften af varmesystemet går en del af varmen uigenkaldeligt tabt. Dette sker normalt, når forbrændingsprodukter frigives fra kedlen til atmosfæren. Faktisk er dette den tabte energi, som kunne bruges.
Hvad er det præcist, vi taler om? Om muligheden for at bruge spildt "udkastet" varme til produktion af elektrisk energi.
Forudsat at varmekedelsystemet allerede er optimeret for at maksimere effektiviteten, så Den "udstødte" energi udgør stadig en betydelig brøkdel af den energi, der frigives under forbrændingen brændstof
Brændstoftyperne kan være forskellige, begyndende med banalt brænde og alle slags briketter, der slutter med det mest økonomiske muligheder: hovedgas med en overvægt af metan i sammensætningen, kunstigt blåt brændstof og flydende propan-butan blandinger.
Det kan se ud til, at dette er langt fra "opdagelsen af Amerika", men faktisk eksisterer teknologien udviklet tilbage i 1943 af Robert Stirling, eller rettere sagt, installationen eksisterer. Dets designfunktioner og det grundlæggende funktionsprincip gør det muligt at klassificere dette system som en forbrændingsmotor.
Hvorfor blev denne installation så ikke brugt i så lang tid? Svaret er enkelt - den teoretiske udvikling af teknologi i fyrrerne af forrige århundrede viste sig at være meget besværlig i praksis.
De teknologier og materialer, der eksisterede på udviklingstidspunktet, tillod ikke at reducere størrelsen af installationen, og de eksisterende metoder til at generere elektrisk energi var mere omkostningseffektive.
Inkluderingen i ordningen for en gaskedel af en enhed, der konverterer ubrugeligt forbrugt varme til elektricitet, kan øge effektiviteten af et gasbehandlingsanlæg betydeligt
Hvad kan få os i dag til at tænke på en mere omhyggelig holdning til ressourcer, der ikke er vedvarende? Nu over hele verden er der et fælles problem - udviklingen af teknologi fører uundgåeligt til en stigning i forbruget af elektrisk energi.
Stigningen i forbruget sker i et så hurtigt tempo, at netselskaberne ikke har tid til at modernisere transmissionssystemerne af elektrisk energi, for ikke at tale om produktionen. Denne situation fører uundgåeligt til det faktum, at elementerne i strømforsyningssystemer fejler, og i nogle tilfælde kan dette ske med misundelsesværdig regelmæssighed.
Moderne varmekedler er udstyret med styresystemer, der også er flygtige. Cirkulationspumpen, sensorer, automatisering, selve panelet har brug for strøm. Hele sættet af enheder kan ikke andet end at skabe bekymring for bevarelsen af ydeevnen under en strømafbrydelse.
Tvangsvarmeanlæg kan ikke startes uden strøm. Et strømafbrydelse i fyringssæsonen er næsten katastrofalt for dem. Ikke kun vil dette uundgåeligt føre til hurtig afkøling af rummet, men med en lang tomgangsopvarmning kan kredsløbet fryse.
Langvarig mangel på drift af varmesystemet i den kolde årstid fører til frysning af systemet opvarmning, til udseendet af ispropper i den og som følge heraf til skader på udstyr og varmerør pga. hul
Standard eksisterende løsninger på problemet - installation uafbrydelige strømforsyninger, generatorer af forskellige modifikationer (gas, benzin, diesel generatorer eller ikke-traditionelle kilder - vindmøller eller mini termiske kraftværker, vandkraftværker).
Men denne løsningsvej er langt fra acceptabel for alle, da det er svært for mange at allokere plads til at installere en selvstændig elleverandør.
Hvis beboere i individuelle huse stadig kan tildele plads til en generator, er dette næsten umuligt at installere i en etagebygning. Således viser det sig, at beboere i lejlighedskomplekser med et individuelt varmesystem er de første, der lider, når strømmen går.
Det er derfor, først og fremmest, virksomheder, der producerer komponenter til montering af varmesystemer, stillede sig selv spørgsmålet om den fulde udnyttelse af den varme, der "smides ud" af varmesystemet. Vi tænkte på, hvordan man kan bruge det spildte stof i produktionen af elektricitet.
Af de velkendte teknologier har udviklerne valgt den "godt glemte" Stirling-installation, moderne teknologier gør det muligt at øge dens effektivitet og samtidig bevare dens kompakte størrelse.
Funktionsprincippet for Stirling-motoren er bevægelsen af motorstemplet op og ned. Motoren kører næsten lydløst og forårsager ikke maskinvibrationer.
Driftsprincippet for Stirling-anlægget er baseret på brugen af opvarmning og afkøling af arbejdsvæsken, som igen driver en mekanisme, der genererer elektrisk energi.
Den indsprøjtede gas er placeret inde i det (lukkede) stempel; ved opvarmning udvider det gasformige medium og bevæger stemplet i den ene retning, efter afkøling i køleren trækker det sig sammen og bevæger stemplet i den anden retning side.
Oversigt over producenter af kedler med generator
Lad os overveje specifikke eksempler på systemet med husholdningskedler, der eksisterer i dag, hvor princippet om at bruge udstødningsgasser (forbrændingsprodukter) til at generere elektricitet har været vellykket implementeret. Det sydkoreanske firma NAVIEN har med succes implementeret ovenstående teknologi i en HYBRIGEN SE-kedel.
Kedlen bruger en Stirling-motor, som ifølge pasdataene genererer elektricitet med en effekt på 1000W (eller 1kW) og en spænding på 12V under drift. Udviklerne hævder, at den genererede elektricitet kan bruges til at drive husholdningsapparater.
Denne effekt skulle være nok til at drive et husholdningskøleskab (ca. 0,1 kW), en personlig computer (ca. 0,4kW), LCD-tv (ca. 0,2kW) og op til 12 LED-pærer med en effekt på hver 25W hver.
Navien hybrigen se kedel med indbygget generator og Stirling motor. Under driften af kedlen, ud over hovedfunktionerne, genereres elektricitet i størrelsesordenen 1000 W effekt
Af de europæiske producenter er Viessmann engageret i udviklingen i denne retning. Viessmann har mulighed for at tilbyde to modeller af kedler af serierne Vitotwin 300W og Vitotwin 350F efter kundens valg.
Vitotwin 300W var den første udvikling i denne retning. Den har et ret kompakt design og ligner meget den sædvanlige væghængt gasfyr. Sandt nok var det under driften af den første model, at de "svage" punkter i driften af Stirling-systemmotoren blev identificeret.
Det største problem viste sig at være varmeafledning, grundlaget for enhedens drift er opvarmning og afkøling. De der. udviklere stod over for det samme problem, som Stirling stod over for i fyrrerne af forrige århundrede - effektiv køling, som kun kan opnås med betydelige størrelser køligere.
Derfor dukkede Vitotwin 350F-kedelmodellen op, som ikke kun omfattede en gaskedel med en elgenerator, men også en indbygget 175l-kedel.
Opbevaringstanken til varmt vand er lavet i gulvversionen på grund af den store vægt af både selve udstyret og væsken forberedt til sanitære formål
I dette tilfælde er problemet med at afkøle stemplet på Stirling-anlægget på grund af vand ind kedel. Beslutningen førte dog til, at anlæggets samlede dimensioner og vægt steg. Et sådant system kan ikke længere monteres på væggen som en konventionel gaskedel og kan kun stå gulvstående.
Viessmann-kedler giver mulighed for at forsyne kedeldriftssystemerne fra en ekstern kilde, dvs. fra de centrale strømforsyningsnet. Viessmann placerede udstyret som en enhed, der dækker dets egne behov (drift af kedelenheder) uden mulighed for at udvinde overskydende elektricitet til husholdningsforbrug.
Vitotwin F350 systemet er en kedel med en 175 l vandvarmekedel. Systemet giver dig mulighed for at opvarme rummet, giver varmt vand og genererer elektricitet
For at sammenligne effektiviteten ved at bruge generatorer indbygget i varmesystemet. Det er værd at overveje kedlen, som blev udviklet af TERMOFOR-virksomhederne (Republikken Hviderusland) og Krioterm-virksomheden (Rusland, Minsk). Sankt Petersborg).
Det er værd at overveje dem, ikke fordi de på en eller anden måde kan konkurrere med ovennævnte systemer, men for at sammenligne principperne for drift og effektiviteten af at generere elektrisk energi. Disse kedler bruger kun træ som brændsel, presset savsmuld eller træbaserede briketter, så de ikke kan sidestilles med modeller fra NAVIEN og Viessmann.
Kedlen, med navnet "Indigirka Heating Stove", er orienteret til langtidsopvarmning med træ osv., men er udstyret med to termiske el-generatorer af typen TEG 30-12. De er placeret på enhedens sidevæg. Generatorernes effekt er lille, dvs. i alt er de kun i stand til at generere 50-60W ved 12V.
Den grundlæggende enhed af Indigirka komfuret gør det ikke kun muligt at opvarme rummet, men også at tilberede mad på brænderen. Tilføjelsen af systemet er to 12V varmegeneratorer med en effekt på 50-60W.
I denne kedel har Zebek-metoden, baseret på dannelsen af en EMF i et lukket elektrisk kredsløb, fundet anvendelse. Den består af to forskellige typer materiale og holder kontaktpunkter ved forskellige temperaturer. De der. udviklere bruger også den varme, der genereres af kedlen, til at generere elektrisk energi.
Sammenligning af kedeleffektivitet
Sammenligning af de præsenterede typer kedler, som ikke kun opvarmer rummet (varme kølevæske), men også generere elektricitet ved at bruge den genererede varme, bør du være opmærksom på vigtige aspekter under drift.
Både NAVIEN og Viessmann placerer deres kedler og peger på ubestridelige fordele - fuld automatisering proces, intet behov for servicereparationer og generelt fuldstændigt fravær af indgreb efter idriftsættelse af køber.
Til driften af disse kedler er det kun nødvendigt med den stabile drift af systemet, den stabile tilgængelighed af gas (hvad enten det er hovedforsyninger, en flaskeinstallation med flydende gas eller gasholder). Derfor bruges husholdningsgas til drift af kedler, som efter forbrænding ikke forårsager nogen skade på miljøet.
I princippet kan næsten det samme siges om Indigirka varmeovnen, kun typen af brændsel her er ikke gas, men brænde, piller eller presset savsmuld.
Fuldstændig fravær automatiseringsom kræver strøm. Systemet til generering af elektrisk energi og selve kedlen påvirker ikke hinandens drift, dvs. hvis elproduktionssystemet svigter, fortsætter kedlen med at udføre sine funktioner.
Alle disse gasbehandlende varmeenheder med Stirling-motorer under brænderne producerer elektrisk energi, der kan bruges til forskellige formål.
Kedler fra NAVIEN og Viessmann virksomheder vil ikke kunne "prale" af dette, da Stirling systemmotoren er indbygget direkte i kedlens design. Men hvor rentable er sådanne systemer, og hvor længe vil en sådan kedel betale sig? Dette spørgsmål skal behandles i detaljer.
Rentabiliteten af de betragtede systemer
Ved første øjekast er NAVIEN og Viessmanns kedler praktisk talt minikraftvarmeværker i et privat hus eller endda en lejlighed.
Selv på trods af de store overordnede dimensioner, evnen til at producere elektrisk energi blot ved at bruge kedel til opvarmning af en kedel eller rumopvarmning bør tilskynde køberen til at installere et sådant "mirakel" uden tøven teknologi."
Men ved nærmere undersøgelse af NAVIEN-kedlen opstår der spørgsmål, som skal besvares. Med en deklareret effekt på 1 kW (gratis effekt, der kan bruges efter eget skøn) bruger kedlen ret meget strøm under systemdrift.
Hvad menes der? Som minimum er driften af automatisering, selvom der er brug for en lille mængde strøm, men det er nødvendigt for at ventilatoren og cirkulationspumpen kan fungere. De anførte enheder i alt kan ikke kun med succes forbruge denne kilowatt energi, men det er muligvis ikke nok, når du "overclocker" systemet.
Skematisk diagram af Vissmann Vitotwin 350F varmesystem med en 175l gulvstående kedel. Systemet tillader både brug af elektricitet fra en ekstern kilde og overførsel af overskydende elektricitet produceret til det generelle net.
Nøjagtig de samme spørgsmål melder sig angående Viessmanns kedler, men her blev i hvert fald ikke oplyst muligheden for at udvinde strøm til eget behov. Kun muligheden for autonom drift af systemet i mangel af ekstern forsyning blev fastsat.
Selvom udviklerne straks angiver, at "systemet kan kræve yderligere elektrisk strøm ved spidsbelastninger." På baggrund af de erklærede 3500 kWh elektricitet produceret om året er denne nuance allerede i tvivl, og ved simple og enkle beregninger får vi følgende:
3500:6 (måneder af standard fyringssæsonen): 30 (30 kalenderdage i gennemsnit): 24 (24 timer i døgnet) = 0,81 kWh.
De der. kedlen producerer omkring 800W under stabil (konstant) drift, men hvor meget forbruger selve anlægget under drift? Måske det samme, produceret af 800W, og muligvis mere.
Derudover genereres elektricitet kun under driften af brænderen. De der. enten kræves konstant drift af systemet, eller også er alt lidt anderledes, som systemudviklerne siger.
Hvad var disse beregninger? Brændekedelsystemet afgiver virkelig sine 50Wh (eller 0,05kWh), som kan bruges til at genoplade en tablet, telefon osv. selv for den banale "duty LED pære". I modsætning til udviklingen af to verdensberømte virksomheder, men den beskrevne udvikling ligner klart mere et godt marketingtrick, og intet mere.
Hvad angår prispolitikken for disse systemer, er det generelt svært at vurdere noget. Da selv fabrikanterne Viessmann og NAVIEN straks bestemmer, at udstyret "ikke kræver vedligeholdelse." Oversat til et simpelt sprog - det gik i stykker, hvilket betyder, at enheden skal udskiftes fuldstændigt.
Dette gælder muligvis ikke hele systemet, men enkelte komponenter: Stirlingmotor, gasbrændersystem mv. Resultatet bliver en ganske imponerende mængde. Baseret på det faktum, at den gennemsnitlige pris for disse systemer er omkring 12 tusind rubler. euro eller 13,5 tusinde. $. Ordningen for drift af en kedel med en generator, så kan kun producenten af systemerne vinde i en sådan situation.
Indigirka komfuret kan slet ikke deltage i sammenligningen, ikke kun fordi brændstoftypen ikke er gas, men prisen er ikke sammenlignelig (15 gange mindre), men fordi ovnen ikke er placeret til husholdningsbrug, men mere til rejser, ekspeditioner og etc.
Hvis situationen med energibærere i Europa i væsentlig grad påvirker forbrugerens valg (ved valg af varmesystemer eller energiforsyning) med hensyn til økonomi og miljøvenlighed, stimulerer EU-landene dette ved at subsidiere indførelsen sådanne systemer.
For en indenlandsk forbruger i Rusland vil sådanne systemer sandsynligvis være for dyre både i starten "system + installation" og under drift.
Konklusioner og nyttig video om emnet
Funktionsprincippet for Stirling-motoren, der udstyrer gaskedlen:
Demonstration af driften af en gaskedel med en elgenerator:
Et eksempel på en brændeovn med en elgenerator til sammenligning med en gasenhed:
Glem ikke, at europæiske energiproducerende virksomheder er ret loyale over for "producenterne" af energibesparende udstyr.
I Rusland er muligheden for at generere og overføre elektrisk energi til nettet af en husholdningsforbruger ikke kun ikke fastsat ved lov, men er heller ikke hilst velkommen af netselskaber. Derfor er det usandsynligt, at de præsenterede systemer har alvorlige chancer for anvendelse under forholdene i Den Russiske Føderation i dag.
Kommenter venligst artiklen indsendt til overvejelse i blokformularen nedenfor, stil spørgsmål, post billeder om emnet. Fortæl os, om du er fortrolig med kedler med strømgenererende systemer. Del nyttige oplysninger, som vil være nyttige for besøgende på webstedet.
