Az energiaforrásokhoz való óvatos hozzáállást elsősorban az a tény diktálja, hogy szinte minden természeti tartalék nem végtelen. Minden típusú üzemanyag gazdaságos fogyasztása új rendszerek kifejlesztését vagy a meglévők radikális korszerűsítését igényli.
Tehát az elektromos generátorral ellátott gázkazán a hibrid rendszerek egyik fajtája, amely lehetővé teszi a kék üzemanyag ésszerű kezelését. Bemutatjuk a hőenergiával együtt elektromos energiát előállító berendezések működési elvét. Képzeljük el a hibrid egységek tipikus modelljeit.
A cikk tartalma:
- Hatékony energiafogyasztás
- A generátoros kazánok gyártóinak áttekintése
- A kazán hatékonyságának összehasonlítása
- A figyelembe vett rendszerek jövedelmezősége
- Következtetések és hasznos videó a témában
Hatékony energiafogyasztás
Még egy hétköznapi laikus is, akinek gázkazán van beszerelve otthona fűtésére, elgondolkozhat a hőenergia felhasználásának ésszerűségén. Valójában a gáz kazánban történő égetésekor nem használjuk fel a keletkező hő teljes mennyiségét.
A fűtési rendszer működése közben mindig a hő egy része helyrehozhatatlanul elvész. Ez általában akkor történik, amikor az égéstermékek a kazánból a légkörbe kerülnek. Valójában ez az elveszett energia, amit fel lehetne használni.
Miről is beszélünk pontosan? Az elpazarolt "kidobott" hő felhasználásának lehetőségéről az elektromos energia előállítása során.
Feltéve, hogy a fűtési kazánrendszer már optimalizálva van a hatékonyság maximalizálása érdekében, akkor A „kidobott” energia még mindig az égés során felszabaduló energia jelentős hányadát teszi ki üzemanyag
A tüzelőanyag típusok különbözőek lehetnek, kezdve a banális tűzifával és mindenféle briketttel, a leggazdaságosabbakig. opciók: fő gáz összetételében túlsúlyban metán, mesterséges kék tüzelőanyag és cseppfolyósított propán-bután keverékek.
Úgy tűnhet, hogy ez messze van „Amerika felfedezésétől”, de valójában a Robert Stirling által 1943-ban kifejlesztett technológia, vagy inkább az installáció létezik. Tervezési jellemzői és működési elve lehetővé teszik a rendszer belső égésű motorok közé sorolását.
Akkor miért nem használták ezt a telepítést ilyen hosszú ideig? A válasz egyszerű - a technológia elméleti fejlődése a múlt század negyvenes éveiben a gyakorlatban nagyon nehézkesnek bizonyult.
A fejlesztés idején meglévő technológiák és anyagok nem tették lehetővé a létesítmény méretének csökkentését, a meglévő villamosenergia-előállítási módok költséghatékonyabbak voltak.
A haszontalanul elfogyasztott hőt villamos energiává alakító készülék beépítése a gázkazán rendszerébe jelentősen növelheti a gázfeldolgozó üzem hatékonyságát
Mi késztethet ma arra, hogy körültekintőbben viszonyuljunk a nem megújuló erőforrásokhoz? A világ minden táján közös probléma van - a technológia fejlődése elkerülhetetlenül az elektromos energia fogyasztásának növekedéséhez vezet.
A fogyasztás növekedése olyan gyors ütemben megy végbe, hogy a hálózati társaságoknak nincs idejük a villamos energia átviteli rendszereinek korszerűsítésére, a termelésről nem is beszélve. Ez a helyzet elkerülhetetlenül oda vezet, hogy az áramellátó rendszerek elemei meghibásodnak, és ez bizonyos esetekben irigylésre méltó rendszerességgel megtörténhet.
A modern fűtőkazánok vezérlőrendszerekkel vannak felszerelve, amelyek szintén illékonyak. A keringtető szivattyúnak, az érzékelőknek, az automatizálásnak, magának a panelnek áramra van szüksége. Az eszközök teljes készlete csak aggodalomra ad okot a teljesítmény megőrzése érdekében áramszünet esetén.
A kényszerfűtési rendszereket áram nélkül nem lehet elindítani. A fűtési szezonban bekövetkező áramszünet szinte katasztrofális számukra. Ez nemcsak elkerülhetetlenül a helyiség gyors lehűléséhez vezet, hanem hosszú üresjárati fűtés esetén az áramkör lefagyhat.
A fűtési rendszer tartós működésének hiánya a hideg évszakban a rendszer lefagyásához vezet felmelegedés, jégdugók megjelenése, és ennek következtében a berendezések és a fűtőcsövek károsodása rés
A probléma szabványos meglévő megoldásai - telepítés szünetmentes tápegységek, különféle módosítások generátorai (gáz, benzin, dízel generátorok vagy nem hagyományos források - szélturbinák vagy mini hőerőművek, vízerőművek).
De ez a megoldási út messze nem mindenki számára elfogadható, mivel sokak számára nehéz helyet foglalni egy autonóm áramszolgáltató telepítésére.
Ha az egyéni házak lakói továbbra is helyet tudnak biztosítani egy generátor számára, akkor ez szinte lehetetlen egy többszintes épületbe történő beépítéshez. Így kiderül, hogy az egyedi fűtési rendszerrel rendelkező társasházak lakói szenvednek először az áramszünettől.
Éppen ezért a fűtési rendszerek összeszereléséhez szükséges alkatrészeket gyártó cégek először is feltették maguknak a fűtési rendszer által „kidobott” hő teljes körű felhasználását. Gondolkodtunk azon, hogyan használjuk fel az elpazarolt anyagot az áramtermelésben.
A jól ismert technológiák közül a fejlesztők a „jól elfeledett” Stirling telepítést választották, a modern technológiák lehetővé teszik a hatékonyság növelését kompakt méretének megőrzése mellett.
A Stirling-motor működési elve a motordugattyú fel-le mozgása. A motor szinte hangtalanul működik, és nem okoz géprezgéseket.
A Stirling üzem működési elve a munkafolyadék fűtésén és hűtésén alapul, ami viszont egy elektromos energiát előállító mechanizmust hajt meg.
A befecskendezett gáz a (zárt) dugattyú belsejében található, hevítéskor a gáznemű közeg kitágul és egy irányba mozgatja a dugattyút, a hűtőben lehűlés után összehúzódik és a másik irányba mozgatja a dugattyút oldal.
A generátoros kazánok gyártóinak áttekintése
Tekintsünk konkrét példákat a ma létező háztartási kazánok rendszerére, amelyben a kipufogógázok (égéstermékek) villamosenergia-termelésre való felhasználásának elve sikeresen bevált végrehajtva. A dél-koreai NAVIEN cég sikeresen implementálta a fenti technológiát egy HYBRIGEN SE kazánban.
A kazán Stirling motort használ, amely az útlevél adatai szerint üzem közben 1000W (vagy 1kW) teljesítménnyel és 12V feszültséggel termel áramot. A fejlesztők azt állítják, hogy a megtermelt áramot háztartási gépek áramellátására lehet használni.
Ennek a teljesítménynek elegendőnek kell lennie egy háztartási hűtőszekrény (kb. 0,1 kW) és egy személyi számítógép táplálásához (kb. 0,4 kW), LCD TV (kb. 0,2 kW) és legfeljebb 12 LED izzó, egyenként 25 W teljesítménnyel minden egyes.
Navien hybrigen se kazán beépített generátorral és Stirling motorral. A kazán működése során a fő funkciókon túl 1000 W nagyságrendű villamos energia termelődik.
Az európai gyártók közül a Viessmann folytat ilyen irányú fejlesztéseket. A Viessmannnak lehetősége van két Vitotwin 300W és Vitotwin 350F sorozatú kazánmodellt kínálni az ügyfél választása szerint.
A Vitotwin 300W volt az első ilyen irányú fejlesztés. Meglehetősen kompakt kialakítású, és nagyon hasonlít a szokásoshoz fali gázkazán. Igaz, az első modell működése során azonosították a Stirling-rendszerű motor működésének „gyenge” pontjait.
A legnagyobb problémának a hőleadás bizonyult, a készülék működésének alapja a fűtés és a hűtés. Azok. a fejlesztők ugyanazzal a problémával szembesültek, mint Stirling a negyvenes években múlt századi - hatékony hűtés, amely csak jelentős méretekkel érhető el hűvösebb.
Ezért jelent meg a Vitotwin 350F kazánmodell, amiben nem csak villanygenerátoros gázkazán, hanem beépített 175l-es kazán is helyet kapott.
A melegvíz tároló tartály padlós változatban készül, mind magának a berendezésnek, mind a higiéniai célra előkészített folyadéknak a nagy súlya miatt
Ebben az esetben a Stirling-üzem dugattyújának hűtési problémája a víz bejutása miatt kazán. A döntés azonban azt a tényt eredményezte, hogy a berendezés általános méretei és súlya növekedett. Egy ilyen rendszer már nem szerelhető falra, mint egy hagyományos gázkazán, és csak padlón lehet.
A Viessmann kazánok lehetőséget biztosítanak a kazánüzemi rendszerek külső forrásból történő táplálására, pl. a központi áramellátó hálózatokról. A Viessmann a berendezést olyan eszközként pozicionálta, amely saját szükségleteit (kazánegységek üzemeltetését) biztosítja, anélkül, hogy a háztartási fogyasztásra felesleges villamos energiát kinyerhetne.
A Vitotwin F350 rendszer egy kazán 175l-es vízmelegítő kazánnal. A rendszer lehetővé teszi a helyiség fűtését, meleg vizet biztosít és elektromos áramot termel
A fűtési rendszerbe épített generátorok használatának hatékonyságának összehasonlítása érdekében. Érdemes megfontolni a kazánt, amelyet a TERMOFOR cégek (Belarusz Köztársaság) és a Krioterm cég (Oroszország, Minszk) fejlesztettek ki. Szentpétervár).
Nem azért érdemes ezeket figyelembe venni, mert valahogy felvehetik a versenyt a fenti rendszerekkel, hanem azért, hogy összehasonlítsuk a működési elveket és az elektromos energia előállítás hatékonyságát. Ezek a kazánok csak fát használnak tüzelőanyagként, préselt fűrészpor vagy fa alapú brikettet, így nem lehet egy szintre emelni a NAVIEN és a Viessmann modellekkel.
Az "Indigirka fűtőkályha" névre keresztelt kazán hosszú távú fával stb. történő fűtésre van orientálva, de két TEG 30-12 típusú hőtermelővel van felszerelve. Az egység oldalfalán találhatók. A generátorok teljesítménye kicsi, i.e. összesen csak 50-60W-ot képesek előállítani 12V-on.
Az Indigirka kályha alapvető eszköze nemcsak a helyiség fűtését teszi lehetővé, hanem az égőn történő étel elkészítését is. A rendszer kiegészítése két 12V-os hőtermelővel, 50-60W teljesítménnyel.
Ebben a kazánban a Zebek módszer, amely egy zárt elektromos áramkörben EMF képződésén alapul, alkalmazásra talált. Két különböző típusú anyagból áll, és különböző hőmérsékleteken tart fenn érintkezési pontokat. Azok. a fejlesztők a kazán által termelt hőt elektromos energia előállítására is felhasználják.
A kazán hatékonyságának összehasonlítása
A bemutatott kazántípusok összehasonlítása, amelyek nemcsak a helyiséget fűtik (hő hűtőfolyadék), hanem a megtermelt hő felhasználásával villamos energiát is termelnek, az üzemeltetés során fontos szempontokra kell ügyelni.
Mind a NAVIEN, mind a Viessmann vitathatatlan előnyökre – a teljes automatizálásra – pozícionálja kazánjait folyamat, nincs szükség szervizjavításra, és általában a beavatkozás teljes hiánya az üzembe helyezést követően vevő.
Ezen kazánok működéséhez csak a rendszer stabil működése, a gáz stabil rendelkezésre állása szükséges (legyen szó főellátásról, cseppfolyós gázzal palackos telepítésről, ill. gasholder). Ennek megfelelően a kazánok üzemeltetéséhez háztartási gázt használnak, amely elégetést követően nem károsítja a környezetet.
Az Indigirka fűtőkályháról elvileg szinte ugyanez mondható el, csak a tüzelőanyag itt nem gáz, hanem tűzifa, pellet vagy préselt fűrészpor.
Teljes hiány automatizálásami áramot igényel. Az elektromos energiát előállító rendszer és maga a kazán nem befolyásolja egymás működését, pl. ha az áramtermelő rendszer meghibásodik, a kazán továbbra is ellátja funkcióit.
Mindezek a gázfeldolgozó fűtőegységek, az égők alatt Stirling-motorokkal, különféle célokra felhasználható elektromos energiát állítanak elő.
A NAVIEN és Viessmann cégek kazánjai ezzel nem "büszkélkedhetnek", mivel a Stirling rendszerű motor közvetlenül a kazán kialakításába van beépítve. De mennyire jövedelmezőek az ilyen rendszerek, és meddig lesz kifizetődő egy ilyen kazán? Ezzel a kérdéssel részletesen foglalkozni kell.
A figyelembe vett rendszerek jövedelmezősége
Első pillantásra a NAVIEN és a Viessmann kazánjai gyakorlatilag mini-CHP-k egy magánházban vagy akár egy lakásban.
Még a nagy méretek ellenére is képes elektromos energia előállítására egyszerűen felhasználással kazán fűtésére vagy helyiségfűtésre szolgáló kazán arra ösztönzi a vevőt, hogy habozás nélkül telepítsen egy ilyen „csodát”. technológia."
De a NAVIEN kazán alaposabb vizsgálata során kérdések merülnek fel, amelyekre választ kell adni. 1 kW deklarált teljesítménnyel (szabad teljesítmény, amely saját belátása szerint használható) a kazán meglehetősen sok áramot fogyaszt a rendszer működése során.
Mit jelent? Minimum az automatika működése, még ha kis teljesítmény is szükséges, de a ventilátor és a keringető szivattyú működéséhez szükséges. A felsorolt készülékek összesen nem csak sikeresen tudják elfogyasztani ezt a kilowattnyi energiát, de a rendszer „túlhúzásához” nem biztos, hogy elegendő.
Vissmann Vitotwin 350F fűtési rendszer vázlatos rajza 175l-es állókazánnal. A rendszer lehetővé teszi mind a külső forrásból származó villamos energia felhasználását, mind a megtermelt többlet villamos energia átadását az általános hálózatba.
Pontosan ugyanezek a kérdések merülnek fel a Viessmann kazánjaival kapcsolatban is, de itt legalább nem deklarálták a saját szükségletekre való villamosenergia-termelés lehetőségét. Csak a rendszer autonóm működésének lehetőségét írták elő külső ellátás hiányában.
Bár a fejlesztők azonnal jelzik, hogy "a rendszer további elektromos teljesítményt igényelhet csúcsterhelésnél". A bejelentett évi 3500 kWh megtermelt villamos energia hátterében ez az árnyalat már kétséges, egyszerű és egyszerű számításokkal a következőket kapjuk:
3500:6 (a normál fűtési szezon hónapjai): 30 (átlagosan 30 naptári nap): 24 (napi 24 óra) = 0,81 kWh.
Azok. a kazán kb 800W-ot termel stabil (állandó) üzem közben, de mennyit fogyaszt üzem közben maga a rendszer? Talán ugyanaz, 800 W-tal, és esetleg több.
Ezenkívül elektromos áram csak az égő működése során keletkezik. Azok. vagy a rendszer állandó működése szükséges, vagy minden kicsit más, ahogy a rendszerfejlesztők mondják.
Mik voltak ezek a számítások? A fatüzelésű kazánrendszer valóban kiadja a maga 50Wh-ját (vagy 0,05kWh), amivel újratölthető egy tablet, telefon stb. még a banális „szolgálati LED-es izzóhoz is”. Szemben két világhírű cég fejlesztésével, de a leírt fejlesztések egyértelműen inkább egy jó marketingfogásnak tűnnek, semmi több.
Ami ezeknek a rendszereknek az árpolitikáját illeti, általában nehéz valamit értékelni. Mivel még a Viessmann és a NAVIEN gyártók is azonnal kikötik, hogy a berendezés "nem igényel karbantartást". Egyszerű nyelvre lefordítva - elromlott, ami azt jelenti, hogy az egységet teljesen ki kell cserélni.
Ez nem feltétlenül a teljes rendszerre vonatkozik, hanem az egyes alkatrészekre: Stirling motor, gázégő rendszer stb. Az eredmény egészen lenyűgöző mennyiség lesz. Azon a tényen alapul, hogy ezeknek a rendszereknek az átlagos ára körülbelül 12 ezer rubel. euró vagy 13,5 ezer. $. A generátoros kazán működési sémája, akkor ilyen helyzetben csak a rendszerek gyártója nyerhet.
Az Indigirka kályha egyáltalán nem vehet részt az összehasonlításban, nem csak azért, mert az üzemanyag típusa nem gáz, de az ára sem összehasonlítható (15-ször kevesebb), hanem azért, mert a kályhát nem háztartási használatra, hanem inkább utazásra, expedíciókra és stb.
Ha Európában az energiahordozókkal kapcsolatos helyzet jelentősen befolyásolja a fogyasztó választását (fűtési rendszerek kiválasztásakor ill energiaellátás) gazdaságossági és környezetbaráti szempontból ezt az EU-államok a bevezetés támogatásával ösztönzik ilyen rendszereket.
Egy oroszországi hazai fogyasztó számára az ilyen rendszerek valószínűleg túl drágák mind kezdetben, mind a „rendszer + telepítés” során, mind pedig működés közben.
Következtetések és hasznos videó a témában
A gázkazánt felszerelő Stirling-motor működési elve:
Villamos generátoros gázkazán működésének bemutatása:
Példa egy villanygenerátorral ellátott fatüzelésre a gázegységgel való összehasonlításhoz:
Ne felejtsük el, hogy az európai energiatermelő vállalatok meglehetősen lojálisak az energiatakarékos berendezések „gyártóihoz”.
Oroszországban azt a lehetőséget, hogy a háztartási fogyasztó elektromos energiát állítson elő és továbbítson a hálózatba, nemcsak törvényileg nem rögzíti, hanem a hálózati társaságok sem üdvözlik. Ezért a bemutatott rendszereknek az Orosz Föderáció körülményei között ma nem valószínű, hogy komolyan alkalmazhatók.
Kérjük, kommentálja a megfontolásra beküldött cikket az alábbi blokk űrlapon, tegyen fel kérdéseket, tegyen közzé fotókat a témában. Mondja el nekünk, hogy ismeri-e az áramtermelő rendszerű kazánokat. Ossza meg hasznos információkat, amelyek hasznosak lehetnek a webhely látogatói számára.
