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 en radikal modernisering av eksisterende.
Så en gasskjele med en elektrisk generator er en av typene hybridsystemer som lar deg håndtere blått drivstoff rimelig. Vi vil introdusere deg til prinsippet om drift av utstyr som genererer elektrisk energi sammen med termisk energi. La oss forestille oss typiske modeller av hybridenheter.
Innholdet i artikkelen:
- Effektivt energiforbruk
- Oversikt over produsenter av kjeler med generator
- Sammenligning av kjeleeffektivitet
- Lønnsomheten til de vurderte systemene
- Konklusjoner og nyttig video om temaet
Effektivt energiforbruk
Selv en vanlig lekmann som har en gasskjele installert for oppvarming av hjemmet sitt, kan lure på rasjonaliteten i å bruke termisk energi. Faktisk, når du brenner gass i en kjele, brukes ikke all varmen som genereres.
Alltid under driften av varmesystemet går en del av varmen uopprettelig tapt. Dette skjer vanligvis når forbrenningsprodukter frigjøres fra kjelen til atmosfæren. Faktisk er dette den tapte energien som kan brukes.
Hva er det egentlig vi snakker om? Om muligheten for å bruke bortkastet "utkastet" varme i produksjon av elektrisk energi.
Forutsatt at varmekjelesystemet allerede er optimalisert for å maksimere effektiviteten, da Den "utkastede" energien utgjør fortsatt en betydelig brøkdel av energien som frigjøres under forbrenning brensel
Drivstofftypene kan være forskjellige, starter med banal ved og alle slags briketter, og slutter med den mest økonomiske alternativer: hovedgass med en overvekt av metan i sammensetningen, kunstig blått drivstoff og flytende propan-butan blandinger.
Det kan virke som om dette er langt fra "oppdagelsen av Amerika", men faktisk eksisterer teknologien utviklet tilbake i 1943 av Robert Stirling, eller rettere sagt, installasjonen eksisterer. Dens designfunksjoner og det grunnleggende operasjonsprinsippet gjør det mulig å klassifisere dette systemet som en forbrenningsmotor.
Hvorfor ble ikke denne installasjonen brukt på 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 generere elektrisk energi var mer kostnadseffektive.
Inkludering i ordningen med en gasskjele av en enhet som konverterer ubrukelig forbrukt varme til elektrisitet kan øke effektiviteten til et gassbehandlingsanlegg betydelig.
Hva kan få oss i dag til å tenke om en mer forsiktig holdning til ressurser som ikke er fornybare? Nå over hele verden er det et vanlig problem - 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 overføringssystemene for elektrisk energi, for ikke å snakke om produksjon. Denne situasjonen fører uunngåelig til det faktum at elementene i strømforsyningssystemer svikter, og i noen tilfeller kan dette skje med misunnelsesverdig regelmessighet.
Moderne varmekjeler er utstyrt med kontrollsystemer som også er flyktige. Sirkulasjonspumpen, sensorer, automatisering, selve panelet trenger strøm. Hele settet med enheter kan ikke annet enn å skape bekymring for bevaring av ytelsen under et strømbrudd.
Tvangsvarmeanlegg kan ikke startes uten strøm. Et strømbrudd i fyringssesongen er nesten katastrofalt for dem. Ikke bare vil dette uunngåelig føre til rask avkjøling av rommet, men med en lang tomgangsoppvarming kan kretsen fryse.
Langvarig mangel på drift av varmesystemet i den kalde årstiden fører til frysing av systemet oppvarming, til utseende av isplugger i den og som følge av skade på utstyr og varmerør pga. mellomrom
Standard eksisterende løsninger på problemet - installasjon avbruddsfri strømforsyning, generatorer av forskjellige modifikasjoner (gass, bensin, dieselgeneratorer eller ikke-tradisjonelle kilder - vindturbiner eller mini termiske kraftverk, vannkraftverk).
Men denne løsningsveien er langt fra akseptabel for alle, siden det er vanskelig for mange å allokere plass til å installere en autonom strømleverandør.
Hvis 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 individuelt varmesystem er de første som lider når strømmen går.
Det er derfor først og fremst selskaper som produserer komponenter for montering av varmesystemer stilte seg selv spørsmålet om full bruk av varme som "kastes ut" av varmesystemet. Vi tenkte på hvordan vi skulle bruke det bortkastede stoffet i produksjonen av elektrisitet.
Av de velkjente teknologiene har utviklerne valgt den "godt glemte" Stirling-installasjonen, moderne teknologier gjør det mulig å øke effektiviteten samtidig som den beholder sin kompakte størrelse.
Prinsippet for driften av Stirling-motoren er bevegelsen av motorstempelet opp og ned. Motoren går nesten lydløst og forårsaker ikke maskinvibrasjoner.
Driftsprinsippet til Stirling-anlegget er basert på bruk av oppvarming og avkjøling av arbeidsvæsken, som igjen driver en mekanisme som genererer elektrisk energi.
Den injiserte gassen befinner seg inne i det (lukkede) stempelet; ved oppvarming ekspanderer det gassformige mediet og beveger stempelet i én retning, etter avkjøling i kjøleren trekker det seg sammen og beveger stempelet i den andre retningen side.
Oversikt over produsenter av kjeler med generator
La oss vurdere spesifikke eksempler på systemet med husholdningskjeler som eksisterer i dag, der Prinsippet om å bruke avgasser (forbrenningsprodukter) for å generere elektrisitet har vært vellykket implementert. Det sørkoreanske selskapet NAVIEN har vellykket implementert teknologien ovenfor i en HYBRIGEN SE-kjele.
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. 0,4kW), LCD-TV (ca. 0,2kW) og opptil 12 LED-pærer med en effekt på 25W hver Hver.
Navien hybrigen se kjele med innebygget generator og Stirling motor. Under driften av kjelen, i tillegg til hovedfunksjonene, genereres elektrisitet i størrelsesorden 1000 W kraft
Av de europeiske produsentene er Viessmann engasjert i utviklingen i denne retningen. Viessmann har muligheten til å tilby to modeller av kjeler av seriene Vitotwin 300W og Vitotwin 350F etter kundens valg.
Vitotwin 300W var den første utviklingen i denne retningen. Den har en ganske kompakt design og ser veldig ut som den vanlige veggmontert gasskjel. Riktignok var det under driften av den første modellen at de "svake" punktene i driften av Stirling-systemmotoren ble identifisert.
Det største problemet viste seg å være varmespredning, grunnlaget for driften av enheten er oppvarming og kjøling. De. utviklere møtte det samme problemet som Stirling møtte på førtitallet av forrige århundre - effektiv kjøling, som bare kan oppnås med betydelige størrelser kjøligere.
Derfor dukket opp Vitotwin 350F-kjelemodellen, som ikke bare inkluderte en gasskjele med en strømgenerator, men også en innebygd 175l-kjele.
Lagringstanken for varmtvann er laget i gulvversjonen på grunn av den store vekten av både selve utstyret og væsken forberedt for sanitærformål
I dette tilfellet er problemet med å kjøle ned stempelet til Stirling-anlegget på grunn av vann inn kjele. Avgjørelsen førte imidlertid til at de totale dimensjonene og vekten til installasjonen økte. Et slikt system kan ikke lenger monteres på veggen som en konvensjonell gasskjele og kan kun stå gulvstående.
Viessmann-kjeler gir mulighet for å mate kjeledriftssystemene fra en ekstern kilde, dvs. fra de sentrale strømforsyningsnettene. Viessmann posisjonerte utstyret som en enhet som dekker sine egne behov (drift av kjeleenheter) uten mulighet for å hente ut overflødig elektrisitet til husholdningsforbruk.
Vitotwin F350-systemet er en kjele med en 175l varmtvannsbereder. Systemet lar deg varme opp rommet, gir varmt vann og genererer strøm
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 Krioterm-selskapet (Russland, Minsk). Saint Petersburg).
Det er verdt å vurdere dem ikke fordi de på en eller annen måte kan konkurrere med de ovennevnte systemene, men for å sammenligne prinsippene for drift og effektiviteten til 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 "Indigirka Heating Stove", er orientert mot langvarig oppvarming med ved osv., 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.
Den grunnleggende enheten til Indigirka-ovnen tillater ikke bare å varme opp rommet, men også å lage mat på brenneren. Tillegget til systemet er to 12V varmegeneratorer med en effekt på 50-60W.
I denne kjelen har Zebek-metoden, basert på dannelsen av en EMF i en lukket elektrisk krets, funnet anvendelse. 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 å bruke den genererte varmen, bør du være oppmerksom på viktige aspekter under drift.
Både NAVIEN og Viessmann posisjonerer sine kjeler og peker på ubestridelige fordeler - full automatisering prosess, ikke behov for servicereparasjoner og, generelt, fullstendig fravær av intervensjon etter igangkjøring av kjøper.
For driften av disse kjelene er det kun nødvendig med stabil drift av systemet, stabil tilgjengelighet av gass (enten det er hovedforsyninger, en flaskeinstallasjon med flytende gass eller bensintank). Følgelig brukes husholdningsgass til drift av 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. Systemet for å generere elektrisk energi og selve kjelen påvirker ikke hverandres drift, dvs. hvis kraftproduksjonssystemet svikter, fortsetter kjelen å utføre sine funksjoner.
Alle disse gassbehandlingsvarmeenhetene, med Stirling-motorer under brennerne, produserer elektrisk energi som kan brukes til ulike formål.
Kjeler fra NAVIEN og Viessmann-selskaper vil ikke kunne "skryte" av dette, siden Stirling-systemmotoren er bygget direkte inn i utformingen av kjelen. Men hvor lønnsomme er slike systemer og hvor lenge vil en slik kjele lønne seg? Dette spørsmålet må behandles i detalj.
Lønnsomheten til de vurderte systemene
Ved første øyekast er kjelene til NAVIEN og Viessmann praktisk talt minikraftvarmere i et privat hus eller til og med en leilighet.
Selv til tross for de store totale dimensjonene, evnen til å produsere elektrisk energi ganske enkelt ved å bruke kjele for oppvarming av kjele eller romoppvarming bør oppmuntre kjøperen til å installere et slikt "mirakel" uten å nøle teknologi."
Men ved nærmere undersøkelse av NAVIEN-kjelen dukker det opp spørsmål som må besvares. Med en deklarert effekt på 1 kW (gratis effekt som kan brukes etter eget skjønn), forbruker kjelen ganske mye strøm under drift av systemet.
Hva menes? Som et minimum, drift av automatisering, selv om en liten mengde strøm er nødvendig, men det er nødvendig 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.
Skjematisk diagram av Vissmann Vitotwin 350F varmesystem med en 175l gulvstående kjele. Systemet tillater både bruk av elektrisitet fra en ekstern kilde og overføring av overflødig elektrisitet generert til det generelle nettet.
Nøyaktig de samme spørsmålene oppstår angående Viessmanns kjeler, men her ble i hvert fall ikke deklarert muligheten for å ta ut strøm til eget behov. Bare muligheten for autonom drift av systemet i fravær av ekstern forsyning ble fastsatt.
Selv om utviklerne umiddelbart indikerer 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, og ved enkle og enkle beregninger får vi følgende:
3500:6 (måneder av standard fyringssesong): 30 (30 kalenderdager i gjennomsnitt): 24 (24 timer per dag) = 0,81 kWh.
De. kjelen produserer ca 800W ved stabil (konstant) drift, men hvor mye bruker selve systemet under drift? Kanskje det samme, produsert av 800W, og muligens mer.
I tillegg genereres elektrisitet kun under driften av brenneren. De. enten kreves det konstant drift av systemet, eller så er alt litt annerledes, som systemutviklerne sier.
Hva var disse beregningene? Det vedfyrte kjelesystemet gir virkelig ut sine 50Wh (eller 0,05 kWh), som kan brukes til å lade opp et nettbrett, en telefon osv. selv for den banale «duty LED-lyspæren». I motsetning til utviklingen av to verdenskjente selskaper, men den beskrevne utviklingen ser tydeligvis mer ut som et godt markedsføringsknep, og ingenting mer.
Når det gjelder prispolitikken for disse systemene, er det generelt vanskelig å vurdere noe. Siden selv produsentene Viessmann og NAVIEN umiddelbart fastsetter at utstyret "ikke krever vedlikehold." Oversatt til et enkelt språk - det gikk i stykker, noe som betyr at enheten må byttes helt ut.
Dette gjelder kanskje ikke hele systemet, men enkeltkomponenter: Stirlingmotor, gassbrennersystem osv. Resultatet vil være ganske imponerende. Basert på det faktum at gjennomsnittsprisen for disse systemene er omtrent 12 tusen rubler. euro eller 13,5 tusen. $. Ordningen for drift av en kjele med en generator, da kan bare produsenten av systemene vinne i en slik situasjon.
Indigirka-ovnen kan ikke delta i sammenligningen i det hele tatt, ikke bare fordi drivstofftypen ikke er gass, men prisen er ikke sammenlignbar (15 ganger mindre), men fordi ovnen ikke er plassert for hjemmebruk, men mer for reiser, ekspedisjoner og etc.
Hvis situasjonen med energibærere i Europa påvirker forbrukerens valg betydelig (når du velger varmesystemer eller energiforsyning) når det gjelder økonomi og miljøvennlighet, stimulerer EU-statene dette ved å subsidiere innføringen slike systemer.
For en innenlandsk forbruker i Russland vil slike systemer sannsynligvis være for dyre både i utgangspunktet "system + installasjon" og under drift.
Konklusjoner og nyttig video om temaet
Prinsippet for drift av Stirling-motoren som utstyrer gasskjelen:
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 en husholdningsforbruker ikke bare ikke fastsatt ved lov, men er heller ikke ønsket velkommen av nettselskaper. Derfor er det usannsynlig at de presenterte systemene vil ha alvorlige sjanser for anvendelse under forholdene 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 om du er kjent med kjeler med kraftgenererende systemer. Del nyttig informasjon som vil være nyttig for besøkende på nettstedet.
