Gaspanna med en elektrisk generator: funktionsprincip, enhet, översikt över populära modeller

Noggrann inställning till energiresurser dikteras främst av det faktum att nästan alla naturreservat inte är oändliga. Ekonomisk förbrukning av alla typer av bränsle kräver utveckling av nya system eller en radikal modernisering av befintliga.

Så en gaspanna med en elektrisk generator är en av de typer av hybridsystem som låter dig hantera blått bränsle på ett rimligt sätt. Vi kommer att introducera dig till principen för drift av utrustning som genererar elektrisk energi tillsammans med termisk energi. Låt oss föreställa oss typiska modeller av hybridenheter.

Effektiv energiförbrukning

Även en vanlig lekman som har en gaspanna installerad för att värma sitt hem kan undra över rationaliteten i att använda värmeenergi. Faktum är att när man eldar gas i en panna, används inte all värme som genereras.

Under driften av värmesystemet går alltid en del av värmen oåterkalleligt förlorad. Detta händer vanligtvis när förbränningsprodukter släpps ut från pannan till atmosfären. I själva verket är detta den förlorade energin som skulle kunna användas.

Vad är det egentligen vi pratar om? Om möjligheten att använda bortkastad "utkastad" värme vid produktion av elektrisk energi.

Bränsletyperna kan vara olika, börja med banalt ved och alla typer av briketter, slutar med det mest ekonomiska alternativ: huvudgas med en övervägande mängd metan i sammansättningen, artificiellt blått bränsle och propan-butan flytande blandningar.

Det kan tyckas att detta är långt ifrån "upptäckten av Amerika", men i själva verket finns den teknik som utvecklades 1943 av Robert Stirling, eller snarare, installationen existerar. Dess designegenskaper och grundprincipen för drift gör det möjligt att klassificera detta system som en förbränningsmotor.

Varför användes då denna installation inte under så lång tid? Svaret är enkelt - den teoretiska utvecklingen av teknik på fyrtiotalet av förra seklet visade sig vara mycket besvärlig i praktiken.

Teknikerna och materialen som fanns vid utvecklingstillfället tillät inte att minska storleken på installationen, och de befintliga metoderna för att generera elektrisk energi var mer kostnadseffektiva.

Vad kan få oss idag att tänka på en mer försiktig inställning till resurser som inte är förnybara? Nu över hela världen finns det ett vanligt problem - utvecklingen av teknik leder oundvikligen till en ökning av förbrukningen av elektrisk energi.

Ökningen av konsumtionen sker i en så snabb takt att nätbolagen inte hinner modernisera överföringssystemen för elenergi, för att inte tala om produktionen. Denna situation leder oundvikligen till det faktum att elementen i strömförsörjningssystem misslyckas, och i vissa fall kan detta hända med avundsvärd regelbundenhet.

Moderna värmepannor är utrustade med styrsystem som också är flyktiga. Cirkulationspumpen, sensorer, automation, själva panelen behöver ström. Hela uppsättningen enheter kan inte annat än orsaka oro för bevarandet av prestanda under ett strömavbrott.

Tvångsvärmesystem kan inte startas utan el. Ett strömavbrott under eldningssäsongen är nästan katastrofalt för dem. Inte bara kommer detta oundvikligen att leda till snabb kylning av rummet, men med en lång tomgångsuppvärmning kan kretsen frysa.

Standard befintliga lösningar på problemet - installation avbrottsfri strömförsörjning, generatorer av olika modifieringar (gas, bensin, dieselgeneratorer eller icke-traditionella källor - vindturbiner eller minivärmekraftverk, vattenkraftverk).

Men denna lösningsväg är långt ifrån acceptabel för alla, eftersom det är svårt för många att tilldela utrymme för att installera en autonom elleverantör.

Om invånare i enskilda hus fortfarande kan tilldela utrymme för en generator, är detta nästan omöjligt för installation i en flervåningsbyggnad. Således visar det sig att boende i flerbostadshus med individuellt värmesystem är de första som drabbas när strömmen går sönder.

Det är därför, först och främst, företag som tillverkar komponenter för montering av värmesystem ställde sig frågan om den fulla användningen av värme som "kastas ut" av värmesystemet. Vi funderade på hur man kan använda det bortkastade ämnet i produktionen av el.

Av de välkända teknikerna har utvecklarna valt den "väl bortglömda" Stirling-installationen, modern teknik gör det möjligt att öka dess effektivitet samtidigt som den behåller sin kompakta storlek.

Principen för driften av Stirling-anläggningen är baserad på användningen av uppvärmning och kylning av arbetsvätskan, vilket i sin tur driver en mekanism som genererar elektrisk energi.

Den insprutade gasen är placerad inuti den (stängda) kolven; vid upphettning expanderar det gasformiga mediet och flyttar kolven i en riktning, efter kylning i kylaren drar den ihop sig och flyttar kolven i den andra riktningen sida.

Översikt över tillverkare av pannor med generator

Låt oss överväga specifika exempel på systemet med hushållspannor som finns idag, där principen att använda avgaser (förbränningsprodukter) för att generera elektricitet har varit framgångsrik genomförs. Det sydkoreanska företaget NAVIEN har framgångsrikt implementerat ovanstående teknik i en HYBRIGEN SE-panna.

Pannan använder en Stirling-motor, som enligt passdata genererar elektricitet med en effekt på 1000W (eller 1kW) och en spänning på 12V under drift. Utvecklarna hävdar att den genererade elen kan användas för att driva hushållsapparater.

Denna effekt bör räcka för att driva ett hushållskylskåp (cirka 0,1 kW), en persondator (cirka 0,4kW), LCD-TV (cirka 0,2kW) och upp till 12 LED-lampor med en effekt på 25W vardera varje.

Av de europeiska tillverkarna är Viessmann engagerad i utvecklingen i denna riktning. Viessmann har möjlighet att erbjuda två modeller av pannor av serierna Vitotwin 300W och Vitotwin 350F efter kundens val.

Vitotwin 300W var den första utvecklingen i denna riktning. Den har en ganska kompakt design och ser väldigt lik ut den vanliga väggmonterad gaspanna. Det var sant att det var under driften av den första modellen som de "svaga" punkterna i driften av Stirling-systemmotorn identifierades.

Det största problemet visade sig vara värmeavledning, grunden för enhetens drift är uppvärmning och kylning. De där. utvecklare stod inför samma problem som Stirling stod inför på fyrtiotalet förra seklet - effektiv kylning, som endast kan uppnås med betydande storlekar kylare.

Det är därför som pannmodellen Vitotwin 350F dök upp, som inte bara inkluderade en gaspanna med en elgenerator utan också en inbyggd 175l-panna.

I det här fallet, problemet med att kyla kolven i Stirling-anläggningen på grund av vatten in panna. Beslutet ledde dock till att installationens totala dimensioner och vikt ökade. Ett sådant system kan inte längre monteras på väggen som en konventionell gaspanna och kan bara stå på golvet.

Viessmann-pannor ger möjligheten att mata pannans driftsystem från en extern källa, dvs. från de centrala kraftförsörjningsnäten. Viessmann placerade utrustningen som en enhet som tillgodoser sina egna behov (drift av pannenheter) utan möjlighet att utvinna överskottsel för hushållskonsumtion.

För att jämföra effektiviteten av att använda generatorer inbyggda i värmesystemet. Det är värt att överväga pannan, som utvecklades av TERMOFOR-företagen (Republiken Vitryssland) och Krioterm-företaget (Ryssland, Minsk). Sankt Petersburg).

Det är värt att överväga dem inte för att de på något sätt kan konkurrera med ovanstående system, utan för att jämföra principerna för drift och effektiviteten för att generera elektrisk energi. Dessa pannor använder bara ved som bränsle, pressat sågspån eller träbaserade briketter, så de kan inte likställas med modeller från NAVIEN och Viessmann.

Pannan, döpt till "Indigirka Heating Stove", är inriktad på långtidsuppvärmning med ved etc., men är utrustad med två termiska elgeneratorer av typen TEG 30-12. De är placerade på enhetens sidovägg. Generatorernas effekt är liten, d.v.s. totalt kan de bara generera 50-60W vid 12V.

I denna panna har Zebek-metoden, baserad på bildandet av en EMF i en sluten elektrisk krets, funnit tillämpning. Den består av två olika typer av material och håller kontaktpunkter vid olika temperaturer. De där. utvecklare använder också värmen som genereras av pannan för att generera elektrisk energi.

Jämförelse av pannans effektivitet

Att jämföra de presenterade typerna av pannor, som inte bara värmer rummet (värme kylvätska), men också generera elektricitet genom att använda den genererade värmen, bör du vara uppmärksam på viktiga aspekter under drift.

Både NAVIEN och Viessmann positionerar sina pannor och pekar på obestridliga fördelar - full automatisering process, inget behov av servicereparationer och, i allmänhet, fullständig frånvaro av ingripande efter idrifttagning av köpare.

För driften av dessa pannor behövs endast den stabila driften av systemet, den stabila tillgången på gas (oavsett om det är huvudförsörjning, en flaskinstallation med flytande gas eller bensintank). Följaktligen används hushållsgas för drift av pannor, som efter förbränning inte orsakar någon skada på miljön.

I princip kan nästan samma sak sägas om Indigirka värmespis, bara bränsletypen här är inte gas, utan ved, pellets eller pressat sågspån.

Fullständig frånvaro automatiseringsom kräver el. Systemet för att generera elektrisk energi och själva pannan påverkar inte varandras drift, d.v.s. om kraftgenereringssystemet misslyckas fortsätter pannan att utföra sina funktioner.

Pannor från NAVIEN och Viessmann-företag kommer inte att kunna "skryta" med detta, eftersom Stirling-systemmotorn är inbyggd direkt i pannans design. Men hur lönsamma är sådana system och hur länge kommer en sådan panna att löna sig? Denna fråga måste behandlas i detalj.

Lönsamheten för de övervägda systemen

Vid första anblicken är NAVIEN och Viessmanns pannor praktiskt taget minikraftvärmare i ett privat hus eller till och med en lägenhet.

Även trots de stora övergripande dimensionerna, möjligheten att producera elektrisk energi helt enkelt genom att använda panna för uppvärmning av en panna eller rumsuppvärmning bör uppmuntra köparen att installera ett sådant "mirakel" utan att tveka teknologi."

Men vid närmare granskning av NAVIEN-pannan uppstår frågor som måste besvaras. Med en deklarerad effekt på 1 kW (gratis effekt som kan användas efter eget gottfinnande) förbrukar pannan ganska mycket el under systemdrift.

Vad menas? Åtminstone driften av automation, även om en liten mängd kraft behövs, men det behövs för att fläkten och cirkulationspumpen ska fungera. De listade enheterna totalt kan inte bara framgångsrikt förbruka denna kilowatt energi, men det kanske inte räcker när man "överklockar" systemet.

Exakt samma frågor uppstår när det gäller Viessmanns pannor, men här deklarerades åtminstone inte möjligheten att utvinna el för eget behov. Endast möjligheten till autonom drift av systemet i frånvaro av extern försörjning angavs.

Även om utvecklarna omedelbart indikerar att "systemet kan kräva ytterligare elkraft vid toppbelastningar." Mot bakgrund av de deklarerade 3500 kWh el som produceras per år är denna nyans redan i tvivel, och genom enkla och enkla beräkningar får vi följande:

3500:6 (månader av normal eldningssäsong): 30 (30 kalenderdagar i genomsnitt): 24 (24 timmar per dygn) = 0,81 kWh.

De där. pannan producerar ca 800W vid stabil (konstant) drift, men hur mycket förbrukar själva systemet under drift? Kanske samma sak, producerad av 800W, och möjligen mer.

Dessutom genereras elektricitet endast under driften av brännaren. De där. antingen krävs konstant drift av systemet, eller så är allt lite annorlunda, som systemutvecklarna säger.

Vilka var dessa beräkningar? Det vedeldade pannsystemet ger verkligen ut sina 50Wh (eller 0,05 kWh), som kan användas för att ladda en surfplatta, telefon etc. även för den banala "duty LED-glödlampan". I motsats till utvecklingen av två världsberömda företag, men den beskrivna utvecklingen ser tydligt mer ut som ett bra marknadsföringsknep, och inget mer.

När det gäller prispolicyn för dessa system är det i allmänhet svårt att utvärdera något. Eftersom även tillverkarna Viessmann och NAVIEN omedelbart föreskriver att utrustningen "inte kräver underhåll." Översatt till ett enkelt språk - det gick sönder, vilket innebär att enheten måste bytas ut helt.

Detta gäller kanske inte hela systemet, utan enskilda komponenter: Stirlingmotor, gasbrännarsystem, etc. Resultatet kommer att bli ganska imponerande. Baserat på det faktum att det genomsnittliga priset för dessa system är cirka 12 tusen rubel. euro eller 13,5 tusen. $. Systemet för drift av en panna med en generator, då kan bara tillverkaren av systemen vinna i en sådan situation.

Indigirka-spisen kan inte alls delta i jämförelsen, inte bara för att bränsletypen inte är gas, utan priset är inte jämförbart (15 gånger mindre), men eftersom kaminen inte är placerad för hushållsbruk, utan mer för resor, expeditioner och etc.

Om situationen med energibärare i Europa väsentligt påverkar konsumentens val (när man väljer värmesystem eller energiförsörjning) när det gäller ekonomi och miljövänlighet stimulerar EU-staterna detta genom att subventionera införandet sådana system.

För en inhemsk konsument i Ryssland kommer sådana system sannolikt att vara för dyra både initialt "system + installation" och under drift.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Funktionsprincipen för Stirling-motorn som utrustar gaspannan:

Demonstration av driften av en gaspanna med en elgenerator:

Ett exempel på en vedspis med en elgenerator för jämförelse med en gasenhet:

Glöm inte att europeiska energiproducerande företag är ganska lojala mot "tillverkarna" av energibesparande utrustning.

I Ryssland är möjligheten att generera och överföra elektrisk energi till nätet av en hushållskonsument inte bara inte fastställt i lag, utan välkomnas inte heller av nätföretag. Därför är det osannolikt att de presenterade systemen har allvarliga chanser att tillämpas under Ryska federationens förhållanden idag.

Vänligen kommentera artikeln som skickats in för övervägande i blockformuläret nedan, ställ frågor, lägg upp bilder om ämnet. Berätta för oss om du är bekant med pannor med kraftgenererande system. Dela användbar information som kommer att vara användbar för webbplatsbesökare.