Gaskedel med elektrisk generator: enhed, driftsprincip, gennemgang af de bedste mærker
En 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 radikal modernisering af eksisterende.
Således er en gaskedel med en elektrisk generator en af de typer hybridsystemer, der giver dig mulighed for intelligent at styre blåt brændstof. Vi vil introducere dig til driftsprincippet for udstyr, der producerer elektrisk energi sammen med termisk energi. Lad os forestille os typiske modeller af hybridenheder.
Artiklens indhold:
Effektivt energiforbrug
Selv den gennemsnitlige person, der har en gaskedel installeret til opvarmning af deres hjem, kan undre sig over den rationelle brug af termisk energi. Faktisk, når gas afbrændes i en kedel, bruges ikke al den genererede varme.
Når et varmesystem er i drift, går en del af varmen altid uigenkaldeligt tabt. Dette sker normalt, når forbrændingsprodukter frigives fra kedlen til atmosfæren. Faktisk er dette spildt energi, som kunne have været brugt.
Hvad er det præcist, vi taler om? Om muligheden for at bruge spildt "spild" varme til produktion af elektrisk energi.
Brændstoftyperne kan være forskellige, begyndende med banalt brænde og alle slags briketter, der slutter med de mest økonomiske muligheder: hovedgas med en overvægt af metan i dens sammensætning, kunstigt blåt brændstof og flydende propan-butanblandinger.
Det kan se ud til, at dette er langt fra "opdagelsen af Amerika", men faktisk eksisterer teknologien, eller rettere, installationen, udviklet tilbage i 1943 af Robert Stirling. Dets designfunktioner og grundlæggende driftsprincip 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 producere elektrisk energi var mere omkostningseffektive.
Hvad kan få os i dag til at tænke på en mere forsigtig holdning til ressourcer, der ikke er klassificeret som vedvarende? I dag er der et fælles problem over hele verden - 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 elektriske energitransmissionssystemer, for ikke at tale om produktionen.Denne situation fører uundgåeligt til det faktum, at elementer i strømforsyningssystemer fejler, og i nogle tilfælde kan dette ske med misundelsesværdig regelmæssighed.
Moderne varmekedler er udstyret med styresystemer, der også er energiafhængige. Cirkulationspumpen, sensorerne, automatiseringen og selve panelet har brug for strøm. Hele sættet af enheder kan ikke andet end at skabe bekymring for at opretholde funktionaliteten under en strømafbrydelse.
Det er ikke muligt at køre tvangsvarmeanlæg uden strøm. Et strømafbrydelse i fyringssæsonen er næsten katastrofalt for dem. Ikke kun vil dette uundgåeligt føre til hurtig afkøling af rummet, men hvis opvarmningen ikke fungerer i lang tid, kan kredsløbet fryse.
Standard eksisterende muligheder for at løse problemet - installation uafbrydelige strømforsyninger, generatorer af forskellige modifikationer (gas, benzin, diesel generatorer eller ikke-traditionelle kilder - vindgeneratorer eller mini termiske kraftværker, vandkraftværker).
Men denne løsning er ikke acceptabel for alle, da mange har svært ved at tildele plads til at installere en selvstændig elleverandør.
Mens beboere i individuelle huse stadig kan tildele plads til en generator, er dette næsten umuligt at installere i en etagebygning. Det viser sig således, at beboere i etageejendomme med individuelle varmesystemer er de første, der lider, når strømmen går.
Derfor har virksomheder, der producerer komponenter til montering af varmesystemer, først og fremmest stillet sig selv spørgsmålet om at udnytte den varme, der "smides væk" af varmesystemet fuldt ud. Vi tænkte på, hvordan vi kunne bruge dette spildte stof til at generere elektricitet.
Af de velkendte teknologier valgte udviklerne den "godt glemte" Stirling-installation; moderne teknologier gør det muligt at øge dens effektivitet og samtidig bevare en kompakt størrelse.
Driftsprincippet for Stirling-installationen er baseret på brugen af opvarmning og afkøling af arbejdsvæsken, som igen aktiverer en mekanisme, der genererer elektrisk energi.
Inde i stemplet (lukket) er der en pumpet gas; når det opvarmes, 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.
Gennemgang af producenter af kedler med generatorer
Lad os se på specifikke eksempler på huskedelsystemer, der eksisterer i dag, hvor princippet om at bruge udstødningsgasser (forbrændingsprodukter) til at producere elektricitet er blevet implementeret med succes. Det sydkoreanske firma NAVIEN har med succes implementeret ovennævnte teknologi i en kedel af mærket HYBRIGEN SE.
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. 0,4 kW), et LCD-tv (ca. 0,2 kW) og op til 12 LED-pærer med en effekt på hver 25 W.
Af de europæiske producenter udvikler Viessmann sig i denne retning. Viessmann har mulighed for at tilbyde forbrugerne at vælge mellem to modeller af kedler af Vitotwin 300W og Vitotwin 350F serierne.
Vitotwin 300W var den første udvikling i denne retning. Den udmærker sig ved et ret kompakt design og ligner meget i udseende en konventionel væghængt gasfyr. Sandt nok var det under driften af den første model, at de "svage" punkter i driften af Stirling-motoren blev identificeret.
Det største problem viste sig at være varmefjernelse; grundlaget for enhedens drift er opvarmning og afkøling. De der. udviklerne stod over for det samme problem, som Stirling stod over for i 40'erne af forrige århundrede - effektiv køling, som kun kan opnås med en betydelig størrelse af køleren.
Derfor dukkede Vitotwin 350F kedelmodellen op, som ikke kun omfattede en gaskedel med en elgenerator, men også en indbygget 175 liters kedel.
I dette tilfælde er problemet med problemet med at afkøle stemplet i Stirling-installationen på grund af vand ind kedel. Beslutningen førte dog til en stigning i anlæggets samlede dimensioner og vægt. Et sådant system kan ikke længere monteres på væggen som en konventionel gaskedel og kan kun monteres på gulv.
Viessmann kedler giver mulighed for at forsyne kedlens driftssystemer fra en ekstern kilde, dvs. fra centrale strømforsyningsnetværk. Viessmann-firmaet placerede udstyret som en enhed, der leverer sine egne behov (drift af kedelenheder) uden mulighed for at vælge overskydende elektricitet til husholdningsforbrug.
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 Kryotherm-virksomheden (Rusland, St. Petersborg).
De er værd at overveje, ikke fordi de på en eller anden måde kan konkurrere med ovenstående systemer, men for at sammenligne driftsprincipperne og effektiviteten ved 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, kaldet “Varmeovn “Indigirka”, er rettet mod langtidsopvarmning med træ mv., 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.
I denne kedel blev Seebeck-metoden, baseret på dannelsen af en emk i et lukket elektrisk kredsløb, brugt. 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 brug af genereret varme, bør man være opmærksom på vigtige aspekter under drift.
Både NAVIEN-firmaet og Viessmann-firmaet positionerer deres kedler og påpeger de utvivlsomme fordele - fuldstændig automatisering af processen, intet behov for servicereparationer og generelt en fuldstændig mangel på indgreb efter idriftsættelse fra køber.
Til driften af disse kedler er alt, hvad der er nødvendigt, stabil drift af systemet og stabil tilgængelighed af gas (hvad enten det er hovedforsyninger, en flaskeinstallation med flydende gas eller gasholder). Derfor bruges husholdningsgas til at drive kedler, som efter forbrænding ikke udgør 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. Det elektriske energiproduktionssystem og selve kedlen påvirker ikke hinandens drift, dvs.Hvis elproduktionssystemet svigter, fortsætter kedlen med at udføre sine funktioner.
Det kan kedler fra NAVIEN og Viessmann ikke prale af, da Stirling-motoren er indbygget direkte i kedeldesignet. Men hvor rentable er sådanne systemer, og hvor lang tid vil det tage for en sådan kedel at betale sig selv? Dette spørgsmål er værd at forstå i detaljer.
Rentabiliteten af de undersøgte systemer
Ved første øjekast er kedler fra NAVIEN og Viessmann praktisk talt mini-termiske kraftværker i et privat hus eller endda en lejlighed.
Selv på trods af de store overordnede dimensioner bør evnen til at producere elektrisk energi blot ved at bruge en kedel til at opvarme en kedel eller opvarme rum få køberen til at installere et sådant "teknologimirakel" uden tøven.
Men ved nærmere undersøgelse af NAVIEN-kedlen opstår der spørgsmål, som kræver svar. Med en deklareret effekt på 1 kW (gratis effekt, der kan bruges efter eget skøn), forbruger kedlen ret mærkbart strøm, når systemet er i drift.
Hvad menes der? Som minimum virker automatikken, selvom der skal lidt strøm til, men det skal til for at ventilator og cirkulationspumpe 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.
Nøjagtig de samme spørgsmål rejser sig vedrørende Viessmann-kedler, men muligheden for at udvinde strøm til eget behov var i hvert fald ikke oplyst her. Kun muligheden for autonom drift af systemet i mangel af ekstern forsyning blev fastsat.
Selvom udviklerne straks påpeger, at "systemet kan kræve yderligere elektrisk strøm ved spidsbelastninger." På baggrund af de deklarerede 3500 kWh elektricitet produceret om året er denne nuance allerede i tvivl, men gennem enkle og enkle beregninger får vi følgende:
3500:6 (måneder af standard fyringssæson): 30 (30 kalenderdage i gennemsnit): 24 (24 timer i døgnet) = 0,81 kW*time.
De der. Kedlen producerer omkring 800 W ved stabil (konstant) drift, men hvor meget forbruger selve anlægget under drift? Måske de samme, der producerer 800W, og måske mere.
Derudover genereres elektricitet kun under driften af brænderen. De der. Enten kræves der konstant drift af systemet, eller også er alt lidt anderledes end det systemudviklerne siger.
Hvad førte disse beregninger til? Brændefyrsystemet producerer faktisk sine 50Wh (eller 0,05kWh), som kan bruges til at genoplade en tablet, telefon mv. selv for en banal "duty LED pære". I modsætning til udviklingen i to verdensberømte virksomheder, ligner den beskrevne udvikling klart mere et godt marketingtrick, og intet mere.
Hvad angår prispolitikken for disse systemer, er det generelt svært at evaluere noget.For selv produktionsvirksomhederne Viessmann og NAVIEN stiller straks krav om, at udstyret "ikke kræver vedligeholdelse." Oversat til et simpelt sprog er det ødelagt, hvilket betyder, at enheden skal udskiftes fuldstændigt.
Dette gælder muligvis ikke hele systemet, men enkelte komponenter: Stirling-motoren, gasbrændersystemet osv. Resultatet bliver en ganske imponerende mængde. Forudsat at den gennemsnitlige pris for disse systemer er omkring 12 tusind. euro eller 13,5 tusind $. Ordningen for drift af en kedel med en generator, så kan kun systemproducenten vinde i en sådan situation.
Indigirka-ovnen kan slet ikke deltage i sammenligningen, ikke kun fordi brændstoftypen ikke er gas, og prisen ikke er sammenlignelig (15 gange mindre), men fordi ovnen ikke er placeret til privat brug, men mere til rejser, ekspeditioner osv. .P.
Hvis energisituationen i Europa har en ret betydelig indflydelse på forbrugernes valg (ved valg af varme- eller energiforsyningssystemer) ud fra et effektivitets- og miljøvenlighedssynspunkt, så stimulerer EU-landene dette ved at subsidiere implementeringen af sådanne systemer.
For husholdningsforbrugere i Rusland vil sådanne systemer højst sandsynligt være for dyre, både i starten "system + installation" og under drift.
Konklusioner og nyttig video om emnet
Driftsprincippet for en Stirling-motor, der udstyrer en gaskedel:
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 husholdningsforbrugere ikke blot ikke lovfæstet, men er heller ikke hilst velkommen af netselskaber. Derfor er det usandsynligt, at de præsenterede systemer har en seriøs chance for at blive brugt i Den Russiske Føderation i dag.
Kommenter venligst artiklen indsendt til overvejelse i blokformularen nedenfor, stil spørgsmål, post billeder om emnet. Fortæl os, hvis du er bekendt med kedler og elektriske generatorsystemer. Del nyttige oplysninger, som vil være nyttige for besøgende på webstedet.
