Gaskedel med en elektrisk generator: enhed, driftsprincip, oversigt over de bedste mærker

En omhyggelig holdning til energiressourcer dikteres primært af det faktum, at næsten alle naturressourcer ikke er uendelige. Den økonomiske anvendelse 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 gør det muligt intelligent at bortskaffe blå brændstof. Vi vil introducere dig til princippet om drift af udstyr, der genererer elektrisk energi sammen med termisk energi. Lad os introducere typiske modeller af hybridaggregater.

Effektivt energiforbrug

Selv en almindelig mand på gaden, der har en gaskedel installeret til opvarmning af hjem, kan undre sig over rationaliteten ved at bruge termisk energi. Når alt kommer til alt, når man brænder gas i en kedel, bruges langt fra al den genererede varme.

Altid når varmesystemet fungerer, går noget af varmen uopretteligt tabt. Dette sker normalt, når forbrændingsprodukter udsendes fra kedlen ud i atmosfæren. Faktisk er dette en mistet energi, der kunne bruges.

Hvad handler det egentlig om? Om muligheden for, at spildt varme bruges til produktion af elektrisk energi forgæves.

Baseret på det faktum, at varmekedelsystemet allerede er optimeret for at maksimere effektiviteten, udgør den "udsendte" energi stadig en betydelig del af den energi, der frigives under brændstofforbrænding

Brændstoftyper kan være forskellige, startende fra banalt brænde og alle slags briketter, der slutter med de mest økonomiske muligheder: Hovedgas med en overvægt af metan i sammensætningen, kunstigt blåt brændstof og propan-butan-flydende blandinger.

Det ser ud til, at dette er langt fra “opdagelsen af ​​Amerika”, men faktisk er teknologien udviklet tilbage i 1943 af Robert Stirling, eller rettere sagt, installationen findes. Dens designfunktioner og det grundlæggende driftsprincip giver os mulighed for at tilskrive dette system til forbrændingsmotorer.

Hvorfor brugte man ikke denne installation i så lang tid? Svaret er enkelt - den teoretiske udvikling af teknologi i firserne af det forrige århundrede viste sig at være meget besværlig i praksis.

De teknologier og materialer, der eksisterede på udviklingstidspunktet, tillader ikke reduktion af installationens størrelse, og de eksisterende metoder til generering af elektrisk energi var mere omkostningseffektive.

Inkluderingen i kredsløbet til en gaskedel på en enhed, der behandler spildt brugt varme til elektricitet, kan øge effektiviteten af ​​et gasforarbejdningsanlæg betydeligt

Hvad kan få os til at tænke over en mere omhyggelig holdning til ressourcer, der ikke klassificeres som vedvarende? Nu er der et almindeligt problem over hele verden - udvikling af teknologier fører uundgåeligt til en stigning i forbruget af elektrisk energi.

Stigningen i forbrug finder sted i et så hurtigt tempo, at netvirksomhederne ikke har tid til at modernisere transmissionssystemerne for elektrisk energi, for ikke at nævne produktion. Denne situation fører uundgåeligt til, at elementerne i strømforsyningssystemerne mislykkes, og i nogle tilfælde kan dette ske med misundelsesværdig regelmæssighed.

Moderne varmekedler er udstyret med kontrolsystemer, der også er flygtige. Cirkulationspumpen, sensorer, automatisering, selve panelet har brug for elektrisk strøm. Hele sæt enheder kan ikke undgå at forårsage en alarm for at opretholde driftsevnen under et strømafbrydelse.

Tvangsvarmeanlæg kan ikke startes uden elektricitet. Det er næsten katastrofalt for dem at slukke for strømmen i opvarmningssæsonen. Ikke kun det, dette vil uundgåeligt føre til hurtig afkøling af rummet, ved langvarig tomgangsopvarmning, kan kredsløbet fryse.

Et langvarigt fravær af varmesystemet i den kolde sæson fører til frysning af varmesystemet, til forekomsten af ​​isstik i det, og som et resultat af skader på udstyret og varmeledninger på grund af en pause

Standard eksisterende løsninger til problemet - installation afbrydelig strømforsyninggeneratorer til alle former for modifikationer (gas, benzo, dieselgeneratorer eller ikke-traditionelle kilder - vindgeneratorer eller mini-TPP'er, vandkraftværker).

Men denne løsning er langt fra acceptabel for alle, da mange mennesker har svært ved at afsætte plads til installation af en autonom elektricitetsleverandør.

Hvis beboere i individuelle huse stadig kan afsætte plads til en generator, er det næsten umuligt for installation i en bygning med flere etager. Det viser sig således, at beboere i boligblokke med individuelle varmesystemer er de første, der lider, når lysene slukkes.

Det er derfor, først og fremmest, virksomheder, der fremstiller komponenter til samling af varmesystemer, spekulerede på den fulde brug af varme, som "udsendes" af varmesystemet. Vi tænkte over, hvordan man bruger det ubrukelige stof til produktion af elektricitet.

Fra velkendte teknologier valgte udviklerne den ”godt glemte” Stirling-enhed; moderne teknologier tillader at øge dens effektivitet, samtidig med at de opretholder kompakte dimensioner.

Prinsippet for drift af Stirling-motoren er bevægelsen af ​​motorstemplet op og ned. Motoren kører næsten lydløst og forårsager ikke vibrationer i udstyret

Prinsippet for drift af Stirling-enheden er baseret på brugen af ​​opvarmning og afkøling af arbejdsvæsken, som igen driver en mekanisme, der genererer elektrisk energi.

Injiceret gas er placeret inde i stemplet (lukket), når det opvarmes, udvides det gasformige medium og bevæger stemplet i den ene retning, efter afkøling i køleren komprimeres det og bevæger stemplet i den anden retning.

Oversigt over fabrikanter af kedler med generator

Lad os se på specifikke eksempler på systemet med hjemmekedler, der findes i dag, hvor princippet om anvendelse af udstødningsgasser (forbrændingsprodukter) til produktion af 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, der ifølge pasdataene genererer elektricitet med en kapacitet på 1000 W (eller 1 kW) og en spænding på 12V under drift. Udviklerne hævder, at den producerede elektricitet kan bruges til at drive husholdningsapparater.

En sådan effekt burde være tilstrækkelig til at drive et køleskab til hjemmet (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 25 watt hver.

Navien hybrigen se kedel med integreret Stirling generator og motor. Under drift af kedlen genereres der ud over hovedfunktionerne elektricitet i størrelsesordenen 1000 W strøm

Fra europæiske producenter er Viessmann engageret i udvikling på dette område. Viessmann har muligheden for at præsentere to modeller af Vitotwin 300W- og Vitotwin 350F-serien efter forbrugerens valg.

Vitotwin 300W var den første udvikling i denne retning. Det har et ret kompakt design og ligner meget det sædvanlige vægmonteret gaskedel. Det var sandt, at det var under driften af ​​den første model, at de "svage" pletter i driften af ​​Stirling-systemets motor blev identificeret.

Det største problem var fjernelse af varme, enhedens basis er opvarmning og afkøling. dvs. udviklerne stod overfor det samme problem, som Stirling stod overfor i fyrti'erne af forrige århundrede - effektiv køling, som kun kan opnås med betydelige størrelser på køleren.

Derfor dukkede Vitotwin 350F-kedlemodellen op, som ikke kun omfattede en gaskedel med en elektricitetsgenerator, men også en integreret 175 liters kedel.

Opbevaringstanken til varmt vand er gulvmonteret på grund af den tunge vægt af både selve udstyret og væsken tilberedt til sanitære formål

I dette tilfælde er problemet med afkøling af stemplet i Stirling-enheden på grund af vand ind kedel. Afgørelsen førte imidlertid til, at installationens samlede dimensioner og vægt steg. Et sådant system kan ikke længere monteres på væggen som en almindelig gaskedel og kan kun monteres på gulvet.

Viessmann-kedler giver mulighed for at fodre kedelbetjeningssystemerne fra en ekstern kilde, dvs. fra centrale strømforsyningsnetværk. Viessmann placerede udstyret som et udstyr, der leverer sit eget behov (drift af kedlenheder) uden mulighed for at vælge overskydende elektricitet til indenlandsk forbrug.

Vitotwin F350 system - en kedel med en 175l vandvarmekedel. Systemet giver dig mulighed for at varme rummet, giver varmt vand og genererer elektrisk energi.

For at kunne sammenligne effektiviteten af ​​brugen af ​​generatorer indbygget i varmesystemet. Det er værd at overveje kedlen, der blev udviklet af TERMOFOR-virksomhederne (Republikken Hviderusland) og Krioterm-selskabet (Rusland, Skt. Petersborg).

Det er værd at overveje dem ikke, fordi de på en eller anden måde kan konkurrere med ovenstående systemer, men for at sammenligne driftsprincipperne og effektiviteten ved generering af elektrisk energi. Disse kedler bruger kun brænde som brændstof presset savsmuld eller briketter baseret på træ, så de ikke kan sidestilles med modellerne fra NAVIEN og Viessmann.

Kedlen, kaldet "Indigirka Heat Furnace", er fokuseret på langtidsopvarmning med træ osv., Men er udstyret med to termiske elektricitetsgeneratorer af typen TEG 30-12. De er placeret på enhedens sidevæg. Generatorernes magt er lille, dvs.i alt er de i stand til at generere kun 50-60W med en spænding på 12V.

Den grundlæggende design af Indigirka komfuret tillader ikke kun opvarmning af rummet, men også madlavning på brænderen. Systemet suppleres af to varmegeneratorer på 12V med en effekt på 50-60W.

I denne kedel er Zebek-metoden blevet anvendt, baseret på dannelsen af ​​en EMF i et lukket elektrisk kredsløb. Det består af to forskellige materialetyper og opretholder kontaktpunkter ved forskellige temperaturer. dvs. udviklere bruger også varmen genereret af kedlen til at generere elektrisk energi.

Sammenligning af kedelydelse

Sammenligning af de præsenterede typer kedler, der ikke kun varmer rummet (varme varmeoverføringsmiddel), men også generere elektricitet ved hjælp af genereret varme, bør der tages hensyn til vigtige aspekter under drift.

Både NAVIEN og Viessmann positionerer deres kedler, hvilket indikerer utvivlsomme fordele - komplet automatisering af processen, fraværet af behovet for servicereparationer og fuldstændigt fravær af interferens efter idriftsættelse af køberen.

Til drift af disse kedler er det kun nødvendigt med stabil drift af systemet; stabil gastilgængelighed (hvad enten det er bagagerum, en cylinderinstallation med flydende gas eller gastank). Til brug af kedler anvendes følgelig husholdningsgas, der efter forbrænding ikke skader miljøet.

I princippet kan næsten det samme siges om Indigirka-ovnen, kun typen af ​​brændstof her er ikke gas, men brænde, pellets eller presset savsmuld.

Total fravær automatiseringder kræver elektricitet. Systemet til generering af elektrisk energi og kedlen i sig selv påvirker ikke hinandens drift, dvs. i tilfælde af svigt i elproduktionssystemet fortsætter kedlen med at udføre sine funktioner.

Alle disse gasfyrede varmeenheder, under de brændere, som Stirling-motorer er placeret i, producerer elektrisk energi, der kan bruges til forskellige formål.

NAVIEN og Viessmann kedler vil ikke være i stand til at prale af sådan, da Stirling-systemmotoren er indbygget direkte i kedeldesignet. Men hvor omkostningseffektive er sådanne systemer, og efter hvor længe vil en lignende kedel betale sig? Dette spørgsmål skal behandles detaljeret.

De overvejede systemers rentabilitet

Ved første øjekast er kedlerne fra NAVIEN og Viessmann næsten 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 simpelthen ved at bruge en kedel til opvarmning af en kedel eller til opvarmning af rum, bede køberen uden at tøve med at etablere et sådant ”mirakel af teknologi”.

Men ved nærmere undersøgelse af NAVIEN-kedlen opstår der spørgsmål, der skal besvares. Med den deklarerede effekt på 1 kW (gratis strøm, som du kan bruge efter eget skøn), bruger kedlen strøm meget mærkbart under driften af ​​systemet.

Hvad mener du? I det mindste automatisering, selvom der kræves lidt strøm, men det er nødvendigt for, at ventilatoren og cirkulationspumpen skal fungere. De anførte enheder i alt kan ikke kun med succes forbruge denne kilowatt energi, men det er muligvis ikke nok, når systemet er "spredt".

Skematisk diagram over Vissmann Vitotwin 350F varmesystem med en 175l gulvkedel. Systemet tillader både brug af elektricitet fra en ekstern kilde og overførsel af overskydende genereret elektricitet til et fælles netværk

De nøjagtige samme spørgsmål opstår med Viessmann-kedler, men i det mindste blev der ikke nævnt muligheden for at udvinde elektricitet til ens eget behov her. Kun muligheden for autonom drift af systemet i fravær af ekstern forsyning blev fastlagt.

Selvom udviklere øjeblikkeligt angiver, at "systemet kan kræve yderligere elektrisk strøm ved spidsbelastninger." På baggrund af den påståede 3500 kWh produceret elektricitet om året er denne nuance allerede i tvivl, og gennem enkle og enkle beregninger får vi følgende:

3500: 6 (måneder af standardopvarmningssæsonen): 30 (i gennemsnit 30 kalenderdage): 24 (24 timer i døgnet) = 0,81 kW * time.

dvs. Kedlen producerer ca. 800W med stabil (konstant) drift, men hvor meget forbruger selve systemet under drift? Måske er de samme produceret af 800W og muligvis mere.

Derudover genereres der kun elektricitet under driften af ​​brænderen. dvs. Det kræver enten kontinuerlig drift af systemet, eller alt er lidt anderledes end udviklerne af systemet siger.

Hvad førte disse beregninger til? Det træfyrede kedelanlæg giver virkelig sine 50W * h (eller 0,05 kW * h), som kan bruges til at genoplade en tablet, telefon osv. selv for den banale "LED-lampe i standby". I modsætning til udviklingen af ​​to verdensberømte virksomheder, men den beskrevne udvikling ligner helt klart mere et godt marketingbevægelse og intet mere.

Hvad angår prispolitikken for disse systemer, er det generelt vanskeligt at evaluere noget her. Da selv producenter Viessmann og NAVIEN straks bestemmer, at udstyret "ikke kræver vedligeholdelse." Oversat til et simpelt sprog - det brød, hvilket betyder, at du skal udskifte enheden helt.

Dette kan ikke kun vedrøre hele systemet, men også individuelle enheder: Stirling-motoren, gasbrændersystemet osv. Resultatet er et ret imponerende beløb. Baseret på det faktum, at gennemsnitsprisen for disse systemer er omkring 12 tusind. Euro eller 13,5 tusind $. Skemaet med kedlen med generatoren, da er det kun producenten af ​​systemer, der kan vinde i en sådan situation.

Indigirka-komfyren kan slet ikke deltage i sammenligningen, ikke kun fordi brændstoftypen ikke er gas, og prisen er ikke sammenlignelig (15 gange mindre), men fordi brændeovnen ikke er placeret til husholdning, men mere til rejser, ekspeditioner osv. n.

Hvis situationen med energibærere i Europa væsentligt påvirker forbrugervalget (når man vælger varme- eller energiforsyningssystemer) med hensyn til økonomi og miljøvenlighed, stimulerer EU-staterne dette ved at subsidiere implementeringen af ​​sådanne systemer.

For den indenlandske forbruger i Rusland vil sådanne systemer sandsynligvis være for dyre både oprindeligt "system + installation" og under drift.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Princippet om drift af Stirling-motoren, udstyret med en gaskedel:

Demonstration af gaskedlen med en elgenerator:

Et eksempel på en brændeovn med en elektricitetsgenerator 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 fastlagt ved lov, men heller ikke hilses velkommen af ​​netselskaber. Derfor er det usandsynligt, at de præsenterede systemer har alvorlige chancer for at blive brugt i Den Russiske Føderation i dag.

Kommenter den artikel, der er sendt til behandling i blokformularen nedenfor, still spørgsmål, send et foto om emnet. Fortæl os om kedler kendte til kraftgenereringssystemer. Del nyttige oplysninger, der er nyttige for besøgende.