Plinski kotao s električnim generatorom: uređaj, princip rada, pregled najboljih marki

Pažljiv odnos prema energetskim resursima diktira prije svega činjenica da gotovo svi prirodni resursi nisu beskonačni. Ekonomična upotreba svih vrsta goriva zahtijeva razvoj novih sustava ili radikalnu modernizaciju postojećih.

Dakle, plinski kotao s električnim generatorom jedna je od vrsta hibridnih sustava koji omogućuju inteligentno upravljanje plavim gorivom. Upoznat ćemo vas s načelom rada opreme koja zajedno s toplinskom energijom stvara električnu energiju. Uvedimo u tipične modele hibridnih agregata.

Učinkovita potrošnja energije

Čak se i običan čovjek na ulici, koji ima plinski kotao instaliran za grijanje domova, može zapitati o racionalnosti korištenja toplinske energije. Doista, na kraju krajeva, kada se gorivo u kotlu koristi daleko od sve proizvedene topline.

Uvijek kada sustav grijanja radi, dio topline nepovratno se gubi. To se obično događa kada se proizvodi izgaranja iz kotla ispuštaju u atmosferu. Zapravo, ovo je izgubljena energija koja bi se mogla iskoristiti.

O čemu se točno radi? O mogućnosti uzalud iskorištene izgubljene topline za proizvodnju električne energije.

Na temelju činjenice da je sustav kotlovskog grijanja već optimiziran kako bi se povećala učinkovitost, „emitirana“ energija još uvijek čini značajan dio energije koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva

Vrste goriva mogu biti različite, počevši od banalnog drva i svih vrsta briketa, završavajući najekonomičnijim opcijama: glavni plin s prevladavanjem metana u sastavu, umjetno plavo gorivo i smjese ukapljene u propan-butanu.

Možda se čini da je to daleko od „otkrića Amerike“, ali zapravo tehnologija koju je 1943. razvio Robert Stirling, ili bolje rečeno, instalacija postoji. Njegove dizajnerske karakteristike i osnovni princip rada omogućuju nam da ovaj sustav pripišemo motorima s unutarnjim izgaranjem.

Zašto, dakle, ovu instalaciju nisu koristili toliko dugo? Odgovor je jednostavan - teorijski razvoj tehnologije četrdesetih godina prošlog stoljeća pokazao se vrlo nezgodan u praksi.

Tehnologije i materijali koji su postojali u vrijeme razvoja nisu dopuštali smanjenje veličine instalacije, a postojeće metode za proizvodnju električne energije bile su isplativije.

Uključivanje u krug plinskog kotla uređaja koji prerađuje potrošenu toplinu u električnu energiju može značajno povećati učinkovitost postrojenja za preradu plina

Što nas danas može natjerati na pažljiviji odnos prema resursima koji nisu klasificirani kao obnovljivi? Sada je u cijelom svijetu zajednički problem - razvoj tehnologija neminovno dovodi do povećanja potrošnje električne energije.

Povećanje potrošnje odvija se tako brzim tempom da mrežne tvrtke nemaju vremena za modernizaciju prijenosnih sustava električne energije, da ne spominjemo proizvodnju. Ova situacija neizbježno dovodi do toga da elementi sustava napajanja električnom energijom propadaju, a u nekim se slučajevima to može dogoditi sa zavidnom regularnošću.

Moderni grijaći kotlovi opremljeni su upravljačkim sustavima koji su također isparljivi. Cirkulacijska pumpa, senzori, automatizacija, sama ploča treba električnu energiju. Čitav skup uređaja ne može uzrokovati alarm za održavanje operabilnosti tijekom prekida napajanja.

Prisilni sustavi grijanja ne mogu se pokrenuti bez električne energije. Isključivanje struje tijekom sezone grijanja gotovo je pogubno za njih. I ne samo to, to će neizbježno dovesti do brzog hlađenja prostorije, s dugotrajnim grijanjem u praznom hodu, krug se može smrznuti.

Dugotrajno odsustvo sustava grijanja u hladnoj sezoni uzrokuje smrzavanje sustava grijanja, u njemu se pojavljuju ledeni čepovi i, kao rezultat, oštećenja opreme i cijevi za grijanje zbog prekida

Standardna postojeća rješenja za problem - instalacija neprekidni izvori napajanjageneratori svih vrsta modifikacija (plin, benzo, dizel generatori ili netradicionalni izvori - vjetroelektrani ili mini TE, hidroelektrane).

No, ovo je rješenje daleko od prihvatljivog za sve, jer je mnogim ljudima teško dodijeliti prostor za instaliranje autonomnog dobavljača električne energije.

Ako stanovnici pojedinih kuća još uvijek mogu dodijeliti prostor za generator, onda je za ugradnju u višestambene zgrade gotovo nemoguće. Tako se ispostavilo da stanovnici stambenih zgrada s individualnim sustavima grijanja prvi trpe kad ugase svjetla.

Zbog toga su se, prije svega, tvrtke koje proizvode komponente za sastavljanje sustava grijanja pitale o potpunom korištenju topline, koju „emitira“ sustav grijanja. Razmišljali smo o tome kako iskoristiti beskorisnu tvar u proizvodnji električne energije.

Od poznatih tehnologija, programeri su odabrali „dobro zaboravljenu“ Stirlingovu jedinicu; moderne tehnologije omogućuju povećanje njezine učinkovitosti, zadržavajući kompaktne dimenzije.

Princip rada Stirlingovog motora je pomicanje klipa motora prema gore i dolje. Motor radi gotovo tiho i ne uzrokuje vibracije opreme

Princip rada Stirlingove jedinice temelji se na upotrebi grijanja i hlađenja radnog fluida, koji zauzvrat pokreće mehanizam koji stvara električnu energiju.

Ubrizgani plin nalazi se unutar klipa (zatvoren), kada se zagrijava, plinoviti medij se širi i pomiče klip u jednom smjeru, nakon hlađenja u hladnjaku se steže i pomiče klip u drugom smjeru.

Pregled proizvođača kotlova s ​​generatorom

Pogledajmo konkretne primjere sustava domaćih kotlova koji danas postoje u kojem je načelo korištenja ispušnih plinova (produkata izgaranja) za proizvodnju električne energije uspješno implementirano. Južnokorejska tvrtka NAVIEN uspješno je implementirala gornju tehnologiju u bojler marke HYBRIGEN SE.

Kotao koristi Stirlingov motor koji, prema podacima putovnice, tijekom rada proizvodi električnu energiju kapaciteta 1000 W (ili 1kW) i napona 12V. Programeri tvrde da se proizvedena električna energija može koristiti za napajanje kućanskih uređaja.

Takva snaga trebala bi biti dovoljna za napajanje kućanskog hladnjaka (oko 0,1 kW), osobnog računala (oko 0,4 kW), LCD televizora (oko 0,2 kW) i do 12 LED žarulja snage po 25 W.

Navien kotao za hibrigeni sa integriranim Stirlingovim generatorom i motorom. Tijekom rada kotla, pored glavnih funkcija, proizvodi se električna energija reda od 1000 W

Od europskih proizvođača Viessmann se bavi razvojem na ovom području. Viessmann ima priliku predstaviti dva modela kotlova Vitotwin 300W i Vitotwin 350F prema izboru potrošača.

Vitotwin snage 300W bio je prvi razvoj u tom smjeru. Ima prilično kompaktan dizajn i izgleda vrlo slično uobičajenom zidni plinski kotao, Istina, upravo su tijekom rada prvog modela utvrđene "slabe" točke u radu motora Stirlingovog sustava.

Najveći problem bio je uklanjanje topline, osnova uređaja je grijanje i hlađenje. tj programeri suočili su se s istim problemom s kojim se Stirling suočavao četrdesetih godina prošlog stoljeća - učinkovito hlađenje, koje se može postići samo značajnim veličinama hladnjaka.

Zato se pojavio model kotla Vitotwin 350F, koji je uključivao ne samo plinski kotao s generatorom električne energije, već i integrirani kotao od 175 litara.

Spremnik tople vode je montiran na podu zbog velike težine opreme i tekućine koja se priprema u sanitarne svrhe

U ovom slučaju problem s problemom hlađenja klipa Stirlingove jedinice zbog vode u kotao, Međutim, odluka je dovela do toga da su se ukupne dimenzije i težina instalacije povećavale. Takav sustav se više ne može montirati na zid poput običnog plinskog kotla, a može se montirati samo na podu.

Viessmannovi kotlovi pružaju mogućnost napajanja pogonskih sustava kotla iz vanjskog izvora, tj. iz centralnih mreža napajanja. Viessmann je opremu pozicionirao kao uređaj koji osigurava vlastite potrebe (rad kotlovskih jedinica) bez mogućnosti odabira viška električne energije za kućnu potrošnju.

Vitotwin F350 sustav - bojler s 175l bojlerom za vodu. Sustav vam omogućuje zagrijavanje prostorije, opskrbljuje toplom vodom i stvara električnu energiju.

Kako bi se mogla usporediti učinkovitost uporabe generatora ugrađenih u sustav grijanja. Vrijedno je razmotriti bojler koji su razvile tvrtke TERMOFOR (Republika Bjelorusija) i tvrtka Krioterm (Rusija, St. Petersburg).

Vrijedno ih je razmotriti ne zato što se mogu nekako natjecati s gore navedenim sustavima, već usporediti principe rada i učinkovitosti proizvodnje električne energije. Ovi kotlovi koriste samo ogrevno drvo kao gorivo prešana piljevina ili brikete na bazi drva, tako da se ne mogu izjednačiti s modelima NAVIEN i Viessmann.

Kotao, nazvan "Peć za grijanje Indigirka", fokusiran je na dugotrajno grijanje drva, itd., Ali opremljen je s dva generatora toplinske električne energije tipa TEG 30-12. Smješteni su na bočnom zidu jedinice. Snaga generatora je mala, tj.sveukupno su u stanju generirati samo 50-60W s naponom od 12V.

Osnovni dizajn peći Indigirka omogućuje ne samo zagrijavanje prostorije, već i kuhanje na plameniku. Sustav dopunjuju dva generatora topline na 12 V snage 50-60W.

U ovom se kotlu koristi metoda Zebek koja se temelji na stvaranju EMF-a u zatvorenom električnom krugu. Sastoji se od dvije različite vrste materijala i održava dodirne točke na različitim temperaturama. tj programeri također koriste toplinu koju generira kotao za proizvodnju električne energije.

Usporedba performansi kotla

Usporedite predstavljene vrste kotlova, koji ne samo da zagrijavaju prostoriju (toplinu sredstvo za prijenos topline), ali također proizvode električnu energiju korištenjem generirane topline, tijekom rada treba obratiti pažnju na važne aspekte.

I NAVIEN i Viessmann postavljaju svoje kotlove, ukazujući na nesumnjive prednosti - potpunu automatizaciju procesa, nepostojanje potrebe za servisnim popravcima i potpuno nepostojanje smetnji nakon početka radova od strane kupca.

Za rad ovih kotlova potreban je samo stabilan rad sustava, stabilna dostupnost plina (bilo da je riječ o isporuci prtljažnika, ugradnji cilindra s ukapljenim plinom ili rezervoar za plin). Prema tome, za rad kotlova koristi se kućanski plin koji nakon izgaranja ne predstavlja nikakvu štetu za okoliš.

U principu, gotovo isto se može reći i za peći za grijanje Indigirka, samo vrsta goriva ovdje nije plin, već ogrjev, pelete ili prešana piljevina.

Potpuna odsutnost automatizacijakoja zahtijeva električnu energiju. Sustav za proizvodnju električne energije i sam kotao ne utječu jedni na druge, tj. u slučaju kvara sustava za proizvodnju energije, kotao nastavlja obavljati svoje funkcije.

Sve ove grijaće jedinice na plin, ispod plamenika na kojima se nalaze Stirlingovi motori, proizvode električnu energiju koja se može koristiti u razne svrhe.

Kotlovi NAVIEN i Viessmann neće se moći pohvaliti s tim, jer je motor sustava Stirling ugrađen izravno u dizajn kotla. Ali koliko su takvi sustavi isplativi i nakon koliko vremena će se sličan bojler isplatiti? O ovom pitanju treba se detaljno pozabaviti.

Profitabilnost razmatranih sustava

Kotlovi NAVIEN i Viessmann na prvi pogled gotovo su mini termoelektrane u privatnoj kući ili čak stanu.

Čak i pored velikih ukupnih dimenzija, sposobnost proizvodnje električne energije jednostavnim korištenjem kotla za grijanje bojlera ili grijanje prostorija trebala bi kupca bez oklijevanja uspostaviti takvo „čudo tehnologije“.

Ali nakon pomnijeg pregleda kotao NAVIEN, postavljaju se pitanja na koja je potrebno odgovoriti. S deklariranom snagom od 1 kW (besplatnom snagom, koju možete koristiti po vlastitom nahođenju), kotao troši struju prilično primjetno tijekom rada sustava.

Kako to misliš? Barem rad automatizacije, čak i ako je potrebno malo energije, ali je potreban kako bi ventilator i cirkulacijska crpka funkcionirali. Nabrojani uređaji ukupno mogu ne samo uspješno trošiti ovaj kilovat energije, ali možda neće biti dovoljni i kada se sustav "rasprši".

Shematski dijagram Vissmann Vitotwin 350F sustava grijanja s podnim kotlom od 175l. Sustav omogućuje i korištenje električne energije iz vanjskog izvora i prijenos viška proizvedene električne energije u zajedničku mrežu

Potpuno ista pitanja postavljaju se s Viessmannovim bojlerima, ali ovdje barem nije navedena mogućnost vađenja električne energije za vlastite potrebe. Propisana je samo mogućnost autonomnog rada sustava u nedostatku vanjske opskrbe.

Iako programeri odmah ukazuju na to da „sustav možda zahtijeva dodatnu električnu energiju pri najvećim opterećenjima“. S obzirom na pretpostavljenih 3500 kWh proizvedene električne energije godišnje, ova nijansa je već dovedena u pitanje, a kroz jednostavne i jednostavne proračune dobivamo sljedeće:

3500: 6 (mjeseci standardne sezone grijanja): 30 (prosječno 30 kalendarskih dana): 24 (dnevno 24 sata) = 0,81 kW * sat.

tj Kotao proizvodi oko 800W s stabilnim (stalnim) radom, ali koliko sustav troši sam tijekom rada? Možda isti oni koje proizvodi 800W, a možda i više.

Pored toga, električna energija nastaje samo tijekom rada plamenika. tj Zahtijeva ili kontinuirani rad sustava ili je sve malo drugačije nego što kažu programeri sustava.

Do čega su te kalkulacije dovele? Sustav kotla na drva stvarno daje svojih 50 W * h (ili 0,05 kW * h), koji se mogu koristiti za ponovno punjenje tableta, telefona itd. čak i za banalnu "standby LED žarulju". Za razliku od razvoja dviju svjetski poznatih tvrtki, opisani razvoj očito više izgleda kao dobar marketinški potez i ništa više.

Što se tiče politike cijena za ove sustave, ovdje je općenito teško nešto procijeniti. Budući da čak i proizvođači Viessmann i NAVIEN odmah određuju da oprema "ne zahtijeva održavanje". Prevedeno na jednostavan jezik - pokvarilo se, što znači da morate potpuno zamijeniti jedinicu.

To se može odnositi ne samo na cijeli sustav, već na pojedine jedinice: Stirlingov motor, plinski plamenik itd. Rezultat je prilično impresivna količina. Na temelju činjenice da je prosječna cijena za ove sustave oko 12 tisuća. Eura ili 13,5 tisuća $. Shema kotla s generatorom, tada samo proizvođač sustava može pobijediti u takvoj situaciji.

Peć Indigirka uopće ne može sudjelovati u usporedbi, ne samo zato što vrsta goriva nije plin i cijena nije usporediva (15 puta manje), već zato što peć nije postavljena za kućnu upotrebu, već više za putovanja, ekspedicije itd. br.

Ako u Europi situacija s energetskim nosačima značajno utječe na izbor potrošača (pri odabiru sustava grijanja ili opskrbe energijom) s gledišta ekonomičnosti i ekološke dostupnosti, države članice EU-a to stimuliraju subvencioniranjem implementacije takvih sustava.

Za domaćeg potrošača u Rusiji takvi će sustavi vjerojatno biti preskupi, u početku „sustav + ugradnja“ i tijekom rada.

Zaključci i korisni video na temu

Princip rada Stirlingovog motora, opremanje plinskog kotla:

Demonstracija plinskog kotla s generatorom električne energije:

Primjer peći na drva s generatorom električne energije za usporedbu s plinskom jedinicom:

Ne zaboravite da su europske tvrtke koje proizvode energiju prilično odane „proizvođačima“ opreme koja štedi energiju.

U Rusiji mogućnost proizvodnje i prijenosa električne energije na mrežu od strane kućanskih potrošača ne samo da nije zakonski utvrđena, već je ne prihvaćaju i mreže. Stoga, malo je vjerojatno da će predstavljeni sustavi imati ozbiljne šanse da se danas koriste u Ruskoj Federaciji.

Molimo komentirajte članak predat na razmatranje u donjem blokovnom obliku, postavljajte pitanja, objavite fotografiju na tu temu. Recite nam o bojlerima koji su upoznati sa sustavima za proizvodnju energije. Podijelite korisne informacije koje su korisne posjetiteljima web mjesta.