Gázkazán villamos generátorral: eszköz, működési elv, a legjobb márkák áttekintése

Az energiaforrásokkal való óvatos hozzáállást elsősorban az a tény diktálja, hogy szinte az összes természeti erőforrás nem végtelen. Minden típusú üzemanyag gazdaságos felhasználása új rendszerek kifejlesztését vagy a meglévők radikális korszerűsítését igényli.

Tehát egy villamos generátorral működő gázkazán a hibrid rendszerek egyik típusa, amely lehetővé teszi a kék üzemanyag intelligens ártalmatlanítását. Bemutatjuk Önt a villamos energiát és a hőenergiát előállító berendezések működésének elvére. Bemutatjuk a hibrid aggregátumok tipikus modelljeit.

Hatékony energiafogyasztás

Még egy hétköznapi ember, akinek a házak fűtésére felszerelt gázkazánja van, kíváncsi lehet a hőenergia felhasználásának ésszerűségére. Valójában végül is, amikor a kazánban gázt éget, a keletkező hőt messze nem használják fel.

Mindig, amikor a fűtési rendszer működik, a hő egy része visszavonhatatlanul elveszik. Ez általában akkor fordul elő, amikor az égéstermékeket a kazán a légkörbe bocsátja. Valójában ez egy elveszett energia, amelyet fel lehetne használni.

Pontosan miről szól? Arról, hogy pazarolt hőt hiába lehet felhasználni az elektromos energia előállításához.

Annak alapján, hogy a fűtési kazánrendszert már optimalizálták a hatékonyság maximalizálása érdekében, a "kibocsátott" energia továbbra is jelentős része annak az energianak, amely az üzemanyag égésekor szabadul fel.

Az üzemanyag típusa különféle lehet, kezdve a banális tűzifától és mindenféle briketttől, a leggazdaságosabb lehetőségekkel kezdve: fő gáz, melyben a metán túlsúlyban van, a mesterséges kék üzemanyag és a propán-bután cseppfolyósított keverékek.

Úgy tűnhet, hogy ez messze van az „Amerika felfedezésétől”, ám valójában a technológia, amelyet Robert Stirling 1943-ban fejlesztett ki, inkább a telepítés létezik. Tervezési jellemzői és működésének alapelve lehetővé teszi számunkra, hogy ezt a rendszert belső égésű motorokhoz rendeljük.

Akkor miért nem használta ezt a telepítést ilyen hosszú ideig? A válasz egyszerű: a technológia elméleti fejlesztése a múlt század negyvenes éveiben a gyakorlatban nagyon nehézkesnek bizonyult.

A fejlesztés idején létező technológiák és anyagok nem tették lehetővé a létesítmény méretének csökkentését, és a meglévő villamos energia előállítási módszerek költséghatékonyabbak voltak.

Ha egy gázkazánba beépítik egy olyan eszközt, amely a pazarlóan felhasznált hőt elektromosá dolgozza fel, jelentősen növelheti a gázfeldolgozó üzem hatékonyságát.

Mi ösztönözhet bennünket arra, hogy alaposabban gondolkodjunk azokkal az erőforrásokkal kapcsolatban, amelyeket nem osztályoznak megújulóként? Most az egész világon közös probléma merül fel - a technológiák fejlődése elkerülhetetlenül az elektromos energiafogyasztás növekedéséhez vezet.

A fogyasztás növekedése olyan gyors ütemben zajlik, hogy a hálózati társaságoknak nincs idejük modernizálni az elektromos energia átviteli rendszereit, nem is beszélve a termelésről. Ez a helyzet elkerülhetetlenül ahhoz a tényhez vezet, hogy az áramellátó rendszerek elemei meghibásodnak, és bizonyos esetekben ez irigylésre méltó rendszerességgel történhet.

A modern fűtőkazánok vezérlőrendszerekkel vannak felszerelve, amelyek szintén illékonyak. A keringető szivattyúnak, az érzékelőknek, az automatizálásnak és a központnak maga is áramforrásra van szüksége. A teljes eszközkészlet csak riasztást okozhat az üzemképesség fenntartása érdekében áramkimaradás alatt.

A kényszerfűtési rendszerek nem indíthatók el áram nélkül. Az energia kikapcsolása a fűtési szezonban szinte katasztrofális számukra. Nemcsak ez elkerülhetetlenül a hely gyors hűtéséhez vezet, hosszú távú alapjáraton történő fűtés esetén az áramkör lefagyhat.

A hideg évszakban a fűtési rendszer hosszabb ideig tartó hiánya miatt a fűtési rendszer lefagy, jégcsatlakozók jelennek meg benne, és ennek eredményeként a berendezés és a fűtőcsövek károsodhatnak a törés miatt

A probléma standard létező megoldásai - telepítés szünetmentes tápegységekbármilyen típusú generátor (gáz-, benzo-, dízelgenerátorok vagy nem hagyományos források - szélerőművek vagy mini TPP-k, vízerőművek).

Ez a megoldás azonban messze nem mindenki számára elfogadható, mivel sok embernek nehezen tud foglalkozni az autonóm villamosenergia-szolgáltató telepítésével.

Ha az egyedi házak lakosai továbbra is helyet foglalhatnak el egy generátor számára, akkor a többszintes épületbe történő felszereléshez szinte lehetetlen. Így kiderül, hogy az egyedi fűtési rendszerekkel rendelkező lakóházak lakosai először szenvednek a világítás kikapcsolásakor.

Ezért elsősorban azok a cégek, amelyek fűtési rendszerek összeállításához alkatrészeket gyártanak, azon gondolkodtak, hogy a fűtési rendszer "kibocsátja" a hőt. Gondolkodtunk azon, hogyan lehetne felhasználni a haszontalan anyagot a villamos energia előállításához.

A jól ismert technológiák közül a fejlesztők a „jól elfeledett” Stirling egységet választották, a modern technológiák lehetővé teszik annak hatékonyságának növelését, miközben megőrzik a kompakt méreteket.

A Stirling motor működésének alapelve a motor dugattyújának fel-le mozgatása. A motor szinte csendesen jár, és nem okoz rezgést

A Stirling egység működésének elve a munkafolyadék melegítésén és hűtésén alapszik, amely viszont egy elektromos energiát előállító mechanizmust hajt meg.

A befecskendezett gáz a dugattyú belsejében (zárt helyzetben) helyezkedik el, amikor melegszik, a gáznemű közeg tágul és mozgatja a dugattyút az egyik irányba.

Áttekintés a generátorral működő kazánok gyártóiról

Nézzük meg a házon kívüli kazánok rendszerének ma létező konkrét példáit, amelyekben a kipufogógázok (égéstermékek) villamosenergia-előállításra történő felhasználásának elvét sikerült megvalósítani. A dél-koreai NAVIEN vállalat sikeresen alkalmazta a fenti technológiát egy HYBRIGEN SE márkanévű kazánban.

A kazán Stirling motort használ, amely az útlevél adatai szerint 1000W (vagy 1kW) teljesítményű és 12V feszültségű áramot termel üzem közben. A fejlesztők azt állítják, hogy a generált villamos energia felhasználható háztartási készülékek energiaellátására.

Ennek a teljesítménynek elegendőnek kell lennie a háztartási hűtőszekrény (kb. 0,1 kW), a személyi számítógép (kb. 0,4 kW), az LCD TV (kb. 0,2 kW) és legfeljebb 12 LED-izzó táplálásához, amelyek mindegyike 25 watt.

Navien hybrigen se kazán beépített Stirling generátorral és motorral. A kazán üzemeltetése során a fő funkciók mellett 1000 W nagyságrendű villamos energiát termelnek

Az európai gyártóktól a Viessmann ezen a téren fejleszt. A Viessmannnak lehetősége van a Vitotwin 300W és a Vitotwin 350F sorozatú kazánok két modelljének bemutatására a fogyasztó választása szerint.

A Vitotwin 300W volt az első fejlesztés ebbe az irányba. Meglehetősen kompakt kialakítású és nagyon hasonló a szokásoshoz falra szerelt gázkazán. Igaz, hogy az első modell működése során azonosították a Stirling rendszer motorjának "gyenge" pontjait.

A legnagyobb probléma a hő eltávolítása volt, az eszköz alapja a fűtés és hűtés. Ie a fejlesztők ugyanazzal a problémával szembesültek, mint a Stirling a múlt század negyvenedik hetében - hatékony hűtés, amely csak jelentős hűtőméretekkel érhető el.

Ezért jelent meg a Vitotwin 350F kazánmodell, amely nemcsak egy villamos áramfejlesztővel felszerelt gázkazánt, hanem egy integrált 175 literes kazánt is tartalmazott.

A forró víz tárolótartálya padlóra van felszerelve, mind a berendezés, mind az egészségügyi célokra előkészített folyadék súlya miatt

Ebben az esetben a Stirling egység dugattyújának hűtésének problémája van, mert víz beáramlik kazán. A döntés azonban ahhoz a tényhez vezetett, hogy a létesítmény általános méretei és súlya növekedett. Egy ilyen rendszert már nem lehet a falra szerelni, mint egy szokásos gázkazánt, és csak padlóra szerelhető.

A Viessmann kazánok lehetőséget biztosítanak a kazánok üzemeltetési rendszerének táplálására külső forrásból, azaz központi tápegységektől. Viessmann úgy helyezte el a berendezést, hogy saját igényeit kielégítő eszközként működjön (kazánegységek működtetése) anélkül, hogy a háztartási fogyasztásra választhatná a felesleges villamos energiát.

Vitotwin F350 rendszer - kazán 175 liter vízmelegítővel. A rendszer lehetővé teszi a helyiség melegítését, forró vizet szolgáltat és villamos energiát termel.

Annak érdekében, hogy összehasonlítsuk a fűtőrendszerbe épített generátorok hatékonyságát. Érdemes megfontolni a kazánt, amelyet a TERMOFOR cégek (Belarusz Köztársaság) és a Krioterm társaság (Oroszország, Szentpétervár) fejlesztettek ki.

Érdemes megfontolni őket nem azért, mert valamilyen módon képesek versenyezni a fenti rendszerekkel, hanem hogy összehasonlítsák a működés alapelveit és az elektromos energia előállításának hatékonyságát. Ezek a kazánok csak tűzifát használnak tüzelőanyagként sajtolt fűrészpor vagy faalapú brikett, tehát nem lehet egyenértékű a NAVIEN és a Viessmann modellekkel.

Az "Indigirka fűtőkemence" elnevezésű kazán a fa hosszú távú fűtésére, stb. Koncentrál, de két TEG 30-12 típusú hőenergia-generátorral van felszerelve. Ezek az egység oldalfalán helyezkednek el. A generátorok teljesítménye kicsi, azazösszesen csak 50-60 W-ot képesek generálni 12 V feszültséggel.

Az Indigirka kályha alapfelépítése nemcsak a helyiség fűtését, hanem az égőn történő főzést is lehetővé teszi. A rendszert két 12 V-os hőgenerátor egészíti ki, 50-60 W teljesítménytel.

Ebben a kazánban a Zebek-módszert alkalmazták, amelynek alapja egy EMF kialakítása zárt elektromos körben. Két különböző típusú anyagból áll, és érintkezési pontokat tart fenn különböző hőmérsékleteken. Ie A fejlesztők a kazán által generált hőt is felhasználják villamos energia előállítására.

A kazán teljesítményének összehasonlítása

A bemutatott típusú kazánok összehasonlítása, amelyek nemcsak melegítik a helyiséget (melegítik hőátadó közeg), hanem az előállított hő felhasználásával villamos energiát is termelni kell, figyelmet kell fordítani a működés során fontos szempontokra.

Mind a NAVIEN, mind a Viessmann a kazánjait pozícionálja, és rámutat a kétségtelen előnyökre - a folyamat teljes automatizálására, a javítás szükségességének hiányára és a beavatkozás teljes hiányára a vevő részéről a munka megkezdése után.

Ezeknek a kazánoknak az üzemeltetéséhez csak a rendszer stabil működése szükséges, a stabil gáz rendelkezésre állása (legyen az csomagtartó-szállítás, hengeres telepítés cseppfolyósított gázzal vagy gáztartály). Ennek megfelelően a kazánok üzemeltetéséhez háztartási gázt használnak, amely az égés után nem károsítja a környezetet.

Elvileg szinte ugyanez mondható el az Indigirka fűtőkészülékről, itt csak az üzemanyag típusa nem gáz, hanem tűzifa, pellet vagy préselt fűrészpor.

Teljes hiány automatizálásami áramot igényel. Az elektromos energia előállítására szolgáló rendszer és maga a kazán nem befolyásolja egymás működését, azaz az energiatermelő rendszer meghibásodása esetén a kazán továbbra is ellátja funkcióit.

Ezek a gáztüzelésű fűtőegységek, amelyek égője alatt a Stirling motor található, különféle célokra felhasználható villamos energiát termelnek.

A NAVIEN és a Viessmann kazánok nem tudnak ilyennel dicsekedni, mivel a Stirling rendszer motorja közvetlenül a kazán kialakításába van beépítve. De mennyire költséghatékonyak az ilyen rendszerek, és mennyi idő után fizet egy hasonló kazán? Ezt a kérdést részletesen kell kezelni.

A vizsgált rendszerek jövedelmezősége

Első pillantásra a NAVIEN és a Viessmann kazánjai szinte mini-hőerőművek egy magánházban vagy akár lakásban.

A nagy átfogó méretek ellenére az a képesség, hogy elektromos energiát termeljenek egyszerűen egy kazán segítségével a kazán melegítéséhez vagy a helyiségek fűtéséhez, a vevőt habozás nélkül ösztönzi arra, hogy hozzon létre egy ilyen „technológiai csodát”.

De a NAVIEN kazán közelebbi vizsgálata során felmerülnek olyan kérdések, amelyekre meg kell válaszolni. A bejelentett 1 kW teljesítmény mellett (szabad teljesítmény, amelyet saját belátása szerint felhasználhat) a kazán a rendszer működése során elég észrevehetően fogyaszt energiát.

Hogy érted? Legalább az automatizálás működése, még ha kevés energiára is szükség van, de ehhez a ventilátor és a cirkulációs szivattyú működéséhez szükség van. A felsorolt ​​eszközök összesen nemcsak sikeresen fogyaszthatják ezt a kilowatt energiát, de lehet, hogy nem elég, ha a rendszer „szétszórt”.

A Vissmann Vitotwin 350F fűtőrendszer vázlatos rajza 175 literes padlókazánnal. A rendszer lehetővé teszi mind a külső forrásból származó villamos energia felhasználását, mind a feleslegesen előállított villamos energia átvitelét a közös hálózatba

Ugyanezek a kérdések merülnek fel a Viessmann kazánokkal kapcsolatban, de itt legalább a villamosenergia-kitermelés lehetőségét a saját szükségletekre nem állítottuk be. Kizárólag a rendszer autonóm működésének lehetőségét támasztották alá külső ellátás nélkül.

Noha a fejlesztők azonnal jelezik, hogy "a rendszernek csúcsterhelés esetén további villamos energiára van szüksége". Az állítólag évi 3500 kWh előállított villamos energia fényében ez az árnyalat már kétséges, és egyszerű és egyszerű számításokkal a következőket kapjuk:

3500: 6 (a szokásos fűtési szezon hónapjai): 30 (átlagosan 30 naptári nap): 24 (egy nap 24 órája) = 0,81 kW * óra.

Ie A kazán körülbelül 800 W-ot termel stabil (állandó) működéssel, de mekkora a rendszer önmaga a fogyasztása működés közben? Valószínűleg ugyanazok, amelyeket a 800W gyártott, és talán még több.

Ezen túlmenően csak az égő működése közben termel áramot. Ie Vagy vagy a rendszer folyamatos működését igényli, vagy minden kissé különbözik, mint azt a rendszerfejlesztők mondják.

Mire vezettek ezek a számítások? A fatüzelésű kazánrendszer valóban megkapja az 50 W * h (vagy 0,05 kW * h) teljesítményt, amely táblagép, telefon stb. Újratöltésére használható. még a banális "készenléti LED-izzó számára". Két világhírű cég fejlődésével ellentétben, de a leírt fejlemény egyértelműen inkább jó marketing lépésnek tűnik, semmi több.

Ami a fenti rendszerek árazási politikáját illeti, itt általában nehéz értékelni valamit. Mivel a Viessmann és a NAVIEN még a gyártók is azonnal kijelentik, hogy a berendezés "nem igényel karbantartást". Egy egyszerű nyelvre fordítva - megtört, ami azt jelenti, hogy a készüléket teljesen ki kell cserélni.

Ez nemcsak a teljes rendszerre, hanem az egyes egységekre is vonatkozhat: a Stirling motor, a gázégő rendszer stb. Az eredmény meglehetősen lenyűgöző összeg. Annak alapján, hogy ezeknek a rendszereknek az átlagos ára körülbelül 12 ezer. Euró vagy 13,5 ezer dollár. A kazán sémája a generátorral, akkor csak a rendszerek gyártója nyerhet ilyen helyzetben.

Az Indigirka kályha egyáltalán nem vehet részt az összehasonlításban, nem csak azért, mert az üzemanyag típusa nem gáz, és az ár sem összehasonlítható (15-szer kevesebb), hanem azért, mert a kályhát nem háztartási célokra, hanem inkább utazásra, expedíciókra stb. n.

Ha Európában az energiahordozókkal kapcsolatos helyzet a hatékonyság és a környezetbarát szempontból jelentősen befolyásolja a fogyasztók választását (fűtési vagy energiaellátási rendszerek kiválasztásakor), akkor az EU-államok ezt ösztönzik az ilyen rendszerek megvalósításának támogatásával.

Az oroszországi háztartási fogyasztó számára az ilyen rendszerek valószínűleg túl drágák mind a kezdeti „rendszer + telepítés”, mind az üzemeltetés során.

Következtetések és hasznos videó a témáról

A Stirling motor működési elve, a gázkazán felszerelésekor:

A gázkazán demonstrálása villamos generátorral:

Példa egy elektromos áramfejlesztővel felszerelt fatüzelésű kályhára, összehasonlítva egy gázkészülékkel:

Ne felejtsük el, hogy az európai energiatermelő vállalatok meglehetősen hűek az energiatakarékos berendezések „gyártóinak”.

Oroszországban a háztartási fogyasztók általi villamosenergia-előállítás és -továbbítás lehetőségét nemcsak a törvény rögzíti, hanem a hálózatüzemeltetők is nem fogadják el. Ezért a bemutatott rendszereknek valószínűleg nem lesz komoly esélyük arra, hogy ma az Orosz Föderációban alkalmazzák őket.

Kérjük, kommentálja a megfontolásra benyújtott cikket az alábbi blokk formában, tegyen fel kérdéseket, tegyen fel fotót a témáról. Mondjon nekünk az energiatermelő rendszereket ismerő kazánokról. Ossza meg a webhely látogatói számára hasznos információkat.