דוד גז עם גנרטור חשמלי: מכשיר, עיקרון הפעולה, סקירה של מיטב המותגים

גישה זהירה למשאבי אנרגיה מוכתבת בעיקר על ידי העובדה שכמעט כל משאבי הטבע אינם אינסופיים. השימוש הכלכלי בכל סוגי הדלק מחייב פיתוח מערכות חדשות או מודרניזציה קיצונית של מערכות קיימות.

אז, דוד גז עם גנרטור חשמלי הוא אחד מסוגי המערכות ההיברידיות המאפשרות להיפטר באופן מושכל מדלק כחול. אנו נכיר לכם את עקרון הפעולה של ציוד המייצר אנרגיה חשמלית יחד עם אנרגיה תרמית. הבה להציג מודלים טיפוסיים של אגרגטים היברידיים.

צריכת אנרגיה יעילה

אפילו אדם רגיל ברחוב שמותקן בו דוד גז לחימום בתים עשוי לתהות לגבי הרציונליות של השימוש באנרגיה תרמית. אכן, אחרי הכל, בעת שריפת גז בדוד, משתמשים רחוק מכל החום שנוצר.

תמיד כשמערכת החימום עובדת, חלק מהחום אבוד בצורה בלתי ניתנת להפליא. זה קורה בדרך כלל כשמוצרי הבעירה נפלטים מהדוד לאווירה. למעשה, מדובר באנרגיה שאבדה שניתן להשתמש בה.

על מה בדיוק מדובר? על אפשרות השימוש בחום מבוזבז בייצור אנרגיה חשמלית לשווא.

בהתבסס על העובדה שמערכת דוד החימום כבר ממוטבת על מנת למקסם את היעילות, האנרגיה ה"נפלטת "היא עדיין חלק ניכר מהאנרגיה המשתחררת במהלך בעירה בדלק

סוגי הדלק יכולים להיות שונים, החל מעצי הסקה בנאליים וכל מיני בריקטים, וכלה באפשרויות החסכוניות ביותר: גז עיקרי בעל דומיננטיות של מתאן בהרכב, דלק כחול מלאכותי ותערובות נוזליות של פרופאן-בוטאן.

נראה שזה רחוק מ"גילוי אמריקה ", אך למעשה הטכנולוגיה שפותחה בשנת 1943 על ידי רוברט סטירלינג, או ליתר דיוק, ההתקנה קיימת. תכונות העיצוב שלה ועקרון הפעולה הבסיסי מאפשר לנו לייחס מערכת זו למנועי בעירה פנימית.

מדוע אם כן לא השתמש בהתקנה זו במשך זמן כה רב? התשובה היא פשוטה - ההתפתחות התיאורטית של הטכנולוגיה בשנות הארבעים של המאה הקודמת התבררה כמסורבלת מאוד בפועל.

הטכנולוגיות והחומרים שהיו קיימים בזמן הפיתוח לא אפשרו הקטנת גודל המתקן, והשיטות הקיימות לייצור אנרגיה חשמלית היו חסכוניות יותר.

הכללה במעגל של דוד גז של התקן המעבד בזבוז חום משמש לחשמל יכולה להגדיל משמעותית את היעילות של מפעל לעיבוד גז

מה יכול לגרום לנו לחשוב היום על גישה זהירה יותר למשאבים שאינם מסווגים כמתחדשים? כעת יש בעיה נפוצה בכל העולם - פיתוח טכנולוגיות יוביל בהכרח לעלייה בצריכת האנרגיה החשמלית.

העלייה בצריכה מתרחשת בקצב כה מהיר עד כי לחברות הרשת אין זמן לחדש את מערכות ההולכה של אנרגיה חשמלית, שלא לדבר על ייצור. מצב זה מוביל בהכרח לכך שאלמנטים של מערכות אספקת חשמל נכשלים, ובמקרים מסוימים זה יכול לקרות בסדירות מעוררת קנאה.

דודי חימום מודרניים מצוידים במערכות בקרה שהן גם הפכפכות. משאבת זרימת הדם, חיישנים, אוטומציה, הפאנל עצמו זקוק לכוח חשמלי. כל מערך ההתקנים אינו יכול אלא לגרום לאזעקה לשמירה על יכולת הפעלה בזמן הפסקת חשמל.

לא ניתן להפעיל מערכות חימום בכפייה ללא חשמל. כיבוי הכוח בעונת החימום זה כמעט אסון מבחינתם. לא רק זה, זה בהכרח יביא לקירור מהיר של החדר, עם חימום סרק לאורך זמן, המעגל יכול להקפיא.

היעדרות ממושכת של מערכת החימום בעונה הקרה גורמת להקפאת מערכת החימום, תקעי קרח מופיעים בה וכתוצאה מכך נזק לציוד וצינורות החימום כתוצאה מהפסקה

פתרונות קיימים סטנדרטיים לבעיה - התקנה ספקי כוח בלתי ניתנים להפרעהגנרטורים מכל מיני שינויים (גז, בנזו, דיזל גנרטורים או מקורות לא מסורתיים - גנרטורים רוח או מיני TPP, תחנות כוח הידרו-אלקטריות).

אך פיתרון זה רחוק מלהיות מקובל על כולם, מכיוון שאנשים רבים מתקשים להקצות מקום להתקנת ספק חשמל אוטונומי.

אם דיירי בתים בודדים עדיין יכולים להקצות מקום לגנרטור, אז להתקנה בבניין רב קומות זה כמעט בלתי אפשרי. כך מתברר כי דיירי בנייני דירות עם מערכות חימום פרטניות הם הראשונים לסבול כאשר הכיבוי של האורות.

זו הסיבה שקודם כל חברות המייצרות רכיבים להרכבת מערכות חימום תהו על השימוש המלא בחום, ש"נפלט "על ידי מערכת החימום. חשבנו כיצד להשתמש בחומר חסר התועלת בייצור חשמל.

מטכנולוגיות ידועות בחרו המפתחים ביחידת הסטירלינג "שנשכחה היטב"; טכנולוגיות מודרניות מאפשרות להגדיל את יעילותה, תוך שמירה על מידות קומפקטיות.

עיקרון הפעולה של מנוע הסטירלינג הוא תנועת בוכנת המנוע כלפי מעלה ומטה. המנוע פועל כמעט בשקט ואינו גורם לרטט ציוד

עקרון הפעולה של יחידת סטירלינג מבוסס על שימוש בחימום וקירור של נוזל העבודה, אשר בתורו מניע מנגנון המייצר אנרגיה חשמלית.

הגז המוזרק ממוקם בתוך הבוכנה (סגור), כאשר מחומם, המדיום הגזי מתרחב ומניע את הבוכנה לכיוון אחד, לאחר הקירור בצידנית הוא דחוס ומניע את הבוכנה לכיוון השני.

סקירה כללית של יצרני דוודים עם גנרטור

בואו נסתכל על דוגמאות ספציפיות למערכת הדוודים הביתיים הקיימים כיום, בהם יושם בהצלחה העיקרון של שימוש בגזי פליטה (מוצרי בעירה) לייצור חשמל. חברת דרום קוריאה NAVIEN הטמיעה בהצלחה את הטכנולוגיה לעיל בדוד של המותג HYBRIGEN SE.

הדוד משתמש במנוע סטירלינג, שלפי נתוני הדרכון מייצר חשמל בהספק של 1000 וולט (או 1 קילוואט) ומתח של 12 וולט במהלך הפעולה. היזמים טוענים כי ניתן להשתמש בחשמל המיוצר לחשמל מכשירי חשמל ביתיים.

הספק כזה צריך להספיק בכדי להניע מקרר ביתי (כ -0.1 קילוואט), מחשב אישי (כ -0.4 קילוואט), טלוויזיה LCD (כ -0.2 קילוואט) ועד 12 נורות לד בהספק של 25 וואט כל אחת.

דוד Navien hybrigen se עם גנרטור סטירלינג משולב ומנוע. במהלך פעולת הדוד, בנוסף לפונקציות העיקריות, נוצר חשמל בסדר גודל של 1000 וולט

מיצרנים אירופאים Viessmann עוסקת בפיתוח בתחום זה. ל- Viessmann יש אפשרות להציג שני דגמים של דודי הסדרה Vitotwin 300W ו- Vitotwin 350F לבחירת הצרכן.

ה- Vitotwin 300W היה הפיתוח הראשון בכיוון זה. יש לו עיצוב קומפקטי למדי ונראה מאוד דומה לקבוע דוד גז קיר רכוב. נכון, במהלך פעולת הדגם הראשון זוהו הנקודות ה"חלשות "בהפעלת מנוע מערכת סטירלינג.

הבעיה הגדולה ביותר הייתה הסרת חום, בסיס המכשיר הוא חימום וקירור. כלומר היזמים התמודדו עם אותה בעיה שעמה התמודד סטירלינג בשנות הארבעים של המאה הקודמת - קירור יעיל, שניתן להשיג רק בגדלים משמעותיים של הקירור.

לכן הופיע דגם הדוד Vitotwin 350F, שכלל לא רק דוד גז עם גנרטור חשמל, אלא גם דוד משולב 175 ליטר.

מיכל האחסון למים חמים מותקן על הרצפה בגלל המשקל הכבד של הציוד עצמו וגם של הנוזל המוכן לצרכים סניטריים

במקרה זה, הבעיה עם בעיית קירור הבוכנה של יחידת סטירלינג בגלל מים בפנים דוד. עם זאת, ההחלטה הובילה לכך שהממדים והמשקל הכללי של המתקן גדלו. כבר לא ניתן להרכיב מערכת כזו על הקיר כמו דוד גז רגיל וניתן להתקין אותה רק על הרצפה.

דוודי Viessmann מספקים אפשרות להזין את מערכות הפעלת הדוד ממקור חיצוני, כלומר מרשתות אספקת חשמל מרכזיות. וייסמן מיקם את הציוד כמכשיר המספק את צרכיו האישיים (הפעלת יחידות הדוד) ללא אפשרות לבחור עודפי חשמל לצריכה ביתית.

מערכת Vitotwin F350 - דוד עם דוד חימום מים 175 ל '. המערכת מאפשרת לחמם את החדר, לספק מים חמים ומייצרת אנרגיה חשמלית.

על מנת להיות מסוגלים להשוות את היעילות של השימוש בגנרטורים המובנים במערכת החימום. כדאי לקחת בחשבון את הדוד, שפותח על ידי חברות TERMOFOR (הרפובליקה של בלארוס) וחברת Krioterm (רוסיה, סנט פטרסבורג).

כדאי לקחת בחשבון אותם לא מכיוון שהם יכולים איכשהו להתחרות במערכות שלעיל, אלא להשוות את עקרונות התפעול והיעילות של ייצור אנרגיה חשמלית. דוודים אלה משתמשים רק בעצי הסקה כדלק נסורת לחוצה או בריקטים על בסיס עץ, כך שלא ניתן יהיה להשוות אותם עם הדגמים של NAVIEN ו- Viessmann.

הדוד, המכונה "תנור חימום אינדיגירקה", מתמקד בחימום לטווח ארוך עם עץ וכו ', אך מצויד בשני גנרטורים חשמליים תרמיים מסוג TEG 30-12. הם ממוקמים על הקיר הצדדי של היחידה. כוחם של הגנרטורים הוא קטן, כלומרבסך הכל הם מסוגלים לייצר רק 50-60 וולט עם מתח של 12 וולט.

העיצוב הבסיסי של כיריים אינדיגירקה מאפשר לא רק לחמם את החדר, אלא גם לבשל על המבער. למערכת מתווספים שני מחוללי חום על 12 וולט עם הספק של 50-60W.

בדוד זה נעשה שימוש בשיטת זבק, המבוססת על היווצרות EMF במעגל חשמלי סגור. זה מורכב משני סוגים שונים של חומר ושומר על נקודות מגע בטמפרטורות שונות. כלומר מפתחים משתמשים גם בחום שנוצר על ידי הדוד כדי לייצר אנרגיה חשמלית.

השוואה בין ביצועי הדוד

השוואה בין סוגי הדוודים המוצגים, שלא רק מחממים את החדר (חום נוזל קירור) אך גם מייצרים חשמל באמצעות חום שנוצר, יש לשים לב להיבטים חשובים במהלך הפעולה.

גם NAVIEN וגם Viessmann מציבים את הדוודים שלהם, ומעידים על יתרונות ללא ספק - אוטומציה מלאה של התהליך, היעדר הצורך בתיקוני שירות והיעדר הפרעה מוחלטת לאחר הזמנתו של הקונה.

לצורך הפעלת דוודים אלה, יש צורך רק בהפעלה יציבה של המערכת: זמינות גז יציבה (בין אם מדובר במשלוחי תא המטען, מתקן צילינדר עם גז נוזלי או מיכל גז) בהתאם, להפעלת דוודים משתמשים בגז ביתי שלאחר הבעירה אינו פוגע בסביבה.

באופן עקרוני ניתן לומר כמעט אותו דבר על תנור החימום של אינדיגירקה, רק סוג הדלק כאן אינו גז, אלא עצי הסקה, כדורים או נסורת כבישה.

היעדרות מוחלטת אוטומטיקההדורש חשמל. המערכת לייצור אנרגיה חשמלית והדוד עצמו אינם משפיעים על פעולת זה, כלומר במקרה של כשל במערכת ייצור הכוח, הדוד ממשיך לבצע את תפקידיו.

כל יחידות החימום התדלוקיות הללו, שמתחת למבערים שנמצאים בהן מנועי סטירלינג, מייצרות אנרגיה חשמלית שניתן להשתמש בה למטרות שונות.

דוודי NAVIEN ו- Viessmann לא יוכלו להתפאר בכך, מכיוון שמנוע מערכת סטירלינג מובנה ישירות בתכנון הדוד. אך כמה חסכוניות מערכות כאלה ואחרי כמה זמן דוד דומה ישתלם? יש לטפל בנושא זה בפירוט.

רווחיות המערכות הנחשבות

במבט ראשון, הדוודים של NAVIEN ו- Viessmann הם תחנות כוח מיני-תרמיות כמעט בבית פרטי או אפילו בדירה.

אפילו למרות הממדים הכלליים הגדולים, היכולת לייצר אנרגיה חשמלית פשוט באמצעות דוד לחימום דוד או לחימום חדרים צריכה להניע את הקונה ללא היסוס להקים "נס טכנולוגי" כזה.

אך עם בחינה מדוקדקת יותר של דוד NAVIEN, מתעוררות שאלות שצריך לענות עליהן. עם ההספק המוצהר של 1 קילוואט (כוח חופשי, בו תוכלו להשתמש לפי שיקול דעתכם), הדוד צורך חשמל באופן בולט למדי במהלך פעולת המערכת.

למה אתה מתכוון? לפחות פעולת האוטומציה, גם אם יש צורך במעט כוח, אך הדבר נחוץ על מנת שהמאוורר ומשאבת הסירקולציה יפעלו. המכשירים הרשומים בסך הכל לא יכולים לצרוך בהצלחה קילוואט אנרגיה זה, אך יתכן שזה לא מספיק כאשר המערכת "מפוזרת".

תרשים סכמטי של מערכת החימום Vissmann Vitotwin 350F עם דוד רצפה 175 ליטר. המערכת מאפשרת הן שימוש בחשמל ממקור חיצוני והן בהעברת עודף חשמל שנוצר לרשת משותפת

אותן שאלות בדיוק מתעוררות אצל דוודי Viessmann, אך לפחות לא נאמרה כאן האפשרות להוציא חשמל לצרכים של עצמו. רק נקבעה האפשרות להפעלת מערכת אוטונומית בהיעדר אספקה ​​חיצונית.

אם כי המפתחים מציינים מייד כי "המערכת עשויה לדרוש כוח חשמלי נוסף בעומסי שיא." על רקע החשמל המיוצר של 3500 קוט"ש לשנה, ניואנס זה כבר מוטל בספק, ובאמצעות חישובים פשוטים ופשוטים אנו מקבלים את הדברים הבאים:

3500: 6 (חודשים מעונת החימום הסטנדרטית): 30 (30 ימים קלנדריים בממוצע): 24 (24 שעות ביממה) = 0.81 קילוואט * שעה.

כלומר הדוד מייצר כ- 800 וואט עם פעולה יציבה (קבועה), אך כמה המערכת עצמה צורכת במהלך הפעולה? אולי אותם אותם מיוצר על ידי 800W, ואולי גם יותר.

בנוסף, חשמל מופק רק במהלך פעולת המבער. כלומר זה דורש הפעלה רציפה של המערכת, או שהכל מעט שונה מכפי שמפתחים של המערכת אומרים.

למה הובילו החישובים האלה? מערכת הדוודים העץ-עץ באמת נותנת את ה 50W * h שלה (או 0.05 קילוואט * שעה), שניתן להשתמש בהם כדי להטעין טאבלט, טלפון וכו '. אפילו עבור "נורת LED המתנה" בנאלית. בניגוד להתפתחות של שתי חברות מפורסמות בעולם, אך הפיתוח המתואר בבירור נראה יותר כמו מהלך שיווקי טוב, ותו לא.

באשר למדיניות התמחור של מערכות אלה, בדרך כלל קשה להעריך משהו כאן. מכיוון שאפילו היצרנים Viessmann ו- NAVIEN קובעים מייד כי הציוד "אינו דורש תחזוקה." תורגם לשפה פשוטה - זה נשבר, מה שאומר שאתה צריך להחליף את היחידה לחלוטין.

זה עלול לא נוגע רק למערכת כולה, אלא ליחידות בודדות: מנוע סטירלינג, מערכת מבער גז וכו '. התוצאה היא כמות מרשימה למדי. בהתבסס על העובדה שהמחיר הממוצע למערכות אלה הוא כ 12 אלף. יורו או 13.5 אלף דולר. התוכנית של הדוד עם הגנרטור, אז רק יצרן המערכות יכול לנצח במצב כזה.

כיריים אינדיגירקה אינן יכולות להשתתף בהשוואה כלל, לא רק מכיוון שסוג הדלק אינו גז, והמחיר אינו בר השוואה (פי 15 פחות), אלא מכיוון שהתנור אינו ממוקם לשימוש ביתי, אלא יותר לנסיעות, משלחות וכו '. .p.

אם באירופה המצב עם מובילי אנרגיה משפיע באופן משמעותי על בחירת הצרכנים (בבחירת מערכות חימום או אספקת אנרגיה) מנקודת המבט של יעילות וידידותיות לסביבה, אז מדינות האיחוד האירופי ממריצות את זה על ידי סבסוד יישום מערכות כאלה.

עבור הצרכן המקומי ברוסיה, מערכות כאלה עשויות להיות יקרות מדי הן בתחילה "התקנת מערכת + מערכת" והן במהלך הפעולה.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

עקרון הפעולה של מנוע סטירלינג, המצויד בדוד גז:

הדגמת דוד הגז באמצעות מחולל חשמל:

דוגמה לתנור עצים עם מחולל חשמל להשוואה ליחידת גז:

אל תשכח שהחברות המייצרות אנרגיה אירופאיות נאמנות למדי ל"יצרניות "ציוד החיסכון באנרגיה.

ברוסיה, האפשרות לייצר ולהעביר אנרגיה חשמלית לרשת על ידי צרכן ביתי אינה רק שאינה קבועה בחוק, אלא גם אינה מתקבלת בברכה על ידי חברות רשת. לפיכך, סביר כי למערכות המוצגות יש סיכויים רציניים לשימוש בפדרציה הרוסית כיום.

אנא הגיבו לכתבה שהוגשה לבחינה בטופס החסימה שלמטה, שאלו שאלות, פרסמו תמונה בנושא. ספרו לנו על דוודים המכירים מערכות לייצור חשמל. שתף מידע שימושי שימושי למבקרים באתר.