Dandang gas dengan penjana elektrik: peranti, prinsip operasi, gambaran keseluruhan jenama terbaik

Sikap berhati-hati terhadap sumber tenaga ditentukan terutamanya oleh hakikat bahawa hampir semua sumber semula jadi tidak terbatas. Penggunaan ekonomi dari semua jenis bahan bakar memerlukan pengembangan sistem baru atau pemodenan radikal yang ada.

Jadi, dandang gas dengan penjana elektrik adalah salah satu jenis sistem hibrid yang memungkinkan untuk membuang bahan bakar biru dengan bijak. Kami akan memperkenalkan anda kepada prinsip operasi peralatan yang menghasilkan tenaga elektrik bersama dengan tenaga terma. Kami akan membentangkan model khas unit hibrid.

Penggunaan tenaga yang cekap

Bahkan seorang lelaki biasa di jalan yang mempunyai dandang gas dipasang untuk memanaskan rumah mungkin tertanya-tanya tentang rasional penggunaan tenaga terma. Sesungguhnya, semasa membakar gas di dalam dandang, jauh dari semua haba yang dihasilkan digunakan.

Selalu semasa sistem pemanasan berfungsi, sebahagian daripada haba hilang dengan teruk. Ini biasanya berlaku apabila produk pembakaran dikeluarkan dari dandang ke atmosfera. Sebenarnya, ini adalah tenaga yang hilang yang dapat digunakan.

Apa sebenarnya? Mengenai kemungkinan haba terbuang digunakan dalam pengeluaran tenaga elektrik

Berdasarkan fakta bahawa sistem dandang pemanasan sudah dioptimumkan untuk memaksimumkan kecekapan, tenaga "yang dipancarkan" masih membentuk pecahan besar tenaga yang dibebaskan semasa pembakaran bahan bakar

Jenis bahan bakar boleh berbeza, mulai dari kayu bakar dangkal dan semua jenis briket, diakhiri dengan pilihan yang paling ekonomik: gas utama dengan dominasi metana dalam komposisi, bahan bakar biru buatan dan campuran cecair propana-butana.

Nampaknya ini jauh dari "penemuan Amerika", tetapi sebenarnya teknologi yang dikembangkan pada tahun 1943 oleh Robert Stirling, atau lebih tepatnya, pemasangannya ada. Ciri reka bentuknya dan prinsip operasi asas membolehkan kita menghubungkan sistem ini dengan enjin pembakaran dalaman.

Oleh itu, mengapa tidak menggunakan pemasangan ini untuk waktu yang cukup lama? Jawapannya mudah - perkembangan teoritis teknologi pada empat puluhan abad yang lalu ternyata sangat praktikal dalam praktik.

Teknologi dan bahan yang ada pada masa pembangunan tidak memungkinkan pengurangan ukuran pemasangan, dan kaedah yang ada untuk menghasilkan tenaga elektrik lebih menjimatkan.

Kemasukan dalam rangkaian dandang gas peranti yang memproses haba yang digunakan secara boros ke dalam elektrik dapat meningkatkan kecekapan loji pemprosesan gas dengan ketara

Apa yang dapat membuat kita hari ini memikirkan sikap yang lebih berhati-hati terhadap sumber yang tidak dikelaskan sebagai boleh diperbaharui? Sekarang ada masalah umum di seluruh dunia - pengembangan teknologi pasti akan menyebabkan peningkatan penggunaan tenaga elektrik.

Peningkatan penggunaan berlaku pada kecepatan yang cepat sehingga perusahaan grid tidak punya waktu untuk memodenkan sistem transmisi tenaga elektrik, belum lagi produksi. Keadaan ini pasti membawa kepada fakta bahawa unsur-unsur sistem bekalan kuasa gagal, dan dalam beberapa kes ini dapat terjadi dengan keteraturan yang dapat dicemburui.

Dandang pemanasan moden dilengkapi dengan sistem kawalan yang juga tidak menentu. Pam edaran, sensor, automasi, panel itu sendiri memerlukan tenaga elektrik. Seluruh perangkat tidak boleh menyebabkan penggera untuk mengekalkan operasi semasa pemadaman elektrik.

Sistem pemanasan paksa tidak dapat dimulakan tanpa elektrik. Mematikan kuasa semasa musim pemanasan hampir mendatangkan malapetaka bagi mereka. Bukan hanya itu, ini pasti akan menyebabkan penyejukan bilik dengan pantas, dengan pemanasan dalam jangka masa lama, litar dapat membeku.

Ketiadaan sistem pemanasan yang berpanjangan pada musim sejuk menyebabkan sistem pemanasan membeku, palam ais muncul di dalamnya dan, sebagai akibatnya, kerosakan pada peralatan dan paip pemanasan akibat kerosakan

Penyelesaian standard yang ada untuk masalah ini - pemasangan bekalan elektrik yang tidak terganggupenjana semua jenis pengubahsuaian (gas, benzo, penjana diesel atau sumber bukan tradisional - penjana angin atau TPP mini, stesen janakuasa hidroelektrik).

Tetapi penyelesaian ini jauh dari dapat diterima oleh semua orang, kerana banyak orang merasa sukar untuk memperuntukkan ruang untuk memasang pembekal elektrik autonomi.

Sekiranya penghuni rumah individu masih boleh memperuntukkan ruang untuk generator, maka untuk pemasangan di bangunan bertingkat hampir mustahil. Oleh itu, ternyata penghuni bangunan pangsapuri dengan sistem pemanasan individu adalah yang pertama menderita apabila lampu dimatikan.

Itulah sebabnya, pertama sekali, syarikat yang menghasilkan komponen untuk memasang sistem pemanasan tertanya-tanya mengenai penggunaan haba sepenuhnya, yang "dipancarkan" oleh sistem pemanasan. Kami memikirkan bagaimana menggunakan bahan yang tidak berguna dalam penjanaan elektrik.

Dari teknologi terkenal, para pembangun memilih unit Stirling yang "dilupakan dengan baik"; teknologi moden membolehkan meningkatkan kecekapannya, sambil mengekalkan dimensi yang padat.

Prinsip operasi mesin Stirling adalah pergerakan omboh mesin ke atas dan ke bawah. Enjin berjalan hampir tanpa suara dan tidak menyebabkan getaran peralatan

Prinsip operasi unit Stirling didasarkan pada penggunaan pemanasan dan penyejukan cecair kerja, yang seterusnya mendorong mekanisme yang menghasilkan tenaga elektrik.

Gas yang disuntikkan terletak di dalam omboh (tertutup), ketika dipanaskan, media gas mengembang dan menggerakkan piston ke satu arah, setelah menyejukkan di dalam pendingin ia dimampatkan dan menggerakkan omboh ke arah lain.

Gambaran keseluruhan pengeluar dandang dengan penjana

Mari kita lihat contoh spesifik sistem dandang domestik yang ada sekarang, di mana prinsip penggunaan gas ekzos (produk pembakaran) untuk pengeluaran elektrik berjaya dilaksanakan. Syarikat Korea Selatan NAVIEN telah berjaya menerapkan teknologi di atas dalam dandang jenama HYBRIGEN SE.

Dandang menggunakan mesin Stirling, yang, menurut data pasport, menjana elektrik dengan kapasiti 1000W (atau 1kW) dan voltan 12V semasa operasi. Para pemaju mendakwa bahawa elektrik yang dihasilkan dapat digunakan untuk menggerakkan peralatan rumah tangga.

Kuasa sedemikian harus cukup untuk memberi kuasa kepada peti sejuk domestik (kira-kira 0.1 kW), komputer peribadi (kira-kira 0.4 kW), TV LCD (kira-kira 0.2 kW) dan hingga 12 mentol LED dengan kekuatan masing-masing 25 watt.

Dandang Navien hybrigen se dengan penjana dan enjin Stirling bersepadu. Semasa operasi dandang, sebagai tambahan kepada fungsi utama, tenaga elektrik sebanyak 1000 W dihasilkan

Dari pengeluar Eropah, Viessmann terlibat dalam pembangunan di kawasan ini. Viessmann berpeluang menghadirkan dua model dandang siri Vitotwin 300W dan Vitotwin 350F kepada pilihan pengguna.

Vitotwin 300W adalah pengembangan pertama ke arah ini. Ia mempunyai reka bentuk yang cukup padat dan kelihatan sangat mirip dengan yang biasa dandang gas yang dipasang di dinding. Benar, semasa operasi model pertama, titik "lemah" dalam operasi enjin sistem Stirling dikenal pasti.

Masalah terbesar adalah penghapusan haba, asas peranti ini adalah pemanasan dan penyejukan. I.E. pemaju menghadapi masalah yang sama yang dihadapi oleh Stirling pada empat puluhan abad yang lalu - penyejukan yang cekap, yang hanya dapat dicapai dengan saiz penyejuk yang ketara.

Itulah sebabnya model dandang Vitotwin 350F muncul, yang tidak hanya merangkumi dandang gas dengan penjana elektrik, tetapi juga dandang 175 liter bersepadu.

Tangki simpanan air panas dipasang di lantai kerana berat kedua peralatan itu sendiri dan cecair yang disediakan untuk keperluan kebersihan

Dalam kes ini, masalah dengan masalah penyejukan omboh unit Stirling kerana air masuk dandang. Walau bagaimanapun, keputusan itu membawa kepada kenyataan bahawa dimensi dan berat keseluruhan pemasangan meningkat. Sistem sedemikian tidak lagi dapat dipasang di dinding seperti dandang gas biasa dan hanya boleh dipasang di lantai.

Dandang Viessmann memberikan kemungkinan memberi makan sistem operasi dandang dari sumber luaran, iaitu. dari rangkaian bekalan kuasa pusat. Viessmann meletakkan peralatan sebagai alat yang menyediakan keperluannya sendiri (operasi unit dandang) tanpa kemungkinan memilih lebihan elektrik untuk penggunaan domestik.

Sistem Vitotwin F350 - dandang dengan dandang pemanasan air 175l. Sistem ini membolehkan anda memanaskan bilik, menyediakan air panas dan menjana tenaga elektrik.

Untuk dapat membandingkan keberkesanan penggunaan generator yang dibina di dalam sistem pemanasan. Perlu dipertimbangkan dandang, yang dibangunkan oleh syarikat TERMOFOR (Republik Belarus) dan syarikat Krioterm (Rusia, St. Petersburg).

Perlu dipertimbangkannya bukan kerana mereka entah bagaimana dapat bersaing dengan sistem di atas, tetapi untuk membandingkan prinsip operasi dan kecekapan menghasilkan tenaga elektrik. Dandang ini hanya menggunakan kayu bakar sebagai bahan bakar habuk papan atau briket berdasarkan kayu, sehingga tidak dapat setanding dengan model NAVIEN dan Viessmann.

Dandang, yang dipanggil "Indigirka Heating Furnace", difokuskan pada pemanasan jangka panjang dengan kayu bakar, dan lain-lain, tetapi dilengkapi dengan dua penjana elektrik terma jenis TEG 30-12. Mereka terletak di dinding sisi unit. Kuasa penjana kecil, iaitusecara keseluruhan, mereka mampu menghasilkan hanya 50-60W dengan voltan 12V.

Reka bentuk asas kompor Indigirka bukan sahaja membolehkan pemanasan bilik, tetapi juga memasak di atas pembakar. Sistem ini dilengkapi oleh dua penjana haba pada 12V dengan kuasa 50-60W.

Dalam dandang ini, kaedah Zebek telah digunakan, berdasarkan pembentukan EMF dalam litar elektrik tertutup. Ia terdiri daripada dua jenis bahan yang berbeza dan mengekalkan titik hubungan pada suhu yang berbeza. I.E. pemaju juga menggunakan haba yang dihasilkan oleh dandang untuk menjana tenaga elektrik.

Perbandingan prestasi dandang

Membandingkan jenis dandang yang disajikan, yang bukan sahaja memanaskan bilik (panas penyejuk, tetapi juga menjana elektrik melalui penggunaan haba yang dihasilkan, perhatian harus diberikan kepada aspek-aspek penting semasa operasi.

Kedua-dua NAVIEN dan Viessmann meletakkan dandang mereka, menunjukkan kelebihan yang tidak diragukan - automasi lengkap proses, ketiadaan keperluan untuk pembaikan perkhidmatan dan ketiadaan gangguan sepenuhnya setelah ditugaskan oleh pembeli.

Untuk operasi dandang ini, hanya diperlukan operasi sistem yang stabil; ketersediaan gas yang stabil (sama ada penghantaran bagasi, pemasangan silinder dengan gas cecair atau tangki gas) Oleh itu, untuk operasi dandang, gas rumah tangga digunakan, yang setelah pembakaran tidak menimbulkan bahaya kepada alam sekitar.

Pada prinsipnya, hampir sama dapat dikatakan mengenai dapur pemanas Indigirka, hanya jenis bahan bakar di sini bukan gas, tetapi kayu bakar, pelet atau habuk papan.

Ketiadaan total automatikyang memerlukan elektrik. Sistem untuk menjana tenaga elektrik dan dandang itu sendiri tidak mempengaruhi operasi antara satu sama lain, iaitu sekiranya berlaku kegagalan sistem penjanaan kuasa, dandang terus menjalankan fungsinya.

Semua unit pemanasan berbahan bakar gas ini, di bawah pembakar di mana mesin Stirling berada, menghasilkan tenaga elektrik yang dapat digunakan untuk pelbagai tujuan.

Dandang NAVIEN dan Viessmann tidak akan dapat membanggakannya, kerana enjin sistem Stirling dibina terus ke dalam reka bentuk dandang. Tetapi bagaimana kos efektif sistem tersebut dan berapa lama dandang yang serupa akan terbayar? Isu ini harus ditangani secara terperinci.

Keuntungan sistem yang dipertimbangkan

Pada pandangan pertama, dandang NAVIEN dan Viessmann hampir merupakan loji kuasa termal mini di rumah persendirian atau bahkan di pangsapuri.

Walaupun dimensi keseluruhannya besar, kemampuan untuk menghasilkan tenaga elektrik hanya dengan menggunakan dandang untuk memanaskan dandang atau memanaskan bilik harus mendorong pembeli tanpa ragu-ragu untuk mewujudkan "keajaiban teknologi" seperti itu.

Tetapi setelah diperiksa dengan lebih dekat dandang NAVIEN, timbul persoalan yang perlu dijawab. Dengan kuasa yang dinyatakan 1 kW (kuasa percuma, yang boleh anda gunakan mengikut budi bicara anda), dandang menggunakan elektrik dengan ketara semasa operasi sistem.

Apa maksud awak? Sekurang-kurangnya operasi automasi, walaupun sedikit daya diperlukan, tetapi diperlukan agar kipas dan pam edaran berfungsi. Peranti yang disenaraikan secara keseluruhan bukan sahaja dapat berjaya menggunakan tenaga kilowatt ini, tetapi mungkin tidak mencukupi ketika sistem "tersebar".

Gambarajah skematik sistem pemanasan Vissmann Vitotwin 350F dengan dandang lantai 175l. Sistem ini membolehkan penggunaan elektrik dari sumber luaran dan pemindahan lebihan elektrik yang dihasilkan ke rangkaian biasa

Soalan yang sama timbul dengan dandang Viessmann, tetapi sekurang-kurangnya kemungkinan untuk mengeluarkan elektrik untuk keperluan seseorang tidak dinyatakan di sini. Hanya terdapat kemungkinan operasi sistem secara autonomi tanpa adanya bekalan luaran.

Walaupun pemaju segera menunjukkan bahawa "sistem mungkin memerlukan kuasa elektrik tambahan pada beban puncak." Terhadap latar belakang 3500 kWh elektrik yang dihasilkan setiap tahun, nuansa ini sudah pasti, dan melalui pengiraan yang mudah dan sederhana, kami mendapat yang berikut:

3500: 6 (bulan musim pemanasan biasa): 30 (rata-rata 30 hari kalendar): 24 (24 jam dalam sehari) = 0.81 kW * jam.

I.E. Dandang menghasilkan kira-kira 800W dengan operasi stabil (tetap), tetapi berapa banyak sistem yang dimakan sendiri semasa operasi? Mungkin yang sama dihasilkan oleh 800W, dan mungkin lebih banyak lagi.

Di samping itu, elektrik dihasilkan hanya semasa operasi pembakar. I.E. Ia memerlukan operasi sistem yang berterusan, atau semuanya berbeza daripada yang dikatakan oleh pembangun sistem.

Apa yang menyebabkan pengiraan ini? Sistem dandang bakar kayu benar-benar memberikan 50W * h (atau 0,05 kW * h), yang dapat digunakan untuk mengisi ulang tablet, telefon, dll. walaupun untuk "lampu LED LED siap sedia". Berbeza dengan pengembangan dua syarikat terkenal di dunia, tetapi perkembangan yang dijelaskan jelas kelihatan seperti langkah pemasaran yang baik, dan tidak lebih dari itu.

Mengenai dasar harga untuk sistem ini, pada amnya sukar untuk menilai sesuatu di sini. Oleh kerana pengeluar bahkan Viessmann dan NAVIEN segera menyatakan bahawa peralatan tersebut "tidak memerlukan penyelenggaraan." Diterjemahkan ke dalam bahasa mudah - ia rosak, yang bermaksud bahawa anda perlu mengganti unit sepenuhnya.

Ini mungkin tidak hanya membimbangkan keseluruhan sistem, tetapi unit individu: mesin Stirling, sistem pembakar gas, dll. Hasilnya adalah jumlah yang cukup mengagumkan. Berdasarkan fakta bahawa harga purata untuk sistem ini adalah sekitar 12 ribu. Euro atau 13.5 ribu $. Skema dandang dengan penjana, maka hanya pengeluar sistem yang boleh menang dalam keadaan seperti itu.

Kompor Indigirka sama sekali tidak dapat ikut serta dalam perbandingan, bukan hanya kerana jenis bahan bakar bukan gas, dan harganya tidak sebanding (15 kali lebih sedikit), tetapi kerana dapur tidak diletakkan untuk keperluan domestik, tetapi lebih banyak untuk perjalanan, ekspedisi, dll. .p.

Sekiranya di Eropah keadaan dengan pembawa tenaga sangat mempengaruhi pilihan pengguna (ketika memilih sistem pemanasan atau bekalan tenaga) dari sudut ekonomi dan keramahan alam sekitar, maka negara-negara EU merangsang ini dengan memberi subsidi pelaksanaan sistem tersebut.

Bagi pengguna domestik di Rusia, sistem seperti itu mungkin terlalu mahal baik pada awalnya "sistem + pemasangan" dan semasa operasi.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Prinsip operasi mesin Stirling, melengkapkan dandang gas:

Demonstrasi dandang gas dengan penjana elektrik:

Contoh dapur kayu dengan penjana elektrik untuk perbandingan dengan unit gas:

Jangan lupa bahawa syarikat penjana tenaga Eropah cukup setia dengan "pengeluar" peralatan penjimatan tenaga.

Di Rusia, kemungkinan menjana dan memancarkan tenaga elektrik ke grid oleh pengguna isi rumah bukan hanya tidak ditetapkan oleh undang-undang, tetapi juga tidak disambut baik oleh syarikat grid. Oleh itu, sistem yang dibentangkan tidak mungkin mempunyai peluang serius untuk digunakan di Persekutuan Rusia hari ini.

Sila komen artikel yang dihantar untuk dipertimbangkan dalam bentuk blok di bawah ini, ajukan pertanyaan, hantarkan foto mengenai topik tersebut. Beritahu kami tentang dandang yang biasa dengan sistem penjanaan kuasa. Berkongsi maklumat berguna yang berguna kepada pelawat laman web.