Gasketel met een elektrische generator: apparaat, werkingsprincipe, een overzicht van de beste merken

Een zorgvuldige houding ten opzichte van energiebronnen wordt voornamelijk bepaald door het feit dat bijna alle natuurlijke hulpbronnen niet oneindig zijn. Het economisch gebruik van alle soorten brandstof vereist de ontwikkeling van nieuwe systemen of een radicale modernisering van bestaande.

Een gasketel met een elektrische generator is dus een van de soorten hybride systemen die het mogelijk maken om op intelligente wijze over blauwe brandstof te beschikken. We laten u kennismaken met het werkingsprincipe van apparatuur die samen met thermische energie elektrische energie opwekt. Laten we typische modellen van hybride aggregaten introduceren.

Efficiënt energieverbruik

Zelfs een gewone man op straat die een gasketel heeft geïnstalleerd om huizen te verwarmen, zal zich misschien afvragen of het verstandig is thermische energie te gebruiken. Immers, bij het verbranden van gas in een ketel wordt immers lang niet alle opgewekte warmte gebruikt.

Altijd wanneer het verwarmingssysteem werkt, gaat een deel van de warmte onherstelbaar verloren. Dit gebeurt meestal wanneer de verbrandingsproducten vanuit de ketel in de atmosfeer komen. In feite is dit een verloren energie die gebruikt zou kunnen worden.

Waar gaat het precies over? Over de mogelijkheid dat verspilde warmte tevergeefs wordt gebruikt bij de productie van elektrische energie.

Omdat het verwarmingsketelsysteem al is geoptimaliseerd om de efficiëntie te maximaliseren, is de "uitgestoten" energie nog steeds een aanzienlijk deel van de energie die vrijkomt bij de verbranding van brandstof

Brandstofsoorten kunnen verschillen, te beginnen met banaal brandhout en allerlei soorten briketten, eindigend met de meest economische opties: hoofdgas met een overwegend methaan in de samenstelling, kunstmatige blauwe brandstof en propaan-butaan vloeibaar gemaakte mengsels.

Het lijkt misschien dat dit verre van de 'ontdekking van Amerika' is, maar in feite bestaat de technologie die Robert Stirling in 1943 ontwikkelde, of beter gezegd, de installatie. De ontwerpkenmerken en het basisprincipe van de werking stellen ons in staat dit systeem toe te schrijven aan verbrandingsmotoren.

Waarom heeft u deze installatie dan zo lang niet gebruikt? Het antwoord is simpel: de theoretische ontwikkeling van technologie in de jaren veertig van de vorige eeuw bleek in de praktijk erg omslachtig.

De technologieën en materialen die op het moment van ontwikkeling bestonden, maakten het niet mogelijk de omvang van de installatie te verkleinen en de bestaande methoden voor het opwekken van elektrische energie waren kosteneffectiever.

De opname in het circuit van een gasboiler van een apparaat dat verspilling van warmte in elektriciteit verwerkt, kan de efficiëntie van een gasverwerkingsinstallatie aanzienlijk verhogen

Wat kan ons vandaag aan het denken zetten over een zorgvuldiger houding ten opzichte van hulpbronnen die niet als hernieuwbaar zijn geclassificeerd? Nu is er overal ter wereld een gemeenschappelijk probleem: de ontwikkeling van technologieën zal onvermijdelijk leiden tot een toename van het verbruik van elektrische energie.

De toename van het verbruik gaat zo snel dat de netbedrijven geen tijd hebben om de transmissiesystemen van elektrische energie te moderniseren, om nog maar te zwijgen van de productie. Deze situatie leidt er onvermijdelijk toe dat de elementen van voedingssystemen falen, en in sommige gevallen kan dit met benijdenswaardige regelmaat gebeuren.

Moderne verwarmingsketels zijn uitgerust met regelsystemen die ook vluchtig zijn. De circulatiepomp, sensoren, automatisering, het paneel zelf heeft stroom nodig. De hele set apparaten kan niet anders dan een alarm veroorzaken om de werking te behouden tijdens een stroomstoring.

Gedwongen verwarmingssystemen kunnen niet worden gestart zonder elektriciteit. Het uitschakelen van de stroom tijdens het stookseizoen is voor hen bijna rampzalig. Niet alleen dat, dit zal onvermijdelijk leiden tot een snelle koeling van de kamer, met langdurig inactief verwarmen kan het circuit bevriezen.

Een langdurige afwezigheid van het verwarmingssysteem in het koude seizoen zorgt ervoor dat het verwarmingssysteem bevriest, er verschijnen ijspluggen in en als gevolg daarvan schade aan de apparatuur en verwarmingsleidingen door een breuk

Standaard bestaande oplossingen voor het probleem - installatie ononderbroken voedingengeneratoren van allerlei modificaties (gas-, benzo-, dieselgeneratoren of niet-traditionele bronnen - windgeneratoren of mini-TPP's, waterkrachtcentrales).

Maar deze oplossing is verre van acceptabel voor iedereen, omdat veel mensen het moeilijk vinden om ruimte toe te wijzen voor het installeren van een autonome elektriciteitsleverancier.

Als bewoners van individuele huizen nog steeds ruimte kunnen toewijzen voor een generator, dan is het voor installatie in een gebouw met meerdere verdiepingen bijna onmogelijk. Zo blijkt dat bewoners van appartementsgebouwen met individuele verwarmingssystemen als eersten lijden als de lichten uitgaan.

Daarom vroegen bedrijven die componenten produceren voor het monteren van verwarmingssystemen zich allereerst af over het volledige gebruik van warmte, die door het verwarmingssysteem wordt "uitgestoten". We hebben nagedacht over hoe we de nutteloze stof kunnen gebruiken bij het opwekken van elektriciteit.

Uit bekende technologieën kozen de ontwikkelaars voor de "goed vergeten" Stirling-eenheid: moderne technologieën maken het mogelijk de efficiëntie te verhogen, met behoud van compacte afmetingen.

Het werkingsprincipe van de Stirling-motor is de beweging van de motorzuiger op en neer. De motor loopt bijna geruisloos en veroorzaakt geen trillingen van de apparatuur

Het werkingsprincipe van de Stirling-unit is gebaseerd op het gebruik van verwarming en koeling van de werkvloeistof, die op zijn beurt een mechanisme aandrijft dat elektrische energie genereert.

Geïnjecteerd gas bevindt zich in de zuiger (gesloten), bij verhitting zet het gasvormige medium uit en beweegt de zuiger in één richting, na afkoeling in de koeler wordt het samengedrukt en beweegt de zuiger in de andere richting.

Overzicht van fabrikanten van ketels met een generator

Laten we eens kijken naar specifieke voorbeelden van het huidige systeem van huishoudelijke boilers, waarin het principe van het gebruik van uitlaatgassen (verbrandingsproducten) voor de productie van elektriciteit met succes is geïmplementeerd. Het Zuid-Koreaanse bedrijf NAVIEN heeft bovenstaande technologie met succes geïmplementeerd in een ketel van het merk HYBRIGEN SE.

De ketel maakt gebruik van een Stirling-motor, die volgens de paspoortgegevens elektriciteit opwekt met een vermogen van 1000W (of 1kW) en een spanning van 12V tijdens bedrijf. De ontwikkelaars beweren dat de opgewekte elektriciteit kan worden gebruikt om huishoudelijke apparaten van stroom te voorzien.

Dit vermogen zou voldoende moeten zijn om een ​​huishoudelijke koelkast (ongeveer 0,1 kW), een pc (ongeveer 0,4 kW), een lcd-tv (ongeveer 0,2 kW) en maximaal 12 led-lampen met elk een vermogen van 25 watt van stroom te voorzien.

Navien hybride ketel met geïntegreerde Stirling generator en motor. Tijdens de werking van de ketel wordt, naast de hoofdfuncties, elektriciteit van de orde van 1000 W aan stroom opgewekt

Van Europese fabrikanten is Viessmann bezig met ontwikkeling op dit gebied. Viessmann heeft de mogelijkheid om twee modellen van de ketels Vitotwin 300W en Vitotwin 350F-serie naar keuze van de consument te presenteren.

De Vitotwin 300W was de eerste ontwikkeling in deze richting. Het heeft een vrij compact ontwerp en lijkt erg op het gebruikelijke wandgemonteerde gasketel. Toegegeven, het was tijdens de werking van het eerste model dat de "zwakke" plekken in de werking van de Stirling-systeemmotor werden geïdentificeerd.

Het grootste probleem was de afvoer van warmte, de basis van het toestel is verwarming en koeling. D.w.z. de ontwikkelaars stonden voor hetzelfde probleem als Stirling in de jaren veertig van de vorige eeuw: efficiënte koeling, die alleen kan worden bereikt met grote afmetingen van de koeler.

Daarom verscheen het Vitotwin 350F-ketelmodel, dat niet alleen een gasketel met een elektriciteitsgenerator omvatte, maar ook een geïntegreerde 175-liter ketel.

De opslagtank voor warm water is op de vloer gemonteerd vanwege het zware gewicht van zowel de apparatuur zelf als de vloeistof die is voorbereid voor sanitaire doeleinden

In dit geval is het probleem met het probleem van het koelen van de zuiger van de Stirling-eenheid als gevolg van water in boiler. De beslissing leidde er echter toe dat de totale afmetingen en het gewicht van de installatie toenamen. Zo'n systeem kan niet meer als een gewone gasketel aan de muur worden gemonteerd en kan alleen op de vloer worden gemonteerd.

Viessmann-ketels bieden de mogelijkheid om de ketelsystemen van een externe bron, d.w.z. van centrale voedingsnetwerken. Viessmann positioneerde de apparatuur als een apparaat dat in zijn eigen behoeften voorziet (bediening van ketelunits) zonder de mogelijkheid om overtollige elektriciteit voor huishoudelijk gebruik te selecteren.

Vitotwin F350-systeem - een ketel met een verwarmingsketel van 175 liter. Met het systeem kunt u de kamer verwarmen, warm water leveren en elektrische energie opwekken.

Om de effectiviteit van het gebruik van in het verwarmingssysteem ingebouwde generatoren te kunnen vergelijken. Het is de moeite waard om de ketel te overwegen, die is ontwikkeld door de TERMOFOR-bedrijven (Wit-Rusland) en het bedrijf Krioterm (Rusland, St. Petersburg).

Het is de moeite waard om ze niet te overwegen omdat ze op de een of andere manier kunnen concurreren met de bovenstaande systemen, maar om de werkingsprincipes en de efficiëntie van het opwekken van elektrische energie te vergelijken. Deze ketels gebruiken alleen brandhout als brandstof geperst zaagsel of briketten op basis van hout, dus ze kunnen niet worden gelijkgesteld met de modellen van NAVIEN en Viessmann.

De ketel, genaamd "Indigirka verwarmingsoven", is gericht op langdurige verwarming met brandhout, enz., Maar is uitgerust met twee thermische elektriciteitsgeneratoren van het type TEG 30-12. Ze bevinden zich aan de zijwand van het apparaat. Het vermogen van de generatoren is klein, d.w.z.in totaal kunnen ze slechts 50-60W genereren met een spanning van 12V.

Het basisontwerp van de Indigirka-kachel maakt het niet alleen mogelijk om de kamer te verwarmen, maar ook om op de brander te koken. Het systeem wordt aangevuld met twee warmtegeneratoren op 12V met een vermogen van 50-60W.

In deze ketel is de Zebek-methode gebruikt, gebaseerd op de vorming van een EMV in een gesloten elektrisch circuit. Het bestaat uit twee verschillende soorten materiaal en onderhoudt contactpunten bij verschillende temperaturen. D.w.z. ontwikkelaars gebruiken de door de ketel opgewekte warmte ook om elektrische energie op te wekken.

Vergelijking van ketelprestaties

Vergelijking van de gepresenteerde soorten ketels, die niet alleen de kamer verwarmen (warmte koelvloeistof), maar ook om elektriciteit op te wekken door het gebruik van opgewekte warmte, moet tijdens bedrijf aandacht worden besteed aan belangrijke aspecten.

Zowel NAVIEN als Viessmann positioneren hun ketels, wat duidt op onmiskenbare voordelen - volledige automatisering van het proces, het ontbreken van onderhoudsreparaties en het volledig ontbreken van interferentie na inbedrijfstelling door de koper.

Voor de werking van deze ketels is alleen een stabiele werking van het systeem nodig; stabiele gasbeschikbaarheid (of het nu gaat om stamleveringen, een cilinderinstallatie met vloeibaar gas of gastank) Dienovereenkomstig wordt voor de werking van ketels huishoudgas gebruikt, dat na verbranding geen schade toebrengt aan het milieu.

In principe kan bijna hetzelfde worden gezegd over de Indigirka-verwarmingskachel, alleen is het type brandstof hier geen gas, maar brandhout, pellets of geperst zaagsel.

Totale afwezigheid automatenwaarvoor elektriciteit nodig is. Het systeem voor het opwekken van elektrische energie en de ketel zelf heeft geen invloed op de werking van elkaar, d.w.z. in het geval van een storing in het stroomopwekkingssysteem, blijft de ketel zijn functies uitvoeren.

Al deze gasgestookte verwarmingsunits, onder de branders waarvan Stirling-motoren zijn geplaatst, produceren elektrische energie die voor verschillende doeleinden kan worden gebruikt.

De ketels van NAVIEN en Viessmann kunnen daar niet van opscheppen, omdat de Stirling-systeemmotor rechtstreeks in het ketelontwerp is ingebouwd. Maar hoe kosteneffectief zijn dergelijke systemen en na hoeveel tijd zal een vergelijkbare ketel zijn vruchten afwerpen? Deze kwestie moet in detail worden behandeld.

Winstgevendheid van de overwogen systemen

Op het eerste gezicht zijn de ketels van NAVIEN en Viessmann bijna mini-thermische centrales in een woonhuis of zelfs appartement.

Zelfs ondanks de grote afmetingen, zou het vermogen om elektrische energie te produceren door simpelweg een ketel te gebruiken om een ​​ketel te verwarmen of om kamers te verwarmen, de koper zonder aarzeling ertoe moeten aanzetten om een ​​dergelijk "wonder van technologie" te vestigen.

Maar bij nadere inspectie van de NAVIEN-ketel komen er vragen op die beantwoord moeten worden. Met het opgegeven vermogen van 1 kW (vrij vermogen, dat u naar eigen goeddunken kunt gebruiken), verbruikt de ketel tijdens het gebruik van het systeem behoorlijk merkbaar elektriciteit.

Wat bedoel je? In ieder geval de automatisering, zelfs als er een beetje stroom nodig is, maar het is nodig om de ventilator en de circulatiepomp te laten werken. De vermelde apparaten in totaal kunnen niet alleen met succes deze kilowatt aan energie verbruiken, maar het is misschien niet genoeg als het systeem "verspreid" is.

Schematische weergave van het Vissmann Vitotwin 350F verwarmingssysteem met een 175l vloerketel. Het systeem maakt zowel het gebruik van elektriciteit van een externe bron als de overdracht van overtollige opgewekte elektriciteit naar een gemeenschappelijk netwerk mogelijk

Precies dezelfde vragen doen zich voor bij Viessmann-ketels, maar de mogelijkheid om elektriciteit te onttrekken voor eigen behoeften werd hier niet vermeld. Alleen de mogelijkheid van een autonome werking van het systeem bij afwezigheid van externe levering werd bepaald.

Hoewel ontwikkelaars meteen aangeven dat "het systeem bij piekbelastingen mogelijk extra elektrisch vermogen nodig heeft". Tegen de achtergrond van de geclaimde 3500 kWh opgewekte elektriciteit per jaar, is deze nuance al twijfelachtig en door eenvoudige en eenvoudige berekeningen krijgen we het volgende:

3500: 6 (maanden van het standaard verwarmingsseizoen): 30 (gemiddeld 30 kalenderdagen): 24 (24 uur op een dag) = 0,81 kW * uur.

D.w.z. De ketel produceert ongeveer 800W met stabiele (constante) werking, maar hoeveel verbruikt het systeem zelf tijdens bedrijf? Misschien dezelfde geproduceerd door 800W en mogelijk meer.

Bovendien wordt er alleen elektriciteit opgewekt tijdens de werking van de brander. D.w.z. Het vereist ofwel continue werking van het systeem, ofwel is alles een beetje anders dan de ontwikkelaars van het systeem zeggen.

Waar hebben deze berekeningen toe geleid? Het houtgestookte ketelsysteem geeft echt zijn 50W * h (of 0,05 kW * h), die kan worden gebruikt om een ​​tablet, telefoon, enz. Op te laden. zelfs voor de banale "standby LED-lamp". In tegenstelling tot de ontwikkeling van twee wereldberoemde bedrijven, maar de beschreven ontwikkeling lijkt duidelijk meer op een goede marketingbeweging en meer niet.

Wat betreft het prijsbeleid voor deze systemen, is het over het algemeen moeilijk om hier iets te evalueren. Aangezien zelfs fabrikanten Viessmann en NAVIEN onmiddellijk bepalen dat de apparatuur "geen onderhoud nodig heeft". Vertaald in een eenvoudige taal - het brak, wat betekent dat u het apparaat volledig moet vervangen.

Dit kan niet alleen het hele systeem betreffen, maar ook individuele units: de Stirlingmotor, gasbrandersysteem etc. Het resultaat is een redelijk indrukwekkend bedrag. Gebaseerd op het feit dat de gemiddelde prijs voor deze systemen ongeveer 12 duizend is. Euro of 13,5 duizend $. Het schema van de ketel met de generator, dan kan alleen de fabrikant van systemen in een dergelijke situatie winnen.

De Indigirka-kachel kan helemaal niet deelnemen aan de vergelijking, niet alleen omdat het type brandstof geen gas is en de prijs niet vergelijkbaar is (15 keer minder), maar omdat de kachel niet is gepositioneerd voor huishoudelijk gebruik, maar meer voor reizen, expedities, enz. .p.

Als in Europa de situatie met energiedragers de keuze van de consument (bij het kiezen van verwarmings- of energievoorzieningssystemen) vanuit het oogpunt van economie en milieuvriendelijkheid aanzienlijk beïnvloedt, dan stimuleren de EU-staten dit door de implementatie van dergelijke systemen te subsidiëren.

Voor de binnenlandse consument in Rusland zijn dergelijke systemen waarschijnlijk te duur, zowel in eerste instantie "systeem + installatie" als tijdens bedrijf.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het werkingsprincipe van de Stirling-motor, uitgerust met een gasketel:

Demonstratie van de gasketel met een stroomgenerator:

Een voorbeeld van een houtkachel met een elektriciteitsgenerator ter vergelijking met een gasunit:

Vergeet niet dat Europese energieproducerende bedrijven vrij loyaal zijn aan de "fabrikanten" van energiebesparende apparatuur.

In Rusland is de mogelijkheid om elektrische energie op te wekken en over te dragen aan het net door een huishoudelijke consument niet alleen niet wettelijk vastgelegd, maar ook niet verwelkomd door netbedrijven. Daarom is het onwaarschijnlijk dat de gepresenteerde systemen vandaag de dag een serieuze kans hebben om in de Russische Federatie te worden gebruikt.

Reageer op het artikel dat ter overweging is ingediend in het onderstaande blokformulier, stel vragen, plaats een foto over het onderwerp. Vertel ons over ketels die bekend zijn met stroomopwekkingssystemen. Deel nuttige informatie die nuttig is voor sitebezoekers.