Плински котао са електричним генератором: уређај, принцип рада, преглед најбољих марки

Пажљив однос према енергетским ресурсима диктира, пре свега, чињеница да готово сви природни ресурси нису бесконачни. Економична употреба свих врста горива захтева развој нових система или радикалну модернизацију постојећих.

Дакле, плински котао са електричним генератором једна је од врста хибридних система који омогућавају интелигентно одлагање плавог горива. Упознаћемо вас са принципом рада опреме која заједно са термичком енергијом ствара електричну енергију. Уведимо у типичне моделе хибридних агрегата.

Ефикасна потрошња енергије

Чак се и обичан човек на улици који има инсталиран гасни котао за грејање домова може запитати о рационалности коришћења топлотне енергије. Заиста, на крају, кад се гаси гас у котлу, користи се далеко од све произведене топлоте.

Увек када систем грејања ради, део топлоте се неповратно губи. То се обично дешава када се производи изгарања из котла испуштају у атмосферу. У ствари, ово је изгубљена енергија која би се могла користити.

О чему се тачно ради? О могућности да се изгубљена топлота узалуд користи у производњи електричне енергије.

На основу чињенице да је систем котла за грејање већ оптимизован да би се повећала ефикасност, „емитована“ енергија је још увек значајан део енергије која се ослобађа током сагоревања горива

Врсте горива могу бити различите, почев од баналног огревног дрвета и свих врста брикета, завршавајући најекономичнијим опцијама: главни гас са доминацијом метана у саставу, вештачко плаво гориво и смеше укапљене у пропан-бутану.

Можда се чини да је то далеко од „открића Америке“, али у ствари технологија коју је 1943. развио Роберт Стирлинг, тачније, инсталација постоји. Његове дизајнерске карактеристике и основни принцип рада омогућавају нам да овај систем припишемо моторима са унутрашњим сагоревањем.

Зашто, онда, нису користили ову инсталацију толико дуго? Одговор је једноставан - теоријски развој технологије четрдесетих година прошлог века показао се врло гломазан у пракси.

Технологије и материјали који су постојали у време развоја нису омогућавали смањење величине инсталације, а постојеће методе за производњу електричне енергије биле су исплативије.

Укључивање у круг гасног котла уређаја који прерадјује отпадно искоришћену топлоту у електричну енергију може значајно повећати ефикасност постројења за прераду гаса

Шта нас може натерати да данас размишљамо о пажљивијем односу према ресурсима који нису класификовани као обновљиви? Сада је у целом свету заједнички проблем - развој технологија ће неминовно довести до повећања потрошње електричне енергије.

Повећање потрошње одвија се тако брзим темпом да мрежне компаније немају времена за модернизацију преносних система електричне енергије, да не спомињемо производњу. Ова ситуација неминовно доводи до чињенице да елементи система напајања електричном енергијом пропадају, а у неким се случајевима то може догодити са завидном регуларношћу.

Савремени котлови за грејање опремљени су системима за управљање који су такође испарљиви. Циркулацијска пумпа, сензори, аутоматизација, сам панел треба електричну енергију. Читав сет уређаја не може изазивати аларм за одржавање оперативности током прекида напајања.

Присилни системи грејања не могу се покренути без струје. Искључивање струје током грејне сезоне за њих је скоро катастрофално. И не само то, то ће неизбежно довести до брзог хлађења просторије, а дуготрајно грејање у празном ходу може се замрзнути.

Дуготрајно одсуство система грејања у хладној сезони узрокује да се систем грејања смрзне, у њему се појаве ледени чепови и, као резултат, оштећења опреме и цеви за грејање услед прекида

Стандардна постојећа решења проблема - инсталација непрекидни извори напајањагенератори свих врста модификација (гас, бензо, дизел генератори или нетрадиционални извори - ветрогенератори или мини ТЕ, хидроелектране).

Али ово решење је далеко од прихватљивог за све, јер је многим људима тешко доделити простор за инсталирање аутономног снабдевача електричном енергијом.

Ако становници појединих кућа још увек могу да доделе простор за генератор, онда је за постављање у вишеспратници то готово немогуће. Тако се испоставило да становници стамбених зграда са индивидуалним системима грејања први трпе приликом гашења светла.

Зато су се, пре свега, компаније које производе компоненте за састављање грејних система питале о пуној употреби топлоте, коју „греје“ систем грејања. Размишљали смо о томе како искористити бескорисну супстанцу у производњи електричне енергије.

Од добро познатих технологија, програмери су одабрали „добро заборављену“ Стирлинг јединицу; савремене технологије омогућавају повећање њене ефикасности, задржавајући компактне димензије.

Принцип рада Стирлинг мотора је кретање клипа мотора према горе и доле. Мотор ради готово нечујно и не изазива вибрације опреме

Принцип рада Стирлингове јединице заснован је на употреби грејања и хлађења радног флуида, који заузврат покреће механизам који ствара електричну енергију.

Убризгани гас се налази унутар клипа (затворен), када се загрева, гасовити медијум се шири и помера клип у једном смеру, након хлађења у хладњаку је компримован и помера клип у другом смеру.

Преглед произвођача котлова са генератором

Погледајмо конкретне примере система кућних котлова који данас постоје у коме је принцип употребе издувних гасова (производа изгарања) за производњу електричне енергије успешно примењен. Јужнокорејска компанија НАВИЕН успешно је имплементирала горњу технологију у котао марке ХИБРИГЕН СЕ.

Котао користи Стирлингов мотор који, према подацима из пасоша, током рада производи електричну енергију капацитета 1000 В (или 1кВ) и напона 12В. Програмери тврде да се произведена електрична енергија може користити за напајање кућанских уређаја.

Таква снага треба да буде довољна за напајање домаћег фрижидера (око 0,1 кВ), личног рачунара (око 0,4 кВ), ЛЦД телевизора (око 0,2 кВ) и до 12 ЛЕД сијалица снаге 25 В по свака.

Навиен котао за хибриген са интегрисаним Стирлинговим генератором и мотором. Током рада котла, поред главних функција, производи се електрична енергија величине око 1000 В

Виессманн се од европских произвођача бави развојем у овој области. Виессманн има прилику представити два модела котлова серије Витотвин 300В и Витотвин 350Ф по избору потрошача.

Витотвин снаге 300В био је први развој у овом правцу. Има прилично компактан дизајн и изгледа врло слично уобичајеном зидни плински котао. Тачно, да су током рада првог модела идентификоване „слабе“ тачке у раду мотора Стирлинговог система.

Највећи проблем је био уклањање топлоте, основа уређаја је грејање и хлађење. И.е. програмери су се суочили са истим проблемом са којим се Стирлинг суочавао четрдесетих година прошлог века - ефикасним хлађењем, које се може постићи само значајним величинама хладњака.

Зато се појавио модел котла Витотвин 350Ф, који је укључивао не само гасни котао са генератором електричне енергије, већ и интегрисани котао од 175 литара.

Резервоар за топлу воду је монтиран на поду због велике тежине саме опреме и течности припремљене у санитарне сврхе

У овом случају проблем са проблемом хлађења клипа Стирлингове јединице услед уласка воде бојлер. Међутим, одлука је довела до тога да су се укупне димензије и тежина инсталације повећавале. Такав систем се више не може монтирати на зид попут обичног гасног котла и може се монтирати само на поду.

Виессманнови котлови пружају могућност напајања система рада котла из спољног извора, тј. из централних електроенергетских мрежа. Виессманн је позиционирао опрему као уређај који обезбеђује сопствене потребе (рад котловских јединица) без могућности избора вишка електричне енергије за кућну потрошњу.

Витотвин Ф350 систем - котао са 175л бојлером за воду. Систем вам омогућава грејање просторије, обезбеђивање топле воде и стварање електричне енергије.

Да би се могла упоредити ефикасност употребе генератора уграђених у систем грејања. Вреди размотрити бојлер који су развиле компаније ТЕРМОФОР (Република Белорусија) и компанија Криотерм (Русија, Санкт Петербург).

Вриједно их је размотрити не зато што се на неки начин могу надметати са горе наведеним системима, већ упоредити принципе рада и ефикасност производње електричне енергије. Ови котлови користе само огревно дрво као гориво прешана пиљевина или брикети на бази дрвета, тако да се не могу изједначити са моделима НАВИЕН и Виессманн.

Котао, назван „Индигирка грејна пећ“, фокусиран је на дуготрајно грејање дрвета, итд., Али је опремљен са два генератора топлотне електричне енергије типа ТЕГ 30-12. Налазе се на бочном зиду јединице. Снага генератора је мала, тј.укупно, они могу да генеришу само 50-60В са напоном од 12В.

Основни дизајн пећи Индигирка омогућава не само грејање просторије, већ и кухање на пламенику. Систем допуњују два генератора топлоте на 12 В снаге 50-60В.

У овом котлу коришћена је Зебекова метода која се заснива на формирању ЕМФ-а у затвореном електричном кругу. Састоји се од две различите врсте материјала и одржава додирне тачке на различитим температурама. И.е. програмери такође користе топлотну енергију коју производи котао за производњу електричне енергије.

Поређење перформанси котла

Упоређујући представљене врсте котлова, који не само да греју собу (топлота расхладна течност), али такође производе електричну енергију употребом произведене топлоте, током рада треба обратити пажњу на важне аспекте.

И НАВИЕН и Виессманн постављају своје котлове, указујући на несумњиве предности - потпуну аутоматизацију процеса, одсуство потребе за сервисним поправкама и потпуно непостојање сметњи након почетка радова од стране купца.

За рад ових котлова потребан је само стабилан рад система; стабилна доступност гаса (било да је у питању испорука пртљажника, уградња цилиндра са течним гасом или цистерна за гас) Сходно томе, за рад котлова користи се кућни плин који након сагоревања не представља никакву штету по животну средину.

У принципу, готово исто се може рећи и за пећи за грејање у Индигирки, само врста горива овде није плин, већ огревно дрво, пелете или прешана пиљевина.

Потпуно одсуство аутоматикакоја захтева струју. Систем за производњу електричне енергије и сам котао не утичу на рад једних других, тј. у случају квара система за производњу електричне енергије, котао наставља да обавља своје функције.

Све ове грејне јединице на гас, испод горионика на којима се налазе Стирлингови мотори, производе електричну енергију која се може користити у различите сврхе.

НАВИЕН и Виессманн котлови се таквим неће моћи похвалити, јер је систем система Стирлинг уграђен директно у дизајн котла. Али колико су такви системи исплативи и колико дуго ће се сличан бојлер исплатити? О овом питању требало би се детаљно позабавити.

Профитабилност разматраних система

На први поглед, котлови НАВИЕН и Виессманн су скоро мини термоелектране у приватној кући или чак стану.

Чак и поред великих укупних димензија, способност производње електричне енергије једноставним коришћењем котла за загревање котла или грејање просторија требало би да подстакне купца без устручавања да успостави такво „чудо технологије“.

Али након детаљнијег прегледа НАВИЕН бојлера, постављају се питања на која је потребно одговорити. Са декларисаном снагом од 1 кВ (бесплатном снагом, коју можете користити по властитом нахођењу), котао током рада система троши прилично приметно енергију.

Како то мислиш? Барем рад аутоматизације, чак и ако је потребно мало снаге, али је потребно да би вентилатор и циркулациона пумпа радили. Наведени уређаји укупно могу не само да успешно троше овај киловат енергије, али можда неће бити довољно и када се систем „распрши“.

Схематски дијаграм Виссманн Витотвин 350Ф система грејања са подним котлом од 175 л. Систем омогућава употребу електричне енергије из спољног извора и пренос вишка произведене електричне енергије у заједничку мрежу

Потпуно иста питања постављају се с Виессманновим бојлерима, али овде барем није наведена могућност вађења електричне енергије за сопствене потребе. Прописана је само могућност аутономног рада система у одсуству спољног напајања.

Иако програмери одмах указују на то да „систему можда треба додатна електрична снага при највећим оптерећењима“. С обзиром на претпостављених 3500 кВх произведене електричне енергије годишње, ова нијанса је већ доведена у питање, а кроз једноставне и једноставне прорачуне добијамо следеће:

3500: 6 (месеци стандардне грејне сезоне): 30 (у просеку 30 календарских дана): 24 (дневно 24 сата) = 0,81 кВ * сат.

И.е. Котао производи око 800В са стабилним (сталним) радом, али колико систем сам троши током рада? Можда исте оне произведене од 800В, а можда и више.

Поред тога, електрична енергија се производи само током рада горионика. И.е. За то је потребан континуирани рад система или је све мало другачије него што кажу програмери система.

До чега су те калкулације довеле? Систем котла на дрва заиста даје својих 50 В * х (или 0,05 кВ * х), који се могу користити за поновно пуњење таблета, телефона итд. чак и за баналну „стандби ЛЕД сијалицу“. За разлику од развоја две светски познате компаније, али описани развој очигледно изгледа више као добар маркетиншки потез, и ништа више.

Што се тиче ценовне политике за ове системе, овде је генерално тешко нешто проценити. Пошто чак и произвођачи Виессманн и НАВИЕН одмах одређују да опрема „не захтева одржавање“. Преведено на једноставан језик - покварило се, што значи да морате потпуно заменити јединицу.

То се може односити не само на цео систем, већ на појединачне јединице: Стирлингов мотор, систем са гориоником на плин, итд. Резултат је прилично импресивна количина. На основу чињенице да је просечна цена за ове системе око 12 хиљада. Евра или 13,5 хиљада долара. Шема котла са генератором, тада само произвођач система може победити у таквој ситуацији.

Пећ Индигирка уопште не може да учествује у поређењу, не само зато што врста горива није гас и цена није упоредива (15 пута мање), већ зато што пећ није постављена за употребу у домаћинству, већ више за путовања, експедиције итд. .п.

Ако у Европи ситуација са енергетским носачима значајно утиче на избор потрошача (када се бирају системи грејања или снабдевања енергијом) са становишта економичности и пријатности за животну средину, државе чланице ЕУ то стимулишу субвенционирањем примене таквих система.

За домаћег потрошача у Русији такви системи ће вероватно бити прескупи и у почетку „систем + уградња“ и током рада.

Закључци и корисни видео о овој теми

Принцип рада Стирлинговог мотора, опремање гасног котла:

Демонстрација гасног котла са генератором електричне енергије:

Пример пећи на дрва са генератором електричне енергије за поређење са гасном јединицом:

Не заборавите да су европске компаније које производе енергију прилично одане „произвођачима“ опреме која штеди енергију.

У Русији могућност производње и преноса електричне енергије на мрежу од стране домаћинстава не само да није утврђена законом, већ је не поздрављају и мрежне компаније. Стога представљени системи вероватно неће имати озбиљне шансе да се данас користе у Руској Федерацији.

Молимо да коментаришете чланак предат на разматрање у доњем блоковском облику, поставите питања, објавите фотографију на ту тему. Реците нам о бојлерима који су упознати са системима за производњу енергије. Поделите корисне информације које су корисне посетиоцима сајта.