Gaspanna med elektrisk generator: enhet, driftsprincip, översikt över de bästa varumärkena

En noggrann inställning till energiresurser styrs främst av det faktum att nästan alla naturresurser inte är oändliga. Den ekonomiska användningen av alla typer av bränsle kräver utveckling av nya system eller en radikal modernisering av befintliga.

Så en gaspanna med en elektrisk generator är en av de typer av hybridsystem som gör det möjligt att intelligent bortskaffa blått bränsle. Vi kommer att presentera principen för drift av utrustning som genererar elektrisk energi tillsammans med termisk energi. Låt oss introducera typiska modeller av hybridaggregat.

Effektiv energiförbrukning

Till och med en vanlig man på gatan som har en gaspanna installerad för uppvärmning av hus kanske undrar över skälet med att använda termisk energi. I själva verket, när allt bränner gas i en panna, används långt ifrån allt genererat värme.

Alltid när värmesystemet fungerar går en del av värmen irretrievably förlorad. Detta händer vanligtvis när förbränningsprodukterna släpps ut från pannan i atmosfären. I själva verket är detta en förlorad energi som kan användas.

Vad handlar det exakt om? Om möjligheten att bortkastad värme används vid produktion av elenergi förgäves.

Baserat på det faktum att värmepannsystemet redan är optimerat för att maximera effektiviteten, utgör den "avgivna" energin fortfarande en betydande del av energin som frigörs under bränsleförbränning

Bränsletyper kan vara olika, från banalt ved och alla typer av briketter, som slutar med de mest ekonomiska alternativen: huvudgas med en övervägande metan i sammansättningen, konstgjordt blått bränsle och flytande blandningar av propan-butan.

Det kan tyckas att detta är långt ifrån "upptäckten av Amerika", men faktiskt den teknik som utvecklats 1943 av Robert Stirling, eller snarare, installationen finns. Dess designfunktioner och den grundläggande driftsprincipen gör att vi kan tillskriva detta system till förbränningsmotorer.

Varför använde jag inte denna installation under så lång tid? Svaret är enkelt - den teoretiska utvecklingen av teknik under förra seklet-talet visade sig vara mycket besvärlig i praktiken.

Teknologierna och materialen som fanns vid utvecklingen gjorde det inte möjligt att minska installationens storlek och de befintliga metoderna för att generera elektrisk energi var mer kostnadseffektiva.

Införandet i kretsen för en gaspanna i en anordning som bearbetar slösat använt värme till el kan avsevärt öka effektiviteten hos en gasbearbetningsanläggning

Vad kan få oss i dag att tänka på en mer noggrann inställning till resurser som inte klassificeras som förnybara? Nu finns det ett vanligt problem över hela världen - utvecklingen av teknik leder oundvikligen till en ökning av förbrukningen av elektrisk energi.

Ökningen i konsumtion sker i så snabb takt att nätföretagen inte har tid att modernisera överföringssystemen för elektrisk energi, för att inte tala om produktion. Denna situation leder oundvikligen till att elementen i kraftförsörjningssystemen misslyckas, och i vissa fall kan detta hända med avundsvärt regelbundenhet.

Moderna värmepannor är utrustade med styrsystem som också är flyktiga. Cirkulationspumpen, sensorer, automatisering, själva panelen behöver elkraft. Hela uppsättningen enheter kan inte orsaka ett larm för att bibehålla driftskompatibilitet under strömavbrott.

Tvångsvärmesystem kan inte startas utan el. Att stänga av strömmen under uppvärmningssäsongen är nästan katastrofalt för dem. Inte bara det, detta kommer oundvikligen att leda till snabb kylning av rummet, med långvarig viloläge, kan kretsen frysa.

En långvarig frånvaro av värmesystemet under den kalla säsongen får värmesystemet att frysa, isproppar uppträder i det och som ett resultat skador på utrustningen och värmerören på grund av en paus

Standard befintliga lösningar på problemet - installation avbrottsfri strömförsörjninggeneratorer för alla typer av modifieringar (gas, benso, dieselgeneratorer eller icke-traditionella källor - vindgeneratorer eller mini-TPP, vattenkraftverk).

Men denna lösning är långt ifrån acceptabel för alla, eftersom många människor har svårt att avsätta utrymme för installation av en autonom elleverantör.

Om invånare i enskilda hus fortfarande kan tilldela plats för en generator är det nästan omöjligt för installation i en byggnad med flera våningar. Således visar det sig att invånare i hyreshus med enskilda värmesystem är de första som lider när lamporna stängs av.

Det är därför som för det första företag som tillverkar komponenter för montering av värmesystem undrade över den fulla användningen av värme, som "släpps ut" av värmesystemet. Vi tänkte på hur man använder det värdelösa ämnet vid elproduktion.

Från välkända tekniker valde utvecklarna den ”väl glömda” Stirling-enheten, modern teknik gör det möjligt att öka dess effektivitet, samtidigt som de upprätthåller kompakta dimensioner.

Stirlingmotorns driftprincip är motorns kolvars rörelse uppåt och nedåt. Motorn går nästan tyst och orsakar inte vibrationer i utrustningen

Stirling-enhetens driftprincip är baserad på användning av uppvärmning och kylning av arbetsvätskan, vilket i sin tur driver en mekanism som genererar elektrisk energi.

Injicerad gas är belägen inuti kolven (stängd), vid uppvärmning expanderar det gasformiga mediet och rör sig kolven i en riktning, efter kylning i kylaren komprimeras den och rör sig kolven i den andra riktningen.

Översikt över tillverkare av pannor med generator

Låt oss titta på specifika exempel på systemet med inhemska pannor som finns idag, där principen om att använda avgaser (förbränningsprodukter) för produktion av el framgångsrikt har implementerats. Det sydkoreanska företaget NAVIEN har framgångsrikt implementerat ovanstående teknik i en panna av märket HYBRIGEN SE.

Pannan använder en Stirling-motor, som enligt passdata genererar el med en kapacitet på 1000 W (eller 1 kW) och en spänning på 12V under drift. Utvecklarna hävdar att den genererade elen kan användas för att driva hushållsapparater.

En sådan effekt borde räcka för att driva ett inhemskt kylskåp (cirka 0,1 kW), en persondator (cirka 0,4 kW), en LCD-TV (cirka 0,2 kW) och upp till 12 LED-glödlampor med en effekt på 25 watt vardera.

Navien hybrigen se panna med integrerad Stirling generator och motor. Under drift av pannan genereras, förutom huvudfunktionerna, el i storleksordningen 1000 W kraft

Från europeiska tillverkare är Viessmann engagerad i utveckling inom detta område. Viessmann har möjlighet att presentera två modeller av Vitotwin 300W- och Vitotwin 350F-serien efter konsumentens val.

Vitotwin 300W var den första utvecklingen i denna riktning. Den har en ganska kompakt design och ser mycket lik den vanliga väggmonterad gaspanna. Det var riktigt under drift av den första modellen som de "svaga" fläckarna i drift av Stirling-systemmotorn identifierades.

Det största problemet var att ta bort värme, basen för enheten är värme och kyla. dvs utvecklarna mötte samma problem som Stirling mötte under förra århundradet - effektiv kylning, som bara kan uppnås med betydande kylskalstorlekar.

Det var därför Vitotwin 350F-pannemodellen dök upp, som inkluderade inte bara en gaspanna med en elgenerator, utan också en integrerad 175-literspanna.

Lagringstanken för varmt vatten är golvmonterad på grund av den tunga vikten av både utrustningen själv och den vätska som är beredd för sanitetsändamål

I detta fall är problemet med kylning av kolven i Stirling-enheten på grund av vatten in panna. Emellertid ledde beslutet till att installationens totala dimensioner och vikt ökade. Ett sådant system kan inte längre monteras på väggen som en vanlig gaspanna och kan bara monteras på golvet.

Viessmann-pannor ger möjlighet att mata pannans operativsystem från en extern källa, d.v.s. från centrala nätaggregat. Viessmann placerade utrustningen som en enhet som tillhandahåller sina egna behov (drift av pannanläggningar) utan möjlighet att välja överskottssel för inhemsk konsumtion.

Vitotwin F350-system - en panna med en 175l vattenvärmepanna. Systemet tillåter uppvärmning av rummet, ger varmt vatten och genererar elektrisk energi.

För att kunna jämföra effektiviteten i användningen av generatorer inbyggda i värmesystemet. Det är värt att överväga pannan, som utvecklades av TERMOFOR-företagen (Vitryssland) och företaget Krioterm (Ryssland, S: t Petersburg).

Det är värt att överväga dem inte för att de på något sätt kan tävla med ovanstående system, utan att jämföra principerna för drift och effektiviteten i att generera elektrisk energi. Dessa pannor använder endast ved som bränsle pressad sågspån eller briketter baserade på trä, så att de inte kan sättas i nivå med modellerna från NAVIEN och Viessmann.

Pannan, kallad "Indigirka Heat Furnace", är inriktad på långvarig uppvärmning med ved etc., men är utrustad med två termiska elgeneratorer av typen TEG 30-12. De är belägna på enhetens sidovägg. Generatorernas kraft är liten, d.v.s.totalt kan de generera bara 50-60W med en spänning på 12V.

Den grundläggande designen av Indigirka-ugnen gör det inte bara möjligt att värma upp rummet utan också laga mat på brännaren. Systemet kompletteras av två värmegeneratorer på 12V med en effekt på 50-60W.

I denna panna har Zebek-metoden använts, baserat på bildandet av en EMF i en stängd elektrisk krets. Det består av två olika typer av material och upprätthåller kontaktpunkter vid olika temperaturer. dvs utvecklare använder också värmen som genereras av pannan för att generera elektrisk energi.

Jämförelse av pannans prestanda

Jämförelse av de presenterade typerna av pannor, som inte bara värmer rummet (värme värmeöverföringsmedel), men också generera el genom användning av genererad värme, bör uppmärksamhet tas på viktiga aspekter under drift.

Både NAVIEN och Viessmann placerar sina pannor, vilket indikerar otvivelaktiga fördelar - komplett automatisering av processen, frånvaron av behov av service reparationer och fullständig frånvaro av störningar efter idrifttagande av köparen.

För drift av dessa pannor krävs endast stabil drift av systemet; stabil gastillgänglighet (oavsett om det är trunkleveranser, en cylinderinstallation med flytande gas eller bensintank). Följaktligen används hushållsgas för drift av pannor, som efter förbränning inte utgör någon skada på miljön.

I princip kan man säga nästan samma sak om Indigirka värmepanna, bara typen av bränsle här är inte gas, utan ved, pellets eller pressad sågspån.

Total frånvaro automationsom kräver el. Systemet för generering av elektrisk energi och själva pannan påverkar inte varandras drift, d.v.s. vid fel i kraftproduktionssystemet fortsätter pannan att utföra sina funktioner.

Alla dessa gaseldade värmeenheter, under de brännare som Stirling-motorerna är belägna i, producerar elektrisk energi som kan användas för olika ändamål.

NAVIEN och Viessmann pannor kommer inte att kunna skryta med sådant eftersom Stirling-systemmotorn är inbyggd direkt i pannkonstruktionen. Men hur kostnadseffektiva är sådana system och efter hur lång tid kommer en liknande panna att betala sig? Denna fråga bör behandlas i detalj.

Lönsamhet för de övervägda systemen

Vid första anblicken är pannorna i NAVIEN och Viessmann nästan mini-termiska kraftverk i ett privat hus eller till och med lägenhet.

Trots de stora övergripande dimensionerna bör förmågan att producera elektrisk energi helt enkelt genom att använda en panna för att värma upp en panna eller att värma rum, uppmana köparen utan att tveka att etablera ett sådant ”mirakel av teknik”.

Men vid närmare granskning av NAVIEN-pannan uppstår frågor som måste besvaras. Med den deklarerade effekten på 1 kW (gratis effekt, som du kan använda efter eget gottfinnande), förbrukar pannan elektricitet ganska märkbart under drift av systemet.

Vad menar du? Åtminstone automatiseringsdrift, även om lite ström behövs, men det behövs för att fläkten och cirkulationspumpen ska fungera. De listade enheterna totalt kan inte bara framgångsrikt förbruka denna kilowatt energi, utan det kanske inte räcker när systemet är "spridd".

Schematiskt diagram över Vissmann Vitotwin 350F värmesystem med 175l golvpanna. Systemet tillåter både användning av elektricitet från en extern källa och överföring av överskott genererad el till ett gemensamt nätverk

Exakt samma frågor uppstår med Viessmann-pannor, men åtminstone anges inte möjligheten att utvinna el för ens egna behov här. Endast möjligheten till autonom drift av systemet i frånvaro av extern leverans anges.

Även om utvecklarna omedelbart indikerar att "systemet kan kräva ytterligare elektrisk kraft vid toppbelastningar." Mot bakgrund av den påstådda 3500 kWh genererad el per år är denna nuans redan i tvivel, och genom enkla och enkla beräkningar får vi följande:

3500: 6 (månader från standardvärmesäsongen): 30 (i genomsnitt 30 kalenderdagar): 24 (24 timmar om dagen) = 0,81 kW * timme.

dvs Pannan producerar cirka 800W med stabil (konstant) drift, men hur mycket förbrukar själva systemet under drift? Kanske samma som produceras av 800W och eventuellt mer.

Dessutom genereras el endast under drift av brännaren. dvs Det kräver antingen kontinuerlig drift av systemet, eller så är allt lite annorlunda än systemutvecklarna säger.

Vad ledde dessa beräkningar till? Det vedeldade pannsystemet ger verkligen sina 50W * h (eller 0,05 kW * h), som kan användas för att ladda en surfplatta, telefon etc. även för den banala "LED-lampan i standby". Till skillnad från utvecklingen av två världsberömda företag, men den beskrivna utvecklingen ser helt klart mer ut som en bra marknadsföring och ingenting mer.

När det gäller prispolitiken för dessa system är det i allmänhet svårt att utvärdera något här. Eftersom även tillverkare Viessmann och NAVIEN omedelbart föreskriver att utrustningen "inte kräver underhåll." Översatt till ett enkelt språk - det bröt, vilket innebär att du måste byta ut enheten helt.

Detta kan beröra inte bara hela systemet, utan enskilda enheter: Stirling-motorn, gasbrännarsystemet etc. Resultatet är en ganska imponerande mängd. Baserat på det faktum att det genomsnittliga priset för dessa system är cirka 12 tusen. Euro eller 13,5 tusen $. Systemet med pannan med generatorn, då är det bara tillverkaren av system som kan vinna i en sådan situation.

Indigirka-ugnen kan inte delta i jämförelsen alls, inte bara för att bränsletypen inte är gas, och priset inte är jämförbart (15 gånger mindre), utan för att kaminen inte är placerad för hushållsbruk, utan mer för resor, expeditioner etc. n.

Om situationen med energibärare i Europa väsentligt påverkar konsumenternas val (vid val av värme- eller energiförsörjningssystem) med tanke på effektivitet och miljövänlighet, stimulerar EU-staterna detta genom att subventionera implementeringen av sådana system.

För den inhemska konsumenten i Ryssland kommer sådana system sannolikt att bli för dyra både initialt "system + installation" och under drift.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Stirlingsmotorns driftprincip, utrustad med en gaspanna:

Demonstration av gaspannan med en elgenerator:

Ett exempel på en vedspis med en elgenerator för jämförelse med en gasenhet:

Glöm inte att europeiska energiproducerande företag är ganska lojala mot "tillverkare" av energibesparande utrustning.

I Ryssland är möjligheten att generera och överföra elektrisk energi till nätet av en hushållskonsument inte bara fastställd genom lag utan också välkomnas inte av nätföretag. Därför har de presenterade systemen troligen inga allvarliga chanser att användas i Ryssland idag.

Kommentera artikeln som lämnats in för att behandlas i blockformuläret nedan, ställ frågor, lägg ett foto om ämnet. Berätta om pannor som är bekanta med kraftgenererande system. Dela användbar information som är användbar för besökare.