Gázkazán elektromos generátorral: készülék, működési elv, a legjobb márkák áttekintése
Az energiaforrásokhoz való óvatos hozzáállást elsősorban az a tény diktálja, hogy szinte minden természeti tartalék nem végtelen.Minden típusú üzemanyag gazdaságos fogyasztása új rendszerek kifejlesztését vagy a meglévők radikális korszerűsítését igényli.
Így az elektromos generátorral ellátott gázkazán a hibrid rendszerek egyik fajtája, amely lehetővé teszi a kék üzemanyag intelligens kezelését. Bemutatjuk a hőenergiával együtt villamos energiát előállító berendezések működési elvét. Képzeljük el a hibrid egységek tipikus modelljeit.
A cikk tartalma:
Hatékony energiafogyasztás
Még az átlagember is elgondolkozhat a hőenergia ésszerű felhasználásán, akinek gázkazán van beépítve otthona fűtésére. Valójában, amikor egy kazánban gázt égetnek el, a keletkező hő nem teljes egészében kerül felhasználásra.
A fűtési rendszer működése során a hő egy része mindig helyrehozhatatlanul elvész. Ez általában akkor történik, amikor az égéstermékek a kazánból a légkörbe kerülnek. Valójában ez elpazarolt energia, amelyet fel lehetett volna használni.
Miről is beszélünk pontosan? Az elpazarolt „elpazarolt” hő villamosenergia-termelésben való felhasználásának lehetőségéről.
A tüzelőanyag típusok eltérőek lehetnek, kezdve a banális tűzifával és mindenféle briketttel, a leggazdaságosabb lehetőségekig: fő gáz, amelynek összetételében túlsúlyban van a metán, mesterséges kék üzemanyag és cseppfolyósított propán-bután keverékek.
Úgy tűnhet, hogy ez messze van „Amerika felfedezésétől”, de valójában létezik a technológia, vagy inkább az installáció, amelyet még 1943-ban fejlesztett ki Robert Stirling. Tervezési jellemzői és alapvető működési elve lehetővé teszik, hogy ezt a rendszert a belső égésű motorok közé soroljuk.
Akkor miért nem használták ezt a telepítést ilyen jelentős ideig? A válasz egyszerű - a technológia elméleti fejlődése a múlt század negyvenes éveiben a gyakorlatban nagyon nehézkesnek bizonyult.
A fejlesztés idején meglévő technológiák és anyagok nem tették lehetővé a létesítmény méretének csökkentését, a meglévő villamosenergia-előállítási módok költséghatékonyabbak voltak.
Mi késztethet ma arra, hogy körültekintőbben viszonyuljunk a nem megújuló erőforrásokhoz? Napjainkban az egész világon általános probléma - a technológia fejlődése elkerülhetetlenül az elektromos energia felhasználásának növekedéséhez vezet.
A fogyasztás növekedése olyan gyors ütemben megy végbe, hogy a hálózati társaságoknak nincs idejük a villamosenergia-átviteli rendszerek korszerűsítésére, a termelésről nem is beszélve.Ez a helyzet elkerülhetetlenül ahhoz vezet, hogy az áramellátó rendszerek elemei meghibásodnak, és ez bizonyos esetekben irigylésre méltó rendszerességgel megtörténhet.
A modern fűtőkazánok energiafüggő szabályozási rendszerekkel vannak felszerelve. A keringtető szivattyúnak, az érzékelőknek, az automatizálásnak és magának a panelnek áramra van szüksége. Az eszközök teljes készlete csak aggodalomra ad okot az áramszünet alatti működőképesség fenntartása miatt.
A kényszerfűtési rendszereket áram nélkül nem lehet működtetni. A fűtési szezonban bekövetkező áramszünet szinte katasztrofális számukra. Ez nemcsak elkerülhetetlenül a helyiség gyors lehűléséhez vezet, hanem ha a fűtés hosszú ideig nem működik, az áramkör lefagyhat.
Szabványos meglévő lehetőségek a probléma megoldására - telepítés szünetmentes tápegységek, különféle módosítások generátorai (gáz, benzin, dízel generátorok vagy nem hagyományos források - szélgenerátorok vagy mini hőerőművek, vízerőművek).
De ez a megoldás nem mindenki számára elfogadható, mivel sokak számára nehéz helyet foglalni az autonóm áramszolgáltató telepítéséhez.
Míg az egyéni házak lakói továbbra is biztosíthatnak helyet a generátor számára, ez szinte lehetetlen egy többszintes épületbe történő beépítésnél. Így kiderül, hogy az egyedi fűtési rendszerrel rendelkező társasházak lakói szenvednek először az áramszünettől.
Ezért mindenekelőtt a fűtési rendszerek összeszereléséhez szükséges alkatrészeket gyártó cégek feltették maguknak a kérdést, hogy a fűtési rendszer által „kidobott” hőt teljes mértékben kihasználják. Gondolkodtunk azon, hogyan használjuk fel ezt az elpazarolt anyagot elektromos áram előállítására.
A jól ismert technológiák közül a fejlesztők a „jól elfeledett” Stirling telepítést választották, a modern technológiák lehetővé teszik a hatékonyság növelését a kompakt méret megtartása mellett.
A Stirling-rendszer működési elve a munkafolyadék fűtésén és hűtésén alapul, ami viszont egy elektromos energiát előállító mechanizmust aktivál.
A dugattyú belsejében (zárt) gáz van szivattyúzva, melegítéskor a gáznemű közeg kitágul és egy irányba mozgatja a dugattyút, a hűtőben való lehűlés után összehúzódik és a másik irányba mozgatja a dugattyút.
A generátoros kazánok gyártóinak áttekintése
Nézzünk konkrét példákat a ma létező hazai kazánrendszerekre, amelyekben sikeresen megvalósult a kipufogógázok (égéstermékek) villamosenergia-termelésre való felhasználásának elve. A dél-koreai NAVIEN cég sikeresen implementálta a fenti technológiát egy HYBRIGEN SE márkájú kazánban.
A kazán Stirling motort használ, amely az útlevél adatai szerint üzem közben 1000W (vagy 1kW) teljesítménnyel és 12V feszültséggel termel áramot. A fejlesztők azt állítják, hogy a megtermelt áramot háztartási gépek áramellátására lehet használni.
Ennek a teljesítménynek elegendőnek kell lennie egy háztartási hűtőszekrény (kb. 0,1 kW), egy személyi számítógép (kb. 0,4 kW), egy LCD TV (kb. 0,2 kW) és legfeljebb 12 darab, egyenként 25 W-os LED-es izzó ellátásához.
Az európai gyártók közül a Viessmann ebbe az irányba fejlődik. A Viessmann-nak lehetősége van arra, hogy a fogyasztóknak a Vitotwin 300W és a Vitotwin 350F sorozatú kazánok két típusát kínálja.
A Vitotwin 300W volt az első ilyen irányú fejlesztés. Meglehetősen kompakt kialakítása jellemzi, és megjelenésében nagyon hasonlít a hagyományoshoz fali gázkazán. Igaz, az első modell működése során azonosították a Stirling-motor működésének „gyenge” pontjait.
A legnagyobb problémának a hőelvonás bizonyult, a készülék működésének alapja a fűtés és a hűtés. Azok. a fejlesztők ugyanazzal a problémával szembesültek, mint Stirling a múlt század negyvenes éveiben - hatékony hűtés, ami csak jelentős méretű hűtővel érhető el.
Ezért jelent meg a Vitotwin 350F kazánmodell, amely nem csak villanygenerátoros gázkazánt, hanem beépített 175 literes kazánt is tartalmazott.
Ebben az esetben a Stirling-rendszer dugattyújának hűtésének problémája a víz bejutása miatt kazán. A döntés azonban a berendezés teljes méretének és tömegének növekedéséhez vezetett. Egy ilyen rendszer már nem szerelhető falra, mint egy hagyományos gázkazán, és csak padlóra szerelhető.
A Viessmann kazánok lehetőséget biztosítanak a kazán üzemi rendszerek külső forrásból történő táplálására, pl. központi áramellátó hálózatokról. A Viessmann cég a berendezést olyan eszközként pozicionálta, amely saját szükségleteit (kazánegységek üzemeltetése) biztosítja, anélkül, hogy a háztartási fogyasztásra többlet villamos energiát választhatna.
A fűtési rendszerbe épített generátorok használatának hatékonyságának összehasonlítása érdekében. Érdemes megfontolni a kazánt, amelyet a TERMOFOR cégek (Belarusz Köztársaság) és a Kryotherm cég (Oroszország, Szentpétervár) fejlesztettek ki.
Ezeket nem azért érdemes megfontolni, mert valahogy felvehetik a versenyt a fenti rendszerekkel, hanem azért, hogy összehasonlítsuk az elektromos energia előállításának működési elveit és hatékonyságát. Ezek a kazánok csak fát használnak tüzelőanyagként, préselt fűrészpor vagy fa alapú brikettet, így nem lehet egy szintre emelni a NAVIEN és a Viessmann modellekkel.
Az „Indigirka fűtőkályha” nevű kazán hosszú távú fával stb. való fűtésre szolgál, de két TEG 30-12 típusú hőtermelővel van felszerelve. Az egység oldalfalán találhatók. A generátorok teljesítménye kicsi, i.e. összesen csak 50-60W-ot képesek előállítani 12V-on.
Ebben a kazánban a Seebeck-módszert alkalmazták, amely egy zárt elektromos áramkörben emf kialakításán alapul. Két különböző típusú anyagból áll, és különböző hőmérsékleteken tart fenn érintkezési pontokat. Azok. a fejlesztők a kazán által termelt hőt elektromos energia előállítására is felhasználják.
A kazán hatékonyságának összehasonlítása
A bemutatott kazántípusok összehasonlítása, amelyek nemcsak a helyiséget fűtik (hő hűtőfolyadék), hanem a megtermelt hő felhasználásával villamos energiát is termelnek, az üzemeltetés során fontos szempontokra kell figyelni.
Mind a NAVIEN cég, mind a Viessmann cég pozicionálja kazánjait, rámutatva a kétségtelen előnyökre - a folyamat teljes automatizálása, nincs szükség szervizjavításra és általában a vevő üzembe helyezése utáni beavatkozás teljes hiánya.
Ezeknek a kazánoknak a működéséhez csak a rendszer stabil működése és a stabil gáz rendelkezésre állás szükséges (legyen szó főellátásról, cseppfolyós gázzal palackos telepítésről, ill. gáztartó). Ennek megfelelően a kazánok működtetéséhez háztartási gázt használnak, amely égés után nem károsítja a környezetet.
Az Indigirka fűtőkályháról elvileg szinte ugyanez mondható el, csak a tüzelőanyag itt nem gáz, hanem tűzifa, pellet vagy préselt fűrészpor.
Teljes hiány automatizálásami áramot igényel. Az elektromos energiatermelő rendszer és maga a kazán nem befolyásolja egymás működését, pl.Ha a villamosenergia-termelő rendszer meghibásodik, a kazán továbbra is ellátja funkcióit.
A NAVIEN és a Viessmann kazánok nem dicsekedhetnek ezzel, mivel a Stirling motor közvetlenül a kazán kialakításába van beépítve. De mennyire jövedelmezőek az ilyen rendszerek, és mennyi idő alatt térül meg egy ilyen kazán? Ezt a kérdést érdemes részletesen megérteni.
A vizsgált rendszerek jövedelmezősége
Első pillantásra a NAVIEN és a Viessmann kazánjai gyakorlatilag mini hőerőművek egy magánházban vagy akár egy lakásban.
Még a nagy méretek ellenére is, az elektromos energia előállításának lehetősége pusztán egy kazán használatával kazán fűtésére vagy helyiségek fűtésére készteti a vevőt a „technológia csodájának” habozás nélküli telepítésére.
De a NAVIEN kazán alaposabb vizsgálatakor olyan kérdések merülnek fel, amelyekre választ kell adni. Az 1 kW deklarált teljesítménnyel (szabad teljesítmény, amely saját belátása szerint használható) a kazán észrevehetően fogyaszt áramot a rendszer működése közben.
Mit jelent? Minimálisan működik az automatika, bár egy kis teljesítmény kell, de kell a ventilátor és a keringető szivattyú működéséhez. A felsorolt készülékek összesen nem csak sikeresen tudják elfogyasztani ezt a kilowattnyi energiát, de a rendszer „túlhúzásához” nem biztos, hogy elegendő.
Ugyanezek a kérdések merülnek fel a Viessmann kazánokkal kapcsolatban is, de itt legalább nem került szóba a saját szükségletre történő villamosenergia-termelés lehetősége. Csak a rendszer autonóm működésének lehetőségét írták elő külső ellátás hiányában.
Bár a fejlesztők azonnal rámutatnak, hogy „a rendszernek további elektromos teljesítményre lehet szüksége csúcsterhelés esetén”. A bejelentett évi 3500 kWh megtermelt villamos energia hátterében ez az árnyalat már kétséges, de egyszerű és egyszerű számításokkal a következőket kapjuk:
3500:6 (a normál fűtési szezon hónapjai): 30 (átlagosan 30 naptári nap): 24 (24 óra egy nap) = 0,81 kW*óra.
Azok. A kazán kb 800 W-ot termel stabil (állandó) üzem közben, de mennyit fogyaszt a rendszer maga működés közben? Talán ugyanazok, 800 W-ot, és talán többet is.
Ezenkívül elektromos áram csak az égő működése során keletkezik. Azok. Vagy a rendszer folyamatos működése szükséges, vagy minden kicsit más, mint amit a rendszerfejlesztők mondanak.
Mire vezettek ezek a számítások? A fatüzelésű kazánrendszer valójában megtermeli a maga 50Wh-ját (vagy 0,05kWh-t), amivel újratölthető egy tablet, telefon stb. akár egy banális „adós LED izzóhoz”. Két világhírű cég fejlesztésével szemben a leírt fejlesztések egyértelműen inkább egy jó marketingfogásnak tűnnek, semmi több.
Ami ezeknek a rendszereknek az árpolitikáját illeti, általában nehéz bármit is értékelni.Mert még a Viessmann és a NAVIEN gyártó cégek is azonnal kikötik, hogy a berendezés „nem igényel karbantartást”. Egyszerű nyelvre lefordítva elromlott, ami azt jelenti, hogy az egységet teljesen ki kell cserélni.
Ez nem feltétlenül a teljes rendszerre vonatkozik, hanem az egyes alkatrészekre: Stirling motor, gázégő rendszer stb. Az eredmény egészen lenyűgöző mennyiség lesz. Feltételezve, hogy ezeknek a rendszereknek az átlagos ára körülbelül 12 ezer. euró vagy 13,5 ezer dollár. A kazán működési sémája generátorral, akkor ilyen helyzetben csak a rendszer gyártója nyerhet.
Az Indigirka kályha egyáltalán nem tud részt venni az összehasonlításban, nemcsak azért, mert a tüzelőanyag típusa nem gáz, és az ára sem összehasonlítható (15-ször kevesebb), hanem azért, mert a kályha nem otthoni használatra, hanem inkább utazásra van elhelyezve, expedíciók stb. .P.
Ha Európában az energetikai helyzet meglehetősen jelentős mértékben befolyásolja a fogyasztói választást (a fűtési vagy energiaellátó rendszer kiválasztásakor) a hatékonyság és a környezetbarátság szempontjából, akkor az EU államai ezt az ilyen rendszerek megvalósításának támogatásával ösztönzik.
Az oroszországi háztartási fogyasztók számára az ilyen rendszerek valószínűleg túl drágák lesznek, mind kezdetben „rendszer + telepítés”, mind működés közben.
Következtetések és hasznos videó a témában
A gázkazánnal felszerelt Stirling-motor működési elve:
Villamos generátoros gázkazán működésének bemutatása:
Példa egy villanygenerátorral ellátott fatüzelésre a gázegységgel való összehasonlításhoz:
Ne felejtsük el, hogy az európai energiatermelő cégek meglehetősen lojálisak az energiatakarékos berendezések „gyártóihoz”.
Oroszországban nemcsak hogy nincs törvényben rögzítve az a lehetőség, hogy a háztartási fogyasztók elektromos energiát állítsanak elő és továbbítsanak a hálózatba, hanem a hálózati társaságok sem üdvözlik ezt. Ezért a bemutatott rendszereknek ma valószínűleg nincs komoly esélye arra, hogy az Orosz Föderációban használják őket.
Kérjük, kommentálja a megfontolásra beküldött cikket az alábbi blokk űrlapon, tegyen fel kérdéseket, tegyen közzé fotókat a témában. Mondja el nekünk, ha ismeri a kazánokat és az elektromos termelő rendszereket. Ossza meg hasznos információkat, amelyek hasznosak lehetnek a webhely látogatói számára.
