Elektrik jeneratörlü gaz kazanı: cihaz, çalışma prensibi, en iyi markaların gözden geçirilmesi
Enerji kaynaklarına karşı dikkatli bir tutum, öncelikle neredeyse tüm doğal rezervlerin sonsuz olmaması gerçeğinden kaynaklanmaktadır.Her türlü yakıtın ekonomik tüketimi, yeni sistemlerin geliştirilmesini veya mevcut sistemlerin radikal modernizasyonunu gerektirir.
Bu nedenle, elektrik jeneratörlü bir gaz kazanı, mavi yakıtı akıllıca yönetmenize olanak tanıyan hibrit sistem türlerinden biridir. Isı enerjisinin yanı sıra elektrik enerjisi de üreten ekipmanların çalışma prensibini sizlere tanıtacağız. Hibrit birimlerin tipik modellerini hayal edelim.
Makalenin içeriği:
Verimli enerji tüketimi
Evini ısıtmak için gaz kazanı takmış olan ortalama bir kişi bile termal enerjinin rasyonel kullanımını merak edebilir. Aslında bir kazanda gaz yakıldığında ortaya çıkan ısının tamamı kullanılmaz.
Bir ısıtma sistemi çalıştığında, ısının bir kısmı her zaman geri dönüşü olmayacak şekilde kaybolur. Bu genellikle yanma ürünleri kazandan atmosfere salındığında meydana gelir. Aslında bu, kullanılabilecek boşa harcanan enerjidir.
Tam olarak neyden bahsediyoruz? Boşa harcanan “boşa harcanan” ısının elektrik enerjisi üretiminde kullanılması olasılığı üzerine.
Yakıt türleri, sıradan yakacak odun ve her türlü briketten başlayıp en ekonomik seçeneklere kadar farklı olabilir: bileşiminde metan ağırlıklı ana gaz, yapay mavi yakıt ve sıvılaştırılmış propan-bütan karışımları.
Bu, "Amerika'nın keşfinden" uzak görünebilir, ancak aslında 1943'te Robert Stirling tarafından geliştirilen teknoloji veya daha doğrusu kurulum var. Tasarım özellikleri ve temel çalışma prensibi, bu sistemin içten yanmalı motor olarak sınıflandırılmasını mümkün kılmaktadır.
O halde bu kurulum neden bu kadar önemli bir süre kullanılmadı? Cevap basit - geçen yüzyılın kırklı yıllarında teknolojinin teorik gelişiminin pratikte çok hantal olduğu ortaya çıktı.
Geliştirme sırasında mevcut olan teknolojiler ve malzemeler, tesisin boyutunun küçültülmesine izin vermiyordu ve mevcut elektrik enerjisi üretme yöntemleri daha uygun maliyetliydi.
Bugün bizi yenilenebilir olarak sınıflandırılmayan kaynaklara karşı daha dikkatli davranmaya ne sevk edebilir? Günümüzde tüm dünyada ortak bir sorun var; teknolojinin gelişmesi kaçınılmaz olarak elektrik enerjisi tüketiminin artmasına neden oluyor.
Tüketimdeki artış o kadar hızlı oluyor ki, şebeke şirketlerinin üretim bir yana, elektrik enerjisi iletim sistemlerini modernize etmeye bile zamanları kalmıyor.Bu durum kaçınılmaz olarak güç kaynağı sistemi elemanlarının arızalanmasına yol açar ve bazı durumlarda bu kıskanılacak bir düzenlilikle gerçekleşebilir.
Modern ısıtma kazanları aynı zamanda enerjiye bağımlı olan kontrol sistemleriyle donatılmıştır. Sirkülasyon pompası, sensörler, otomasyon ve panelin kendisinin güce ihtiyacı vardır. Tüm cihaz seti, bir elektrik kesintisi sırasında işlevselliğin sürdürülmesi konusunda endişeye neden olamaz.
Cebri ısıtma sistemlerini elektrik olmadan çalıştırmak mümkün değildir. Isıtma mevsiminde elektrik kesintisi onlar için neredeyse felakettir. Bu sadece kaçınılmaz olarak odanın hızla soğumasına yol açmakla kalmayacak, aynı zamanda ısıtma uzun süre çalışmazsa devre donabilir.
Sorunu çözmek için mevcut standart seçenekler - kurulum Kesintisiz güç kaynakları, çeşitli modifikasyonlara sahip jeneratörler (gaz, benzin, dizel jeneratörler veya geleneksel olmayan kaynaklar - rüzgar jeneratörleri veya mini termik santraller, hidroelektrik santraller).
Ancak bu çözüm herkes için kabul edilebilir değil çünkü çoğu kişi otonom bir elektrik tedarikçisinin kurulumu için yer ayırmayı zor buluyor.
Bireysel evlerin sakinleri jeneratör için hala yer ayırabilirken, çok katlı bir binada kurulum neredeyse imkansızdır. Böylece, elektrik kesildiğinde ilk mağdur olanların bireysel ısıtma sistemine sahip apartman sakinleri olduğu ortaya çıktı.
Bu nedenle, ısıtma sistemlerinin montajına yönelik bileşenler üreten firmalar, öncelikle ısıtma sisteminin “attığı” ısıdan tam olarak nasıl faydalanılması sorusunu kendilerine sormuşlardır. İsraf edilen bu maddeyi elektrik üretiminde nasıl kullanabiliriz diye düşündük.
İyi bilinen teknolojilerden geliştiriciler "unutulmuş" Stirling kurulumunu seçtiler, modern teknolojiler kompakt boyutu korurken verimliliğini artırmayı mümkün kılıyor.
Stirling tesisinin çalışma prensibi, çalışma akışkanının ısıtılması ve soğutulmasının kullanılmasına dayanır ve bu da elektrik enerjisi üreten bir mekanizmayı harekete geçirir.
Pistonun içinde (kapalı) pompalanan bir gaz vardır; ısıtıldığında gazlı ortam genişler ve pistonu bir yönde hareket ettirir; soğutucuda soğuduktan sonra büzülür ve pistonu diğer yöne hareket ettirir.
Jeneratörlü kazan üreticilerinin gözden geçirilmesi
Elektrik üretmek için egzoz gazlarını (yanma ürünleri) kullanma ilkesinin başarıyla uygulandığı, bugün mevcut olan ev tipi kazan sistemlerinin belirli örneklerine bakalım. Güney Koreli şirket NAVIEN, yukarıdaki teknolojiyi HYBRIGEN SE markalı bir kazanda başarıyla uyguladı.
Kazan, pasaport verilerine göre çalışma sırasında 1000W (veya 1kW) güçte ve 12V voltajda elektrik üreten bir Stirling motoru kullanıyor. Geliştiriciler, üretilen elektriğin ev aletlerine güç sağlamak için kullanılabileceğini iddia ediyor.
Bu güç, bir ev buzdolabına (yaklaşık 0,1 kW), bir kişisel bilgisayara (yaklaşık 0,4 kW), bir LCD TV'ye (yaklaşık 0,2 kW) ve her biri 25 W gücünde 12 adede kadar LED ampule güç sağlamak için yeterli olmalıdır.
Avrupalı üreticilerden Viessmann bu yönde gelişiyor. Viessmann, tüketicilere Vitotwin 300W ve Vitotwin 350F serisinden iki kazan modeli seçeneği sunma fırsatına sahip.
Vitotwin 300W bu yöndeki ilk gelişmeydi. Oldukça kompakt bir tasarımla ayırt edilir ve görünüm olarak geleneksel olana çok benzer. duvara monte gaz kazanı. Doğru, ilk modelin çalışması sırasında Stirling motorunun çalışmasındaki "zayıf" noktalar belirlendi.
En büyük sorunun ısının uzaklaştırılması olduğu ortaya çıktı; cihazın çalışmasının temeli ısıtma ve soğutmadır. Onlar. geliştiriciler, Stirling'in geçen yüzyılın kırklı yıllarında karşılaştığı aynı problemle karşı karşıya kaldılar - yalnızca önemli boyutta bir soğutucuyla elde edilebilecek etkili soğutma.
Bu nedenle, yalnızca elektrik jeneratörlü bir gaz kazanını değil aynı zamanda 175 litrelik yerleşik bir kazanı da içeren Vitotwin 350F kazan modeli ortaya çıktı.
Bu durumda Stirling tesisatının pistonunun sudan dolayı soğuması problemi ortaya çıkmaktadır. Kazan. Ancak karar, kurulumun genel boyutlarının ve ağırlığının artmasına neden oldu. Böyle bir sistem artık geleneksel gaz kazanları gibi duvara monte edilemez ve yalnızca zemine monte edilebilir.
Viessmann kazanları, kazan işletim sistemlerini harici bir kaynaktan besleme olanağı sağlar; merkezi güç kaynağı ağlarından. Viessmann şirketi, ekipmanı ev tüketimi için fazla elektriği seçme imkanı olmadan kendi ihtiyaçlarını (kazan ünitelerinin çalışması) sağlayan bir cihaz olarak konumlandırdı.
Isıtma sistemine yerleştirilmiş jeneratörlerin kullanımının verimliliğini karşılaştırmak için. TERMOFOR şirketleri (Belarus Cumhuriyeti) ve Kryotherm şirketi (Rusya, St. Petersburg) tarafından geliştirilen kazanı dikkate almaya değer.
Yukarıdaki sistemlerle bir şekilde rekabet edebilecekleri için değil, elektrik enerjisi üretmenin çalışma prensiplerini ve verimliliğini karşılaştırmak için dikkate alınmaya değerdirler. Bu kazanlarda yakıt olarak sadece odun kullanılır. preslenmiş talaş veya ahşap bazlı briketler olduğundan NAVIEN ve Viessmann modelleriyle aynı seviyeye getirilemezler.
“Isıtma ocağı “İndigirka” olarak adlandırılan kazan, odun vb. İle uzun süreli ısıtma amaçlıdır ancak TEG 30-12 tipi iki termik elektrik jeneratörü ile donatılmıştır. Ünitenin yan duvarında bulunurlar. Jeneratörlerin gücü küçüktür, yani. toplamda yalnızca 12V'ta 50-60W üretebilirler.
Bu kazanda kapalı bir elektrik devresinde emk oluşumuna dayanan Seebeck yöntemi kullanıldı. Birbirine benzemeyen iki malzemeden oluşur ve farklı sıcaklıklarda temas noktalarını korur. Onlar. geliştiriciler ayrıca kazanın ürettiği ısıyı elektrik enerjisi üretmek için kullanıyor.
Kazan verimliliği karşılaştırması
Sadece odayı ısıtmakla kalmayıp (ısıtma) sunulan kazan tiplerinin karşılaştırılması soğutucu), aynı zamanda üretilen ısının kullanımı yoluyla elektrik de üretildiğinden, işletme sırasında önemli hususlara dikkat edilmelidir.
Hem NAVIEN şirketi hem de Viessmann şirketi, kazanlarını şüphesiz avantajlara dikkat çekerek konumlandırıyor - sürecin tam otomasyonu, servis onarımlarına gerek yok ve genellikle alıcı tarafından devreye alındıktan sonra tam bir müdahale eksikliği.
Bu kazanların çalışması için gerekli olan tek şey, sistemin istikrarlı bir şekilde çalışması ve gazın istikrarlı bir şekilde mevcudiyetidir (ister ana besleme, ister sıvılaştırılmış gazla şişelenmiş bir kurulum veya gaz tutucu). Buna göre yanma sonrası çevreye herhangi bir zarar vermeyen kazanların çalıştırılmasında evsel gaz kullanılıyor.
Prensip olarak İndigirka sobası için de hemen hemen aynı şey söylenebilir, yalnızca buradaki yakıt türü gaz değil, yakacak odun, pelet veya preslenmiş talaştır.
Tam devamsızlık otomasyonbu da elektrik gerektirir. Elektrik enerjisi üretim sistemi ve kazanın kendisi birbirinin çalışmasını etkilemez;Elektrik üretim sisteminin arızalanması durumunda kazan işlevini yerine getirmeye devam eder.
NAVIEN ve Viessmann kazanları bununla övünemez çünkü Stirling motoru doğrudan kazan tasarımına entegre edilmiştir. Ancak bu tür sistemler ne kadar karlı ve böyle bir kazanın kendini amorti etmesi ne kadar sürecek? Bu konu ayrıntılı olarak anlaşılmaya değer.
Söz konusu sistemlerin karlılığı
İlk bakışta NAVIEN ve Viessmann'ın kazanları, özel bir evde veya hatta bir apartman dairesinde pratik olarak mini termik santrallerdir.
Büyük boyutlarına rağmen, bir kazanı veya odaları ısıtmak için sadece bir kazan kullanarak elektrik enerjisi üretebilme yeteneği, alıcıyı böyle bir “teknoloji mucizesini” tereddüt etmeden kurmaya teşvik etmelidir.
Ancak NAVIEN kombi daha yakından incelendiğinde cevap gerektiren sorular ortaya çıkıyor. Beyan edilen 1 kW gücüyle (kendi takdirinize göre kullanılabilen serbest güç), kazan, sistem çalışırken oldukça belirgin bir şekilde elektrik tüketir.
Ne anlama geliyor? En azından otomasyon çalışır, ancak biraz güce ihtiyaç duyulur, ancak fanın ve sirkülasyon pompasının çalışması için gereklidir. Toplamda listelenen cihazlar yalnızca bu kilowatt enerjiyi başarıyla tüketmekle kalmaz, aynı zamanda sistemi "hız aşırtırken" yeterli olmayabilir.
Viessmann kazanları için de tamamen aynı sorular ortaya çıkıyor, ancak en azından kişinin kendi ihtiyaçları için elektrik çekme olasılığı burada belirtilmemiş. Yalnızca harici besleme olmadığında sistemin özerk çalışma olasılığı öngörülmüştür.
Her ne kadar geliştiriciler hemen "sistemin en yüksek yüklerde ek elektrik gücüne ihtiyaç duyabileceğini" belirtse de. Yılda beyan edilen 3500 kWh elektriğin arka planına karşı, bu nüans zaten şüphelidir, ancak basit ve basit hesaplamalarla aşağıdakileri elde ederiz:
3500:6 (standart ısıtma sezonunun ayları): 30 (ortalama 30 takvim günü): 24 (günde 24 saat) = 0,81 kW*saat.
Onlar. Kazan, kararlı (sabit) çalışma sırasında yaklaşık 800 W üretiyor, ancak sistemin kendisi çalışma sırasında ne kadar tüketiyor? Belki aynıları, 800W ve belki daha fazlasını üretiyorlar.
Ayrıca sadece brülörün çalışması sırasında elektrik üretilir. Onlar. Ya sistemin sürekli çalışması gerekiyor ya da her şey sistem geliştiricilerinin söylediklerinden biraz farklı.
Bu hesaplamalar neye yol açtı? Odun kazanı sistemi aslında bir tableti, telefonu vb. şarj etmek için kullanılabilen 50Wh (veya 0,05kWh) enerji üretiyor. sıradan bir "görev LED ampulü" için bile. Dünyaca ünlü iki şirketin gelişmelerinin aksine, açıklanan gelişmeler açıkça daha çok iyi bir pazarlama taktiğine benziyor, başka bir şey değil.
Bu sistemlerin fiyatlandırma politikasına gelince, herhangi bir şeyi değerlendirmek genellikle zordur.Çünkü üretim şirketleri Viessmann ve NAVIEN bile ekipmanın "bakım gerektirmediğini" hemen şart koşuyor. Basit bir dile çevrildiğinde bozuktur, bu da ünitenin tamamen değiştirilmesi gerektiği anlamına gelir.
Bu, tüm sistem için geçerli olmayabilir ancak tek tek bileşenler için geçerli olabilir: Stirling motoru, gaz yakıcı sistemi vb. Sonuç oldukça etkileyici bir miktar olacak. Bu sistemlerin ortalama fiyatının 12 bin civarında olduğunu varsayarsak. avro veya 13,5 bin dolar. Kazanın jeneratörle çalışma şeması, böyle bir durumda yalnızca sistem üreticisi kazanabilir.
İndigirka sobası, yalnızca yakıt türünün gaz olmaması ve fiyatının karşılaştırılabilir olmaması (15 kat daha az) nedeniyle değil, aynı zamanda sobanın ev içi kullanım için değil, daha çok seyahat için konumlandırılması nedeniyle karşılaştırmaya hiçbir şekilde katılamıyor. keşif gezileri vb.
Avrupa'da enerji durumu, verimlilik ve çevre dostu olma açısından tüketici seçimini (ısıtma veya enerji tedarik sistemlerini seçerken) oldukça önemli ölçüde etkiliyorsa, AB ülkeleri bu tür sistemlerin uygulanmasını sübvanse ederek bunu teşvik eder.
Rusya'daki ev tüketicileri için bu tür sistemler büyük olasılıkla hem başlangıçta "sistem + kurulum" hem de işletme sırasında çok pahalı olacaktır.
Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video
Bir gaz kazanını donatan bir Stirling motorunun çalışma prensibi:
Bir elektrik jeneratörü ile bir gaz kazanının çalışmasının gösterilmesi:
Bir gaz ünitesiyle karşılaştırmak için elektrik jeneratörlü bir odun sobası örneği:
Avrupalı enerji üreten şirketlerin, enerji tasarrufu sağlayan ekipmanların “üreticilerine” oldukça sadık olduklarını unutmayın.
Rusya'da ev tüketicileri tarafından elektrik enerjisi üretilip şebekeye iletilmesi olasılığı kanunlarda yer almadığı gibi şebeke şirketleri tarafından da hoş karşılanmamaktadır. Bu nedenle sunulan sistemlerin bugün Rusya Federasyonu'nda ciddi bir kullanım şansının olması pek olası değildir.
Lütfen aşağıdaki blok formunda değerlendirilmek üzere gönderilen makaleye yorum yapın, sorular sorun, konuyla ilgili fotoğraf yayınlayın. Kazanlara ve elektrik üretim sistemlerine aşina olup olmadığınızı bize bildirin. Site ziyaretçilerine faydalı olacak faydalı bilgileri paylaşın.
