Nồi hơi gas với máy phát điện: thiết bị, nguyên lý hoạt động, đánh giá các thương hiệu tốt nhất
Thái độ cẩn thận đối với các nguồn năng lượng chủ yếu được quyết định bởi thực tế là hầu hết trữ lượng thiên nhiên không phải là vô hạn.Việc tiêu thụ tiết kiệm tất cả các loại nhiên liệu đòi hỏi phải phát triển các hệ thống mới hoặc hiện đại hóa triệt để các hệ thống hiện có.
Vì vậy, nồi hơi gas có máy phát điện là một trong những loại hệ thống hybrid cho phép bạn quản lý nhiên liệu xanh một cách thông minh. Chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn nguyên lý hoạt động của thiết bị tạo ra năng lượng điện cùng với năng lượng nhiệt. Hãy tưởng tượng các mô hình điển hình của các đơn vị lai.
Nội dung của bài viết:
Tiêu thụ năng lượng hiệu quả
Ngay cả một người bình thường lắp đặt nồi hơi gas để sưởi ấm ngôi nhà của họ cũng có thể thắc mắc về việc sử dụng năng lượng nhiệt hợp lý. Thật vậy, khi đốt khí trong nồi hơi, không phải toàn bộ nhiệt sinh ra đều được sử dụng.
Khi hệ thống sưởi hoạt động, một phần nhiệt luôn bị mất đi không thể phục hồi được. Điều này thường xảy ra khi các sản phẩm cháy được thải ra từ lò hơi vào khí quyển. Trên thực tế, đây là năng lượng lãng phí đáng lẽ có thể được sử dụng.
Chính xác thì chúng ta đang nói về cái gì? Về khả năng sử dụng nhiệt “lãng phí” lãng phí trong sản xuất năng lượng điện.
Các loại nhiên liệu có thể khác nhau, bắt đầu bằng củi tầm thường và tất cả các loại than bánh, kết thúc bằng các lựa chọn tiết kiệm nhất: khí chính với thành phần chủ yếu là metan, nhiên liệu xanh nhân tạo và hỗn hợp propan-butan hóa lỏng.
Có vẻ như đây không phải là “sự khám phá ra nước Mỹ”, nhưng trên thực tế, công nghệ, hay nói đúng hơn là công nghệ sắp đặt, được Robert Stirling phát triển vào năm 1943, vẫn tồn tại. Đặc điểm thiết kế và nguyên lý hoạt động cơ bản của nó giúp phân loại hệ thống này là động cơ đốt trong.
Tại sao cài đặt này không được sử dụng trong một thời gian đáng kể như vậy? Câu trả lời rất đơn giản - sự phát triển về mặt lý thuyết của công nghệ vào những năm 40 của thế kỷ trước hóa ra lại rất cồng kềnh trong thực tế.
Các công nghệ và vật liệu tồn tại tại thời điểm phát triển không cho phép giảm quy mô lắp đặt và các phương pháp sản xuất năng lượng điện hiện có sẽ tiết kiệm chi phí hơn.
Điều gì có thể khiến ngày nay chúng ta suy nghĩ về thái độ cẩn thận hơn đối với các nguồn tài nguyên không được phân loại là có thể tái tạo? Ngày nay có một vấn đề chung trên toàn thế giới - sự phát triển của công nghệ tất yếu dẫn đến việc tiêu thụ năng lượng điện ngày càng tăng.
Sự gia tăng tiêu thụ đang diễn ra với tốc độ nhanh đến mức các công ty mạng lưới không có thời gian để hiện đại hóa hệ thống truyền tải năng lượng điện chứ chưa nói đến sản xuất.Tình trạng này chắc chắn dẫn đến thực tế là các phần tử của hệ thống cung cấp điện bị hỏng và trong một số trường hợp, điều này có thể xảy ra với tần suất đều đặn đáng ghen tị.
Nồi hơi sưởi ấm hiện đại được trang bị hệ thống điều khiển cũng phụ thuộc vào năng lượng. Bơm tuần hoàn, cảm biến, tự động hóa và bản thân bảng điều khiển cũng cần nguồn điện. Toàn bộ bộ thiết bị không thể không gây lo ngại về việc duy trì chức năng trong thời gian mất điện.
Không thể chạy hệ thống sưởi cưỡng bức mà không có điện. Việc mất điện trong mùa sưởi ấm gần như là thảm họa đối với họ. Điều này không chỉ chắc chắn sẽ dẫn đến việc làm mát căn phòng nhanh chóng mà nếu hệ thống sưởi không hoạt động trong một thời gian dài, mạch điện có thể bị đóng băng.
Các tùy chọn tiêu chuẩn hiện có để giải quyết vấn đề - cài đặt Nguồn cung cấp năng lượng liên tục, máy phát điện với nhiều loại sửa đổi khác nhau (máy phát điện chạy gas, xăng, diesel hoặc các nguồn phi truyền thống - máy phát điện gió hoặc nhà máy nhiệt điện mini, nhà máy thủy điện).
Nhưng giải pháp này không phải ai cũng chấp nhận được, vì nhiều người cảm thấy khó phân bổ không gian để lắp đặt một nhà cung cấp điện tự trị.
Trong khi cư dân của những ngôi nhà riêng lẻ vẫn có thể phân bổ không gian cho một máy phát điện, thì điều này gần như không thể lắp đặt trong một tòa nhà nhiều tầng. Vì vậy, hóa ra cư dân của các tòa nhà chung cư có hệ thống sưởi ấm riêng là những người phải gánh chịu đầu tiên khi mất điện.
Chính vì vậy, trước hết các công ty sản xuất linh kiện lắp ráp hệ thống sưởi đều đặt ra câu hỏi là tận dụng tối đa lượng nhiệt mà hệ thống sưởi “thải ra”. Chúng tôi nghĩ cách sử dụng chất thải này để tạo ra điện.
Trong số các công nghệ nổi tiếng, các nhà phát triển đã chọn cách cài đặt Stirling “bị lãng quên”, các công nghệ hiện đại giúp tăng hiệu quả của nó trong khi vẫn duy trì kích thước nhỏ gọn.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống Stirling dựa trên việc sử dụng hệ thống sưởi và làm mát chất lỏng làm việc, từ đó kích hoạt cơ chế tạo ra năng lượng điện.
Bên trong piston (đóng) có một lượng khí được bơm; khi nóng lên, môi trường khí nở ra và chuyển động piston theo một hướng; sau khi làm nguội trong bộ làm mát, nó co lại và chuyển động piston theo hướng khác.
Đánh giá của các nhà sản xuất nồi hơi với máy phát điện
Hãy cùng xem xét các ví dụ cụ thể về hệ thống nồi hơi sinh hoạt hiện nay, trong đó nguyên lý sử dụng khí thải (sản phẩm đốt) để sản xuất điện đã được thực hiện thành công. Công ty NAVIEN của Hàn Quốc đã triển khai thành công công nghệ trên trên nồi hơi mang thương hiệu HYBRIGEN SE.
Lò hơi sử dụng động cơ Stirling, theo dữ liệu hộ chiếu, tạo ra điện với công suất 1000W (hoặc 1kW) và điện áp 12V trong quá trình vận hành. Các nhà phát triển tuyên bố rằng điện được tạo ra có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị gia dụng.
Công suất này đủ để cung cấp năng lượng cho tủ lạnh gia đình (khoảng 0,1 kW), máy tính cá nhân (khoảng 0,4 kW), TV LCD (khoảng 0,2 kW) và tối đa 12 bóng đèn LED với công suất mỗi bóng 25 W.
Trong số các nhà sản xuất châu Âu, Viessmann đang phát triển theo hướng này. Viessmann có cơ hội mang đến cho người tiêu dùng sự lựa chọn hai mẫu nồi hơi thuộc dòng Vitotwin 300W và Vitotwin 350F.
Vitotwin 300W là sự phát triển đầu tiên theo hướng này. Nó được phân biệt bởi một thiết kế khá nhỏ gọn và có hình dáng rất giống với một chiếc thông thường nồi hơi gas treo tường. Đúng như vậy, chính trong quá trình vận hành mẫu xe đầu tiên, người ta đã xác định được những điểm “yếu” trong hoạt động của động cơ Stirling.
Vấn đề lớn nhất hóa ra là khả năng tản nhiệt, cơ sở hoạt động của thiết bị là sưởi ấm và làm mát. Những thứ kia. các nhà phát triển phải đối mặt với cùng một vấn đề mà Stirling gặp phải vào những năm 40 của thế kỷ trước - làm mát hiệu quả, điều này chỉ có thể đạt được với kích thước đáng kể của bộ làm mát.
Đó là lý do tại sao mẫu nồi hơi Vitotwin 350F xuất hiện, không chỉ bao gồm nồi hơi gas với máy phát điện mà còn có nồi hơi 175 lít tích hợp.
Trong trường hợp này, vấn đề làm mát piston của hệ thống Stirling do có nước trong Nồi hơi. Tuy nhiên, quyết định này đã dẫn đến sự gia tăng kích thước và trọng lượng tổng thể của hệ thống lắp đặt. Hệ thống như vậy không còn có thể được gắn trên tường như nồi hơi gas thông thường và chỉ có thể gắn trên sàn.
Nồi hơi Viessmann cung cấp khả năng cấp nguồn cho hệ thống vận hành nồi hơi từ nguồn bên ngoài, tức là. từ mạng lưới cung cấp điện trung tâm. Công ty Viessmann định vị thiết bị này là một thiết bị đáp ứng nhu cầu riêng của mình (vận hành các tổ máy nồi hơi) mà không có khả năng lựa chọn lượng điện dư thừa để tiêu thụ trong nước.
Để so sánh hiệu quả sử dụng máy phát điện tích hợp trong hệ thống sưởi ấm. Điều đáng xem xét là lò hơi được phát triển bởi các công ty TERMOFOR (Cộng hòa Belarus) và công ty Kryotherm (Nga, St. Petersburg).
Chúng đáng được xem xét không phải vì bằng cách nào đó chúng có thể cạnh tranh với các hệ thống trên mà để so sánh các nguyên lý hoạt động và hiệu quả tạo ra năng lượng điện. Những nồi hơi này chỉ sử dụng gỗ làm nhiên liệu, mùn cưa ép hoặc than bánh làm từ gỗ nên không thể so sánh với các mẫu của NAVIEN và Viessmann.
Lò hơi có tên là “Bếp sưởi “Indigirka”, nhằm mục đích sưởi ấm lâu dài bằng gỗ, v.v., nhưng được trang bị hai máy phát nhiệt điện loại TEG 30-12. Chúng nằm trên bức tường bên của thiết bị. Công suất của máy phát điện nhỏ, tức là tổng cộng chúng chỉ có thể tạo ra 50-60W ở điện áp 12V.
Trong nồi hơi này, phương pháp Seebeck, dựa trên sự hình thành lực điện động trong mạch điện kín, đã được sử dụng. Nó bao gồm hai loại vật liệu khác nhau và duy trì các điểm tiếp xúc ở nhiệt độ khác nhau. Những thứ kia. các nhà phát triển cũng sử dụng nhiệt do lò hơi tạo ra để tạo ra năng lượng điện.
So sánh hiệu suất nồi hơi
So sánh các loại nồi hơi được trình bày không chỉ làm nóng căn phòng (nhiệt chất làm mát), mà còn tạo ra điện thông qua việc sử dụng nhiệt sinh ra, cần chú ý đến các khía cạnh quan trọng trong quá trình vận hành.
Cả công ty NAVIEN và công ty Viessmann đều định vị nồi hơi của mình, chỉ ra những lợi thế chắc chắn - tự động hóa hoàn toàn quy trình, không cần sửa chữa dịch vụ và nói chung là hoàn toàn không có sự can thiệp sau khi người mua vận hành.
Để vận hành các nồi hơi này, tất cả những gì cần thiết là hệ thống vận hành ổn định và nguồn khí sẵn có ổn định (cho dù đó là nguồn cung cấp chính, lắp đặt đóng chai bằng khí hóa lỏng hay giữ khí). Theo đó, khí sinh hoạt được sử dụng để vận hành nồi hơi, sau khi đốt không gây hại gì cho môi trường.
Về nguyên tắc, có thể nói gần như tương tự về bếp sưởi Indigirka, chỉ có điều loại nhiên liệu ở đây không phải là gas mà là củi, viên nén hoặc mùn cưa ép.
vắng mặt hoàn toàn tự động hóađòi hỏi phải có điện. Bản thân hệ thống phát điện và lò hơi không ảnh hưởng đến hoạt động của nhau, tức là.Nếu hệ thống sản xuất điện gặp sự cố, lò hơi vẫn tiếp tục thực hiện các chức năng của mình.
Nồi hơi của NAVIEN và Viessmann không thể tự hào về điều này, vì động cơ Stirling được tích hợp trực tiếp vào thiết kế nồi hơi. Nhưng những hệ thống như vậy mang lại lợi nhuận như thế nào và sẽ mất bao lâu để một lò hơi như vậy có thể tự chi trả? Vấn đề này đáng để hiểu chi tiết.
Khả năng sinh lời của các hệ thống đang được xem xét
Thoạt nhìn, nồi hơi của NAVIEN và Viessmann thực tế là những nhà máy nhiệt điện mini trong một ngôi nhà riêng hoặc thậm chí là một căn hộ.
Ngay cả khi kích thước tổng thể lớn, khả năng sản xuất năng lượng điện chỉ bằng cách sử dụng lò hơi để sưởi ấm lò hơi hoặc sưởi ấm các phòng sẽ khiến người mua không ngần ngại lắp đặt “điều kỳ diệu của công nghệ” như vậy.
Nhưng khi kiểm tra kỹ hơn nồi hơi NAVIEN, các câu hỏi nảy sinh cần có câu trả lời. Với công suất được công bố là 1 kW (công suất miễn phí có thể được sử dụng theo ý của bạn), nồi hơi tiêu thụ điện khá đáng kể khi hệ thống hoạt động.
nghĩa là gì? Ở mức tối thiểu, quá trình tự động hóa hoạt động, tuy cần một ít điện năng nhưng cần thiết để quạt và bơm tuần hoàn hoạt động. Tổng cộng các thiết bị được liệt kê không chỉ có thể tiêu thụ thành công kilowatt năng lượng này mà còn có thể không đủ khi “ép xung” hệ thống.
Những câu hỏi tương tự cũng nảy sinh liên quan đến nồi hơi Viessmann, nhưng ít nhất khả năng khai thác điện cho nhu cầu của chính mình không được nêu ở đây. Chỉ có khả năng vận hành tự chủ của hệ thống trong trường hợp không có nguồn cung cấp bên ngoài được quy định.
Mặc dù các nhà phát triển ngay lập tức chỉ ra rằng “hệ thống có thể cần thêm năng lượng điện khi tải cao điểm”. Trong bối cảnh công bố 3500 kWh điện được sản xuất mỗi năm, sắc thái này đã bị nghi ngờ, nhưng thông qua các phép tính đơn giản và đơn giản, chúng tôi nhận được những điều sau:
3500:6 (tháng của mùa sưởi ấm tiêu chuẩn): 30 (trung bình 30 ngày dương lịch): 24 (24 giờ trong một ngày) = 0,81 kW*giờ.
Những thứ kia. Lò hơi tạo ra khoảng 800 W trong quá trình hoạt động ổn định (liên tục), nhưng bản thân hệ thống tiêu thụ bao nhiêu trong quá trình vận hành? Có lẽ những cái tương tự, tạo ra 800W, và có thể hơn thế nữa.
Ngoài ra, điện chỉ được tạo ra trong quá trình vận hành đầu đốt. Những thứ kia. Yêu cầu hệ thống hoạt động liên tục hoặc mọi thứ hơi khác so với những gì các nhà phát triển hệ thống nói.
Những tính toán này đã dẫn đến điều gì? Hệ thống nồi hơi đốt củi thực sự tạo ra 50Wh (hoặc 0,05kWh), có thể được sử dụng để sạc lại máy tính bảng, điện thoại, v.v. ngay cả đối với một “bóng đèn LED nhiệm vụ” tầm thường. Ngược lại với những diễn biến của hai công ty nổi tiếng thế giới, những diễn biến được mô tả rõ ràng giống một mưu đồ tiếp thị tốt hơn và không có gì hơn.
Về chính sách giá cho các hệ thống này, nhìn chung rất khó để đánh giá bất cứ điều gì.Bởi ngay cả các công ty sản xuất Viessmann và NAVIEN cũng ngay lập tức quy định rằng thiết bị “không cần bảo trì”. Dịch sang ngôn ngữ đơn giản thì nó bị hỏng, nghĩa là thiết bị cần được thay thế hoàn toàn.
Điều này có thể không áp dụng cho toàn bộ hệ thống mà áp dụng cho từng bộ phận riêng lẻ: động cơ Stirling, hệ thống đốt gas, v.v. Kết quả sẽ là một số tiền khá ấn tượng. Giả sử giá trung bình cho các hệ thống này là khoảng 12 nghìn. euro hoặc 13,5 nghìn đô la. Sơ đồ vận hành nồi hơi có máy phát điện thì chỉ có nhà sản xuất hệ thống mới có thể chiến thắng trong tình huống như vậy.
Bếp Indigirka hoàn toàn không thể tham gia so sánh, không chỉ vì loại nhiên liệu không phải là gas và giá cả không thể so sánh được (thấp hơn 15 lần), mà vì bếp được định vị không phải để sử dụng trong gia đình mà nhiều hơn để đi du lịch, cuộc thám hiểm, v.v. .P.
Nếu ở châu Âu, tình hình năng lượng ảnh hưởng khá đáng kể đến sự lựa chọn của người tiêu dùng (khi lựa chọn hệ thống sưởi ấm hoặc cung cấp năng lượng) từ quan điểm hiệu quả và thân thiện với môi trường, thì các quốc gia EU sẽ khuyến khích điều này bằng cách trợ cấp cho việc triển khai các hệ thống đó.
Đối với người tiêu dùng hộ gia đình ở Nga, những hệ thống như vậy rất có thể sẽ quá đắt, cả về “hệ thống + lắp đặt” ban đầu và trong quá trình vận hành.
Kết luận và video hữu ích về chủ đề này
Nguyên lý hoạt động của động cơ Stirling trang bị nồi hơi gas:
Trình diễn hoạt động của nồi hơi gas với máy phát điện:
Một ví dụ về bếp củi có máy phát điện để so sánh với bếp gas:
Đừng quên rằng các công ty sản xuất năng lượng ở Châu Âu khá trung thành với các “nhà sản xuất” thiết bị tiết kiệm năng lượng.
Ở Nga, khả năng người tiêu dùng hộ gia đình sản xuất và truyền năng lượng điện lên lưới không những không được quy định trong luật mà còn không được các công ty lưới điện hoan nghênh. Do đó, các hệ thống được trình bày khó có cơ hội được sử dụng nghiêm túc ở Liên bang Nga ngày nay.
Vui lòng bình luận về bài viết được gửi để xem xét ở dạng khối bên dưới, đặt câu hỏi, đăng ảnh về chủ đề. Hãy cho chúng tôi biết nếu bạn quen thuộc với nồi hơi và hệ thống phát điện. Chia sẻ thông tin hữu ích sẽ hữu ích cho khách truy cập trang web.
