Мини ТЭЦ для дома — Вентиляция, кондиционирование и отопление
Значительная стоимость источников энергии, трудности и дороговизна подключения газа и централизованного электроснабжения, а в некоторых случаях и техническая невозможность подвода сетей, заставляет обращать внимание на альтернативные установки, способные обеспечить отопление и работу электроприборов.
При определенных условиях решить эту задачу может мини ТЭЦ для дома, работающая на различном топливе.
Пример установленной мини ТЭЦОтличия мини ТЭЦ и традиционных генераторов
Генератор — устройство способное преобразовать различные виды топлива в электрическую энергию. Большинство массово эксплуатируемых установок приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания или газотурбинными установками. При этом значительная часть тепловой энергии, получаемая в результате сгорания топлива попросту выбрасывается на ветер.
Основные потери приходятся на систему охлаждения двигателя, выхлопные (отработанные) газы, нагрев смазочных жидкостей.
По этой причине КПД всех существующих генераторов, которые можно использовать в частном порядке, невысок.
Мини ТЭЦ для дома на твердом топливе (или других типах источников энергии) позволяет использовать теплопотери, характерные генераторам, для получения значительного количества тепловой энергии. В промышленных масштабах теплоцентрали (ТЭЦ), работающие на крупных предприятиях, способны обеспечить потребности даже большого города. В последнее время все более востребованы становятся установки ТЭЦ сравнительно небольшой мощности, которые можно использовать в индивидуальных целях. При этом основной упор делается на агрегаты, способные работать на альтернативных источниках энергии (биотопливо, торф, брикеты и пеллеты, древесные отходы, дрова).
Современные ТЭЦ могут работать в двух основных режимах:
- Когенерация — получение электрической энергии и сопутствующая выработка тепла.
- Тригенерация — обеспечение электричеством и дополнительное получение не только тепла, но и холода для рефрижераторных установок.
Принцип работы и существующие виды ТЭЦ
Если для традиционной ТЭЦ основным агрегатом считается двигатель внутреннего сгорания, то мини ТЭЦ на дровах или древесных отходах работает за счет прямого сжигания топлива в котлах.
Поэтому несколько отличается и принцип действия установок:
- Вращение вала ДВС (двигателя внутреннего сгорания) приводит в действие генерирующую установку, вырабатывающую электроэнергия. Тепловая мощность снимается с системы охлаждения двигателя и из продуктов сгорания топлива.
- Установки на альтернативных источниках энергии в основном работают в комплекте с паровой турбиной, вырабатывающей электроэнергию. Сжигаемое топливо позволяет получить пар, необходимый для работы турбин. В качестве источника тепловой энергии используется отработанный водяной пар и продукты сгорания (дым).
На практике чаще всего применяют следующие модификации ТЭЦ:
1.
Агрегаты на основе ДВС. К ним можно отнести оборудование с бензиновыми и дизельными двигателями, газопоршневыми и газотурбинными установками. Наиболее производительными считаются именно газовые модификации.
Эксплуатация ТЭЦ с дизельным приводом осложнена тем, что установка должна работать практически на полную мощность. В противном случае двигатель разогревается недостаточно и снять тепловую энергию с него достаточно проблематично.
Средняя стоимость мини ТЭЦ данного типа зависит от вырабатываемой мощности. На сегодняшний день она составляет около 20-30 тысяч за каждый кВт электроэнергии. При этом стоит учитывать то, что минимальная мощность таких установок составляет 25-30 кВт, и использование их в личных целях достаточно проблематично.
2. ТЭЦ на отходах деревообрабатывающих производства вполне может использоваться в лесных местностях или при наличии дешевого источника топлива.
Для частного дома вполне подойдет мини ТЭЦ от компании SUN SYSTEM. Такая установка вполне способна обеспечить потребности жилого дома площадью до 400 квадратных метров.
Мощность мини ТЭЦ данной серии составляет 3 кВт по электроэнергии и 10 кВт по теплу. Основу агрегата составляет двигатель Стирлинга, в качестве топлива используются пеллеты. Средняя стоимость установки составляет 19 тысяч евро.
3. На сегодняшний день различные компании предлагают мини ТЭЦ для дома на биотопливе различных модификаций. При выборе таких установок следует учитывать тот факт, что экономическая целесообразность применения данных устройств будет присутствовать только при ежегодном потреблении не менее 3000 кВт*ч электроэнергии и 20 тысяч кВт тепла.
Мини-ТЭЦ на биотопливе от MW PowerПри этом быстро окупается только то оборудование, которое работает с максимальной загрузкой. В противном случае срок окупаемости оборудования может значительно увеличится.
Современные разработки микро ТЭЦ
Для индивидуальной эксплуатации рекомендуется обратить внимание на новое поколение оборудования — микро ТЭЦ. Для потребителей с небольшими потребностями в тепловой и электрической энергии такое оборудование будет лучшим выбором.
Так, микро ТЭЦ на основе того же двигателя Стирлинга,
VIESSMANN — VITOTWIN 300-W
- Идеально подойдет для небольшого загородного дома (при условии наличия доступа к природному или сжиженному газу).
- Средняя стоимость данной установки составляет 10,5 тысяч евро.
- Она позволяет получать 1 кВт электрической и 6 кВт тепловой энергии.
К основным преимуществам агрегата стоит отнести экономичность, низкий уровень создаваемого при работе шума. Еще одним плюсом считается простой монтаж (не сложнее обычного настенного котла).
Установка любой мини ТЭЦ, это в первую очередь работа на перспективу.
Учитывая достаточно высокую стоимость оборудования, целесообразно коллективное применение данных агрегатов.
Но даже при личном использовании мини и микро ТЭЦ способны гарантировать энергетическую независимость от центральных сетей. Поэтому таким агрегатам предназначено большое будущее.
Микро-ТЭЦ «на дровах»
Главная / Статьи / Микро-ТЭЦ «на дровах»
Опубликовано: 02 июля 2019 г.
2081
На рисунке: Прототип КГУ «Кропат» на испытаниях.
В Подмосковье представлена новая уникальная разработка в сфере микрогенерации и ВИЭ — когенерационная установка (КГУ) «КРОПАТ», предназначенная для обеспечения частного дома электричеством и теплом для отопления и горячего водоснабжения. Впервые создана домашняя энергоустановка, или микро-ТЭЦ, которая способна работать на твердом биотопливе, таком как пеллеты или обычные дрова.
В мире уже существуют серийные домашние микрокогенерационные установки, но они работают либо на магистральном природном газе, либо на дизельном топливе. Однако во многих странах основное направление в работе над энергетикой будущего — это переход на возобновляемые источники энергии. Это касается как «большой» энергетики, так и «малой», а именно микрогенерации в виде домохозяйств, самостоятельно генерирующих электричество. Особенное внимание переводу домашней электрогенерации на возобновляемые источники энергии уделяется в ЕС. Благодаря разнообразной господдержке, солнечные панели на европейских домах — повсеместное явление. Но этого недостаточно для полноценного электроснабжения, особенно в осенне-зимний период. Поэтому остается очень актуальной задача обеспечить частные дома электричеством при помощи другого, «всепогодного» вида ВИЭ, например, твердого биотоплива, тем более что оно очень широко применяется для отопления.
Тем не менее разработчики установки «КРОПАТ» заявляют о готовности своих технологий к промышленному внедрению. В рамках проекта «КРОПАТ» собран и испытан прототип домашней КГУ, представляющий собой компактный энергоблок по размерам не больше бытового двухдверного холодильника. На недавно прошедших испытаниях прототип достиг электрической мощности 1.5 Квт. Испытания проводились при работе прототипа в полностью автоматическом режиме как на пеллетах, так и на природном газе. В ближайших планах — достичь заданных проектом параметров: 25 Квт тепловой мощности и 2.5 Квт электрической мощности.
В рамках проекта сделано несколько инноваций: принципиально новый двигатель внешнего сгорания, уникальный паровой котел, оригинальная система управления, и другие.
Уже выдано 3 патента на изобретения, и ведется работа над получением еще 2-х. Технологии, созданные в рамках проекта, позволяют масштабировать конструкцию КГУ вплоть до энергоустановок мегаваттного класса, и организовать их работу на любом сгораемом топливе, таком как нефтепродукты, уголь, торф, древесина, биогаз и т.д.
В настоящее время, наряду с продолжением работы над прототипом КГУ, команда проекта «КРОПАТ» ведет поиск стратегических партнеров для доведения прототипа до коммерческого образца и внедрения его в производство.
Статьи
Поделиться:
вернуться назад
Экологические проблемы промышленных котлов на газе
Баромембранные методы очистки питьевой воды
Хладагенты и требования к ним
На пути развития: отопительное оборудование Bosch, выпускающееся в России
Как системы микро-ТЭЦ могут произвести революцию в домашнем отоплении – взгляд на сантехнику
Под влиянием роста цен на электроэнергию и увеличения частоты отключений электроэнергии домовладельцы по всей стране ищут доступные, эффективные и надежные энергетические решения.
Когда дело доходит до эффективности, нет никаких сомнений в том, что микро-комбинированное производство тепла и электроэнергии (микро-ТЭЦ) превосходит электроэнергию, поставляемую по сети. Более не ограничиваясь промышленными и производственными приложениями, высокоэффективные системы ТЭЦ проникают в большее количество типов проектов, включая жилые дома, с помощью небольших микро-ТЭЦ.
Основы систем ТЭЦ и микро-ТЭЦКонцепция системы микро-ТЭЦ проста: установка заменяет традиционную печь или котел и водонагреватель одним устройством, которое производит как горячую воду, так и тепло. в качестве электричества для использования в быту. Поскольку блок работает на пропане, и многие блоки могут запускаться без питания от сети, он обеспечивает устойчивость и независимость от энергии в случае отключения электроэнергии без необходимости в резервном генераторе.
Поставщики и строители, которые работают с этой технологией, говорят, что со временем она может обеспечить значительную экономию в зависимости от таких факторов, как размер дома, местоположение и местные расходы на электроэнергию, но ценность блоков ТЭЦ и микро-ТЭЦ можно найти по всей стране.
Доступные в широком диапазоне мощностей, когенерационные системы идеально подходят для частных домов, многоквартирных домов, малых предприятий, коммунальных предприятий, а также крупных коммерческих и промышленных объектов. Например, агрегаты мощностью 1-3 кВт идеально подходят для частных домов площадью 1800-2500 квадратных футов, агрегаты мощностью 3-10 кВт хорошо подходят для домов на одну семью с большими отопительными нагрузками (например, подогрев бассейна), а также для многоквартирных коммерческих и легких промышленных предприятий. приложений, а блоки мощностью 10–50 кВт могут питать жилые многоквартирные дома и коммерческие здания (например, рестораны).
Системы микро-ТЭЦ обеспечивают непревзойденную эффективность Общий КПД ТЭЦ и микро-ТЭЦ, работающих на пропане, намного превосходит эффективность традиционных систем отопления или водяного нагрева, обеспечивая эксплуатационную экономию даже от самых эффективных котлов.
По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), электроэнергия, поступающая в типичный дом на одну семью в США, имеет КПД всего около 33 процентов. Это связано с тем, что тепло, используемое для его выработки на угольной или газовой электростанции, теряется, как и часть электроэнергии при передаче по высоковольтным линиям электропередач.
Сравните это с микро-ТЭЦ, которая использует местный двигатель, работающий на газе или пропане, для выработки электроэнергии и улавливания тепла двигателя для производства горячей воды. По данным EPA, эти системы обычно имеют эффективность от 60 до 80 процентов, а некоторые системы приближаются к 90 процентам.
ТЭЦ чисты и безвредны для окружающей среды Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), работающие на пропане, производят значительно меньше вредных выбросов, что делает их лучшим вариантом для всех, включая клиентов. И, как известно профессионалам в области строительства, экологические соображения продолжают расти на рынке жилья.
Примечательно, что блок микро-ТЭЦ может сократить выбросы углекислого газа в доме почти на 50 процентов, или 4,2 тонны углекислого газа в год. Кроме того, модели, работающие на пропане, сокращают выбросы оксидов азота (NOx) на 13 процентов по сравнению с природным газом и на 50 процентов по сравнению с электричеством.
Чтобы определить, подходит ли пропан для вашего следующего жилого проекта, посетите сайт Propane.com.
Брайан Кордилл — директор по развитию жилого и коммерческого бизнеса Совета по образованию и исследованиям в области пропана. С ним можно связаться по адресу [email protected].
Пять способов определить, подходит ли микро-ТЭЦ для дома
Когда дело доходит до эффективности, нет никаких сомнений в том, что микро-комбинированное производство тепла и электроэнергии (микро-ТЭЦ) превосходит электроэнергию, подаваемую по сети.
Согласно данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), электричество, поступающее в типичный дом на одну семью в США, имеет КПД всего около 33 %.
Это связано с тем, что тепло, используемое для его выработки на угольной или газовой электростанции, теряется, как и часть самой электроэнергии при передаче по высоковольтным линиям электропередач.
Сравните это с микро-ТЭЦ, которая использует местный двигатель, работающий на газе или пропане, для выработки электроэнергии и улавливания тепла двигателя для производства горячей воды. По данным EPA, эти системы обычно имеют эффективность от 60 до 80 процентов, а некоторые системы приближаются к 90 процентам.
МикроТЭЦ лучше всего подходит для больших роскошных домов с высокой тепловой нагрузкой.
Микро-ТЭЦ уже является признанной технологией в Японии и Европе, но ее доля на рынке односемейных электростанций в США гораздо меньше. В первую очередь это связано со стоимостью систем. В настоящее время они стоят около 14 000 долларов за установленный кВт или 21 000 долларов за небольшую жилую систему мощностью 1,5 кВт, по данным консалтинговой компании ICF из Fairfax, штат Вирджиния.
Эта стоимость за кВт имеет тенденцию к снижению по мере увеличения размера системы; производитель Yanmar говорит, что его система мощностью 5 кВт обычно стоит от 40 000 до 60 000 долларов США, или от 8 000 до 12 000 долларов США за кВт.
Но есть место для жилой микроТЭЦ. Фактически, поставщики и строители, которые работают с этой технологией, говорят, что со временем она может привести к значительной экономии в зависимости от таких факторов, как размер дома, местоположение и местные расходы на электроэнергию.
«У меня он стоит прямо на бортах моих грузовиков: срок окупаемости составляет от пяти до семи лет», — говорит Кент Туесен, владелец Thuesen Mechanical в Маунт-Киско, штат Нью-Йорк, который установил около 20 блоков ТЭЦ за последние шесть лет. лет, включая шесть развертываний микро-ТЭЦ на пропане. «Для тех проектов, где цифры работают, трудно сказать «нет».
Вот пять факторов, на которые следует обратить внимание при рассмотрении вопроса о том, подходит ли микроТЭЦ для дома.
Размер дома и тепловая нагрузка
Системы микро-ТЭЦ обеспечивают наилучшую окупаемость в районах с высокими затратами на электроэнергию. Показана модель Yanmar CP5WN.
По данным ICF, наиболее вероятными кандидатами для микро-ТЭЦ являются большие роскошные дома площадью не менее 3000 квадратных футов с высокой тепловой нагрузкой. Удобства, которые способствуют термической нагрузке выше среднего, включают бассейны с подогревом, гидромассажные ванны и спа, а также отапливаемые подъездные пути и пешеходные дорожки для уборки снега.
«Мы хотим использовать как минимум около 60 процентов доступного БТЕ тепла, которое мы производим», — говорит Майкл Альфано, инженер по продажам в компании Yanmar America в Адэрсвилле, штат Джорджия. «Чтобы сделать установку нашей системы мощностью 5 кВт оправданной с финансовой точки зрения, мы обычно используем площадь от 5000 до 7500 квадратных футов для жилых помещений. Дома с лучистым теплом или водяным отоплением работают лучше всего».
Местные затраты на электроэнергию
В США микро-ТЭЦ имеют наибольшую окупаемость в районах с высокими затратами на электроэнергию.
По данным EIA, в сентябре 2017 года средний показатель по стране составлял 13,3 цента за кВт·ч. Области, которые обычно превышают это среднее значение, — это Северо-Восток, Калифорния, Аляска и Гавайи, а также многие крупные города, по словам Энн Хэмпсон, руководителя практики распределенных энергетических ресурсов в ICF.
Имейте также в виду, что, хотя коммунальное предприятие может сообщать о цене за кВт/час ниже средней, вам следует посмотреть на общий счет за электроэнергию вашего клиента, чтобы выяснить, сколько он на самом деле платит.
«Коммунальное хозяйство может сказать вам, что они продают киловатт по 6 центов [в час], но когда вы берете весь счет и делите его на фактически использованные киловатты, вы обнаружите, что это ближе к 21 или 22 центам. «, — говорит Тусен. «Другие сборы за обслуживание и налоги составляют значительную часть счета, который [клиент] не оплачивает через ТЭЦ».
Размер искрового разряда
Искровой разряд, или разница в цене между электричеством и газом или пропаном на данном рынке, также играет роль. Используя более дешевый источник топлива, когенерационные установки могут вырабатывать электроэнергию по более низкой цене, чем та, которую взимает коммунальное предприятие. «Это важный ключ к развертыванию этих систем», — говорит Альфано. «Когда у вас большой разброс искр, становится очень целесообразно использовать систему микро-ТЭЦ».
Варианты чистого измерения
Состояния, которые позволяют чистому измерению вращать счетчик электроэнергии в обратном направлении, когда система микро-ТЭЦ вырабатывает избыточную мощность, также помогают оправдать затраты. Тем не менее, несмотря на то, что микро-ТЭЦ в сочетании с аккумуляторными батареями на месте вполне осуществимы для автономных домов, это не то место, где используется большинство систем.
«Большинство известных нам систем по-прежнему подключены к сети, — говорит Хэмпсон.