발전기가있는 가스 보일러 : 장치, 작동 원리, 최고의 브랜드 검토
에너지 자원에 대한 신중한 태도는 주로 거의 모든 천연 매장량이 무한하지 않다는 사실에 의해 결정됩니다.모든 유형의 연료를 경제적으로 소비하려면 새로운 시스템을 개발하거나 기존 시스템을 근본적으로 현대화해야 합니다.
따라서 발전기를 갖춘 가스 보일러는 블루 연료를 지능적으로 관리할 수 있는 하이브리드 시스템 유형 중 하나입니다. 열에너지와 함께 전기에너지를 생산하는 장비의 작동원리를 소개합니다. 하이브리드 장치의 일반적인 모델을 상상해 봅시다.
효율적인 에너지 소비
집을 난방하기 위해 가스 보일러를 설치한 일반인이라도 열에너지의 합리적인 사용에 대해 궁금해할 수 있습니다. 실제로 보일러에서 가스를 연소할 때 발생된 열이 모두 사용되는 것은 아닙니다.
난방 시스템이 작동할 때 열의 일부는 항상 회복 불가능하게 손실됩니다. 이는 일반적으로 연소 생성물이 보일러에서 대기로 방출될 때 발생합니다. 실제로 이것은 사용할 수도 있었던 낭비되는 에너지입니다.
우리는 정확히 무엇에 대해 이야기하고 있습니까? 전기 에너지 생산에 낭비되는 "폐기되는" 열을 사용할 가능성에 대해 설명합니다.
연료 유형은 진부한 장작과 모든 종류의 연탄으로 시작하여 가장 경제적 인 옵션으로 끝날 수 있습니다. 구성에 메탄이 우세한 주 가스, 인공 청색 연료 및 액화 프로판-부탄 혼합물이 있습니다.
이것이 "미국의 발견"과는 거리가 먼 것처럼 보일 수도 있지만 실제로 1943 년 Robert Stirling이 개발 한 기술 또는 오히려 설치가 존재합니다. 설계 특징과 기본 작동 원리로 인해 이 시스템을 내연 기관으로 분류할 수 있습니다.
그렇다면 왜 이 설치가 그렇게 중요한 시간 동안 사용되지 않았습니까? 대답은 간단합니다. 지난 세기 40년대의 이론적 기술 개발은 실제로 매우 번거로운 것으로 나타났습니다.
개발 당시 존재했던 기술과 재료로는 설치 규모를 줄일 수 없었고 기존의 전기 에너지 생산 방법이 더 비용 효율적이었습니다.
오늘날 우리가 재생 가능 자원으로 분류되지 않은 자원에 대해 좀 더 신중한 태도를 취해야 한다고 생각하게 만드는 것은 무엇입니까? 오늘날 전 세계적으로 공통된 문제가 있습니다. 기술의 발전으로 인해 필연적으로 전기 에너지 소비가 증가한다는 것입니다.
소비 증가가 너무 빠른 속도로 진행되고 있어 네트워크 회사는 생산은 물론이고 전기 에너지 전송 시스템을 현대화할 시간도 없습니다.이러한 상황은 필연적으로 전원 공급 시스템의 요소가 실패한다는 사실로 이어지며 어떤 경우에는 부러워할만한 규칙적으로 이런 일이 발생할 수 있습니다.
현대식 난방 보일러에는 에너지 의존형 제어 시스템이 장착되어 있습니다. 순환 펌프, 센서, 자동화 및 패널 자체에는 전원이 필요합니다. 전체 장치 세트는 정전 중에 기능을 유지하는 데 대한 우려를 야기할 수밖에 없습니다.
전기 없이 강제 난방 시스템을 가동하는 것은 불가능합니다. 난방 시즌 동안의 정전은 그들에게 거의 재앙입니다. 이로 인해 필연적으로 실내가 급속히 냉각될 뿐만 아니라 난방이 오랫동안 작동되지 않으면 회로가 동결될 수 있습니다.
문제 해결을 위한 표준 기존 옵션 - 설치 무정전 전원 공급 장치, 다양한 개조 발전기(가스, 휘발유, 디젤 발전기 또는 비전통적인 소스 - 풍력 발전기 또는 소형 화력 발전소, 수력 발전소).
그러나 많은 사람들이 자율 전기 공급 장치를 설치하기 위한 공간을 할당하기가 어렵기 때문에 이 솔루션은 모든 사람에게 허용되지 않습니다.
개별 주택의 거주자는 여전히 발전기 공간을 할당할 수 있지만 다층 건물에 설치하는 것은 거의 불가능합니다. 이로 인해 정전이 되면 가장 먼저 피해를 입는 것은 개별난방시설을 갖춘 아파트 주민들인 것으로 나타났다.
그렇기 때문에 우선 난방 시스템 조립용 부품을 생산하는 회사에서는 난방 시스템에서 '방출되는' 열을 최대한 활용하는 방법에 대해 스스로 고민해 왔습니다. 우리는 이 폐물질을 어떻게 활용해 전기를 생산할 수 있을지 고민했습니다.
잘 알려진 기술 중에서 개발자는 "잘 잊혀진" 스털링 설치를 선택했으며, 현대 기술을 통해 컴팩트한 크기를 유지하면서 효율성을 높일 수 있습니다.
스털링 설비의 작동 원리는 작동 유체의 가열 및 냉각을 기반으로 하며, 이는 결국 전기 에너지를 생성하는 메커니즘을 활성화합니다.
피스톤(닫힌 상태) 내부에는 펌핑된 가스가 있으며, 가열되면 가스 매체가 팽창하여 피스톤을 한 방향으로 움직이고, 냉각기에서 냉각된 후 수축하여 피스톤을 다른 방향으로 움직입니다.
발전기가 있는 보일러 제조업체 검토
배기가스(연소 생성물)를 이용해 전기를 생산하는 원리가 성공적으로 구현된 오늘날 존재하는 가정용 보일러 시스템의 구체적인 예를 살펴보겠습니다. 한국 회사 NAVIEN은 HYBRIGEN SE 브랜드의 보일러에 위의 기술을 성공적으로 구현했습니다.
보일러는 여권 데이터에 따르면 작동 중 1000W(또는 1kW)의 전력과 12V의 전압으로 전기를 생성하는 스털링 엔진을 사용합니다. 개발자들은 생성된 전기를 가전제품에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있다고 주장합니다.
이 전력은 가정용 냉장고(약 0.1kW), 개인용 컴퓨터(약 0.4kW), LCD TV(약 0.2kW) 및 각각 25W 전력의 LED 전구 최대 12개에 전력을 공급하기에 충분합니다.
유럽 제조업체 중에서 Viessmann은 이러한 방향으로 발전하고 있습니다. Viessmann은 소비자에게 Vitotwin 300W 및 Vitotwin 350F 시리즈의 두 가지 보일러 모델 중에서 선택할 수 있는 기회를 제공합니다.
Vitotwin 300W는 이 방향으로 처음으로 개발되었습니다. 상당히 컴팩트한 디자인이 특징이며 기존의 일반 제품과 외관이 매우 유사합니다. 벽걸이 형 가스 보일러. 사실, 스털링 엔진 작동의 "약점"이 확인된 것은 첫 번째 모델 작동 중에였습니다.
가장 큰 문제는 열 제거로 밝혀졌으며 장치 작동의 기본은 가열 및 냉각입니다. 저것들. 개발자들은 지난 세기 40년대에 Stirling이 직면했던 것과 동일한 문제에 직면했습니다. 즉, 상당한 크기의 냉각기를 통해서만 달성할 수 있는 효과적인 냉각입니다.
이것이 발전기가 장착된 가스 보일러뿐만 아니라 내장형 175리터 보일러도 포함하는 Vitotwin 350F 보일러 모델이 등장한 이유입니다.
이 경우, 물에 의한 스털링 설비의 피스톤 냉각 문제가 문제가 됩니다. 보일러. 그러나 이 결정으로 인해 설치물의 전체 크기와 무게가 증가하게 되었습니다. 이러한 시스템은 더 이상 기존 가스 보일러처럼 벽에 설치할 수 없으며 바닥에만 설치할 수 있습니다.
Viessmann 보일러는 외부 소스로부터 보일러 운영 체제에 공급할 수 있는 가능성을 제공합니다. 중앙 전원 공급 장치 네트워크에서. Viessmann 회사는 이 장비를 가정용 소비를 위해 잉여 전력을 선택할 가능성 없이 자체 요구 사항(보일러 장치 작동)을 제공하는 장치로 포지셔닝했습니다.
난방 시스템에 내장된 발전기를 사용하는 효율을 비교합니다. TERMOFOR 회사(벨로루시 공화국)와 Kryotherm 회사(러시아, 상트페테르부르크)가 개발한 보일러를 고려해 볼 가치가 있습니다.
위의 시스템과 경쟁할 수 있기 때문이 아니라 전기 에너지 생성의 작동 원리와 효율성을 비교하기 위해 고려해 볼 가치가 있습니다. 이 보일러는 연료로 목재만을 사용하며, 압축된 톱밥 또는 목재 기반 연탄이므로 NAVIEN 및 Viessmann의 모델과 동등하게 사용할 수 없습니다.
"난방난로 인디기르카(Indigirka)"라 불리는 이 보일러는 장작 등을 이용한 장기난방을 목표로 하고 있지만 TEG 30-12형 화력발전기 2대가 장착돼 있다. 이는 장치의 측벽에 있습니다. 발전기의 전력은 작습니다. 전체적으로 12V에서 50-60W만 생성할 수 있습니다.
이 보일러에서는 폐쇄 전기 회로에서 EMF 형성을 기반으로 한 Seebeck 방법이 사용되었습니다. 이는 서로 다른 두 가지 유형의 재료로 구성되며 서로 다른 온도에서 접점을 유지합니다. 저것들. 개발자는 또한 보일러에서 발생하는 열을 사용하여 전기 에너지를 생성합니다.
보일러 효율 비교
방을 가열할 뿐만 아니라 제시된 유형의 보일러를 비교합니다. 냉각수) 발생된 열을 이용하여 전기를 생성할 수도 있지만 작동 중에는 중요한 측면에 주의를 기울여야 합니다.
NAVIEN 회사와 Viessmann 회사는 모두 프로세스의 완전한 자동화, 서비스 수리가 필요하지 않으며 일반적으로 구매자의 시운전 후 개입이 전혀 없다는 등 의심할 여지 없는 장점을 지적하면서 보일러를 배치했습니다.
이러한 보일러의 작동을 위해 필요한 것은 시스템의 안정적인 작동과 가스의 안정적인 가용성(주 공급 장치, 액화 가스가 담긴 병에 담긴 설비 또는 가스 홀더). 따라서 보일러 작동에는 가정용 가스가 사용되며, 연소 후에도 환경에 아무런 해를 끼치지 않습니다.
원칙적으로 Indigirka 가열 스토브에 대해서도 거의 동일하다고 말할 수 있습니다. 여기서 연료 유형은 가스가 아니라 장작, 펠릿 또는 압축 톱밥입니다.
완전 부재 오토메이션전기가 필요한 일. 전기 에너지 발전 시스템과 보일러 자체는 서로의 작동에 영향을 미치지 않습니다.전기 생산 시스템에 장애가 발생하더라도 보일러는 계속해서 기능을 수행합니다.
NAVIEN과 Viessmann의 보일러는 이를 자랑할 수 없습니다. 스털링 엔진이 보일러 설계에 직접 내장되어 있기 때문입니다. 그러나 그러한 시스템은 얼마나 수익성이 있으며 그러한 보일러가 자체적으로 비용을 지불하는 데 얼마나 걸립니까? 이 문제는 자세히 이해할 가치가 있습니다.
고려 중인 시스템의 수익성
언뜻 보면 NAVIEN과 Viessmann의 보일러는 개인 주택이나 심지어 아파트에 있는 사실상 소형 화력 발전소입니다.
전체 규모가 크더라도 보일러를 이용해 보일러나 난방실을 가열하는 것만으로도 전기에너지를 생산할 수 있다는 점은 구매자로 하여금 주저 없이 이런 '기술의 기적'을 설치하게 만들 것이다.
하지만 NAVIEN 보일러를 면밀히 살펴보면 답변이 필요한 질문이 생깁니다. 1kW(귀하의 재량에 따라 사용할 수 있는 무료 전력)의 선언된 전력으로 보일러는 시스템이 작동 중일 때 상당히 눈에 띄게 전력을 소비합니다.
무슨 뜻인가요? 최소한 약간의 전력이 필요하더라도 자동화가 작동하지만 팬과 순환 펌프가 작동하려면 필요합니다. 나열된 장치는 모두 이 킬로와트의 에너지를 성공적으로 소비할 수 있을 뿐만 아니라 시스템을 "오버클럭"할 때 충분하지 않을 수도 있습니다.
Viessmann 보일러와 관련하여 똑같은 질문이 발생하지만 최소한 자신의 필요에 따라 전기를 추출할 가능성은 여기에 언급되지 않았습니다. 외부 공급 없이 시스템이 자율적으로 작동할 수 있는 가능성만 규정되었습니다.
개발자는 "시스템이 최대 부하에서 추가 전력이 필요할 수 있다"고 즉시 지적합니다. 연간 생산되는 3500kWh의 전기를 배경으로 볼 때 이 뉘앙스는 이미 의심스럽습니다. 그러나 간단하고 간단한 계산을 통해 다음을 얻습니다.
3500:6(표준 난방 시즌의 개월): 30(평균 30일): 24(하루 24시간) = 0.81kW*시간.
저것들. 보일러는 안정(상시) 운전 시 약 800W를 생산하는데, 운전 시 시스템 자체는 얼마나 소비하나요? 아마도 800W 등을 생산하는 동일한 것 일 것입니다.
또한, 버너가 작동하는 동안에만 전기가 생성됩니다. 저것들. 시스템의 지속적인 작동이 필요하거나 시스템 개발자가 말하는 것과 모든 것이 약간 다릅니다.
이 계산은 무엇으로 이어졌습니까? 목재 보일러 시스템은 실제로 태블릿, 휴대폰 등을 충전하는 데 사용할 수 있는 50Wh(또는 0.05kWh)를 생산합니다. 진부한 "의무 LED 전구"의 경우에도 마찬가지입니다. 세계적으로 유명한 두 회사의 개발과 달리 설명된 개발은 분명 좋은 마케팅 전략처럼 보이며 그 이상은 아닙니다.
이러한 시스템의 가격 정책은 일반적으로 평가하기가 어렵습니다.제조사인 비에스만(Vessmann)과 나비엔(NAVIEN)도 해당 장비에 대해 “유지보수가 필요하지 않다”고 즉각 규정하고 있기 때문이다. 쉽게 말하면 고장이 났고, 이는 장치를 완전히 교체해야 함을 의미합니다.
이는 전체 시스템이 아닌 개별 구성 요소(스털링 엔진, 가스 버너 시스템 등)에 적용될 수 있습니다. 결과는 꽤 인상적인 금액이 될 것입니다. 이러한 시스템의 평균 가격이 약 12,000이라고 가정합니다. 유로 또는 13.5 천 $. 발전기가 있는 보일러의 작동 계획은 시스템 제조업체만이 이러한 상황에서 승리할 수 있습니다.
Indigirka 스토브는 연료 유형이 가스가 아니고 가격도 비교할 수 없을뿐만 아니라 (15 배 저렴) 스토브가 가정용이 아닌 여행용으로 배치되어 있기 때문에 비교에 전혀 참여할 수 없습니다. 원정대 등 .P.
유럽에서 에너지 상황이 효율성과 환경 친화성의 관점에서 소비자 선택(난방 또는 에너지 공급 시스템을 선택할 때)에 상당한 영향을 미치는 경우, EU 국가는 그러한 시스템의 구현에 보조금을 지급하여 이를 자극합니다.
러시아의 가정용 소비자에게 이러한 시스템은 초기 "시스템 + 설치"와 작동 중에 모두 너무 비쌀 가능성이 높습니다.
주제에 대한 결론 및 유용한 비디오
가스 보일러를 갖춘 스털링 엔진의 작동 원리:
발전기를 갖춘 가스 보일러 작동 시연:
가스 장치와 비교하기 위해 발전기가 있는 장작 난로의 예:
유럽의 에너지 생산 회사는 에너지 절약 장비의 "제조업체"에 상당히 충실하다는 사실을 잊지 마십시오.
러시아에서는 가정 소비자가 전기 에너지를 생성하고 전력망으로 전송하는 가능성이 법으로 보장되어 있지 않을 뿐만 아니라 전력망 회사에서도 환영받지 못하고 있습니다. 따라서 제시된 시스템은 오늘날 러시아 연방에서 사용될 가능성이 거의 없습니다.
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