Комбинированные котлы отопительные на твердом топливе и электричестве: самая подробная инструкция по выбору, обзор лучших моделей на дровах и электричестве, их характеристик и цен, отзывы о твердотопливных котлоагрегатах с ТЭНом

Содержание

Отопительные комбинированные котлы дрова-электричество

Наиболее выгодным и удобным в эксплуатации является отопительное оборудование, способное работать на нескольких принципиально различных видах топлива. К этой разновидности относятся очень популярные сегодня отопительные комбинированные котлы дрова-электричество. Далее мы обсудим устройство этих агрегатов, а также их преимущества в сравнении с другими видами котлов.

Комбинированный котел

Чем хороши электро-дровяные котлы?

Главным принципиальным недостатком любого твердотопливного котла является то, что домовладелец оказывается к нему в той или иной степени привязанным. Ведь «подкармливать» это устройство, в отличие от его газового собрата, приходится только вручную. Эта проблема частично решена в котлах с автоматической системой подачи топлива, но они могут работать только с мелкофракционным углем (с размером отдельных частей от 5 до 25 мм), пеллетами или насыпным топливом – стружкой, щепой или шелухой семян подсолнечника. Если же хозяин дома планирует использовать в качестве топлива обычные дрова, система автоматической подачи ему никак не поможет.

Котел с автоматической системой подачи топлива

В среднем подкладывать дрова в котел приходится каждые три часа. Что будет, если вы не сможете сделать это вовремя? Конечно, теплоноситель в системе отопления остынет, а вместе с ним и воздух в комнатах. О полноценном отдыхе также придется забыть: за ночь придется вставать для обновления запаса дров не менее двух раз, иначе утром вы проснетесь в холодильнике.

Владельцу комбинированного котла, работающего на дровах и электричестве, подобные проблемы могут только присниться в кошмарном сне. Если запас дров в топке не будет своевременно обновлен и температура теплоносителя начнет падать, умная автоматика сама включит в работу электронагревательные элементы и работа системы отопления таким образом будет возобновлена.

Еще одно достоинство котлов этого типа состоит в том, что они довольно просты в изготовлении, а потому сравнительно дешевы. Для лиц с ограниченным бюджетом такое оборудование является наиболее подходящим.

Отдельная котельная

Устройство электро-дровяного котла

Конструкцию котлы отопления на дровах и электричестве имеют весьма незатейливую. Она состоит всего из нескольких элементов:

1. Камера сгорания

Расположена в нижней части котла и имеет размеры, позволяющие закладывать дрова длиной до 600 мм. Топливо укладывается на колосниковую решетку, под которой установлен зольный ящик.

2. Теплообменник с установленными в нем ТЭНами

Подключаемый к системе отопления теплообменник расположен над топкой так, чтобы образующиеся при сгорании дров горячие газы обдували его поверхность.

3. Простенький блок управления

Этот компонент отслеживает температуру теплоносителя и в случае необходимости подает напряжение на электронагреватели.

4. Корпус и дымоотводящая труба

Тэн для котла

Указанный перечень относится к самой простой версии электро-дровяного котла, но многие из современных моделей имеют различные усовершенствования. К примеру, котел может оснащаться автоматически управляемой воздушной заслонкой, посредством которой система управления дозирует объем поступающего в камеру сгорания воздуха и регулирует таким образом мощность котла.

Более функциональными в сравнении с базовой конструкцией являются и двухконтурные комбинированные котлы отопления. Такие модели имеют второй теплообменник, который подключается к контуру горячего водоснабжения (ГВС). Это усовершенствование избавляет владельца дома от необходимости покупать отдельный нагреватель для приготовления горячей воды.

Как выбрать электро-дровяной котел?

Перед покупкой котла данного типа следует определиться с некоторыми его параметрами:

1. Мощность котла

Подбор мощности осуществляется тем же образом, что и для любого другого котла. Лучше всего заказать тепловой расчет и проект отопительной системы специализированной фирме. Если такой возможности нет, можно воспользоваться среднестатистическим значением удельной мощности отопительных систем, которое составляет 130 Вт/на кв. м для домов площадью 100 – 150 кв. м и 85 Вт/кв. м для домов площадью 400 – 500 кв. м. Умножая удельную мощность на отапливаемую площадь, можно определить потребную мощность котла. Так, например, для отопления дома площадью 125 кв. м понадобится агрегат мощностью 125х130 = 16 250 Вт или 16,25 кВт.

Не стоит забывать, что электро-дровяной котел предъявляет особые требования к домашней проводке. Убедитесь, что она будет в состоянии «потянуть» понравившийся вам агрегат.

2. Вес

Устройства данного типа, особенно мощные, являются довольно массивными. Перед покупкой котла оцените несущую способность пола и возможность усиления его конструкции в том помещении, где будет устроена котельная.

3. Материал и конструкция колосниковой решетки

В случае преобладания дровяного топлива следует выбирать котел с чугунной колосниковой решеткой. Если вы планируете частое использование насыпного топлива, выбирайте модель с решеткой сотового типа, которая изготавливается из керамики и стали.

4. Наличие второго теплообменника

Сегодня комбинированный котел дрова-электричество с возможностью подключения к контуру ГВС – довольно популярное изделие, но подходит он не всем. Дело в том, что в момент использования горячей воды все внимание котла переключается на нее. При этом подогретый теплоноситель перестает поступать в систему отопления, поскольку именно он используется для нагрева воды во втором теплообменнике. Если для каких-то нужд кран с горячей водой вам придется открывать на длительное время, установка двухконтурного котла не имеет смысла. В этом случае вы просто останетесь без отопления.

5. Материал теплообменника

Наиболее предпочтительными считаются чугунные теплообменники. Они не подвержены коррозии, за счет большой теплоемкости могут сглаживать кратковременные падения мощности котла и не имеют слабых мест в виде сварочных швов, поскольку являются сборными. Стальной теплообменник представляет собой сварную конструкцию, он менее прочен и боится ржавчины, но зато, в отличие от чугунного, не разрушается при резких температурных перепадах.

Заключение

Достоинства, которыми обладают комбинированные котлы на электричестве и дровах, неоспоримы. В доме, оборудованном таким агрегатом, всегда будет тепло, даже если владелец по каким-то причинам забыл подложить в топку дрова. Покупая котел этого типа, вы получаете надежного помощника, который не даст вам и вашим домочадцам замерзнуть ни при каких обстоятельствах.

Комбинированные котлы: дрова-электричество — универсальное отопление, смотрите фотографии и видео

Содержание:

1. Котлы отопительные комбинированные: дрова-электричество – что это?

2. Дополнительное оборудование для системы отопления

3. Особенности строения универсального котла

4. Монтаж и правила пользования устройством

5. Комбинированные котлы дрова электричество: основные плюсы

Каждый владелец загородного дома хочет максимально дешево и эффективно отапливать свою площадь. Можно использовать разные варианты решения проблемы, но котел комбинированный: электрический и дровяной – вот лучший ответ на задачу отопления. Расход ресурсов ниже, чем при газовых установках, так что цена автономии не станет шокирующей.


котел комбинированный электрический и дровяной

Котлы отопительные комбинированные: дрова-электричество – что это?

Данный прибор способен долговременно и надежно обеспечивать загородный дом теплом. Безусловно, название говорит само за себя: данный котел работает одновременно на двух типах ресурсов – дереве и электричестве, которые отлично сочетаются друг с другом и экономят большое количество средств на топливо (читайте также: «Экономное отопление электричеством: за и против»). 


Отличительной особенностью подобных котлов перед стандартной твердотопливной моделью является наличие трубчатого электронагревателя, установленного в резервуаре теплообменника (подробнее: «Котел на твердом топливе и электричестве: особенности устройства»). Кроме того, данные котлы отопления электро дровяные обладают автоматической системой контроля мощности выдаваемого тепла, так что аппарат сможет в любой момент переключиться на более экономичный режим.

Дополнительное оборудование для системы отопления

Котел комбинированный газ дрова электричество может идти в комплекте со специальными счетчиками и системами контроля производительности, которые значительно повышают приток тепла в дом (прочитайте также: «Отопление в частном доме электричеством: разновидности»). Подобные датчики самостоятельно могут включить режим нагрева не дровами, а электричеством, что позволяет не переживать за неожиданное похолодание в жилище. 


комбинированный котел дрова электричество

Кроме того, данные устройства отлично справляются с прогревом территории и в относительно теплую погоду, когда большой мощности не требуется. Они гоняют воду по трубам, сохраняя заранее установленную минимальную температуру. Таким образом, электро дровяной котел отопления пригодится в любую погоду. Если же владельцев недвижимости нет дома, а тратить на отопление приличную сумму не хочется, то аппарат можно поставить в сберегательный режим, который будет поддерживать температуру, достаточную для незамерзания воды в трубах комбинированной системы отопления.

Особенности строения универсального котла

Каждая подобная система обладает несложной, но выверенной конструкцией аппарата. Как правило, отопительный котел комбинированный газ дрова обладает топкой в нижней части прибора.

Туда добавляют твердое топливо, например:


комбинированное отопление электро дрова

При работе котла вырабатывается тепло, которое нагревает жидкость в теплообменнике. Данная вода нагретой отправляется по трубам всего дома.


В случае переключения топлива с дерева на электричество, то основным элементом системы будет трубчатый электронагреватель для отопления. Кроме того, в режиме экономии энергии комбинированный котел дрова электричество также переходит на ток.

Монтаж и правила пользования устройством

Так как прибор работает сразу на нескольких видах ресурсов, то стоит быть особенно внимательным при его эксплуатации. Кроме того, установка котла должна проходить максимально в соответствии с инструкцией, чтобы избежать дальнейших проблем при использовании.

Начинать работы стоит с планирования размещения системы. Потребуется отдельная комната, так как комбинированное отопление электро дрова лучше размещать изолировано от прочих элементов жилья. Сам котел стоит расположить на бетонной подушке, кроме того, потребуется продумать и смонтировать дымоход и вентиляционную систему. 

Если не хочется заниматься монтированием отопительной системы, то лучше обратиться к профессионалам, которые не только быстро доведут дело до конечной стадии, но и выдадут гарантию на проделанные работы.

Принцип устройства комбинированного котла в частном доме, детали на видео:


Комбинированные котлы дрова электричество: основные плюсы

Данная система отопления имеет целый ряд преимуществ перед стандартными газовыми нагревателями или дровяными котлами, например:

  • Топливо стоит дешевле, нежели у аналогов, использующих лишь один вид растопки. Так как расходуется не только электричество, но и дерево, то можно забрасывать в котел любые отходы с лесопилок, которые продаются за смешные суммы.
  • Комбинированный котел очень универсален, так как в любой момент может переключиться с древесных ресурсов на электрический ток. Это особенно важно, так как случаются ситуации, когда бревен нет под рукой, а поддерживать температуру в доме необходимо (прочитайте также: «Котел отопительный универсальный многотопливный для дома»).
  • Это очень экономично, так как древесина и электроэнергия стоят сейчас дешевле всего на рынке топливных услуг. Каждый год газ становится все дороже, так что переключение на комбинированное отопление будет очень выгодно.
  • Универсальные котлы отопления дрова электричество не имеют вредного воздействия на окружающую среду, так как не выбрасывают выхлопы в атмосферу. Таким образом, это одна из самых экологичных систем отопления, безопасная для аллергиков и астматиков.
  • Автоматичность системы позволяет не беспокоиться о сохранности тепла в доме или перерасходе средств на топливо даже при отсутствии владельцев собственности.
  • Электричество и дерево выделяют большое количество тепла, так что помещение прогревается очень быстро и качественно. Продуманная система аппарата позволяет избежать тепловых потерь, что также позволяет серьезно экономить на топливе.
  • Комбинированные котлы имеют большой срок работы, так что, приобретая подобный агрегат, можно на долгое время забыть о модернизации отопительной системы.
  • Котел обладает приятными внешними характеристиками, так что даже выставляя дом на продажу и делая фото помещения с системой обогрева, продавец получит лишь плюсы от наличия данной системы.
  • Подобные котлы не дают опасных утечек, как в случае с газовыми аналогами, так что можно меньше беспокоиться по поводу безопасности жилья.


электро дровяной котел отопления

В настоящее время подобные комбинированные системы набирают популярность, благодаря дешевизне топлива и возможности варьировать режим отопления. Они обеспечивают отличную производительность, нагревая жилище в максимально короткие сроки, не съедая при этом целое состояние. Кроме того, данная разработка прослужит долгие годы, так что комбинированный котел на дровах и электричестве – выбор тех, кто предпочитает надежность и практичность.

Комбинированные отопительные котлы: дрова и электричество

Автономное отопление все чаще применяется не только в частном секторе, но и в многоквартирных домах. Если для квартиры оптимальна установка газового оборудования, то в загородном доме не всегда есть централизованное газоснабжение. В таком случае выгодно устанавливать комбинированные котлы отопления дрова-электричество.

Такие универсальные котлы, работающие не только на твердом топливе, но и на электричестве, весьма удобны. При отсутствии или нехватке одного вида энергоносителя, всегда можно воспользоваться другим. Также такая система позволяет экономить на отоплении, выбирая более дешевое топливо.

Устройство комбинированного оборудования

Твердотопливные котлы, как известно, могут работать на нескольких видах топлива, среди которых:

Выбор комбинированных котлов сейчас досточно велик

  1. Бурый и каменный уголь.
  2. Прессованный торф.
  3. Дрова и дровяные пеллеты.

Если в конструкцию такого котла добавить электрический тэн, то получится универсальный аппарат с такими конструктивными особенностями:

  • Топочная камера, работающая на твердом топливе, расположена в нижней части агрегата.
  • Тепловая энергия нагревает теплоноситель, циркулирующий в теплообменнике.
  • Непосредственно в теплообменник вмонтирован электрический тэн.
  • Автоматика включает тэн, если температура теплоносителя опускается ниже установленной отметки.
  • Если дровяной котел растопить, тэн автоматически отключится.

По сути, это обычный дровяной котел, отопительные возможности которого расширены за счет наличия в конструкции электрического тэна.

Преимущества универсальных котлов

Комбинированное оборудование, потребляющее твердое топливо и снабженное электротэном, имеет большое количество преимуществ, среди которых выделяются:

  • Большой выбор доступного топлива. Можно подобрать именно тот вид топлива, который выгоден именно в этом регионе. Причем это может быть как уголь или пеллеты, так и электричество.Готовые пелетты - отличное топливо
  • Экологическая чистота – дрова и электроэнергия самый чистый вид энергоносителя.
  • Экономичность и универсальность. Благодаря легкому переходу с одного вида топлива на другой, можно добиться минимального расхода.
  • Легкость подключения надежной автоматики, позволяющей поддерживать отопительный процесс без участия человека.
  • Высокий процент КПД.
  • Комбинированный дровяной котел обладает повышенной надежностью и долговечностью благодаря чугунному теплообменнику.

Совет! Такими же достоинствами обладает и газово электрический котел. Но для его установки требуется согласование в газовой инстанции.

Принципы монтажа и эксплуатации

Котлы, работающие на твердом топливе и электричестве, требуют два этапа подключения: в систему отопления и к электросети. Также следует помнить, что отопительные агрегаты, работающие на твердом топливе, требуют установки в отдельном помещении и оборудовании дымохода.

Монтаж в систему отопления

Подключение к существующей системе производится таким образом:

  • Котел имеет два патрубка с резьбой, обеспечивающих легкий монтаж в систему отопления.
  • Система должна быть оборудована расширительным баком и циркуляционным насосом.
  • Также на выходе горячего теплоносителя устанавливается группа безопасности, которая обеспечивает аварийный сброс давления.

Подключение к электросети

На этом этапе необходимо выполнить подключение котла к заземляющему контуру. Для этого необходимо использовать медный кабель с сечением жилы не менее 4 мм.

Схема обогрева разными видами топливаДля подключения тэна, следует использовать провод указанного производителем сечения. Подключение производится через автоматические выключатели.

Обустройство дымохода

Основные требования к дымоходу:

  • Обеспечение надежной тяги.
  • Наличие конденсатосборника.
  • Для большей безопасности дымоход должен быть изолирован термостойкими материалами.
  • В правильно оборудованном дымоходном канале имеется заслонка, позволяющая регулировать тягу.

Требования по эксплуатации и обслуживанию

В процессе эксплуатации универсальные отопительные котлы требуют таких действий: Комбинированные котлы для отопления большого частого особняка

  • Периодически вычищать зольник.
  • Следить за тягой в дымоходе. При ее уменьшении, необходимо производить чистку дымоотводных каналов.
  • Периодически проверять надежность заземления и электрического подключения.

Совет! Следует помнить, что вес такого котла, работающего на твердом топливе довольно внушителен. Поэтому на полу необходимо сделать бетонную опалубку высотой в 20 см. На это основание и устанавливается отопительный агрегат.

Комбинированные котлы, использующие различные виды топлива, весьма выгодны. Кроме широкого выбора топлива, они позволяют существенно сэкономить на установке. Стоит отметить, что стоят такие котлы не намного дороже оборудования, потребляющего один вид топлива.

видео-инструкция по монтажу своими руками, цена, фото





Строительство дома требует больших затрат, поэтому каждый рубль должен быть потрачен с пользой. Речь в данной публикации пойдет об источнике тепловой энергии для системы отопления – котле. Целесообразнее сразу приобретать комбинированный вариант, который в частности позволит использовать несколько типов топлива, например, древесину и электричество.

В этом случае у вас есть больше шансов в случае аварийной ситуации на линии электропередач в зимний период не остудить дом.

Как работают котлы отопления на дровах и электричестве

Как работают котлы отопления на дровах и электричестве

Ниже мы расскажем, когда установка подобного оборудования будет наиболее целесообразной, вы узнаете о том, как работают данные устройства, а также будут даны профессиональные советы по их выбору. На рынке и в торговых сетях сегодня можно найти достаточно моделей, которые могут работать на различных видах топлива, но мы остановимся на одной, где применяют для обогрева помещений дрова и электроэнергию.

Целесообразность установки комбинированного котла

Данный вопрос является одним из основных, так как дополнительное оборудование увеличивает стоимость изделия.

Обычно решение принимается в таких случаях:

  • планируется в одном сезоне использовать более одного вида топлива;
  • есть ограничения на объем потребляемой электроэнергии, после которого оплата производится по тарифам, делающим использование электричества неоправданным;
  • когда возможно частое отключение электричества на территории поселка.

Учтите, что напольный отопительный котел комбинированного типа может использовать в качестве топлива совместно с электричеством в зависимости от комплектации дрова, пеллеты, брикеты, уголь, отходы деревообработки. Подключить его системе отопления нетрудно своими руками.

Комбинированные котлы отопления газ дрова оборудованы двумя топочными камерами

Комбинированные котлы отопления газ дрова оборудованы двумя топочными камерами

Как работает комбинированное оборудование

В конструкции обсуждаемого нами котла, работающего на дровах и электроэнергии, предусмотрено несколько топок (2-4 в зависимости от модели), где сжигается топливо, а также работают электротэны. К каждой топке подведены теплообменники, позволяющие быстро восстановить отопление после смены типа топлива.

Отопительные котлы на дровах и электричестве в разрезе

Отопительные котлы на дровах и электричестве в разрезе

Оборудование, способное работать и на электричестве, и на твердом топливе имеет меньший вес, благодаря тому, что теплоноситель нагревается электроэнергией по типу бойлера. Рассмотрим детальнее преимущества данного котла:

Быстрая смена режимаМожно использовать любой тип топлива. Быстрый переход с одного на другое осуществляется установкой или заменой горелки, для чего прилагается соответствующая инструкция производителя.
Разное топливоНе нужно зацикливаться на одном виде топлива, комбинированный котел может работать на дровах, пеллетах, брикетах и электричестве. Остается только правильно использовать возможность и тогда цена эксплуатации будет невысокой.
АвтономностьОборудование во время работы не нуждается в постоянном присмотре. Автономный режим может поддерживаться в течение нескольких суток. При выборе электричества в качестве основного источника теплоэнергии системы отопления время работы ограничивается лишь отключением напряжения в сети.
ОбслуживаниеКомбинированный котел практически не нуждается в обслуживании, особенно если работа осуществляется только с помощью ТЭНа. Кроме того, даже топку для сжигания дерева можно быстро изменить так, чтобы можно было в ней сжигать и уголь.

Совет: во время эксплуатации комбинированного двухтопливного котла, к примеру, дерево-электричество, рекомендуем вначале отапливать помещение твердым топливом, а после достижения желаемой температуры переходить на ТЭНы.
Последние будут поддерживать заданный параметр автоматически с минимальным расходом электроэнергии.

Двухконтурный отопительный котел на дровах и электричестве

Двухконтурный отопительный котел на дровах и электричестве

Как выбирать оборудование

На рынке сегодня предлагаются комбинированные котлы разных моделей, порой покупатель просто теряется в таком широком ассортименте. Наша задача – помочь вам выбрать именно то, что вам нужно, не потратив при этом лишних средств.

Учтите, что есть модели для бытовых и производственных нужд, которые отличаются комплектацией, производительностью и мощностью.

Рекомендуем обратить внимание на:

  1. Количество контуров, которое может обслуживать котел. К примеру, есть модели, в которых горячее водоснабжение возможно только при включенных электротэнах, а змеевика в топочной камере нет. Если у вас выключиться электричество на даче, этот вариант не самый удобный.
  2. Общая масса и габаритные размеры оборудования – важный параметр, так как несколько чугунных топок в конструкции могут увеличить вес очень сильно. Поэтому необходимо заранее будет подготавливать под такой котел мощное основание.
  3. Мощность котла зависит от используемого сырья. Следует предварительно определиться, каким топливом чаще всего придется топить, а затем подобрать модель, где данный показатель будет выше фактического потребления теплоэнергии.
  4. Материал колосников – выбирайте чугунные или стальные с керамическим напылением. В этом случае их срок эксплуатации превысит 30 лет.

Совет: если сомневаетесь в правильном выборе, проконсультируйтесь у продавца ли специалиста.

Отопительный котел на электричестве и дровах, пеллетах других отходах деревообработки

Отопительный котел на электричестве и дровах, пеллетах других отходах деревообработки

Рекомендации профессионалов

Комбинированное отопительное оборудование, способное работать на твердом топливе и электроэнергии нуждается в подключении к электросети. Если к дому не подведена отдельная линия на 380 В, придется получить все необходимые разрешении, прежде чем вы сможете начать эксплуатацию котла. (См. также статью Электрические котлы отопления для дачи: особенности.)

Совет: не забудьте подключить электрическую часть оборудования к автоматическим выключателям и заземлению, чтобы обеспечить безопасность его использования.

Учтите, не следует заземлять цепь на «0». Для этого должен быть сделан отдельный контур, который затем необходимо вкопать в грунт.

На фото – один из вариантов заземления

На фото – один из вариантов заземления

Чтобы уменьшить потребление электроэнергии, необходимо провести утеплительные работы по периметру строения, а также использовать его в качестве дополнительного источника тепла.

Что предлагает наш рынок

  1. АОТВК 2-15-3 – котел для обогрева зданий до 120 м2, в виде топлива использует дрова (брикеты) и электричество. Корпус выполнен из стали марки СТ 3 (3 мм толщина), выкрашен порошковой краской. В устройстве есть электрический блок мощностью 3 кВт, состоящий из трех ТЭНов по 1 кВт. Используя пульт управления можно регулировать мощность от 1 до 3 кВт. ПУ-1 дает возможность контролировать температуру теплоносителя в пределах +30˚С-80˚С. (См. также статью Отопление частного дома дровами: особенности.)

Котел для работы на электричестве и дровах

Котел для работы на электричестве и дровах

Масса изделия не превышает 63 кг, что дает возможность монтировать его без применения спецтехники. Диаметр патрубков водяного контура составляет 11/2″, допускается использовать вместо воды антифриз.

Топочная камера рассчитана на длину поленьев до 370 мм. Для дымохода рекомендуется применять переходник на круглую трубу Ø115 мм. Сверху устанавливается плита с одной или двумя конфорками.

  1. Котел АОТВ-18 «Дымок» – простая, экономичная и надежная конструкция сделала изделие «народным».
    Рассмотрим его преимущества:
    • экономичный, рассчитан на бюджетные системы водяного отопления, может использовать дрова, угол и электричество;
    • электронагреватель является резервным источником тепла, дает возможность поддерживать тепло в здании после прогорания твердого топлива или когда в помещении нет людей;
    • варочная поверхность позволяет разогревать ил готовить пищу;
    • есть выносной пульт управления, благодаря чему поддерживается тепловой режим теплоносителя и воздуха в комнате. В комплекте для этого есть соответствующие датчики;
    • надежный стальной корпус из цельного листа металла, поэтому на нем минимальное количество швов.

Недорогой комбинированный котел

Недорогой комбинированный котел

Вывод

Чем больше видов топлива можно применять в отопительном котле, тем меньше вы будете зависеть от какого-то одного. Электричество лучше использовать в виде поддерживающего источника тепла, так как его стоимость по сравнению с дровами выше. Оборудование не требует особого ухода и обслуживания, главное правильно подсоединить электрическую часть. Видео в статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

подключение и схема обвязки твердотопливного котла с электрокотлом

Перед домовладельцами, которые отапливают свое жилище твердым топливом, всегда стоит проблема остывания воды в батареях после того, как дрова в топке котла прогорели. Ведь не всегда есть возможность произвести новую загрузку, например, ночью или в случае отъезда. Тогда дом может основательно остыть, а при некоторых обстоятельствах размораживаются трубы. Один из вариантов эту проблему решить – ставить комбинированные котлы для отопления на дровах и электричестве.

Обвязка двух котлов

Конструкция и принцип действия комбинированных котлов

Конструкция комбинированной установки отличается от классической твердотопливной введением в резервуар агрегата электрического ТЭНа или группы таких нагревателей, которые в сумме дают необходимую тепловую мощность. К ним добавлены элементы автоматики, которые призваны управлять нагревом элементов в зависимости от температуры теплоносителя.

Котел на дровах и электричестве

Принцип действия, по которому работают отопительные котлы на дровах и электричестве, прост: дрова служат основным видом топлива, на нем агрегат работает постоянно.

Если древесина сгорела, а новая загрузка топлива не производится, температура теплоносителя в рубашке начинает падать, на что реагирует соответствующий датчик. Он подает сигнал на автоматический блок управления и тот включает электрические нагреватели. В идеальном случае это происходит еще до того, как топка окончательно потухла, ведь температура воды начнет снижаться раньше.

Дальше теплоноситель в системе отопления нагревается исключительно электричеством, пока в камеру сгорания не загрузят новую порцию топлива. После ее прогрева блок управления отключит ТЭНы и котел снова полностью перейдет на дрова.

Преимущества и недостатки

Системы отопления, работающие с котлами для отопления на дровах и электричестве, обладают значительными достоинствами:

  • Главное преимущество – исключено остывание теплоносителя и всего здания. Самый лучший вариант для тех, кто превыше всего ценит комфорт или у кого в доме есть маленькие дети. Актуален такой котел и в районах с суровым климатом либо слабым утеплением стен дома. В обоих случаях без второго источника энергии температура в помещениях будет падать очень быстро.
  • Работа такого источника тепла более экологична, так как выбросов вредных веществ в атмосферу значительно меньше, чем у прочих твердотопливных установок.
  • При первом и последующих розжигах топки на ее стенках не образуется конденсат, поскольку первый нагрев водяной рубашки идет совместно от дров и электронагревателей, а при последующих теплоноситель не остывает. Конденсат появляется на стенках, когда в котел поступает холодная вода из системы. Он вредит работе котла, так как смешивается с золой и оседает на поверхностях камеры в виде черного налета, который очень трудно удалить.

Котельная с двумя котлами

Как и любые универсальные изделия, комбинированные отопительные котлы на твердом топливе и электричестве имеют свои недостатки:

  • Могут применяться в определенных условиях, а именно: при надежном электроснабжении и достаточной мощности ввода электричества. Без соблюдения этих требований покупка такого аппарата теряет смысл. Перед приобретением стоит убедиться в том, что лимита электричества, отведенного вам энергетической компанией, достаточно для работы установки. Определить потребляемую электрическую мощность просто — она равна тепловой.
  • Универсальные твердотопливные котлы с электротеном имеют КПД на 2—5% ниже, чем у классических собратьев, это обусловлено конструктивными особенностями всех гибридных установок.
  • Стоимость изделия выше по причине добавления в него новых узлов и деталей, что вполне закономерно.

Совместная работа электрического и твердотопливного котла

Если в топочном помещении вашего дома уже стоит электрический отопитель, но есть желание перейти на твердое топливо, то проблема остывания теплоносителя уже решена изначально. Здесь важно, чтобы правильно была выполнена обвязка твердотопливного котла и электрокотла. Первый должен функционировать как основной источник тепла, работающий постоянно. Второй агрегат будет служить ему подстраховкой на случай затухания топки или отключения с целью вычистить камеру и дымогарные трубы.

Большинство современных электрических отопительных установок комплектуются встроенными циркуляционными насосами. Если же таковой отсутствует, его придется купить и установить в трубопровод обратной воды на входе в электрический аппарат. Простейшее подключение электрокотла к твердотопливному котлу можно увидеть ниже.

Схема комбинированного котла

Оба котла подключаются к системе отопления параллельно, каждый со своим циркуляционным насосом. Для твердотопливной установки предусматривается малый круг движения теплоносителя с термостатическим трехходовым клапаном. На входе трубопроводов обратной воды в каждый котел сразу после насоса рекомендуется установить обратный клапан. Это нужно для предотвращения циркуляции воды между агрегатами, а в случае аварии трубопровода не позволит опорожниться водяной рубашке. Для горизонтальных участков труб принимается клапан лепестковой конструкции, а для вертикальных – пружинной.

Если термостат твердотопливной установки поставить на рабочую температуру 60 или 70 ⁰С, а электрической – на 40 ⁰С, то можно экономить электроэнергию, поскольку вспомогательный аппарат включится в работу не сразу, а после понижения температуры в системе, которую он и будет поддерживать. Ниже представлена более сложная схема обвязки твердотопливного котла с электрокотлом и применением теплоаккумулятора в качестве буферной емкости.

Подключение электрокотла к твердотопливному котлу

В этом случае работа всей топочной будет более экономичной, так как температуру в системе отопления после того, как дрова сгорят, какое-то время будет поддерживать тепловой аккумулятор. И только спустя это время включится электрический источник тепла. Для оптимизации работы системы рекомендуется задействовать выносной контроллер с набором датчиков. Он будет управлять циркуляционными насосами на основании сигналов датчиков температуры, установленных на подающем и обратном трубопроводах теплоносителя. Это позволит постоянно использовать один насос для циркуляции, а не два.

Использование котлов длительного горения

Чтобы избежать частых загрузок топки и увеличить интервал между ними до 12—18 часов, можно применять котлы для отопления на дровах длительного горения. Они работают по принципу сжигания дров «сверху вниз», используя естественную тягу или принудительное нагнетание воздуха. Размеры камеры позволяют загрузить в нее большое количество дров, а способ сжигания увеличит время работы настолько, что закладку нужно будет делать пару раз в сутки.

Конструктивные особенности таких отопительных установок не позволяют подбрасывать полена в топку, пока вся предыдущая порция полностью не сгорит. И не факт, что это случится днем, а не ночью. В последнем случае загрузить новую порцию будет некому, значит, подстраховка электрического котла в любом случае не помешает. Поэтому, следуя предыдущим рекомендациям, котел длительного горения на дровах нужно подключить параллельно с электрическим. Благодаря долгому горению твердотопливного котла его электрический помощник будет включаться достаточно редко, это даст дополнительную экономию электричества.

Заключение

Приобретение источника тепла для дома нужно рассматривать в каждом случае индивидуально. В недавно построенном доме, в котором еще нет отопителя, можно задуматься о покупке гибридной установки дров с электричеством. Если же имеется электроустановка для обогрева дома, то можно в качестве основного источника использовать котлы отопления на дровах, а существующий агрегат будет служить подстраховкой.

Обзор электростанции с комбинированным циклом

Газовая турбина с комбинированным циклом

Электростанция комбинированного цикла или газовая турбина комбинированного цикла , газотурбинный генератор вырабатывает электроэнергию, а отходящее тепло используется для производства пара для выработки дополнительной электроэнергии с помощью паровой турбины.

An overview of Combined Cycle Power Plant (photo credit: businesswire.com) An overview of Combined Cycle Power Plant (photo credit: businesswire.com) Обзор электростанции комбинированного цикла (фото: businesswire.com)

Газовая турбина — одна из самых эффективных для преобразования газового топлива в механическую энергию или электричество.В качестве альтернативного топлива также широко распространено использование дистиллятного жидкого топлива, обычно дизельного.

В последнее время, когда эффективность простого цикла повысилась и цены на природный газ упали, газовые турбины получили более широкое распространение для выработки электроэнергии при базовой нагрузке, особенно в режиме комбинированного цикла, когда отработанное тепло утилизируется в котлах-утилизаторах, а пар используется для производства дополнительной электроэнергии.

Эта система известна как комбинированный цикл . Основной принцип комбинированного цикла прост: при сжигании газа в газовой турбине (ГТ) вырабатывается не только энергия, которая может быть преобразована в электроэнергию с помощью подключенного генератора, но и довольно горячие выхлопные газы.

Направляя эти газы через теплообменник с водяным охлаждением, образуется пар, который можно преобразовать в электроэнергию с помощью соединенных паровой турбины и генератора.

Figure - Combined cycle power plant scheme Figure - Combined cycle power plant scheme Рисунок — Схема электростанции с комбинированным циклом

Электростанции этого типа все чаще устанавливаются по всему миру, где есть доступ к значительным объемам природного газа.

Электростанция с комбинированным циклом обеспечивает высокую выходную мощность с высоким КПД (до 55%) и низким уровнем выбросов.На обычной электростанции мы получаем 33% электроэнергии только , а остальные 67% в виде отходов .

Используя электростанцию ​​комбинированного цикла, мы получаем 68% электроэнергии .

Также можно использовать пар из котла для отопления. , поэтому такие электростанции могут работать для выработки электроэнергии отдельно или в режиме комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ).

Механизм

Электростанция с комбинированным циклом, как следует из названия, она объединяет существующие газовые и паровые технологии в один блок, обеспечивая значительное улучшение теплового КПД по сравнению с традиционной паровой установкой.В парогазовой установке тепловой КПД увеличивается примерно до 50-60% за счет подачи отработанного газа из газовой турбины в парогенератор-утилизатор.

Однако тепла, рекуперированного в этом процессе, достаточно для приведения в действие паровой турбины с электрической мощностью примерно 50% от мощности газотурбинного генератора.

Газовая турбина и паровая турбина связаны с одним генератором. Для запуска или работы « с открытым циклом » только газовой турбины паровая турбина может быть отключена с помощью гидравлической муфты.С точки зрения общих вложений, одновальная система обычно примерно на 5% дешевле, а ее простота в эксплуатации обычно приводит к более высокой надежности.

Трехмерное моделирование электростанции комбинированного цикла

Принцип работы ПГУ

Первый этап такой же, как у газотурбинной установки простого цикла. Газовая турбина открытого цикла имеет компрессор, камеру сгорания и турбину. Для этого типа цикла температура на входе в турбину очень высока.Температура дымовых газов на выходе также очень высока.

Таким образом, этого достаточно, чтобы обеспечить тепло для второго цикла, в котором в качестве рабочего тела используется пар, то есть тепловой электростанции.

Working principle of combined cycle gas turbine (CCTG) plant Working principle of combined cycle gas turbine (CCTG) plant Рисунок — Принцип работы парогазовой газотурбинной установки (CCTG)

Воздухозаборник

Этот воздух всасывается через большую секцию впуска воздуха, где он очищается, охлаждается и регулируется. Сверхмощные газовые турбины могут успешно работать в самых разных климатических условиях и средах благодаря системам фильтрации входящего воздуха, специально разработанным с учетом местоположения завода.

В нормальных условиях впускная система может обрабатывать воздух, удаляя загрязняющие вещества до уровней ниже тех, которые вредны для компрессора и турбины.

Обычно поступающий воздух содержит различные загрязнители. Их:

В газообразном состоянии загрязняющие вещества:

• Аммиак
• Хлор
• Углеводородные газы
• Сера в форме h3S, SO2
• Выпуск из вентиляционных отверстий маслоохладителя

В жидком состоянии загрязняющие вещества:

• Соли хлоридов, растворенные в воде (натрий, калий)
• Нитраты
• Сульфаты
• Углеводороды

В твердом состоянии загрязнители:

• Песок, глинозем и кремнезем
• Ржавчина
• Дорожная пыль, глинозем и кремнезем
• Сульфат кальция
• Соединения аммиака от производства удобрений и кормов для животных
• Растительность, переносимые по воздуху семена

Коррозионные агенты:
Хлориды, нитраты и сульфаты могут откладываться на лопатках компрессора и могут вызвать коррозию под напряжением и / или вызвать коррозию.Натрий и калий — это щелочные металлы, которые могут соединяться с серой с образованием высококоррозионного агента, который будет разрушать участки пути горячего газа. Загрязнения удаляются путем прохождения через фильтры различных типов, которые присутствуют на пути.

Загрязнения газовой фазы, такие как аммиак или сера, нельзя удалить фильтрацией. Для этого используются специальные методы.

Цикл турбины

Воздух, который очищается, сжимается, смешивается с природным газом и воспламеняется, что приводит к его расширению.Давление, создаваемое расширением, вращает лопасти турбины, прикрепленные к валу и генератору, создавая электричество.

На втором этапе тепло выхлопа газовой турбины используется для выработки пара путем прохождения его через парогенератор-утилизатор (HRSG) с температурой свежего пара между 420 и 580 ° C .

Парогенератор с рекуперацией тепла

В парогенераторе с рекуперацией тепла вода высокой степени очистки течет по трубам, и горячие газы проходят вокруг них, образуя пар.Затем пар вращает паровую турбину и связанный с ней генератор для производства электроэнергии. Горячие газы покидают HRSG при температуре около 140 градусов по Цельсию и выбрасываются в атмосферу.

Система конденсации пара и воды такая же, как на паровой электростанции.

Типичный размер и конфигурация ПГУ

Система комбинированного цикла включает одновальных и многовальных конфигураций . Одновальная система состоит из одной газовой турбины, одной паровой турбины, одного генератора и одного парогенератора-утилизатора (HRSG), при этом газовая турбина и паровая турбина соединены с одним генератором на одном валу.

Многовальные системы имеют один или несколько газотурбинных генераторов и HRSG, которые подают пар через общий коллектор в отдельный одиночный паровой турбогенератор. С точки зрения общих вложений стоимость многовальной системы выше примерно на 5%.

Основной недостаток многоступенчатой ​​электростанции с комбинированным циклом заключается в том, что количество паровых турбин, конденсаторов и конденсатных систем, а также, возможно, градирен и систем циркуляции воды увеличивается, чтобы соответствовать количеству газовых турбин.

КПД ПГУ

Примерно паротурбинный цикл дает одну треть мощности , а газотурбинный цикл дает две трети выходной мощности ПГУ. Комбинируя газовый и паровой циклы, можно достичь высоких температур на входе и низких температур на выходе. Эффективность циклов увеличивается, поскольку они питаются от одного и того же источника топлива.

Для повышения эффективности энергосистемы необходимо оптимизировать ПГРТ, который служит важным звеном между циклом газовой турбины и циклом паровой турбины с целью увеличения мощности паровой турбины.Производительность HRSG имеет большое влияние на общую производительность электростанции с комбинированным циклом.

Электрический КПД электростанции с комбинированным циклом может достигать 58 процентов при работе новой и постоянной мощности, что является идеальными условиями. Как и одноцикловые тепловые установки, комбинированные установки могут также поставлять низкотемпературную тепловую энергию для промышленных процессов, централизованного теплоснабжения и других целей. Это называется когенерацией, и такие электростанции часто называют теплоэлектроцентралями.

Эффективность CCPT увеличивается за счет дополнительного обжига и охлаждения лезвий. Дожигание осуществляется на ПГРТ и в газовой турбине, часть потока сжатого воздуха обходит и используется для охлаждения лопаток турбины. Необходимо использовать часть энергии выхлопных газов за счет рекуперации газа. Рекуперация может еще больше повысить эффективность установки, особенно когда газовая турбина работает при частичной нагрузке.

Топливо для установок CCPT

Турбины, используемые в установках с комбинированным циклом, обычно работают на природном газе, и он более универсален, чем уголь или нефть, и может использоваться в 90% энергетических приложений.Установки с комбинированным циклом обычно работают на природном газе, хотя можно использовать мазут, синтез-газ или другие виды топлива.

Контроль выбросов

Селективное каталитическое восстановление (SCR):

  • Чтобы контролировать выбросы в выхлопных газах, чтобы они оставались в пределах допустимых уровней при попадании в атмосферу, выхлопные газы проходят через два катализатора, расположенные в HRSG.
  • Один катализатор контролирует выбросы окиси углерода (CO), а другой катализатор контролирует выбросы оксидов азота (NOx).Водный аммиак — в дополнение к СКВ в систему вводится водный аммиак (смесь 22% аммиака и 78% воды), чтобы еще больше снизить уровни NOx.

Достоинства

Топливная эффективность

На обычных электростанциях эффективность преобразования топлива турбин составляет 33% , что означает две трети топлива, сжигаемое для выключения турбины. Турбины в электростанции с комбинированным циклом имеют эффективность преобразования топлива 50% или более , что означает, что они сжигают примерно половину количества топлива, как обычная установка, для выработки того же количества электроэнергии.

Низкие капитальные затраты

Капитальные затраты на строительство установки с комбинированным циклом составляют две трети капитальных затрат сопоставимой угольной электростанции.

Коммерческая доступность

Установки комбинированного цикла

можно приобрести у поставщиков в любой точке мира. Их легко изготовить, отгрузить и транспортировать.

Обильные источники топлива

Турбины, используемые в установках с комбинированным циклом, работают на природном газе, который более универсален, чем уголь или нефть, и может использоваться в 90% публикаций по энергетике.В настоящее время для удовлетворения спроса на энергию повседневные предприятия не только используют природный газ, но и используют другие альтернативы, такие как биогаз, полученный из сельского хозяйства.

Пониженные выбросы и расход топлива

Установки с комбинированным циклом потребляют меньше топлива на кВтч и производят меньше выбросов, чем традиционные тепловые электростанции, тем самым снижая экологический ущерб, наносимый производством электроэнергии. По сравнению с угольной электростанцией сжигание природного газа в ПГУ намного чище.

Возможное применение в развивающихся странах

Потенциал для электростанции с комбинированным циклом есть в отраслях, требующих электричества и тепла или ствола.Например, подача электричества и пара на сахарный завод.

Недостатки

  1. В газовой турбине можно использовать только природный газ или высококачественные масла, например, дизельное топливо.
  2. По этой причине комбинированный цикл может работать только в тех местах, где это топливо доступно и экономически выгодно.

Выводы

Электростанции с комбинированным циклом удовлетворяют растущий спрос на электроэнергию, поэтому особое внимание следует уделять оптимизации всей системы .Разработки для газификации угля и использования в газовых турбинах находятся на продвинутой стадии.

Как только это будет доказано, уголь в качестве основного топлива может также удовлетворить растущий спрос на энергию на электростанциях комбинированного цикла.

Достижения в когенерации — процессе одновременного производства полезного тепла и электроэнергии из одного и того же источника топлива — который увеличивает эффективность сжигания топлива с 30% до 90%, тем самым уменьшая ущерб окружающей среде и увеличивая экономическую отдачу за счет более эффективного использования Ресурсы.

,

Базовый обзор технологии топливных элементов


Основные сведения о топливных элементах

Через этот сайт мы ищем исторические материалы
относящиеся к топливным элементам. Мы построили площадку для сбора
информация от людей, уже знакомых с технологиями, таких как изобретатели,
исследователи, производители, электрики и маркетологи. Этот раздел Основы
представляет общий обзор топливных элементов для случайных посетителей.

Что такое топливный элемент?

Топливный элемент — это устройство, генерирующее
электричество путем химической реакции. Каждый топливный элемент имеет два электрода, называемых соответственно анодом и катодом. На электродах происходят реакции, производящие электричество.

Каждый топливный элемент также имеет электролит, который несет электрически заряженные частицы.
от одного электрода к другому и катализатор, который ускоряет реакции на
электроды.

Основным топливом является водород, но топливным элементам также нужен кислород. Одно большое обращение
топливные элементы состоит в том, что они вырабатывают электричество с очень небольшим загрязнением — большая часть
водород и кислород, используемые для производства электроэнергии, в конечном итоге объединяются, чтобы сформировать
безвредный побочный продукт, а именно вода.

Одна деталь терминологии: один топливный элемент генерирует крошечное количество прямого
ток (DC) электричество. На практике многие топливные элементы обычно собираются в
стек.Ячейка или стопка, принципы те же.

Верх

Как работают топливные элементы?

Топливный элемент предназначен для выработки электрического тока, который может быть направлен
вне клетки для выполнения работы, такой как включение электродвигателя или освещение
лампочка или город. Из-за того, как ведет себя электричество, этот ток возвращается к
топливный элемент, замыкая электрическую цепь. (Чтобы узнать больше об электричестве и
электроэнергии, посетите страницу «Throw The Switch» на сайте Смитсоновского института Powering a
Генерация перемен.) Химические реакции, которые производят этот ток, являются ключевыми
как работает топливный элемент.

Существует несколько видов топливных элементов, каждый из которых работает по-своему. Но в
общие термины, атомы водорода входят в топливный элемент на аноде, где происходит химическая реакция
лишает их электронов. Атомы водорода теперь «ионизированы» и несут
положительный электрический заряд. Отрицательно заряженные электроны обеспечивают ток
через провода делать работу.Если необходим переменный ток (AC), DC
выход топливного элемента должен быть направлен через устройство преобразования, называемое
инвертор.


Графика Марка Маршалла, Шац
Центр энергетических исследований

Кислород попадает в топливный элемент на
катод, а в некоторых типах ячеек (например, показанный выше) он объединяет
с электронами, возвращающимися из
электрическая цепь и ионы водорода, которые прошли через электролит из
анод.В других типах клеток кислород захватывает электроны, а затем проходит через них.
электролит к аноду, где он соединяется с ионами водорода.

Электролит играет ключевую роль. Он должен пропускать только соответствующие ионы.
между анодом и катодом. Если бы свободные электроны или другие вещества могли путешествовать
через электролит они нарушили бы химическую реакцию.

Будь то
соединяются на аноде или катоде, вместе водород и кислород образуют воду, которая стекает
из клетки.Пока топливный элемент снабжен водородом и кислородом, он будет
генерировать электричество.

Еще лучше, поскольку топливные элементы создают электричество химическим путем, а не путем сжигания,
они не подчиняются термодинамическим законам, которые ограничивают обычную электростанцию
(см. «Предел Карно» в глоссарии). Следовательно, топливные элементы более эффективны в
извлечение энергии из топлива. Также можно использовать отходящее тепло от некоторых клеток,
еще больше повышая эффективность системы.

Верх

Так почему я не могу пойти и купить топливный элемент?

Возможно, нетрудно проиллюстрировать основные принципы работы топливного элемента. Но строительство
недорогие, эффективные и надежные топливные элементы — дело гораздо более сложное.

Ученые и изобретатели разработали множество различных типов и размеров топливных элементов.
в поисках большей эффективности, и технические детали каждого типа различаются.
Многие из вариантов, с которыми сталкиваются разработчики топливных элементов, ограничены выбором
электролит.Например, конструкция электродов и материалы, из которых изготовлены
они зависят от электролита. Сегодня основными типами электролитов являются щелочные, расплавленные.
карбонат, фосфорная кислота, протонообменная мембрана (PEM) и твердый оксид. Первый
три — жидкие электролиты; последние два — твердые тела.

Тип топлива также зависит от электролита. Некоторым клеткам нужен чистый водород, и
поэтому требуется дополнительное оборудование, такое как «риформер», для очистки топлива.Другие клетки
может переносить некоторые примеси, но для эффективной работы может потребоваться более высокая температура.
В некоторых ячейках циркулируют жидкие электролиты, для чего требуются насосы. Тип
электролит также определяет рабочую температуру ячейки — «расплавленные» карбонатные ячейки работают
горячий, как следует из названия.

Каждый тип топливных элементов имеет преимущества и недостатки по сравнению с другими, и ни один
все же дешево и эффективно, чтобы широко заменить традиционные способы генерации
электростанции, например угольные, гидроэлектростанции или даже атомные электростанции.

В следующем списке описаны пять основных типов топливных элементов. Более подробный
информацию можно найти в этих конкретных областях этого сайта.

Верх

Различные типы топливных элементов.


Рисунок щелочной ячейки.

Щелочные топливные элементы работают на
сжатый водород и кислород. Обычно они используют раствор гидроксида калия.
(химически КОН) в воде в качестве электролита.КПД составляет около 70 процентов, а
рабочая температура составляет от 150 до 200 градусов C (от 300 до 400 градусов по Фаренгейту). клетка
мощность варьируется от 300 Вт (Вт) до 5 киловатт (кВт). Щелочные ячейки использовались в
Космический корабль «Аполлон» для обеспечения как электричеством, так и питьевой водой. Они требуют чистого
однако водородное топливо и катализаторы на основе платиновых электродов дороги. И
как и любая емкость, наполненная жидкостью, они могут протечь.


Чертеж электролизера карбоната

Топливные элементы с расплавленным карбонатом (MCFC) используют высокотемпературные соединения соли
(например, натрия или магния) карбонаты (химически, CO 3 )
как электролит.КПД
колеблется от 60 до 80 процентов, а рабочая температура составляет около 650 градусов C (1200
градусов F). Построены блоки мощностью до 2 мегаватт (МВт), и
существуют конструкции для блоков до 100 МВт. Высокая температура ограничивает ущерб от углерода
монооксидное «отравление» ячейки и отработанное тепло можно переработать для получения дополнительных
электричество. Их никелевые электроды-катализаторы недороги по сравнению с платиновыми.
используется в других камерах. Но высокая температура также ограничивает материалы и безопасность использования.
MCFC — они, вероятно, были бы слишком горячими для домашнего использования.Кроме того, карбонат-ионы из
в реакциях расходуется электролит, поэтому необходимо вводить углекислый газ
компенсировать.

Топливные элементы с фосфорной кислотой (PAFC) используют фосфорную кислоту в качестве электролита.
КПД составляет от 40 до 80 процентов, а рабочая температура — от 150 до
200 градусов по Цельсию (от 300 до 400 градусов по Фаренгейту). Существующие клетки фосфорной кислоты имеют
мощностью до 200 кВт, испытаны блоки мощностью 11 МВт. PAFCs терпят углерод
концентрация монооксида около 1.5 процентов, что расширяет выбор топлива, которое они
можешь использовать. Если используется бензин, необходимо удалить серу. Платиновые электроды-катализаторы
необходимы, а внутренние части должны выдерживать воздействие коррозионной кислоты.


Рисунок того, как работают топливные элементы на основе фосфорной кислоты и PEM.

Протонообменная мембрана (PEM)
топливные элементы работают с полимерным электролитом в виде тонкого проницаемого листа.КПД составляет от 40 до 50 процентов, а рабочая температура составляет около 80 градусов Цельсия.
(около 175 градусов по Фаренгейту). Мощность ячеек обычно составляет от 50 до 250 кВт. Твердый,
гибкий электролит не протекает и не трескается, и эти элементы работают при достаточно низкой
температура, чтобы сделать их пригодными для дома и автомобилей. Но их топливо должно быть очищено,
Платиновый катализатор используется с обеих сторон мембраны, что увеличивает затраты.


Чертеж твердооксидной ячейки

Использование твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ)
твердое керамическое соединение оксидов металлов (например, кальция или циркония) (химически,
О 2 )
как электролит.КПД составляет около 60 процентов, а рабочие температуры около
1000 градусов по Цельсию (около 1800 градусов по Фаренгейту). Мощность ячеек до 100 кВт. На таком высоком
температурам не требуется риформинг для извлечения водорода из топлива и отходов
тепло можно использовать повторно для получения дополнительной электроэнергии. Однако высокая температура
ограничивает области применения блоков ТОТЭ, и они, как правило, довольно большие. Пока твердый
электролиты не могут вытекать, они могут треснуть.

Более подробная информация о каждом типе топливных элементов, включая историю и
текущие приложения можно найти в соответствующих разделах этого сайта.У нас также есть
предоставлен глоссарий технических терминов — ссылка находится вверху каждого
страница технологий.

Верх

© 2017 Смитсоновский институт

(Заявление об авторских правах)

.

Котлов ТЭЦ — TheGreenAge

CHP Boilers

Что такое котлы ТЭЦ?

Комбинированные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) производят тепло и электроэнергию в рамках единого процесса. Этот процесс иногда называют когенерацией, и поддерживающая его технология существует с 1970-х годов, но в основном ограничивалась промышленностью и крупными жилищами, такими как больницы и спортивные центры.

Поскольку цена на топливо выросла за последние несколько лет, теперь имеет экономический смысл внедрять технологию ТЭЦ в бытовую среду.

Котел на микро-ТЭЦ определен в Законе ЕС о когенерации как бытовой блок, мощность которого ограничена 50 кВт.

Различные типы котла ТЭЦ

Существует три типа котлов микро-ТЭЦ:

Двигатель Стирлинга ТЭЦ котел

Котел ТЭЦ с двигателем Стирлинга — это тип двигателя внешнего сгорания, в котором двигатель внутреннего сгорания нагревается, когда котел запускается для производства горячей воды. Это нагревает полностью закрытый рабочий газ в двигателе Стирлинга, заставляя его расширяться.Расширение рабочего газа заставляет поршень поворачиваться вверх и вниз между медной катушкой, генерируя электрический ток, который затем можно использовать в домашних условиях. Рабочий газ, обычно используемый в двигателе Стирлинга, — это гелий из-за его сильных свойств теплопередачи.

Основным ограничением этого типа котла является то, что он вырабатывает электроэнергию только при включенном центральном отоплении, поэтому, несмотря на то, что он очень эффективный тип котла, он не вырабатывает много электроэнергии. Ключевым преимуществом является то, что процесс сгорания в котле ТЭЦ двигателя Стирлинга намного тише и эффективнее, чем в двигателях внутреннего сгорания.

Внутренний двигатель ТЭЦ котел

Этот тип котла ТЭЦ обычно используется в больших жилищах, таких как больницы. Он включает использование источника топлива для привода турбины, которая подключена к генератору электроэнергии. Отработанное тепло от этого процесса сгорания улавливается для производства горячей воды для отопления помещений и теплой воды. Это самая распространенная форма котлов ТЭЦ, обнаруженная на сегодняшний день. Однако процесс является шумным, и у вас гораздо меньше контроля над производимой горячей водой, поэтому часто предпочтительны топливные элементы и котлы ТЭЦ с двигателем Стирлинга.

Котел ТЭЦ на топливных элементах

В котлах ТЭЦ на топливных элементах используются топливные элементы, которые преобразуют топливо и воздух непосредственно в энергию и тепло посредством тихой, эффективной твердотельной электрохимической реакции. Видео, демонстрирующее, как котел ТЭЦ на топливных элементах работает в доме, можно найти на сайте Ceres Power.

Топливные элементы вырабатывают электроэнергию значительно более эффективно, чем ТЭЦ с двигателем внутреннего сгорания и двигателем Стирлинга. Это связано с тем, что ТЭЦ на топливных элементах преобразуют химическую энергию непосредственно в электрический ток, повышая их эффективность.

Этот тип котла ТЭЦ все еще находится в стадии разработки, поэтому в широких масштабах он пока недоступен.

Как работают котлы ТЭЦ в доме

Дом обычно использует бойлер только для удовлетворения своих потребностей в отоплении и горячей воде, а затем получает электроэнергию от сети. Центральная генерация тратит впустую значительную часть создаваемой энергии из-за потерь тепла на электростанции, а также в сети передачи и распределения.

Котлы

Micro-CHP предотвращают эти потери и собирают тепло для использования в доме.Эта эффективность может сэкономить потребителю около 25% общих затрат на электроэнергию (около 600 фунтов стерлингов от вашего счета, если у вас типичный трехкомнатный двухквартирный дом) и снизить выбросы CO 2 в каждом доме до 1,5 тонн в год. , Котлы Micro-CHP предназначены для выработки всего тепла и горячей воды, а также значительного процента электроэнергии, необходимой для типичного дома в Великобритании.

Котел ТЭЦ может использовать различные виды топлива, включая газ, поставляемый вашим текущим поставщиком, а также водород, сжиженный нефтяной газ и биотопливо.Даже летом, когда система центрального отопления дома отключена, тепло, вырабатываемое котлами микро-ТЭЦ при выработке электроэнергии, может накапливаться в резервном накопителе горячей воды, а затем использоваться для горячего водоснабжения. Таким образом, котлы на микро-ТЭЦ могут работать круглый год, обеспечивая максимальную экономию на счетах за электроэнергию 365 дней в году.

Котлы

Micro-CHP спроектированы так, чтобы однажды заменить ваш обычный конденсационный котел, с использованием тех же типов соединений; у них также есть аналогичные требования к установке и обслуживанию.Котел микро-ТЭЦ требует только одно подключение к электросети в доме, и он готов к работе!

Развитие отрасли

Котлы

Micro-CHP — образец микрогенерации для дома. Правительство Великобритании подсчитало, что продукты микрогенерации (такие как котлы на микро-ТЭЦ) обладают потенциалом для обеспечения более 30% общих потребностей страны в электроэнергии и помогают выполнять ее международные экологические обязательства, такие как цели ЕС по сокращению выбросов углерода к 2020 году. Иметь котел на микро-ТЭЦ — это шаг в правильном направлении. Полная стоимость котла микро-ТЭЦ в Великобритании, включая установку, еще предстоит сделать полностью прозрачной; однако дополнительные затраты оцениваются в диапазоне от 2500 до 3500 фунтов стерлингов по сравнению с конденсационным котлом, поэтому полная установка оценивается в пределах от 5000 до 7000 фунтов стерлингов.

Исследование, проведенное по заказу правительства, показало, что котлы микро-ТЭЦ могут стать «системой выбора» для микрогенерации, заменив конденсационный котел, который сегодня является стандартной системой в большинстве домов Великобритании.Коммерческий опыт также показал, что раннее осознание выгод окупается в долгосрочной перспективе.

В настоящее время на внутреннем рынке доступны только микро-ТЭЦ с двигателем Стирлинга. Например, продукт Baxi Ecogen — один из немногих доступных котлов микро-ТЭЦ, который коммерчески жизнеспособен и доступен для дома. Ожидается, что к середине этого десятилетия модели топливных элементов, такие как Baxi Gamma 1.0, будут полностью доступны потребителям Великобритании.

Когда технология микро-ТЭЦ на топливных элементах станет коммерчески доступной, потребитель должен увидеть, что цены на модели двигателей Стирлинга падают. Помимо конкуренции в области топливных элементов (Baxi, Ceres Power и т.д.), это также должно сделать эти модели коммерчески конкурентоспособными. Текущие данные свидетельствуют о том, что использование в домах Великобритании было только ограниченным, с меньшим количеством котлов Micro-CHP, установленных в настоящее время в Великобритании, чем ожидалось правительством — в отличие от Дании и Германии, где технология получила более широкое распространение. ,

Краткое описание технологии котлов ТЭЦ

Следующий список представляет собой краткое описание характеристик котла ТЭЦ:

    • Обеспечивает центральное отопление, горячую воду и электричество
    • Простая установка, замена существующего газового котла
    • Простота использования с автоматическим управлением
    • Может использовать тот же газ, который поставляется British Gas, NPower и другими поставщиками газа
    • Срок службы котла на топливных элементах еще не определен (но обычно 10-12 лет)

Помните, что котлы микро-ТЭЦ эффективны, потому что они вырабатывают тепло и электричество в одном месте.Они сэкономят вам деньги и помогут окружающей среде. В настоящее время для жилищного рынка доступны только котлы ТЭЦ с чистым двигателем (ТЭЦ с внутренним двигателем доступны для крупных объектов), но через несколько лет будут доступны и микро-ТЭЦ на топливных элементах. Котлы на микро-ТЭЦ — это стратегическая отечественная технология для микрогенерации, которая поможет домам с их потребностями в энергии, а также поможет Великобритании (и другим странам ЕС) достичь внешних целей по выбросам углерода.

Преимущества

    • Котлы ТЭЦ более экологичны, сокращая выбросы CO2 (углекислого газа) в типичном доме на 1%.5 тонн в год в Великобритании.
    • Установка котла ТЭЦ может помочь вам снизить затраты на электроэнергию на 25% и более.
    • Большинство производителей котлов ТЭЦ имеют партнерские соглашения с основными поставщиками (например, с British Gas), которые предоставляют услуги по установке. Потенциальные клиенты должны сначала проконсультироваться с производителем, если вы хотите организовать их собственную частную установку.

Ограничения

    • Окупаемость надбавки, которая представляет собой дополнительную стоимость котла ТЭЦ по сравнению с конденсационным котлом, может окупиться сама собой в течение срока службы продукта.Примечание. Исследования в этой области не являются обширными, поскольку в настоящее время существует всего несколько коммерческих производителей бытовых котлов ТЭЦ.

Стоимость

    • Полная стоимость установки котла ТЭЦ составляет от 5 000 до 7 000 фунтов стерлингов, в зависимости от типа установки и технических характеристик дома, что является довольно значительным вложением для типичного домашнего хозяйства.

Установка m icro CHP

Заинтересованы в установке котла микро ТЭЦ? Если вы хотите, чтобы мы нашли для вас местного установщика, который поможет установить микро-ТЭЦ в вашем доме, просто заполните форму ниже, и мы свяжемся с вами в ближайшее время!

,

Boiler — Energy Education

Рис. 1. Тепловая энергия поступает в котел от топлива. [1]

Котлы используются на электростанциях для производства пара под высоким давлением, чтобы электростанция могла вырабатывать электроэнергию. Процесс, который делает это, известен как цикл Ренкина. Котел потребляет энергию от некоторого вида топлива, такого как уголь, природный газ или ядерное топливо, для превращения воды в пар. Вся первичная энергия в мире, за исключением небольшой, поступает из топлива, и около трех четвертей этого топлива попадает в котел (оставшаяся часть идет в двигатели внутреннего сгорания, которые используют топливо по-разному). [2]

Конструкция котла — невероятно важный фактор в эффективности электростанции. Три века развития привели к созданию паропроизводящих котлов сегодня, которые производят тысячи тонн пара в час и имеют КПД по преобразованию топлива в пар до 90%. [3] Лучшая конструкция означает меньшую потребность в топливе, меньшие затраты и меньшие выбросы загрязняющих веществ. [2] Изучение и инновации котлов полезно, потому что, хотя они очень эффективны, их отходы создают некоторые из основных мировых проблем загрязнения, выбрасывая парниковые газы.

Соображения по конструкции

Основная цель при проектировании котла — извлечь как можно больше энергии из топлива. Для этого необходимо полностью сжечь как связанный углерод, так и летучие вещества. Поскольку одна часть твердая, а другая газовая, эта задача не из легких. [2] Котел должен иметь очень высокие температуры, около 500 o C, и должен непрерывно сжигать топливо с постоянной скоростью.

Еще одним фактором оптимизации конструкции является получение наилучшей теплопередачи от топлива к воде и пару.Для этого котлы часто имеют несколько отдельных теплообменников.

Последним важным соображением при проектировании является минимизация нежелательных побочных продуктов в виде золы и дымовых газов, загрязняющих окружающую среду.

Типы

твердое топливо

  • Решетчатый котел: Уголь или другое твердое топливо, такое как биомасса (около нескольких миллиметров в диаметре), подается в котел из бункера или конвейерной ленты. Они перемещаются по решетке, из-под которой в котел поступает воздух.Неподвижный уголь горит на решетке, а летучий газ горит в пространстве наверху. Эти типы чаще всего используются для биомассы и угля. [2]
  • Котел на пылевидном топливе: Уголь измельчается до мелкой пыли (размером около 0,1 мм) и подается в котел в потоке воздуха. Это, безусловно, самые распространенные типы котлов на угле. Эти котлы могут достигать КПД более 90% при хорошей эксплуатации. Их также можно сжигать вместе с древесиной или другим подходящим топливом.Поскольку сжигаемое топливо представляет собой мелкую пыль, образующаяся зола также является мелкой пылью, которая, если не фильтруется должным образом, может улетучиваться с дымовыми газами и загрязнять атмосферу. [2]
  • Котел с псевдоожиженным слоем: Они предлагают решения некоторых проблем загрязнения при сжигании угля. Существует толстый слой материала-песок или гравий, который лежит на опорной плите, через которые потоки воздуха вдувают. Когда воздух достигает более высоких скоростей, материал начинает вести себя как жидкость, и объекты будут плавать или тонуть в нем.В этот «слой» подаются частицы топлива, в результате чего связанный углерод и летучий газ быстро сгорают и нагревают весь слой. Трубки, несущие воду и пар, содержатся в слое, и, поскольку слой движется как жидкость, это максимизирует тепловой контакт с трубами и обеспечивает большую теплопередачу. Зола может выходить из слоя отдельно от дымовых газов.

Ядерная

  • С газовым охлаждением: В таких реакторах, как реактор Magnox, в качестве замедлителя используется графит, а в качестве теплоносителя — диоксид углерода.Они используют природный уран, а это означает, что его не нужно обогащать. В усовершенствованных реакторах с газовым охлаждением (AGR) также используются графит и CO 2 , но уран обогащен. [4]
  • Тяжелая вода: Реакторы CANDU (канадские, дейтерий-урановые) — единственный другой тип реакторов, способный укрепить доминирование легководных реакторов и использовать природный уран, такой как Magnox. В мире работает 31 завод (18 из них в Канаде). [5] Тяжелая вода поглощает меньше нейтронов, чем легкая вода, что приводит к высокой нейтронной экономии. [4]
  • РБМК: РБМК, разработанный в России, использует графит в качестве замедлителя и легкую воду в качестве охлаждающей жидкости. Они используют обогащенный уран, как и большинство других реакторов. [[Чернобыльская ядерная авария | Чернобыльские реакторы были именно этого типа, и после катастрофы в 1986 году планы по их производству были отменены, и многие станции были выведены из эксплуатации. [4]

Рисунок 2.Реактор с кипящей водой, котел (содержащийся в корпусе реактора) вырабатывает пар для выработки электроэнергии. [6]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Shehal Joseph через Flickr [Online], Доступно: https://www.flickr.com/photos/shehal/1167585170
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Б. Эверетт, Г. Бойл, С. Пик и Дж. Рэймидж, «Уголь», в Energy Systems and Sustainability , 2nd ed., Оксфорд, Великобритания: Оксфорд, 2013, глава 5, стр 166-169.
  3. ↑ Б. Эверетт, Дж. Бойл, С. Пик и Дж. Рэймидж, «Тепло в движущую силу», в Energy Systems and Sustainability , 2-е изд., Оксфорд, Великобритания: Оксфорд, 2013, глава 6, стр. 0,203
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 Б. Эверетт, Г. Бойл, С. Пик и Дж. Рэймидж, «Ядерная энергия» в журнале Energy Systems and Sustainability , 2-е изд., Оксфорд, Великобритания: Оксфорд, 2013 г., глава 10, с. 407-414
  5. ↑ «Технология CANDU — Канадская ядерная ассоциация», Канадская ядерная ассоциация, 2018.[В сети]. Доступно: https://cna.ca/technology/energy/candu-technology/. [Доступ: 12 июня 2018 г.].
  6. ↑ http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students/animated-bwr.html

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о