Когенератор на базе стирлинга.

Страница 1 из 2 1, 2  Следующий

Предыдущая тема Следующая тема Перейти вниз

Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  Methelina в Чт Авг 22, 2013 8:51 pm

Выбирая для своего дома газовые котлы нарвалась на очень забавную технологию когенераторов.
Они выполнены на базе стирлинга, где при сгорании газа нагревается не только вода для отопления, но и вырабатывается электроэнергия в домашнюю сеть.
Примеры таких девайсов:
-> Vitotwin 300-w
-> Remeha eVita

Цены таких котлов ого-го и они не особо распространены. Стало быть, есть ли возможность изготовить такой девайс самим?
avatar
Methelina

Сообщения : 17
Дата регистрации : 2012-11-17
Возраст : 33
Откуда : Великая Пустота

Посмотреть профиль http://methelina.cghub.com/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  Methelina в Вс Авг 25, 2013 8:38 pm

Неужели никто, даже высокоуважаемый админ не задавались вопросом использования стирлинга в таких целях?=) Very Happy 
avatar
Methelina

Сообщения : 17
Дата регистрации : 2012-11-17
Возраст : 33
Откуда : Великая Пустота

Посмотреть профиль http://methelina.cghub.com/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  andeich в Пн Авг 26, 2013 1:47 am

Не сделаете вы такое устройство сами, недоступны вам технологии для достижения таких параметров.

andeich

Сообщения : 13
Дата регистрации : 2013-08-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  Methelina в Пн Авг 26, 2013 2:02 am

Например какие? В данный момент у меня есть доступ к 3д фрезеру на работе Smile
avatar
Methelina

Сообщения : 17
Дата регистрации : 2012-11-17
Возраст : 33
Откуда : Великая Пустота

Посмотреть профиль http://methelina.cghub.com/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  Methelina в Пн Авг 26, 2013 2:03 pm

Принцип работы - https://www.youtube.com/watch?v=xvUnCC_TfXE

А что если использовать внешний стирлинг к существующему котлу? Например идею Vx:

Пустив холодную воду через зону охлаждения от ГВС к котлу, а нагретую котлом воду к зоне нагрева Стирлинга, а далее на ГВС?
avatar
Methelina

Сообщения : 17
Дата регистрации : 2012-11-17
Возраст : 33
Откуда : Великая Пустота

Посмотреть профиль http://methelina.cghub.com/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  vx в Вт Авг 27, 2013 2:14 pm

да, да, для этого я его и замыслил. что бы котел стал энергонезависимым. ибо когда зимой отключают электричество котел тоже останавливается. устройство будет востребовано. во всяком случае в нашем пригороде его купят как минимум в количестве нескольких сотен. единственное оно должно стоить менее чем самый дешевый генератор. правда технически описанное устройство будет работать не по циклу стирлинга, а по циклу карно (в верхних точках нет возможности греть тело и технически рациональнее использовать адиабатный процесс)

vx

Сообщения : 43
Дата регистрации : 2012-01-18
Откуда : Краснодар

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  vx в Вт Авг 27, 2013 2:16 pm

только нужно не гвс пускать через двигатель, а омывать теплообменники водой из контура отопления (прямой и обратной)

vx

Сообщения : 43
Дата регистрации : 2012-01-18
Откуда : Краснодар

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  Methelina в Вт Авг 27, 2013 4:23 pm

Ну у меня котел же газовый=) по сути мне плевать есть электричество нет электричество =) А вот поулчать электроэнергию с разницы между холодной и горячей водой есть резон. Vx, у тебя уже есть какое-нить практическое воплощение девайса?
avatar
Methelina

Сообщения : 17
Дата регистрации : 2012-11-17
Возраст : 33
Откуда : Великая Пустота

Посмотреть профиль http://methelina.cghub.com/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  vx в Вт Авг 27, 2013 6:45 pm

котел то "газовый" но процессор, насос принудительной циркуляции отопительного контура и вентилятор горелки "электрические" - нет электричества - котел останавливается. потребление котла порядка 100 вт. ибп разумной цены протянет порядка 30-40 минут. за это время при -20 дом почти не почувствует отключения отопления поэтому вариант с ибп исключен как не имеющий смысла. сейчас если отключение длиться более 1-2 часов включают генератор 2 квт для питания двух котлов (да, пушкой по воробьям, но...). поэтому обеспечить автономность котла при помощи приставки включаемой в отопительный контур весьма заманчиво. наработки только теоретические. расчеты потребного для двигателя мощностью порядка 100 вт объема и теплообменников (будут пластинчатые). линейный генератор пока не считал - немного не моя специфика, вспоминать придется.

vx

Сообщения : 43
Дата регистрации : 2012-01-18
Откуда : Краснодар

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  Methelina в Ср Авг 28, 2013 12:19 am

Нет, у нас полностью автономный газовый, а вот у соседа такой как ты сказал =-)
Линейный генератор думаю можно раскопать в инете, куча их

avatar
Methelina

Сообщения : 17
Дата регистрации : 2012-11-17
Возраст : 33
Откуда : Великая Пустота

Посмотреть профиль http://methelina.cghub.com/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  andeich в Чт Авг 29, 2013 5:20 pm

Котлы в том числе и газовые бывают энергонезависимыми, тут уж при выборе котла можно подумать, что будет при отключении электричества, проблема чаще в циркуляционном насосе, хотя и тут возможны схемы теплоснабжения работающие на естественной циркуляции или хотя бы минимально поддерживающие естественную циркуляцию теплоносителя в случае отсутствия электричества.
По технологиям: попав на этот сайт решил, что нашел нечто уникальное, что позволит мне стать энергонезависимым, но... здесь нет никого с опытом создания стирлингов значительной мощности, попытка Игоря сделать стирлинг под давлением тоже оказалось неудачной, используемая в моделях разность температур значительно выше той на которую вы рассчитываете, нет решения по смазке цилиндро-поршневой группы... Для получения мощного и компактного стирлинга (в том числе и по описаниям промышленных когенераторов) придется использовать гелий под значительным давлением, а это уже "высокие" технологии. Вы замечали как шарики надутые гелием сдуваются в течении месяца? Большинство разборных соединений гелий под давлением не держат, будут утечки.
Конечно всё решаемо, но самостоятельно на поиск этих решений можно потратить годы. Кстати и у промышленных когенераторов не ахти какие характеристики, соотношение между электрической и тепловой мощностью откровенно говоря маловато, электроэнергии не хватит для потребностей дома, если только ставить аккумуляторы, инверторы... чтоб недостаток электроэнергии днем компенсировать её избытком в ночное время.
Моё мнение, что для самостоятельного решения подобной задачи проще найти что-то более освоенное. Сейчас прихожу к выводу, что реальнее всего - это паровая турбина, даже при низком КПД все тепло можно вернуть в систему отопления. Хотя КПД паровой турбины при правильном исполнении не так уж и мал.
Ещё у вас одна ошибочка. Вы рассчитываете на разность температур между холодной водой и теплоносителем нагретым в котле, так вы вообще значительной мощности никогда не получите. Берите тепло непосредственно из камеры сгорания котла это 400-600град., а то и больше; холодный теплоноситель (обратку после прохождения по радиаторам дома) используйте для охлаждения стирлинга, тогда хоть теплоперепад будет более значительным. Воду для отопления можно греть и меньшей температурой, только теплообменник будет побольше.

andeich

Сообщения : 13
Дата регистрации : 2013-08-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  andeich в Чт Авг 29, 2013 5:50 pm

Methelina и vx, если у вас стоят газовые котлы, значит есть газ. Вы пытаетесь создать генератор на базе газового котла. А ведь можно купить газовый электрогенератор и утилизировать его теплопотери, тогда можно стать совсем автономными. КПД газового электрогенератора около 25%, остальное уходит в качестве теплопотерь, часть с выхлопными газами, а часть через систему охлаждения цилиндра. Если собрать это тепло, то получите на каждый 1 кВт электроэнергии, около 3 кВт тепла.
Тут конечно нужно оценить экономический эффект (замена масла и ресурс генератора), но факт в том, что это реальнее, чем стирлинг.
Я же ищу возможность получения электричества при сжигании дров.

andeich

Сообщения : 13
Дата регистрации : 2013-08-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  vx в Пт Авг 30, 2013 1:16 am

поинтересуйтесь ресурсом генератора и поймете что при постоянной работе его придется выкинуть очень быстро. +не всегда нужно столько электричества сколько он дает, а тепло нужно всегда когда оно вообще нужно. речь идет не о "генераторе на базе" или утилизации, а просто об автономности в очень узком понимании этого слова. и как уже было сказано это фактически скорее всего будет не стирлинг, а карно

vx

Сообщения : 43
Дата регистрации : 2012-01-18
Откуда : Краснодар

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  Methelina в Пт Авг 30, 2013 3:18 pm

И стирлинг не обязательно должен быть компактным.
Если ставить газогенератор, то это дополнительное потребление газа, а это дорого и уводит ожидаемую экономию в минуса.
Плюс у нас проблемы с электричеством и задумка стирлинга была не перенять потребление на себя, а лишь разгрузить основную линию питания, чтобы с основной линии шло электричество дополняя ток с стрилинга. Но не полная автономия. Так как в моменты отрубания электро у нас есть дизельный генератор.
Врезать ничего не получится в котел, так как там замкнутая система со своими стенками с утеплителями и так далее. Так что внешняя потеря котла практически никакая - поверхность слегка теплая.

andeich, по поводу дров, следила в инете за турбиной дисковой с створчатым клапаном. Там был проект утилизировать любое давление, от пара, до выхлопа в электро:
-> Дисковая турбина со створчатым клапанным каналом

А как будет себя вести такой стирлинг?
Спойлер:
avatar
Methelina

Сообщения : 17
Дата регистрации : 2012-11-17
Возраст : 33
Откуда : Великая Пустота

Посмотреть профиль http://methelina.cghub.com/

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  andeich в Вт Сен 03, 2013 7:21 pm

Methelina, что значит дополнительное потребление газа? Вы этот же газ сжигаете в котле, а тут электричество и тепло получите при работе генератора вместо работы котла. Котел может быть в резерве на случай поломки генератора. Себестоимость производства собственного электричества будет меньше стоимости покупного электричества по затратам газа, если конечно стоимость генератора и его обслуживания не окажется слишком дорогим удовольствием. Собственно самостоятельное изготовление когенератора на базе Стирлинга навряд ли окажется дешевым мероприятием и навряд ли он сразу получится с большим ресурсом и сможет работать длительное время без ремонта. У двигателя Стирлинга есть еще одна особенность, я не специалист по данным двигателям, но наткнулся на это мнение здесь на сайте: двигатели "не поддаются" масштабированию, т.е. увеличение их размеров не приводит к пропорциональному увеличению мощности, поэтому простым увеличением габаритов не всегда можно прийти к достижению желаемой мощности.

Теперь о ресурсе генераторов. Самые дешевые мобильные генераторы с ДВС действительно имеют небольшой ресурс около 3000 часов и не предназначены для длительной непрерывной работы, собственно это расплата за мобильность. Стационарные генераторы имеют ресурс от 50000 до 300000 часов, что весьма привлекательно, правда и цена на подобные генераторы очень высока, кстати на рынке есть и готовые когенераторы на базе ДВС.
Наверно это нехорошо, что на данном сайте я выступаю против Стирлинга, просто считаю что в поиске оптимальных решений не стоит зацикливаться на каком-то одном типе двигателя, а лучше использовать то, что эффективнее и проверено временем. В тоже время я понимаю, что есть желание сделать что-то своими руками и сэкономить денежки.
Можно пойти по такому пути: покупка старенького автомобиля (старенькие москвичи и жигули на ходу часто продаются совсем дешево) и использование их ДВС для создания генератора. Думаю автомобильный двигатель имеет приличный ресурс и очень ремонтопригоден, запчасти доступны, имеются ремонтные размеры поршней, вкладышей и ремонт вне автомобиля намного проще.
Для перевода такого двигателя на природный газ технология отработана и не представляет больших сложностей. Двигатели обладают водяным охлаждением, что облегчает утилизацию тепловых потерь через цилиндры, останется только сделать теплообменник для утилизации тепла выхлопных газов. Вопрос только в выборе генератора и регулировании оборотов в соответствии с нагрузкой. Думаю тут решение найти проще чем самостоятельно создать надежный, эффективный и достаточно мощный двигатель Стирлинга.
Избыток электричества - это совершенно не проблема, проблемой может быть его недостаток. Избыточное электричество легко перевести в тепло используя нагревательные приборы, причем увеличение потребления электрический мощности значительно увеличит тепловыделение двигателя. Т.е. генератор с утилизацией тепла может обеспечить вас электричеством и теплом, при этом газа вы будете сжигать немного больше чем в котле.
Подобная установка может получить и дальнейшее развитие. Помимо генератора можно от двигателя привести в действие компрессор теплового насоса, тогда летом дом можно охлаждать, а зимой нагревать, при этом можно прийти к ситуации когда для электроснабжения и отопления генератор будет потреблять газа меньше чем вы сжигаете в котле, потому что тепловой насос позволяет "получить" тепла в несколько раз больше чем затрачивается энергии.

andeich

Сообщения : 13
Дата регистрации : 2013-08-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  vx в Ср Сен 04, 2013 2:34 pm

>Себестоимость производства собственного электричества будет меньше стоимости покупного электричества
Нет. Чем больше агрегат (в разумных пределах, но далеко больше чем обсуждаемые цифры) тем ниже стоимость кВт.

>двигатели "не поддаются" масштабированию
Поддаются. Во всяком случае если делать это так как нужно. Как минимум проведите мысленный эксперимент - поставьте два двигателя. Мощность увеличилась в два раза? Значит он поддается масштабированию.

>Избыток электричества - это совершенно не проблема. Избыточное электричество легко перевести в тепло используя нагревательные приборы.
Сжечь газ для того что бы с КПД пусть даже порядка 45% (как на ТЭС) получить электричество и потом превратить это электричество обратно в тепло - это даже не проблема - это варварство.

vx

Сообщения : 43
Дата регистрации : 2012-01-18
Откуда : Краснодар

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  andeich в Чт Сен 05, 2013 2:27 am

Два двигателя - это не совсем масштабирование, это дороже чем один, но побольше.

andeich

Сообщения : 13
Дата регистрации : 2013-08-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  andeich в Чт Сен 05, 2013 3:36 am

>Сжечь газ для того что бы с КПД пусть даже порядка 45% (как на ТЭС) получить электричество и потом превратить это электричество обратно в тепло - это даже не проблема - это варварство.
А просто сжигать газ в котле - это не варварство? Причем даже КПД котла меньше 100%, если конечно котел не конденсационный.
В реальных условиях любой когенератор не будет вырабатывать тепла и эл-ва именно столько сколько нужно. Всегда будет нехватка того или другого.
Если будет нехватка эл-ва, то:
-нужно компенсировать нехватку эл-вом из сети, думаю тут потребуется довольно дорогое устройство, позволяющее сделать это.
-если такого устройства нет, то когенератор бесполезен или он будет работать на ограниченную нагрузку меньше его мощности. Опять же насколько будет стабильна выработка эл-ва, вдруг на улице резко потеплело, тогда эл-ва станет еще меньше.
-придется поддерживать нужную электрическую мощность и сбрасывать избыточное тепло в атмосферу, соответственно и газа перерасход.
Если будет нехватка тепла, то:
-можно использовать избыточное эл-во для нагрева,
-можно запустить резервный котел и дополнительно сжигать газ.
При нехватке тепла, и соответственно избытке эл-ва, количество потребляемого газа будет определяться потребностями тепла, такая ситуация не приводит к дополнительному расходу топлива и обеспечивает нормальное электроснабжение, тут я не вижу никакого варварства.
Если потребность в тепле меньше, чем тепло выделяемое ДВС, то разумно остановить генератор и перейти к использованию сетевого эл-ва. Кстати если потребность в отоплении всё-таки сохраняется, то генератор можно запускать периодически, особенно если в системе отопления есть тепловой аккумулятор.

andeich

Сообщения : 13
Дата регистрации : 2013-08-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  vx в Чт Сен 05, 2013 2:00 pm

>А просто сжигать газ в котле - это не варварство?
Если вы говорите об отопительном котле - нет. Использование теплоты сгорания топлива для нагрева теплоносителя - это назначение данного агрегата. И выполняет он свою функцию более чем хорошо так как речь идет не о выработке электричества, а лишь о теплообмене. КПД котла может быть близким 100% (отношение тепла переданного теплоносителю к теплу выделенному при сгорании топлива). Подобным КПД не может похвастаться ни одна генерирующая установка из-за принципиально иного характера протекающих в ней процессов. Разве что топливные элементы, но это уже другая история.

>Причем даже КПД котла меньше 100%
Причем даже КПД всегда меньше 100% Smile

>сбрасывать избыточное тепло в атмосферу
Такое делают разве что на месторождениях где попутный газ все равно сгорит с пользой или без - издержки технологического процесса. В традиционных установках такого не делают.

>можно использовать избыточное эл-во для нагрева
Никто такого никогда делать не будет. Это тепло будет стоить вам минимум в два раза дороже чем если бы вы использовали котел по назначению.

====
Как правило когенератор работает по сценарию недостаточной выработки электричества. Взять дополнительное электричество из сети в 1000 раз проще и дешевле чем городить еще один пиковый котел. Варианты со сбросом тепла или отоплением электричеством я понятное дело не рассматриваю как абсурдные.

vx

Сообщения : 43
Дата регистрации : 2012-01-18
Откуда : Краснодар

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  andeich в Чт Сен 05, 2013 2:16 pm

Лишнее тепло мы сбрасываем в атмосферу сплошь и рядом.
Расскажите как сложить ток от генератора и сетевой ток?

andeich

Сообщения : 13
Дата регистрации : 2013-08-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  vx в Чт Сен 05, 2013 2:36 pm

>Расскажите как сложить ток от генератора и сетевой ток?
В промышленности это делается включением генератора в сеть - он работает синхронно с сетью.
Как это сделать для быта? Пальцем в небо - два зарядника от ИБП - один на сеть другой на генератор. Выход - к потребителю.

vx

Сообщения : 43
Дата регистрации : 2012-01-18
Откуда : Краснодар

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  andeich в Пт Сен 06, 2013 2:05 pm

>два зарядника от ИБП - один на сеть другой на генератор. Выход - к потребителю.
тоже немало потерь будет, часть эл-ва переведете в тепло, только это уже будет большей частью сетевое эл-во. И ИБП на большую мощность довольно дорог.

andeich

Сообщения : 13
Дата регистрации : 2013-08-06

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  vx в Пт Сен 06, 2013 2:32 pm

>тоже немало потерь будет
все относительно. умножать на 0,98 приятнее чем на 0,45

>часть эл-ва переведете в тепло
естественно

>только это уже будет большей частью сетевое эл-во
энергия потребленная от того или иного ввода будет зависеть от графика внутренней нагрузки

>И ИБП на большую мощность довольно дорог
все относительно. сравните стоимость ИБП со стоимостью выполнения организационных и технических мероприятий по включению генерирующего оборудования в энергосистему. хотя, конечно, ИБП не семечек кулек

vx

Сообщения : 43
Дата регистрации : 2012-01-18
Откуда : Краснодар

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  8888GREEN8888 в Сб Окт 12, 2013 2:21 pm

vx пишет:да, да, для этого я его и замыслил. что бы котел стал энергонезависимым. ибо когда зимой отключают электричество котел тоже останавливается. устройство будет востребовано. во всяком случае в нашем пригороде его купят как минимум в количестве нескольких сотен. единственное оно должно стоить менее чем самый дешевый генератор. правда технически описанное устройство будет работать не по циклу стирлинга, а по циклу карно (в верхних точках нет возможности греть тело и технически рациональнее использовать адиабатный процесс)
поставь рядом с бесперебойником два аккумулятопа на 200 ач-можно сутки не беспокоиться.(даже при условии,что аккумуляторы слегка бу)А что касается "не дороже генератора"-то количество денег на бензин во много раз превышает стоимость самоого генератора...у самого(живу в пригороде на даче)свет отключают на всю зиму,живу на акуумуляторах,заряжаюсь солнышком))

8888GREEN8888

Сообщения : 11
Дата регистрации : 2013-10-12

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  vx в Сб Окт 12, 2013 3:09 pm

8888GREEN8888 пишет:можно сутки не беспокоиться
огласите мощность присоединенной нагрузки, время в течение которого ее тянут объявленные батареи и время в течение которого объявленные батареи заряжаются в зависимости от дня года, облачности и площади солнечных батарей. после этого оптимистичные "ура" будут уместны.

vx

Сообщения : 43
Дата регистрации : 2012-01-18
Откуда : Краснодар

Посмотреть профиль

Вернуться к началу Перейти вниз

Re: Когенератор на базе стирлинга.

Сообщение  Спонсируемый контент


Спонсируемый контент


Вернуться к началу Перейти вниз

Страница 1 из 2 1, 2  Следующий

Предыдущая тема Следующая тема Вернуться к началу


 
Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения