Отопление, которое производит электроэнергию

При использовании системы Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) вместе с теплом вы одновременно получаете электроэнергию.
 

Принцип работы KRAFT-WÄRME-KOPPLUNG (KWK)

Идея производства тепла, при котором дополнительно производится электроэнергия, существует уже давно. Техническая реализация этой идеи выражена Kraft-Wärme-Kopplung.

Современные большие ТЭЦ с мощностьюот одного до нескольких сотен мегаватт, которые вырабатывают электрическую и тепловую энергию, уже давно реальность. Следующий шаг в данном направление создание в течение нескольких лет все более и более малых , так называемые мини-микро-ТЭЦ.

На сегодняшний день созданы несколько различных видов KWK.

Стирлинг мотор был разработан еще раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. Сегодня, благодаря использованию энергосберегающих систем в различных отраслях, концепция мотора стирлинга переживает новое возрождение. 

Самыми распространенными сегодня являются  стирлинг моторы на газе.

Существуют различные варианты электрической  мощности KWK

Mikro-KWK

Mikro-KWKs  - это  Kraft-Wärme-Kopplungen с мощностью до 15 КВт и способно обеспечить электроэнергией одно – или малосемейные дома. Для примера: Обычный односемейный дом имеет потребление на пике от 4 КВт. При обеспечении электроэнергией за счет  KWK    88% электроэнергии будет закрыто за счет микро KWK.

Mini-KWK

Mini-KWK- это  Kraft-Wärme-Kopplungen с мощностью от 15 КВт до 50 КВт и способно обеспечить электроэнергией многосемейных домов, малых предприятий и т.д.). Преимущество перед микро KWK в том, что оно обеспечивает и односемейные дома с потреблением больше 4КВт\ч.

В противоположность  дизельным, бензиновым  моторам внутреннего сгорания, принцип работы стирлинг мотора в том , что рабочий газ в закрытом пространстве постоянно нагревается  и охлаждается извне. Благодаря различному  расширению внутренний поршень находится в постоянном движении. Это тепло для нагрева газа может быть из различных источников  в том , числе и из древесных гранул.

Виды Stirlingmotors:

Alpha-Typ (Два цилиндра –Две колбы -Машина)

Два поршня двигаются в разных цилиндрах, которые расположены и соединены друг к другу под углом 90°. Один цилиндр охлаждается – другой нагревается. Поршни располагаются на одном общем коленчатом вале и выполняют работу и движение одновременно.

Alpha-Typ используют при средних и высоких мощностях.

Beta-Typ (Один цилиндр -Машина)

Beta-Typ Stirlingmotor отличается тем , что рабочий поршень и ходящий поршень находятся в одном цилиндре.
Этот мотор 1-цилиндровой машины.

Beta-Typ Stirlingmotor для маленьких и средних мощностей.

Е Gamma-Typ

E Gamma-Stirling  - это , в принципе,  Beta Stirling, в котором рабочий поршень монтируется в отдельный цилиндр рядом с  цилиндром двигающего поршня. Поршни между собой также соединены маховиком. Газ между цилиндрами может свободно перетекать. Такая конфигурация имеет меньшую степень сжатия и механически проще, как правило применяется в мульти цилиндровых стирлинг моторах.

Электроэнергию производит пеллетное отопление

Наиболее известная и используемая форма комбинирования «тепло – электроэнергия»  - это  Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) или Wärmekraftkopplung (WKK). Именно эта система  лежит в основе проекта ÖkoFEN_e.

Принцип производства электроэнергии из тепловой энергии

Раздельное производство электроэнергии и тепла (график сверху слева) требует больше энергии , чем комбинированный отопительный котел, вырабатывающий электроэнергию, такой же мощности. При этом основным потребителем энергии является блок выработки электроэнергии. Получаемое тепло рассеивается через системы охлаждения.

Отопительный котел (в данном случае дизельный котел) достигает максимальный КПД. Здесь мы теряем всего 10% получаемой энергии. Тем не менее, вся система имеет потери почти 34%.

Электроэнергия из тепла

Пеллетный котел, производящий электроэнергию, (график сверху справа) использует поступающее тепло от всей системы и благодаря этому имеет минимальные потери около 10%. Сэкономленную на этих потерях электро- и теплоэнергию потребитель может использовать прямо на месте. Применительно к ÖkoFEN_e эта энергия добывается из пеллет. Пеллетное оборудование, вырабатывающее электроэнергию , со стирлинг мотором разработано и успешно протестировано компанией ÖkoFEN.

Системы пеллетного отопления со стирлинг мотором (PELLEMATIC SMART_e)

Устройство Pellematic Smart_e

Пеллетное отопление , вырабатывающее электричество, с интегрированным мотором Стирлинга – это следующий шаг в развитие интеллектуальных систем отопления , базирующихся на системах Pellematic Smart – системах накопления тепла разных слоев, пеллетной горелки и гидравлической системы сохранения и подачи тепла для котелен малой площади.

Основываясь на предыдущих открытиях и разработках , компания создала систему Pellematic Smart_e , в которой применены все достижения отопительной техники, помимо пеллетной горелки и стирлинг мотора , автоматических систем управления очистки и горения, также был интегрирован мульти –экспресс теплоаккумулятор 600 л., с блоком загрузки тепла разных слоев.

На площади всего 1,5 m² компания ÖkoFEN разместила первый пеллетный котел, вырабатывающий электричество для малых зданий.

Разработанная концепция системы пеллетной горелки основывается на запросах Стирлинг мотора и позволяет ему работать наиболее в оптимальном режиме.

Для того , чтобы оптимизировать работу мотора Стирлинг во время наибольшего получения тепла (выбег максимума тепла на мотор), компания разработала специальное электрическое соединение.

Была разработана и успешно протестирована система очистки от продуктов горения головы нагревателя мотора Стирлинг.

Почему данная система была разработана с условием , что в нее можно интегрировать мульти теплоаккумулятор?

У данного решения много преимуществ. Экономия места в котельной , минимальные теплопотери, нет дополнительных расходов на гидро- и электрическую обвязку и т.д., но главное , это то , что система накапливает и сберегает в себе тепло , которое может в любой момент дополнительно понадобиться мотору Стирлинг, в режиме его пиковой работы.

Тем самым мотор Стирлинг работает в несколько раз эффективней и экономичней. Наши знания и опыт показывают , что интеграция в систему теплоаккумулятора позволяет значительно экономить не только место , но и первоначальные вложения и вложения на топливо.