Газовый котел с электрогенератором: принцип работы, устройство, обзор популярных моделей

Выбираем надежный инвертор для котла

Инвертор для котла позволяет предотвратить простой всей системы в таких ситуациях, как аварийные отключения электричества или сбои. Длительная недееспособность отопительного оборудования в холодное время года обычно является основной причиной внепланового ремонта всей системы. В качестве средства защиты от подобных неприятностей выступает инвертор для отопительного котла.

Область применения и назначение

Техника, используемая для подогрева воды и перегонки ее по трубопроводу, является энергозависимой, то есть, эффективность работы напрямую определяется качеством напряжения электрических сетей. В таких условиях рекомендуется использовать инвертор для отопительного котла. В результате при любой непредвиденной ситуации, будь то отключение от сети питания, скачки напряжения или авария, оборудование будет защищено от поломки.

Смотрим видео, сфера применения прибора:

В качестве следствия подобной ситуации может иметь место выход из строя всей системы, если по причине отключения электроэнергии случился долговременный простой техники в зимние месяцы. Инвертор электрический для котла отопления используется как защита любого вида устройств: газовых, жидко- и твердотопливных.

Классификация аппаратов

Техника этого рода выполняет функцию аккумулятора, поддерживающего энергоснабжение котельного оборудования на протяжении отрезка времени от нескольких часов до нескольких суток. Различают следующие виды резервных источников питания:

  1. «Off-line» — аппараты данного рода при допустимых значениях параметров электрической сети обычно «спят», то есть, не участвуют в работе отопительного оборудования, так как параметры электросети стабильны. Если имеют место довольно большие отклонения (скачки и колебания) или в случае, когда инверторные котлы для отопления электрические полностью отключились от сети, тогда ИБП, он же источник бесперебойного питания, моментально переходит на резервное питание оборудования.
  2. «Line-interactive» — универсальный вариант, совместивший в себе «off-line» источник и стабилизатор напряжения. В результате котельная техника при допустимых значениях электрических параметров питается от сети, а выходное напряжение находится под контролем стабилизатора и дополнительных фильтров, задача которых сглаживать шумы и помехи сети, к которой подключен инверторный котел отопления.
  3. «On-line» — устройство данного вида находится в действии постоянно, грубая схема подключения котла при этом будет иметь следующий вид: электрическая сеть – ИБП – инверторный котел для отопления.

Принцип действия последнего из вариантов основывается на повторном преобразовании параметров электросети. Сначала переменное напряжение на входе инвертора преобразовывается в постоянный эквивалент со значением 12 В, затем происходит обратное действие, в результате которого напряжение на выходе инверторного аппарата становится переменным с величиной 220 В. Огромный плюс такого устройства заключается в том, что инверторный котел системы отопления питается посредством напряжения высокого качества. Но есть и минус – существенная стоимость ИБП и небольшой уровень производительности.

Смотрим видео, работа различных видов резервных источников питания:

Также резервные инверторные источники энергоснабжения подразделяются на типы:

  • Устройства без аккумуляторов – в этом случае предусмотрена возможность подключения батарей;
  • Аппараты со встроенными аккумуляторами, в данном исполнении исключено наращивание емкости посредством внешних батарей, а инверторный котел системы отопления работает в автономном режиме не более 10 минут;
  • Универсальный вариант – с возможностью наращивания емкости и со встроенным аккумулятором.

Каждый из вариантов предполагает определенный срок работы отопительного оборудования при подключенном ИБП. Наилучшим вариантом является возможность подключения внешних батарей, что увеличивает длительность работы источника бесперебойного питания.

Как подобрать инверторный аппарат

Прежде всего, необходимо определить, совместим ли инвертор для газового или твердотопливного котла с выбранным видом исполнения источника питания. Некоторые исполнения котельного оборудования конфликтуют при подключении устройства с механизмом действия «line-interactive», по причине отсутствия проходной нейтрали. Самым же популярным является вариант «on-line», что объясняется довольно просто: котел при этом обеспечивается напряжением высокого качества.

Смотрим видео, критерии выбора:

Дополнительно учитывается мощность отопительной техники, которая должна соответствовать емкости аккумулятора ИБП. Это обеспечит достаточное время работы оборудования в автономном режиме.

Кстати, продолжительность эксплуатации резервного источника энергоснабжения также важна, что следует учитывать при покупке, особенно если стоит задача подобрать инвертор для газового или твердотопливного котла, который сможет поддерживать работоспособность отопительного прибора несколько дней.

Обзор характеристик популярных моделей

В качестве примера системы «on-line» можно рассмотреть устройство Victron PracticVolt-0212-1/100. Его преимуществом является отсутствие задержки при переключении на резервное энергоснабжение. К тому же такой вариант способен обеспечить до 7 часов кряду автономного питания отопительного прибора. В комплектацию включен необслуживаемый аккумулятор, емкость которого 100 Ач, зарядное устройство и непосредственно сам инвертор для газового котла. Цена всего комплекта оборудования составляет 36 000 руб.

Другой вариант – модель CyberPower CPS 600 E. Его цена всего 11 500 руб., но по техническим характеристикам это исполнение ни в чем не уступает. Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменный эквивалент и соответствует нагрузке 600 ВА. Диапазон напряжений на входе: от 170 до 270 В. Есть возможность повышать емкость устройства. В комплект входит аккумулятор емкостью 100 Ач. Другое решение этой же марки – CSP 1000 Е. Такое устройство питает инверторный котел отопления на протяжении 14 часов, цена его составляет порядка 22 000 руб.

Особенности установки

Основная проблема ИБП – это снижение продолжительности их эксплуатации при длительном воздействии высоких температур на устройство. Рекомендуется поддерживать режим в пределах 20-25 градусов. Основная ошибка пользователей – установка источников бесперебойного питания в непосредственной близости к нагревательному оборудованию.

Смотрим видео, правильное подключение к котлу:

При подключении инвертора к котлу следует особо тщательно соблюдать полярность и проследить за тем, заземлено ли оборудование. Если допустить ошибку при подключении фазы и нейтрали, тогда у электрической части оборудования возникнут проблемы в работе. Чтобы удостовериться в правильности соединения фазы, следует сначала запустить ИБП, не подключая его к сети, после чего с помощью специального инструмента определяется фаза и можно включать аппарат в электросеть.

Если предварительно определенная фаза по-прежнему остается на том же контакте, значит, действия по подключению инвертора произведены верно. Еще желательно использовать минимальную длину проводов между ИБП и котельной техникой.

Таким образом, польза от автономного источника питания довольно велика, что особенно заметно, когда речь идет о высокочувствительном оборудовании, которым является газовая отопительная техника. Инвертор подбирается в соответствии с мощностью отопительного устройства. Учитывается и вид самого ИБП: со встроенным аккумулятором или с внешней батареей. Каждый из вариантов имеет свои плюсы и минусы, что в результате повлияет на продолжительность работы в автономном режиме и на качество подаваемого напряжения на вход котельного оборудования.

Как выбрать и подключить генератор для газового котла

Большинство современных газовых котлов – энергозависимые. Перебои в электроснабжении полностью приостанавливают их работу, что не только влияет на комфорт, но и чревато замерзанием теплоносителя, а в последствии аварийной разгерметизацией магистралей или приборов отопления. К счастью, решение довольно простое – установка генератора. Даже самых простых моделей часто достаточно для обеспечения работы автоматики котла, циркуляционного насоса или турбины.

Существуют генераторы, работающие на бензине, газе или дизельном топливе, генераторы, запускаемые вручную или обеспечивающие полностью автономную работу системы отопления, стандартные или инверторные, синхронные или асинхронные – все эти критерии выбора стоит рассмотреть более детально.

Читайте в статье

Какой лучше выбрать: бензиновый, дизельный или газовый

Первым делом стоит определиться с выбором топлива, на котором будет работать генератор. Вариантов, достойных рассмотрения три:

Компактный и мобильный бензогенератор в звукоизоляционном кожухе.

  1. Бензиновый генератор – наиболее распространенное решение, для выбора существует множество моделей различной мощности. Преимуществом бензогенераторов является их наиболее доступная цена. Многие модели исполнены в легком пластиковом корпусе с наличием слоя шумоизоляции, имеют компактные размеры. Для работы даже самых требовательных газовых котлов достаточно недорогих бензиновых моделей мощностью 0,6-0,8 кВт. Классическая дизельная электростанция.
  2. Дизельный генератор – более экономичные генераторы с большим ресурсом, используются для обеспечения электроэнергией не только котла отопления, но и всего дома. Расход дизельного топлива на 20-30% меньше, при такой же стоимости рекомендованного к использованию в бензиновых моделях 92-го топлива. Однако дизельные генераторы менее экологичны и требуют качественной вентиляционной системы (обычно принудительной), имеют не столь компактные габариты. Электрогенератор, работающий на природном или сжиженном газе
  3. Газовый генератор – наиболее экономичные и экологичные из вышеперечисленных видов, нет необходимости постоянной дозаправки, устройства с автозапуском абсолютно автономны. Помимо природного газа, могут работать на сжиженном (балонном). Если есть возможность приобрести более дорогостоящее оборудование и желание подключить электростанцию к газовой магистрали, лучше выбрать именно газогенератор.

Принцип работы на любом виде топлива один: топливо сжигается в ДВС, раскручивается ротор с магнитами внутри статорной обмотки, преображая тепловую энергию в электрический ток. Существуют модели как с 1 розеткой, так и с 2-3 розетками для питания нескольких приборов одновременно.

Стандартный или инверторный

От стандартного бытового генератора инврторный отличается наличием инверторной системы и электронного стабилизатора. Благодаря такой системе, синусоида переменного тока не имеет искажений и стабилизируется до идеальной частоты 50 Гц. Разумеется, инверторные модели дороже обычных на 20-50%.

Инверторная модель Daewoo GDA 1500i с ручным запуском.

В целом преимущества инверторных генераторов для газового котла заключаются в:

  • более качественной выходящей электроэнергии, которая более безопасна для автоматики котла;
  • работа генератора корректируется автоматикой в зависимости от величины нагрузки, что часто позволяется снизить рабочие обороты ДВС и, соответственно, его ресурс и расход топлива;
  • инверторные устройства имеют компактные размеры;
  • более низкий уровень вибраций и шума (до 50-60 дБ) позволяют комфортно себя чувствовать даже в одном помещении с работающим электрогенератором

Обратите внимание, что на данный момент не существует инверторных моделей мощностью более 6 кВт. Для работы генератора необходима заряженная емкость аккумуляторной батареи, которая при больших нагрузках, чем максимально допустимые (например при 6 кВт при 4 кВт максимальных) быстро разрядится и придется отключить часть приборов для подзарядки.

Кроме того АКБ является частью единой конструкции и после отработки ее ресурса (4-9 лет в зависимости от условий эксплуатации), нужно будет заменить весь блок инвертора в сборе.

Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить срок службы теплообменника

Как выбрать генератор для газового котла

Минимально необходимая мощность

Первым, на что стоит обратить внимание, определившись с видом используемого топлива и наличием инвертора, – мощность генератора. Рассчитать мощность электрогенератора просто: она равна суммарной пусковой и рабочей мощности всех подключаемых устройств. Также рекомендуется заложить запас в 20-30%.

Необходимая мощность для обеспечения работы газового котла указана в его инструкции по эксплуатации как электропотребление или потребляемая мощность (раздел технических характеристик). Обычно это небольшие значения порядка 120-180 Вт. Приблизительно столько же (в среднем 150 Вт) потребляет циркуляционный насос, при его наличии, и приблизительно столько же потребляет турбина в турбированных моделях котлов .

Итого, если к генератору будет подключен только газовый котел, минимально необходимая мощность = 120-180 + 150 + 150 + 20-30% = 504-624 Вт или 0,5-0,62 кВт.

На рынке представлены модели мощностью 600 Вт — 7 кВт, поэтому в более чем 90% случаев достаточно будет маломощной модели, генерирующей 0,8-1 кВт. В иных случаях рассчитывайте суммарную мощность всех приборов, которые планируется подключать к генератору.

Синхронный или асинхронный

Синхронный Асинхронный
Величина напряжения и его частота поддерживаются стабильно и с высокой точностьюВеличина напряжения и частота изменяются в относительно большом диапазоне
Уязвим к электрическим перегрузкам при пуске и в установленном режимеУстойчив к электрическим перегрузкам при пуске и в установленном режиме
Более дорогостоящие, имеют более сложную конструкцию и более высокие требования к обслуживаниюБолее дешевые, простые и надежные, неприхотливые к обслуживанию
Читайте также:  Как проверить трехходовой клапан в газовом котле: пошаговый инструктаж

Синхронные генераторы – отличное решение, если необходима сверхточные характеристики тока, а в сети часто случаются серьезные перепады напряжения. В случае ограниченного бюджета достаточно обычного асинхронного генератора, защитить работу системы отопления от перепадов напряжения в отечественной сети электроснабжения можно с помощью стабилизатора (или инверторного типа генератора, где он уже установлен) и ИБП (источника бесперебойного питания).

Напряжение

Перепады напряжения могут сказаться на электронике котла. Для дорогостоящих моделей газовых котлов с многофункциональной автоматикой лучше позаботиться о качестве напряжения, выходящего из генератора.

Варианта три: инверторный генератор, стандартный синхронный или стандартный асинхронный, но со встроенным AVR – Automatic Voltage Regulation (Автоматическим регулятором напряжения), который не допускает серьезных отклонений и скачков напряжения, уберегая от поломки не только технику, но и сам генератор. Как правило, все качественные дорогостоящие модели оснащены AVR.

Частота

Как правило, энергозависимые газовые котлы рассчитаны на частоту 50 Гц, что указано в инструкции по эксплуатации модели. Практически все модели генераторов (за исключением более мощных промышленных) рассчитаны на частоту 50 Гц. Если частота будет отличаться, то выйдет из строя контроллер котла.

Наличие сквозной нейтрали

Существуют фазозависимые и фазонезависимые газовые котлы, что указано в инструкции.

Если фазонезависимые модели котлов не вызывают никаких трудностей, то для нормальной работы фазозависимых котлов обязательно необходимо наличие сквозной нейтрали или виртуального нуля. Выраженной фазы у большинства моделей генераторов нет. В таком случае необходимо либо подбирать генератор с наличием четкой фазы и нуля, либо подключать генератор через трансформатор. Также есть опыт принятия за фазу клеммы с большим потенциалом к заземлению.

Другие критерии

Определившись с основными техническими критериями, можно обратить внимание на:

  • время непрерывной работы – обычные бытовые генераторы не могут работать беспрерывно 24/7, поскольку двигателю необходимы перерывы на охлаждение. Если более габаритные модели часто могут работать по 12-16 часов и более, то компактные бензиновые модели весом до 10 кг ограничены 3-5 часами беспрерывной работы;
  • способ запуска – есть модели с ручным и автоматическим запуском. Последние более удобны, способны обеспечить абсолютную автономность системы отопления, но автозапуск используется в основном на более дорогих и мощных моделях;
  • уровень шума – зависит от рабочих оборотов двигателя, возможности регулировки мощности и наличия звукоизоляции. Обычно звукоизоляционным кожухом обладают компактные маломощные бензогенераторы.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Denzel GT-950i

Один из лучших инверторных бензиновых генераторов для газового котла мощностью 0,9 кВт и экономичным расходом топлива – 0,5 л/час. Рассчитан на беспрерывную работу на протяжении 4,5 часов, имеет компактные размеры, более стабильный и тихий 4-х тактный ДВС, корпус в виде звукоизоляционного кожуха, что делает его работу достаточно тихой.

Согласно отзывам владельцев, мобильность генератора позволяет его использовать не только для питания котла, но и другой техники в доме, в любой момент брать генератор в гараж или на рыбалку.

Стоимость: 14 800 руб.

Daewoo Power Products GDA 1500I

Отличный более мощный инверторный синхронный бензогенератор на 1,4 кВт, чего достаточно для обеспечения электроэнергией самых сложных отопительных систем. Четырехтактный двигатель помещен в звукоизоляционный кожух, что делает его работу практически бесшумной. Однако модель обладает более высоким расходом топлива – 1.25 л/ч, который все же компенсируется наличием инвертора и возможностью регулировки оборотов. При достаточно высокой мощности имеет всего одну розетку.

За практику использования генератор зарекомендовал себя как оптимальный по характеристикам, надежный и долговечный.

Стоимость: 17 000 руб.

Huter DY5000L

Мощный 4,5 кВт двухтопливный (газ/бензин) синхронный генератор. Предназначен для питания не только котла, но и полноценной электросети среднестатистического загородного дома. Рассчитан на беспрерывную работу на протяжении 9-9,5 часов, генератор автоматически отключается при перегреве, перегрузке или низком уровне масла. Выраженных недостатков за практику использования замечено не было.

Стоимость: 29 000 рублей.

CHAMPION IGG980

Отличный инверторный бензиновый генератор мощностью 1,1 кВт и экономичным расходом топлива – 0,6 л/ч. Отличается крайне доступной ценой, небольшими размерами, большей, нежели заявленная производителем, мощностью и возможностью ее регулировки. Но, как и другие недорогие модели, имеет характерные недостатки в виде некачественной синусоиды на выходе, шумной работы, некачественной сборкой, что является причиной подтеков масла и бензина.

Стоимость: 7 800 руб.

Цены: итоговая таблица

МодельВид топливаМощность, кВтРасход топлива, л/чВремя работы, чСтоимость, руб.
Denzel GT-950iбензин0,90,54,514 800
Daewoo Power Products GDA 1500Iбензин1,41,25417 000
Huter DY5000Lбензин/газ4,52,3929 000
CHAMPION IGG980бензин1,10,647 800

Инструкция по подключению

Подключить газовый котел к генератору довольно просто, важно лишь заземлить «ноль». Но если генератор не имеет четко выраженного «ноля» и «фазы», есть 2 способа заземления:

  1. Использовать соответствующий мощности газового котла разделительный трансформатор 220/220. Один из выводов его вторичной обмотки считать за «ноль» и заземлить.
  2. Взять за «ноль» фазу с более высоким потенциалом к заземлению и заземлить ее.

Без заземления газовый котел работать от генератора не будет, поскольку не будет функционировать ионизационный датчик пламени. Если генератор подключается к электросети дома, заземление не требуется, поскольку оно уже произведено в электросети.

Инструкция по заземлению газового котла в частном доме

Важно понимать, что генератор, как и ДВС автомобиля, при своей работе выделяет достаточное количество продуктов сгорания в виде выхлопных газов. Поэтому нужно позаботиться и о вентиляционной системе, желательно принудительной. Для этого нужно подвести вентиляцию к самому генератору, отличное решение — полностью отвести все выхлопные газы на улицу, подключив гофру к выхлопному патрубку.

Соблюдение всех правил безопасности: выхлоп на улицу через гофрированный шланг, дополнительная принудительная вентиляция помещения, защита от возгорания напольного и настенного покрытия.

Чтобы запустить генератор, следуйте указаниям в инструкции, как правило, в ней есть схематические изображения, описывающие несложный алгоритм.

Почему газовый котел не работает от генератора

Причин, почему газовый котел не включается при питании от генератора может быть несколько:

  • наиболее распространенной является неправильное выполнение заземления или его отсутствие. Многие генераторы не имеют явно выраженной «фазы», «ноля» и «земли». Тем не менее решение довольно простое, мы уже описывали его в инструкции по подключению несколькими абзацами выше;
  • также причиной может быть выбор генератора с несоответствующей частотой. Практически все современные модели рассчитаны на 50 Гц, что и требуется для нормальной работы котлов. Тем не менее, более старые модели генераторов могут иметь отличительную частоту.

Газовый котел с электрогенератором Viessmann Vitotwin

Экология потребления.Наука и техника: Альтернативой стандартным газовым котлам является установка когенерации тепловой электрической энергии (мини-ТЭС).

С развитием электросетей в нашем мире постоянно совершенствуются как сами электростанции, так и метод получения электричества. Не так давно на мини ТЭЦ стали использовать тепловую энергию, получаемую при выработке электричества в некоторых приборах. Этот метод комбинированного получения тепла и света одновременно был назван когенерацией, а затем на его основе был сконструирован двигатель «Стирлинга».

Установку Стирлинга относят к ряду двигателей внутреннего сгорания, способному работать практически на любом топливе. Его особенностью является то, что во время работы он использует нагрев и охлаждение рабочего тела, благодаря чему вырабатывается электрический ток. Именно эту технологию, появившуюся в 1943 году, используют сейчас в газовых котлах с генератором Стирлинга, довольно широко распространенных на западе.

Несмотря на то, что сама технология не нова, только сейчас компания Висман впервые решилась на применения этих двигателей в бытовых котлах, и, по сути, она является единственной на рынке, кто уже сейчас может предложить автономный газовый котёл с электрогенератором.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ СТИРЛИНГА:

Внутри закрытого поршня являющегося основой двигателя, находится закаченный газ, который во время нагрева сильно расширяется, толкает поршень, а затем, попав в охладитель, возвращается в свое исходное состояние вместе с поршневой группой.

Единственным минусом, которым обладают газовые электрогенераторы и котлы в одном корпусе, являются их размеры, так как, нагрев может происходить от небольшой газовой горелки, а вот для охлаждения требуются внушительные радиаторы. По этой причине котел с двигателем Стирлинга изготавливается в основном с напольным методом монтажа и довольно громоздок.

УСТРОЙСТВО КОТЛА ТАКОГО ТИПА:

Так как газ является источником тепла не требующим большое оборудование и при этом он способен дать высокую температуру нагрева, газовый котел с электрогенератором в качестве топлива использует именно его. Небольшая газовая горелка установленная под двигателем способна не только нагревать поршень до необходимой температуры, но и при необходимости догревать теплообменник конденсационного типа в котлах Viessmann с двигателем Стирлинга.

В некоторых случаях при пиковых нагрузках бытовой котёл с выработкой электроэнергии не способен полноценно обеспечивать электричеством, тогда не хватающая мощность добирается из центральной электросети.

Горелка в котле также может работать в двух режимах, расходуя газ по минимуму для нагрева только элементов двигателя, или повышая свою мощность в том случае, когда потребление горячей воды максимально и тепла исходящего от самого агрегата не хватает. Ряд оборудования оснащается дополнительным бойлером для обеспечения большего объема горячей воды.

Наиболее распространенными моделями котлов использующих технологию Стирлинга принято считать Viessmann Vitotwin 300 W и его более новую модификацию Vitotwin 350 F Viessmann.

Обе модели Viessmann Vitotwin оснащаются полностью герметичным двигателем, не требующим какого-либо сервисного ремонта. Более того идеально подогнанные подвижные элементы не производят шума, это позволяет монтировать котельное оборудование в любом удобном месте, вплоть до гостиных комнат.

Несмотря на сложную технологическую конструкцию индивидуальные газовые котлы с электрогенератором Висман относительно невелики. Основное отличие новой модели Vitotwin 350 F Viessmann от своего предшественника Viessmann Vitotwin 300 W заключается во встроенном бойлере на 175 литров. Наличие бойлера приводит к тому, что вся котельная установка обладает достаточно большим весом и монтируется только на пол, в отличие от 300W, который можно было подвешивать на стену по принципу обычного газового котла.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ОБОРУДОВАНИЯ:

Чем больше потребления тепла, тем больше электроэнергии вырабатывается. В некоторых случаях рекомендовано подключения дополнительных аккумуляторных батарей для накопления вырабатываемого света в часы пиковой нагрузки котельного оборудования. Кроме этого есть еще ряд причин, существенно выделяющий эти мини ТЭЦ:

  • Котлы вырабатывающие электрическую энергию полностью автоматизированы, не требуют сервисного ремонта или любого другого вмешательства человека после их запуска.
  • Регулирующая электроника позволяет выбирать любую подходящую программу и режим температурного нагрева, который затем поддерживается автоматически.
  • Благодаря тому, что автономные котлы отопления вырабатывают электроэнергию, все электрические элементы котла нее нуждаются в подключении внешнего источника питания и как следствие котел зависит только от поставок магистрального газа либо от наличия бытового газа в баллоне или газгольдере.
  • Газ практически не продуцирует вредных компонентов во время горения, это позволяет отнести симбиоз газового конденсационного котла и двигателя Стирлинга, к экологически чистому оборудованию.
Читайте также:  Индукционный котел отопления своими руками: как соорудить самодельный агрегат



Выбираем газовый котел с электрогенератором Viessmann Vitotwin

Газовый котел с электрогенератором Viessmann Vitotwin – инновационное решение данной проблемы. Модель представляет собой мини котельную, производящую одновременно тепловую энергию и электричество, достаточное для обеспечения нормальной работы автоматики, регулирующей и запорной арматуры.

Устройство и принцип работы микро-ТЭЦ Vitotwin

Главным отличием микро-ТЭЦ на двигателе Стирлинга, представленной компанией Viessmann, является наличие двух современных и инновационных решений, увеличивающих производительность, обеспечивающих полную автономность и экономичность.

В каждой модели данной серии используется:

  1. Двигатель Стирлинга.
  2. Конденсационный модуль.

Благодаря двум изменениям в конструкции, обеспечиваются следующие преимущества:

  • Возможность модернизации уже существующей или изготовление новой системы отопления частного дома, большой площади.
  • Полная независимость от электроснабжения.
  • Малошумный режим работы.
  • Одновременное производство тепловой энергии и электричества.

Хотя производительность и параметры моделей серии могут меняться, неизменным остается принцип работы, используемый в котлах. Понимание того, как работают основные модули, поможет с максимальной эффективностью использовать оборудование.

Двигатель Стирлинга

Свое название, двигатель Стерлинга получил от фамилии человека, разработавшего первую простейшую модель оборудования. С тех пор, устройство используется в разных видах бытовой техники, системах отопления, компьютерах и т.д.

Принцип работы двигателя Стирлинга заключается в следующем:

  • Закрытый блок с жестким корпусом имеет встроенную эластичную мембрану.
  • Мембрана соединена с рабочим поршнем.
  • При нагревании, стенки мембраны выгибаются наружу и приводят в движение кривошипно-шатунный механизм.
  • При остывании двигателя, мембрана приходит в первоначальное положение, а после выгибается внутрь.

Производитель отопительного оборудования Висман усовершенствовал рабочий процесс, заставив кривошипно-шатунный механизм преобразовывать кинетическую энергию в электричество. В результате, при горении газа, в зависимости от модели котла, продуцируется от 0,6 до 1 кВт электроэнергии. Этого более чем достаточно для обеспечения независимой работы автоматики и всех энергозависимых модулей.

Конденсационный модуль

Для увеличения производительности котла с встроенным двигателем Стерлинга, используется принцип конденсационного нагрева теплоносителя. Модуль, установленный в корпусе, использует температуру отходящих дымовых газов, для получения дополнительной тепловой энергии.

Настенный газовый отопительный котел использует следующий принцип работы:

  • В процессе сгорания газа выделяются дымовые газы, содержащие определенное количество нагретых частиц пара.
  • Вместо моментального выведения продуктов сгорания в дымоход (как происходит в котлах традиционного типа), они направляются в конденсационный модуль.
  • Там тепло аккумулируется теплообменником, что приводит к усиленному продуцированию конденсата.

В результате применения конденсационного блока, теплоотдача от горения газа увеличивается на 15-20%, что делает низкотемпературные котлы одним из самых экономичных и производительных типов оборудования.

Область применения и возможности котлов Vitotwin

Котлы Vitotwin представляют собой автономную микро-ТЭЦ, предназначенную для обогрева помещений от 40 до 260 м². Оборудование оптимально подходит для обогрева 1-2 комнатных квартир, но может, с одинаковой эффективностью, применяться и для частных домов.

Технические характеристики оборудования существенно расширяют его возможности:

Модельный ряд котлов Висман с двигателем Стирлинга

Компания Висман выпускает две базовых модели котлов, с встроенным двигателем Стирлинга. Модели отличаются по конструкционным особенностям и наличием дополнительных функций.

Независимо от выбранной серии, все котлы отличаются энергонезависимостью, высокой теплоэффективностью и КПД, не менее 96%. Во время работы, горелка и двигатель практически не издают шума, что позволяет установить газовое оборудование в ванной комнате или кухне.

Котел Viessmann Vitotwin 300W

Мини ТЭЦ Viessmann Vitotwin 300W с двигателем Стирлинга, имеет компактные размеры и одновременно большую производительность, позволяющую покрыть базовые затраты электроэнергии. Внешний аккумуляторный накопитель обеспечивает необходимым количеством горячей воды.

Двигатель подключается к таймеру, блоку дистанционного управления, управляется посредством пульта ДУ или смартфона. Модель Vitotwin 300W отличают следующие преимущества:

  1. Параллельно вырабатывает электричество и тепловую энергию.
  2. Обеспечивает потребности ГВС.
  3. Бесшумная работа.
  4. Простое подключение к системе отопления и существующей электросети.

Котел Viessmann Vitotwin 350F

  1. Встроенный расширительный бак.
  2. Буферная емкость ГВС на 175 л.
  3. Кольцевая горелка закрытого типа.
  4. Воздухораспределительный и нагнетательный клапан.
  5. Котел пиковой нагрузки и двигатель Стирлинга.
  6. Инновационный теплообменник Inox – Radial.

Максимальная производительность модели Vitotwin 350F – 26 кВт. Котел одновременно работает на нагрев теплоносителя системы отопления и выработку электроэнергии.

Преимущества и недостатки эксплуатации котлов Vitotwin

Главными достоинствами мини когенерационной установки Viessmann Vitotwin являются три основных преимущества:

  • Снижаются энергозатраты.
  • Улучшается качество напряжения на выходе.
  • Минимизируются выбросы СО.

Бытовые модели в первую очередь предназначены для получения тепловой энергии, поэтому количество продуцируемой электроэнергии не превышает 1 кВт, что можно причислить к недостаткам. Простые расчеты и вычисления показывают, что при обогреве помещения в 250 м², экономия составляет около 80 000 руб. в год.

В качестве недостатков можно выделить следующее:

  • Большой объем конденсата, продуцируемого во время работы.
  • Недостаток специализированных сервисных центров.

Чтобы исправить любую поломку, потребуется ждать от 1 до 3 месяцев, пока вышедший из строя модуль заменят. Неисправности случаются редко, а количество сервисных центров постепенно увеличивается. Поэтому, второй недостаток, постепенно теряет свою актуальность.

Котлы Vitotwin с встроенным двигателем Стирлинга, это хорошая модель для бытовых нужд, позволяющая снизить расходы на газ и электроэнергию.

Газовый генератор: устройство, принцип работы, характеристики

Многие современные устройства требуют запитки электрической энергией. Но далеко не всегда существует возможность подключиться к сети. Причиной тому является относительное удаление линий или постоянное перемещение потребителя. В таких ситуациях на помощь приходит газовый генератор, как альтернативный вариант автономного электроснабжения на тех же стройках, загородных домах, промышленных предприятиях и даже военных объектах.

Устройство и принцип работы

Конструктивно газовые электростанции представляют собой устройство, которое состоит из блоков:

  • Для подачи, смешивания или генерации газа (их наличие и конструкция может отличаться в зависимости от модели и принципа работы устройства).
  • Двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в котором происходить горение газа.
  • Генераторного – получает вращающее усилие от ДВС.
  • Электронный блок – комплекс приборов, позволяющий осуществлять контроль над режимами работы всех элементов газгена и их параметрами (давление газа, напряжение и т.д.).
  • Рамы или корпуса, которые осуществляют несущие функции для оборудования. В некоторых ситуациях могут защищать генератор от механических повреждений.

Рисунок 2: Принцип действия газового генератора

Посмотрите на рисунок, здесь показан принцип действия газового генератора. Изначально от источника газоснабжения, в данной ситуации рассматривается вариант подачи газа из баллона 1, подается горючее вещество в ДВС. При этом баллонный газ движется через редуктор и закрепленный хомутами шланг. При возгорании газа в ДВС возникает вращающий момент, передающийся на электрический генератор посредством вала. Генератор, от такого воздействия начинает вырабатывать напряжение для однофазных или трехфазных потребителей.

Основные характеристики газовых генераторов

При выборе конкретной модели газового генератора предприятие или бытовой потребитель отталкивается от определенных параметров. Которые устанавливают их функциональные данные и предопределяют возможность установки газового генератора для тех или иных целей.

Продолжительность работы

В зависимости от задач, которые ставятся перед источником электроэнергии газовые генераторы подразделяются на:

  • Устройства постоянного действия – представляют собой автономную электростанцию, которая работает для постоянного электроснабжения какого-либо потребителя без подключения внешних сетей.
  • Агрегаты для периодического включения – используются в промышленных установках с плавающим графиком работы или для дачных участков, небольших поселений и т.д.
  • Устройства аварийного электроснабжения – позволяют запитывать приборы при отключении электричества в основной сети.

Количество фаз

В зависимости от количества фаз такие источники электричества подразделяются на однофазные и трехфазные. Первые, в большинстве своем, используются для бытовых потребителей или небольших промышленных цехов со стандартной линейной нагрузкой. Второй тип применяется для трехфазных сетей, к которым подключаются многофазная нагрузка – двигатели, промышленные объекты, мощное станочное оборудование и т.д. В работе которых требуется использование нескольких фаз.

Тип используемого топлива

Наиболее часто встречаются газовые генераторы, работающие на природном газе. При наличии в непосредственной близи газовой магистрали подключение может производиться от нее, но при этом необходимо получить разрешение газовой службы. В противном случае в качестве источника природного газа можно установить баллоны для запитки газового генератора.

Помимо классического топлива, могут использоваться газы с низкими или высокими параметрами тепловыделения. Это позволяет задать определенные режимы работы, к примеру, может применяться газ с низкой детонирующей способностью или с малым содержанием определенного вещества (пропана, бутана или других примесей). Поэтому по типу топлива разделяют такие установки, которые работают на бутане, пропане, биогазе и других комбинациях газовой смеси.

Мощность

Наиболее важной характеристикой газовых электрогенераторов является мощность, которую тот способен выдать на выходе. Так как от этого параметра будет зависеть возможность подключения тех или иных электрических приборов. В настоящее время выпускаются приборы на мощность от 2 до 500кВт. Для обеспечения достаточного резерва мощности конкретная модель выбирается по принципу суммирования всех промышленных или бытовых приборов, подключенных к сети и прибавления к полученной величине 20 – 30% для запаса.

Тип охлаждения

Из-за постоянного сгорания топлива газовый генератор может перегреваться. Для предотвращения воздействия высокой температуры на элементы конструкции они подвергаются охлаждению. На практике применяют два типа охлаждения – воздушное и водяное.

Воздушное подразделяется на естественное (используется в открытых моделях с небольшой мощностью и рабочей температурой) и принудительное. Последний вариант воздушного охлаждения подразумевает различные способы обдува и направления воздушного потока на двигатель и генератор.

Жидкостное охлаждение помимо функции отбора тепла от газового генератора также позволяет использовать разогретую воду для отопления или обогрева жилых или производственных помещений.

Тип пуска

Тип пуска в газовых генераторах подразделяются на ручной и автоматический запуск. Первый вариант является наиболее актуальным в случаях, когда установка включается редко и этот процесс имеет периодичность или его можно предусмотреть (приезд на дачу, работа на строительной площадке и т.д.) Автоматическое включение подходит в тех случаях, когда необходимо обеспечить резервное питание при исчезновении основного.

Регулировка напряжения (AVR)

Большинство газовых генераторов оснащаются блоком АВР, который позволяет контролировать напряжение, выдаваемое потребителям. Данный блок обеспечивает качественное снабжение электрическим током и является стабилизатором, выравнивающим кривую в соответствии с заданными параметрами. Благодаря чему питание приборов ни чем не будет отличаться от запитки внешним источником электроснабжения.

Наиболее эффективными в плане стабилизации напряжения являются инверторные агрегаты. Такие газовые генераторы вырабатывают переменное напряжение, затем преобразуют его в постоянное, а после постоянный ток и напряжение инвертируют в переменное с идеальными параметрами.

Вариант исполнения

В зависимости от особенностей исполнения выделяют открытые и закрытые газовые генераторы. Первый вариант устанавливается внутри помещений и подразумевает отсутствие защитного кожуха. Открытые газовые генераторы обладают лучшими параметрами естественного охлаждения и меньшим весом, но при этом издают больше шума. Закрытые можно использовать для наружной установки, так как внешний кожух предотвращает нарушение работы от атмосферных осадков и других факторов.

Также конструктивно газовый генератор может оснащаться колесами для перемещения. Их наличие значительно упрощает манипуляции даже с небольшими моделями. Поэтому при покупке стоит задуматься о наличии колес, если вы будет передвигать газовый генератор.

Степень защиты IP

Уровень защиты любого газового котла отличается по шкале от 0 до 5. Где 0 обозначает, что модель вообще не имеет защиты от внешних факторов. А 5 – это самая высокая степень защиты, позволяющая эксплуатировать установку даже в самых неблагоприятных условиях. Данный параметр указывается на корпусе устройства. Следует отметить, что наиболее распространенной для бытовых нужд является степень IP от 2 до 3.

Читайте также:  Индукционный котел отопления: устройство, виды, достоинства и недостатки

Уровень шума

Любой газовый, дизельный или бензиновый генератор создает определенный уровень шума. Но звук, в зависимости от расстояния, имеет свойство ослабевать. Поэтому в среднем бытовые модели могут создавать звуковое давление от 40 до 100дБ. Установки высокой мощности имеют куда более высокий показатель, но для его уменьшения применяются специальные меры.

В зависимости от места его расположения, этот параметр может значительно усугублять рабочий процесс устройства. К примеру, на открытом пространстве шумность не так ощущается, как и в каком-либо технологическом процессе на производстве. А вот в домашних условиях, небольшие размеры комнаты и высокий уровень звука может вызвать дискомфорт у жильцов. Поэтому стоит обеспечить шумоизоляцию самого газового генератора или места его установки.

Габариты

Размеры газового генератора во многом зависят от мощности расположенного в нем оборудования. Поэтому, как правило, маломощные агрегаты имеют габариты 1 м×0,5 м×0,5 м или близкие к ним. А устройства большой мощности в районе 2 м×1 м×1 м и более. Самые мощные генераторы имеют размер 5 м×2 м×2 м.

Тип машины

По типу машины газовые резервные источники подразделяются на асинхронные и синхронные. Первые отличаются более простой конструкцией, но при этом сдают в параметрах качества вырабатываемой электроэнергии. Вторые более сложные и дорогие в эксплуатации, но на выходе потребитель получает стабильные параметры мощности, тока и напряжения. Поэтому для чувствительных потребителей необходимо устанавливать газовые генераторы с синхронным двигателем.

Преимущества и недостатки

К преимуществам газовых генераторов следует отнести:

  • Большой моторесурс и КПД, в сравнении с генераторами на других видах топлива.
  • Неприхотливы в работе – могут легко функционировать при температуре от – 50°С до +50°С в сравнении с теми же генераторами на дизельном топливе.
  • Более длительный срок эксплуатации за счет отсутствия осадков из продуктов сгорания газа в сравнении с твердым топливом и нефтепродуктами.
  • Продолжительная работа – один баллон дает расход газа в два раза дольше, чем одна заправка бензиновых моделей.
  • Автоматизация и полная автономия в работе при наличии источника магистрального природного газа и системы автозапуска. При этом выработка электроэнергии не ограничивается по времени за исключением перерывов на техническое обслуживание.
  • Высокая надежность, так как газ не теряет своих свойств. В сравнении с нефтепродуктами, которые могут разложиться уже за полгода, даже сжиженный газ длительно остается пригодным для использования.

К недостаткам газовых генераторов следует отнести:

  • Ограничения на ввод в работу – в связи с опасностью газовых смесей, для использования такой установки требуется получить соответствующие разрешения на подключение, эксплуатацию и ряд других документов.
  • Выдает сравнительно меньшую мощность, чем бензиновый агрегат.
  • Обладает относительно большими габаритами.
  • Дорогостоящий и трудоемкий ремонт.

Критерии выбора

При выборе конкретной модели следует руководствоваться вышеприведенными характеристиками устройств, а именно:

  • Какую мощность вам необходимо выдать в сеть?
  • Сколько фаз требуется для потребителя?
  • Будет использоваться в качестве резервного или основного источника?
  • Питается от магистрального газопровода или от баллона?
  • Где будет устанавливаться газген?
  • Какие габариты приемлемы для установки?

Остальные нюансы рассматриваются в соответствии с местными условиями, особенностями нагрузки и пожеланиями заказчика.

Что выбрать? Обзор лучших моделей газгенов

Из всего предложенного многообразия следует осторожно относиться к малоизвестным производителям. Так как они нередко грешат преувеличением параметров и замалчиванием недостатков. Поэтому чтобы лучше разобраться в том, какое устройство использовать в вашем случае, определитесь с его назначением.

Для частного дома или дачи

Для снабжения электроэнергией небольшого дома или дачи подойдет однофазная модель от 5 до 25кВт. В редких случаях для потребителей с трехфазной нагрузкой (электрических машин, специального оборудования) необходимы трехфазные агрегаты. Среди наиболее простых однофазных можно выделить генераторы серии REG GG, Briggs & Stratton или E3 POWER.

Для использования в качестве мобильной электростанции

Функции мобильной электростанции для снабжения передвижной строительной площадки отлично подойдут трехфазные или однофазные модели мощностью от 25кВт и более. Однофазные источники бесперебойного питания подходят для тех ситуаций, когда нет необходимости запитывать трехфазную нагрузку. Одним из лучших примеров на отечественном рынке является газовый генератор SDMO. Который может вырабатывать электроэнергию в течении 8 суток без перерыва.

Для продолжительного электроснабжения

Для продолжительного бесперебойного питания электрической энергией применяются мощные агрегаты от 100 до 500кВт. В связи со стационарной установкой они могут иметь водяное охлаждение и применяться для отопления каких-либо объектов.

В качестве примера газового генератора для продолжительного электроснабжения на отечественном рынке широко используются генераторы Generac SG300 на 240 кВт. Такая электростанция имеет жидкостное охлаждение и выдает трехфазное питание. Одним из самых мощных является ТСС АГ-500С на 500кВт, который запросто запитает даже небольшой поселок или завод.

Рисунок 4: Газовый генератор ТСС АГ

Установка и подключение газового генератора

Процесс подключения может осуществляться либо к магистральной трубе или к баллону с газом. Первый вариант достаточно сложный, так как требует дополнительного согласования с газовой компанией, оформления соответствующих документов, составления техпроцесса и т.д. Запитать генератор от обычного баллона куда проще.

Помимо этого важно соблюдать следующие меры:

  • Достаточный уровень вентиляции – газовый генератор должен хорошо проветриваться, не зависимо от того, где его устанавливают (на улице или в помещении). При недостаточном движении воздуха КПД устройства может значительно пострадать, поэтому на практике устанавливается дополнительная система вентиляции.
  • Объем помещения – если газовый генератор располагается в помещении, то его объем должен быть не менее 15м 3 . При этом размещение в подвальных помещениях устройств, работающих на сжиженном газе, запрещено.
  • Необходимо обеспечить отвод выхлопных газов за счет удлинения соответствующей трубы. В помещениях ее выводят в отдельное отверстие, а на открытом пространстве способ определяется в зависимости от местных условий.

Рисунок 5: Подключение газового генератора

Посмотрите на рисунок, подключение производиться через газовый редуктор 1, к которому подводится запорный кран 2. От запорного крана к агрегату прокладывается гибкий шланг и подключается к соответствующему патрубку ДВС. Снабжение потребителя, при совместной работе генератора с внешним источником используется распределительный щиток 4. Для обеспечения безопасности в случае попадания электрического потенциала на корпус, газовый генератор соединяется с контуром заземления 3.

Как видите, принципиальная схема подключения имеет идентичный принцип, как для магистрального газоснабжения, так и для баллонного.

Бензогенератор для газового котла

Во многих частных домостроениях газовые котлы являются главным источником тепла. Однако для их эффективной работы требуется создание определённых условий. Большинство моделей современных газовых агрегатов являются энергозависимыми. Для них важным является их бесперебойное питание электроэнергией.

По статистике, в 85% случаев причиной поломки котлов является нестабильное электроснабжение. Это связано с тем, что современная автоматика крайне чувствительна к значительным скачкам напряжения в сети. Стабильную подачу напряжения к отопительному оборудованию может обеспечить бензогенератор для газового котла.

Особенности конструкции бензогенераторов

Они представляют собой устройства, которые, используя в качестве топлива бензин, вырабатывают электрическую энергию.

Определение! Принцип действия бензогенератора основан на преобразовании механической энергии от вращения вала двигателя в энергию электрическую.

Конструкция такого устройства включает 2-х или 4-тактный двигатель:

  • с двухтактным двигателем имеют меньшие размеры, вес и невысокий ресурс;
  • с четырёхтактным двигателем предназначены для активного и длительного использования.

По конструктивному исполнению генераторы разделяют на синхронные и асинхронные.

  • Синхронные имеют на якоре обмотки, на которые подаётся электрический ток. При изменении его величины изменяется магнитное поле, а, следовательно, выходное напряжение. Выходные данные регулируют с помощью простой электрической схемы. К недостаткам синхронных генераторов можно отнести наличие щёток, которые в процессе работы перегреваются и выгорают. Преимущества – более точное, по сравнению с асинхронным двигателем, поддержание напряжения в сети и высокая стойкость к кратковременным пусковым нагрузкам.

Внимание! Современные модели такого типа генераторов имеют бесщёточные системы возбуждения на роторной обмотке.

  • Якорь асинхронного двигателя не имеет обмоток. Это обеспечивает простоту конструкции, надёжность, закрытость и защищённость корпуса от влаги и пыли. Но такое оборудование плохо переносит пусковые нагрузки.

Внимание! В большинстве случаев используют синхронные генераторы.

Агрегаты легко заводятся вручную с помощью верёвки для ручного старта. Запуск может производиться от аккумуляторной батареи или без участия человека – в автоматическом режиме.

Новое поколение автономных источников электропитания – инверторные бензогенераторы

Эти устройства резервного электропитания способны обеспечить котельную автоматику, сварочное оборудование, морозильные камеры, электроинструмент качественным электропитанием, обладающим стабильным напряжением.

Габариты инверторных устройств приблизительно в полтора раза меньше, чем у традиционных моделей.

Определение! В конструкции бензогенераторов инверторного типа присутствует дополнительный элемент – инвертор, задачей которого является постепенное преобразование тока с помощью ёмкостных фильтров.

Принцип работы инверторного узла:

  • от генератора на вход поступает переменный ток;
  • прохождение цепи выпрямления;
  • для стабилизации тока служит цепь сглаживания;
  • превращение в ток синусоидального типа – цепь преобразования;
  • выработка переменного тока, обладающего стабильным напряжением.

Определение! В инверторных бензогенераторах происходит трансформация переменного тока с нестабильным напряжением в ток постоянный. Далее происходит преобразование тока постоянного в переменный со стабильным значением напряжения 220 В. При этом потери по мощности составляют всего примерно 2%.

Для бензиновых миниэлектростанций инверторного типа характерен пониженный уровень шума – 50-60 дБ. Звук работающего оборудования различим, но не вызывает раздражения и ухудшения самочувствия.

Ещё одним немаловажным достоинств таких электростанций является их экономичность. Мощностью может достигать 2 кВт и при интенсивном использовании расходуется в течение недели всего 20 л топлива.

Внимание! Специалисты рекомендуют приобретать только хорошо показавшие себя на практике модели европейских и японских производителей. Среди китайской продукции можно отметить инверторный бензогенератор Kipor с двигателем Honda.

Бензиновая миниэлектростанция инверторного типа Elemax SHX (1000)

Если вы желаете приобрести качественный и надёжный портативный источник электропитания для котла, то стоит обратить внимание на бензогенератор инверторного типа Elemax SHX мощностью 1 кВт (производство Япония). Стоимость этой модели – примерно 800 долларов.

В производстве этого минигенератора была использована инновационная система регулирования дроссельной заслонки. С её помощью происходит автоматическая коррекция числа оборотов двигателя в зависимости от нагрузки. Наличие этой функции позволяет сэкономить расход бензина.

Важным преимуществом является низкий уровень шума и отсутствие вибраций за счёт качественной системы шумопоглощения.

Внимание! Агрегат привлекателен также своими малыми размерами и небольшим весом, что делает его удобным для использования на дачах и в загородных коттеджах.

Преимущества бензогенератора Kipor IG 1000

Модель Kipor IG 1000 (1 кВт) обладает рядом преимущественных характеристик, аналогичных миниэлектростанции Elemax SHX – компактными габаритами, низким уровнем шума, отсутствием вибраций. Однако стоимость китайского продукта несколько ниже – примерно 500 долларов.

Китайский бензогенератор для котла легко запускается в работу, экономичен, даёт на выходе гарантировано стабильную частоту тока.

Оборудование оснащёно функцией аварийной остановки при резком падении уровня масла. В комплектацию входит однофазная розетка с заземлением.

Внимание! Наиболее трудно однозначно ответить на вопрос о величине моторесурса бензогенератора, поскольку он зависит от многих факторов: качества топлива, масла, интенсивности использования агрегата.

Ссылка на основную публикацию