Принципиальная схема энергосистемы

Генерация электричества. В этой автономной энергосистеме применен самый распространенный способ генерации электричества - на основе бензо -, дизель -, газо -, двигателей внутреннего сгорания в комплексе с генератором электричества.

Генерация тепла. Твердое топливо – самое древнее топливо для автономного отопления. Самое распространенное оборудование – это естественно печь кирпичная, теплоемкая и на втором месте котлы, работающие в местных централизованных системах водяного поквартирного отопления.

В 20 веке печи и котлы местного отопления существенно отодвинуты на второй план. Подавляющая часть тепла и электричества производилась в мощных ТЭЦ, ГЭС, ГРЭС, котельных.

В рамках автономного дома приходится вспоминать забытое старое.

Проблемы отопления на твердом топливе

Проблема 1

Ограниченность размеров помещения процессом естественной циркуляции воздуха. 4 – 5 метров от печи. Если вы отойдете от костра далеко, то вы от него не согреетесь. С печью та же самая история. Печь организует помещения вокруг себя. Помещения размещаются вокруг печи также как люди «рассаживаются» вокруг костра. Вокруг печи можно разместить не более 4 помещений в одном уровне и не более 4 помещений в другом уровне (этаже). Причем часть из этих помещений будут проходными. Если помещений больше четырех, то необходимы несколько печей, со всеми вытекающими последствиями (рубить, носить дрова, многоразовые топки, многоразовые чистки от золы)

Решение проблемы 1

Для отопления более трех, и, кроме того изолированных помещений была придумана другая система – котел водяного отопления с системой радиаторов. Если к котлу добавить циркуляционный насос, то котел может стоять практически где угодно (в подвале, в техническом помещении, где-нибудь в «закутке»). Отапливать в этом случае можно любое количество изолированных помещений.

Котел в данном случае работает по-другому, чем печь. В воздух тепло от самого котла не должно уходить. Максимальная энергия топлива должна быть передана воде, а через циркуляцию воды тепло должно распределится по помещениям.

Проблема 2

Исчезло теплоаккумулирующее свойство

Котел надо протапливать 2 – 5 раз в день.

Решения проблемы 2

Ставить аккумулятор тепла. 2, 3, 4 часа печь горит. Остальное время отопление происходит от бака аккумулятора.

Сделать так чтобы топливо помаленьку горело весь день.

Комбинированное решение. Полдня печь горит, полдня помещение обогревается от теплового аккумулятора.

Ситуация «нет проблем»

Если «проблема 1» и «проблема 2» не проблемы то:

Можно дальше не читать

Можно купить любой котел на твердом топливе, который есть в магазине.

ТЭР дизельгенерации

В качестве основы для ТЭР берутся дизельгенераторы и цены, которые выпускают фирмы «ТСС» и «Вепрь».

Группа компаний ТСС (Техника, Созидание, Сервис) работает на российском рынке промышленного и бытового оборудования более 15 лет, являясь, на данный момент, одним из крупнейших российских производителей и поставщиков энергетического, строительного и теплового оборудования для частного сектора, коммерческих фирм, социальных объектов, ремонтных, строительных, производственных и федеральных предприятий.

129343, Москва, проезд Серебрякова, д. 14, стр. 11 Тел. (495) 933-66-86. http://www.tss.ru.

Партнер ТСС в Новосибирске. ООО «ЭЛЕН» (3832) 48-35-90, (3832) 48-59-00 Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. 630501, Новосибирская обл., пос.Краснообск, СибФТИ, к.245

Компания «Вепрь», образовалась в начале 90-х годов на базе федерального унитарного предприятия «Дельта», занимающегося разработкой и производством оборудования для космической станции «Мир».

Офис на Смольной. Первый торговый отдел главного офиса: Телефоны: (495) 967-31-11, (495) 967-33-08 E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. Второй торговый отдел главного офиса: Телефоны:(495) 967-31-12, (495) 967-33-09 E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. Интернет-сайт, выставки, реклама: Телефоны:(495) 967-31-12, (495) 967-33-09 E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. Адрес головного офиса компании "Вепрь": 125445, г. Москва, ул. Смольная, 24 А, 9 эт., офисы 902-908. http://www.vepr.ru

Дилеры компании «Вепрь», в Новосибирске. ООО "Проект-ДО" Новосибирск (3832) 79-8652 Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..; ООО "Строймашсервис". Новосибирск (3832)39-7090, 32-2837 Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..; ЗАО Промышленная Группа "Дюкон". Новосибирск (3832) 11-2770 Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

Основные части системы обеспечения электроэнергией на основе дизельгенератора

Разовые затраты

Электростанция ВЕПРЬ (Россия) АДП 2,2-230 ВЯ-Б. Максимальная мощность - 2.2 кВт. Рабочая мощность, кВт - 2.0. Коэффициент мощности - 1 cos?. Напряжение - 230В. Частота - 50Гц. Сила тока (на фазу) - 8.7 А. Удельный расход - 0.27 кг/кВт*ч. Расход топлива 0.79 л/ч. Объем топливного бака - 12.5 л. Продолжительность работы на одной заправке - 15.8 ч. Уровень шума – 75 дБ. Тип генератора/регулятора напряжения - однофазный, бесщёточный конденсаторный. Двигатель - YanmarL48AE, 4-х тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушное охлаждение. Расположение клапанов – верхнее. Максимальная мощность - 4.7л.с. Ёмкость масляного картера - 0.8л. Запуск – ручной. Топливо - сезонное дизельное топливо. Габариты (ДхШхВ) -56х41х56.5 см. Вес в сухом состоянии - 50кг.

Расход дизтоплива и его стоимость за месяц

При потреблении 5 кВт*ч/дн в месяц необходимо

30 дн. Х 5 кВт*ч/дн = 150 кВт*ч/мес

Это на выходе из инвентора. Примем КПД инвентора и аккумуляторов - 0,8.

На зарядное устройство в этом случае должно быть подано:

150 кВт*ч/мес : 0,8 = 188 кВт*ч/мес.

***

Расход дизтоплива в месяц:

188 кВт*ч/мес х 0,27 кг/кВт*ч = 50,8 кг/мес или 50,8 : 0,85 кг/л = 59,8 л/мес.

***

Стоимость дизтоплива в месяц:

59,8 кг/мес х 19 руб/л = 1136 руб/мес.

ТЭР электрогенерация на газе (пропане)

* - Для работы на газе используются, как правило, бензогенераторы.

Разовые затраты

* - для надежности работы лучше ставить два генератора.

Электростанция ВЕПРЬ (Россия) АБП 2,2-230 ВХ. Максимальная мощность - 2.5 кВт. Рабочая мощность - 2.2 кВт. Сила тока - 9.6 А. Удельный расход - 0.313 кг/кВт*ч. Расход топлива - 1.1л/ч. Объем топливного бака - 3.6л. Продолжительность работы на одной заправке, 3.3 ч. Уровень шума – 72 дБ. Тип генератора – однофазный. Напряжение – 230 В. Двигатель - Honda GX 160 4-х тактный, одноцилиндровый, бензиновый, воздушное охлаждение. Расположение клапанов – верхнее. Рабочий объём двигателя -6.0 л.с. Запуск – ручной. Топливо - бензин АИ-92, АИ-95. Габариты (Д-Ш-В) – 56*46*40 см. Вес в сухом состоянии - 37кг.

***

Время работы электростанции на одном баллоне газа 50 л. (21 кг).

Известен удельный расход электростанции - 0.313 кг/кВт*ч. по бензину.

Необходимо найти удельный расход по газу. Для этого проделаем следующие преобразования.

Плотность бензина - 0,73 кг/л.

0.313 кг/кВт*ч. : 0,73 кг/л. = 0,429 л бензина/кВт*ч

1,25 л пропан-бутановой зимней смеси эквивалентно 1л бензина.

0,429 л бензина/кВт*ч х 1,25 = 0,536 л пропана/кВт*ч

50 л пропана : 0,536 л пропана/кВт*ч = 93,3 кВт*ч

Это на выходе из инвентора. Примем КПД инвентора и аккумуляторов - 0,8. Тогда из инвентора выйдет:

93,3 кВт*ч х 0,8 = 74,6 кВт*ч

74,6 кВт*ч : 5 кВт*ч./дн. = 14,9 дн

***

Расход пропана и его стоимость за месяц.

30 дн. Х 5 кВт*ч/дн = 150 кВт*ч/мес

Это на выходе из инвентора. Примем КПД инвентора и аккумуляторов - 0,8.

Тогда на зарядное устройство должно быть подано:

150 кВт*ч/мес : 0,8 = 188 кВт*ч/мес.

188 кВт*ч/мес х 0,536 л пропана/кВт*ч = 100,8 л пропана/мес

100,8 л пропана/мес х 11 руб/л = 1109 руб.

***

Расход пропана и его стоимость за месяц на приготовление пищи.

При наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения при газоснабжении (СУГ). На 1 чел. в год - 2540 (610) МДж (тыс. ккал) (Норма расхода теплоты по СНиП).

Среднестатистическая величина семьи – 3,2 чел.

2540 МДж/год = 706 кВт*ч/год

706 кВт*ч/год х 3 чел х 0,536 л пропана/кВт*ч = 1134 л пропана/год

1134 л пропана/год : 12 мес. = 94,5 л пропана/мес.

94,5 л пропана/мес. х 11 руб/л = 1040 руб.

Использование газгольдера

Услуга по заправке пропаном стоит примерно 3000 – 4000 руб. Поэтому стараются бак заправлять как можно реже. Например, один раз в год.

***

Рассчитаем вместимость резервуара для заправки один раз в год.

30 дн. Х 5 кВт*ч/дн = 150 кВт*ч/мес

Это на выходе из инвентора. Примем КПД инвентора и аккумуляторов - 0,8.

Тогда на зарядное устройство должно быть подано:

150 кВт*ч/мес : 0,8 = 188 кВт*ч/мес.

188 кВт*ч/мес х 0,536 л пропана/кВт*ч = 100,8 л пропана/мес

100,8 л пропана/мес х 12 мес = 1210 л пропана/год.

***

Расход пропана на приготовление пищи

При наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения при газоснабжении (СУГ). На 1 чел. в год - 2540 (610) МДж (тыс. ккал) (Норма расхода теплоты по СНиП).

Среднестатистическая величина семьи – 3,2 чел.

2540 МДж/год = 706 кВт*ч/год

706 кВт*ч/год х 3 чел х 0,536 л пропана/кВт*ч = 1134 л пропана/год

***

Итого расход пропана на генерацию электричества и приготовление пищи.

1210 л пропана/год + 1134 л пропана/год = 2344 л пропана/год

С учетом Кз = 0,85 — степени заполнения резервуаров расчетная емкость должна быть примерно

2344 пропана/год : 0,85 = 2758 литров.

***

Для коллективного использования, например для 8 домов, объем резервуаров должен быть

2758 литров х 8 = 22064 л

***

Рассчитаем стоимость оборудования длительного хранения пропана в двух вариантах:

1·         для одного дома.

2·         для 8 домов.

Расчет стоимости оборудования длительного хранения пропана

* - Базовый комплект системы включает: резервуар; уровнемер; запорная арматура; клапаны предохранительные; клапан впускной (клапан заполнения); клапан отбора газовой фазы; манометр; клапан отбора жидкой фазы.

Печь кирпичная

Для примера возьмем колпаковые печи Кузнецова.

Руководитель - И.В. Кузнецов с 1962 г работает над совершенствованием конструкций отопительных, отопительно-варочных, русских, банных печей. До настоящего времени разработаны более 150 различных конструкций печей.

Сайт - http://stove.ru

Примерный расчет стоимости отопительной теплоемкой печи

Работа. Кладка печи - 35 руб. один кирпич. 1600кирп. х 35 р = 56000 р

Материалы. Кирпич красный ~ 1500 шт. х 10 руб. = 15 000 руб.

Кирпич шамотный для топки ~ 100 шт. х 25 руб = 2500 руб.

Печная фурнитура: Дверка топочная ~ 600 руб.  Дверка поддувальная ~ 300 руб. Заслонка ~ 450 руб.

Глина белая 15 р/кг (для приготовления раствора 45 кг на 100 шт. кирпича - 45х16=720 кг ) ~ 15 руб. х 720 кг=10 800 руб.

Песок сеяный мытый ~ 0,5 м3– 700 руб.

Итого стоимость материалов: 30 350 руб.

Итого материалы + работа: 86 350 руб.

Прочие затраты (поиск, доставка материала, непредвиденные затраты 7%) 7% от 86350 руб. = 6045 руб.

Проектные работы 10% от п. I. = 5 600 руб.

Итого 86350 + 6045 + 5600 = 97995 руб.

Кроме того. Фундамент 10000 р/м3

Несколько примеров печей

Название	Характеристика	Общий вид	Тепло отдача (ккал/ч)	Эскиз
ОИК 3	Отопительная печь-стенка.		Т=3832 А=1916 Д=Б=319 С=1278
ОИК 4	Отопительная печь		Т=4046 А=С=1278 Б=Д=745
ОИК 5	Отопительная печь с духовкой		Т=3402 А=С=956 Б=Д=745

Приблизительный расчет суточного теплового аккумулятора

Для выравнивания суточных теплопоступлений совместно с твердотопливными котлами водяного отопления используют тепловые аккумуляторы.

Рассчитаем, какой он должен быть.

1 м3 воды при охлаждении на 1 ?С теряет 1,16 кВт (1 мКал)

Рабочий температурный диапазон аккумулятора составляет: - максимальный нагрев до +80 ?С - отбор тепла до +40 ?С то есть с 1 м3 будет отобрано 80-40 = 40 ?С или

40 х 1,16 = 46,4 кВт тепла.

Максимальные (пиковые) потери дома по теплу – 6 (4) кВт/ч (в скобках с учетом рекуперации тепла)

46,4 : 6 = 7,7 часов

46,4 : 4 = 11,6 часов

Если пиковую нагрузку не учитывать, а принять 65% нагрузки, то получим

46,4 : 6 : 0,65 = 11,9 часов

46,4 : 4 : 0,65 = 17,9 часов

***

Для того чтобы зарядить аккумулятор в 1 м3 за 3 (4 или 5) часов необходимая мощность котла должна быть

46,4 : 3 = 15,5 кВт

46,4 : 4 = 11,6 кВт

46,4 : 5 = 9,3 кВт

Котлы длительного горения

Котлы длительного горения решают проблему неравномерности отопления и трудностей, связанных с обслуживанием печи тем, что замедляют горение, тем самым обеспечивают более равномерное поступление тепла.

Есть котлы медленного горения с разными интерпретациями этого процесса. Например, котлы медленного горения воздушные, для водяного отопления.

1· В качестве примера приведем две интересные интерпретации котлов длительного горения. Литовская разработка: котел длительного горения «Струпава» и аналогичный котел Candle.

2·Котел длительного горения «Попова».

Котел длительного горения «Струпава»

Литовский котел длительного горения. http://www.stropuva.lt

Дилеры на территории России ООО "Байкал Сервис". Адрес: Россия, 195009, Санкт-Петербург, ул. Ватутина д.17, Лит. "Б", офис 33. Тел./факс: +7 (812) 540-39-92. Моб.: +7 (911) 023-45-66 Игорь Николаевич. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. http://www.baykalservice.ru/

Твердопливные стальные котлы STROPUVA, работающие на дереве (дрова, древесные отходы). Давление воды в котле не более 2 бар.

Твердопливные стальные котлы STROPUVA, универсальные. Работают на каменном угле, дровах, древесных отходах, торфяных и опилочных брикетах. Давление воды в котле не более 2 бар.

Котел длительного горения Candle

Тоже литовский. http://www.aremikas.lt

Твердотопливний водонагревательный отопительный котел "Candle"

Технические данные твердотопливных водонагревательных отопительных котлов длительного горения фирмы AREMIKAS (АРЕМИКАС)

* - расход топлива указан при оборудовании и эксплуатации котла в соответствии с указанными в настоящем паспорте требованиями и условиями, а также при влажности дров, не превышающей 20%.

Котел длительного горения «Попова»

НПП «Ультразвук» основатель компании Попов Павел Николаевич и еще пятеро его друзей. http://nppultrazvuk.ru

Технические характеристики печей.

1 кВт	2.5 кВт	4.5 кВт	7.5 кВт

Котел Попова 25	Котел Попова 50	Котел Попова 100	Котел Попова 300

Технические характеристики котлов

На сегодняшний день серийно выпускаются четыре модификации ТЭУ Попова с водяным теплоносителем работающие на всех видах твердого топлива влажностью до 65%, в том числе на всех видах угля и торфа, возможны модификации с газовыми горелками (метан, пропан):

Котлы, работающие на Пеллетах

Пелетные котлы решают проблему неравномерности отопления также как и котлы длительного горения растягивая процесс горения во времени. Кроме того, пеллетный котел в гораздо большей степени облегчает трудности связанные с обслуживанием котлов. Пеллетный котел может работать в автоматическом режиме.

Для примера приведем пелетный котел выпускаемый в Новосибирске.

Торгово-промышленная группа "Альт-А" (Новосибирск) существует на российском рынке более 10 лет. Основные направления деятельности: Производство котлов на древесных топливных гранулах (пеллетах) различной мощности (от 25 - 200 кВт). Производство древесных топливных гранул (пеллет) . Создание систем отопления на основе пеллетных котлов.

http://www.unasteplo.ru

Пеллеты. Древесные топливные гранулы (пеллеты) – это цилиндрические спрессованные отходы деревообработки (опилки, стружка). Процесс формирования пеллет происходит под давлением около 300 атм. Размеры пеллет - от 10 до 30 мм в длину и от 6 до 10 мм в диаметре. Изобретены в Германии в конце 20 в.

Достоинства и отличие от опилок. Сухие, спрессованы, имеют гораздо меньший объем чем опилки.

Обеспечивают возможность постоянного горения от недели до месяца в зависимости от величины бункера.

Пеллетный котел КП-25 (25кВт)

Пеллетный котел КП-25 предназначен для отопления помещений площадью до 300 м2: для отопления коттеджей, загородних домов, дач, вилл для отопления баз отдыха, лыжных баз обогрева складов, малых производств и пр.

Основные технические характеристики:

Пеллетный котел КП-50 (50кВт)

Пеллетный котел КП-50 предназначен для отопления помещений площадью от 200 до 500 м2: для отопления отелей, гостиниц, баз отдыха, лыжных баз и других зданий жилого типа для отопления складов, производств, производственных и бытовых сооружений

 Основные технические характеристики:

Пеллетный котел КП-100 (100кВт)

Пеллетный котел КП-100 предназначен для отопления помещений площадью до 1000 м2:  для отопления отелей, гостиниц, баз отдыха, лыжных баз и других зданий жилого типа для отопления складов, производств, производственных и бытовых сооружений

Основные технические характеристики:

Поставка пеллет

Компания "Альт-А" имеет собственное производство древесных топливных гранул (пеллет) в г. Новосибирске (Новосибирская область)

Характеристики производимых пеллет. Диаметр гранул - от 10 мм. Упаковка в п/п мешки по 30-40 кг. Отгрузка любым видом транспорта из Новосибирска в любой регион. Стоимость за тонну 3500 рублей (стоимость указана при отгрузке со склада в Новосибирске). Готовое сырье соответствует Российским и Европейским требованиям.

Сводная таблица по первой энергосистеме