Кухонное тепло разогревает жильё персональной электростанцией
Когда-то в далеком прошлом любой дом обогревался собственным очагом, позже наступила эра огромных теплоцентралей. Сейчас же идёт обратный процесс — всё больше семей в развитых государствах покупают миниатюрные устройства, талантливые заметно снизить сумму квитанций за электричество и заодно обеспечить обогрев дома и доставку тёплой воды зимний период.
Одновременная генерация электричества и тепла — мысль весьма ветхая. Фактически, по таковой схеме, разрешающей более полно применять энергию горючего, трудятся теплоэлектроцентрали.
Но в случае если в дома электричество доставляется с более-менее низкими утратами, то утраты тепловой энергии в централизованных совокупностях теплоснабжения достаточно громадны. Особенно в Российской Федерации, где зимний период обычно подземные тепловые автострады превосходно видны на поверхности — на них нет снега.
На Западе в далеком прошлом начинается другое направление в снабжении строений электричеством и теплом — относительно маленькие комбинированные станции, снабжающие тепловой и электрической энергией группы домов, поликлиники либо маленькие фирмы. А за последние пара лет децентрализация в данной области достигла собственного логического завершения — появления очень компактных домашних теплоэлектростанций.
На кухне генераторы типа MicroCHP возможно спутать со стиральной либо посудомоечной машиной, благо внешность и размеры — такие же и шума — практически нет. Но время от времени эти автомобили ставят в подвале — с глаз долой (фото с сайта treehugger.com).
Именуются они «Микро-комбинированные теплоэнергетические устройства» (Micro Combined Heat and Power — MicroCHP). В их основе лежат весьма мелкие и только негромкие ДВС (в редких моделях — стирлинги), соединённые с маленьким генератором.
Трудятся они на природном газе, благо газовые сети обширно распространены, а многие дома оборудованы газовыми плитами.
Основная изюминка MicroCHP — в букве «C», означающей «комбинированные». Вспомните, что КПД двигателя внутреннего сгорания — порядка 30%, другая энергия сгоревшего горючего в буквальном смысле улетает в трубу.
А в MicroCHP она не теряется напрасно: нагревает воду в водопроводе либо воздушное пространство в доме, а во многих моделях — и то и другое сходу. Эти агрегаты создают около пяти компаний из Японии, Новой Зеландии, Европы и, с недавних пор, США.
Польза очевидна — MicroCHP снабжает дом электричеством и теплом при минимальных эксплуатационных затратах (начальная цена установки — второй вопрос, и об этом — ниже).
В часы, в то время, когда потребляется минимум электричества, домашняя электростанция может поставлять электричество в распределительную сеть города либо района. Благо вычислены такие устройства чуть не на круглосуточную работу, а их движки сконструированы так, что имеют большой моторесурс.
Дальше всё зависит от разумности местных расторопности и законов энергокомпаний. Современные электронные счётчики разрешают не только регистрировать энергию, забранную домом из сети, но и вычитать из неё энергию, поставленную в обратном направлении — из дома в сеть.
А счета выписывать лишь за отличие в этих размерах.
Схема работы MicroCHP. Фиолетовым продемонстрированы газовые трубы.
Печь (указана её эффективность) потребляет газ только при лютом морозе, а в большинстве случаев нагревает воздушное пространство только за счёт бросового тепла, которое передается от стоящего рядом ДВС. Топливная эффективность комбинированного генератора продемонстрирована суммарная — по выработке электричества и тепла для дома (иллюстрация Climate Energy).
Такая схема уже давно трудится во многих государствах, она была отработана ещё на домашних хозяйствах, установивших солнечные батареи либо ветроустановки в качестве дополнительных генераторов электричества.
Десятки тысяч домов в Европе и японии уже оснащены разными моделями портативных комбинированных теплоэлектрогенераторов, а сравнительно не так давно совокупности MicroCHP начали завоевание Нового Света с установки первых таких автомобилей у нескольких семей.
В частности, речь заходит о вариации MicroCHP, созданной японской компанией Honda совместно с американской Climate Energy.
Данный MicroCHP соединил в себе японский ДВС-электрогенератор (кроме этого трудящийся на природном газе) с американским газовым нагревателем.
Главный режим устройства — работа лишь ДВС. Он поставляет 1,2 киловатта электричества, а его теплообменник снабжает обогрев дома.
Комбинированный электро- и теплогенератор Honda мал по размерам. Благодаря продуманной конструкции его работу сопровождает очень низкий шум — сопоставимый с весьма негромким беседой.
По уровню звука отличие с переносными бензиновыми электрогенераторами — многократная. Справа: японско-американский набор от компании Climate Energy: тот же комбинированный ДВС-подогреватель и генератор воздуха, трудящийся с японским аппаратом в тандеме (фото Honda).
Суммарный КПД этого комбинированного генератора, в зависимости от нагрузки, образовывает 83-90%, другими словами такая часть энергии, содержащейся в метане, преобразовывается в электричество и тепло для дома.
А потому, что газ — горючее относительно недорогое, польза в сравнении со 100-процентной приобретением электричества в сети очевидна. Ну и газовые компании не в накладе: потребители платят по газовому счётчику.
В самый же пик морозов, в то время, когда бросового тепла от ДВС уже не будет хватать для поддержания в доме обычной температуры, хозяева этого японско-американского агрегата смогут включить дополнительно газовый обогреватель, встроенный в совокупность.
Такая комбинация воздухонагревателя и ДВС-генератора выбрасывает на 30% меньше углекислого газа на любой джоуль выработанной в сумме электрической и тепловой энергии если сравнивать с хорошей схемой с применением централизованной теплоэлектростанции.
MicroCHP от Honda со снятой стенкой (фото Honda).
Увы, сами MicroCHP недёшевы — модель, генерирующая киловатт электричества плюс тепло, достаточное для коттеджа в три спальни, стоит $13 тысяч. Совокупность на пара киловатт электрической мощности стоит уже $20 тысяч.
Иначе, в случае если речь заходит о постройке нового дома, для которого и без того было нужно бы брать нагрева обогрева и системы помещений воды в водопроводе, из данной суммы необходимо вычесть более половины — так как MicroCHP заменяет собой эти отдельные устройства.
Потом необходимо учесть, что в ночные часы трудящийся генератор «реализовывает» электричество местной сетке. В Соединенных Штатах, например, такая 1-киловаттная установка сокращает суммарный счёт за электричество приблизительно на $800 в год.
Значит, комбинированный агрегат окупится лет за семь. Дальше — чистая экономия.
Да и всем другим от таких аппаратов имеется польза: так как неспециализированные выбросы вредных веществ уменьшаются. Значительно уменьшается нагрузка на громадные электростанции, энергосети смогут меньше тревожиться о перегрузках в часы пик.
Так что круг замкнулся. Разве лишь «домашний очаг» сейчас больше похож на стиральную машину. Очевидно, если не принимать к сведенью популярные домашние камины.
Но они несут, в основном, декоративную функцию.
