Домашня ТЕЦ на Мікротурбіни

Наши партнеры ArtmMisto

Чи можливо будинку мати власну надійну, компактну систему генерації тепла і електрики? компанія MTT Micro Turbine Technology BV (Нідерланди) на це питання відповіла ствердно, створивши установку EnerTwin на основі мікротурбіни, одночасно генеруючої 3 кВт електрики і 15 кВт тепла. Мікро-ТЕЦ EnerTwin розроблена для заміни опалювальних котлів для малого бізнесу і домашніх господарств. Основна увага приділяється низьку собівартість однієї, надійності, зниження рівня шуму і низьким експлуатаційним витратам.

Виглядає МікроТЕЦ як звичайний побутовий прилад

Мікро-ТЕЦ одночасно генерує (когенеруючих) теплову та електричну енергію в місцях, де вони обидві затребувані. Як правило, основним споживачем енергії мікро-ТЕЦ є система опалення. Електрика, в цьому випадку, стає побічним продуктом, виробленим за дуже низькою собівартістю. Основна перевага мікро-ТЕЦ в тому, що енергія палива використовується практично повністю. У цьому полягає основна відмінність від звичайних електростанцій, де значна кількість тепла втрачається в атмосферу. Крім того, мікро-ТЕЦ економить на передачу електроенергії від електростанцій до кінцевих користувачів, за рахунок зменшення втрат. Будь-яке перевищення вироблення електроенергії від мікро-ТЕЦ можна експортувати в електричну мережу (в Європі, США та ін.). Існують спеціальні програми стимулювання для постачальників електроенергії. Наприклад в Німеччині, для тих хто поставляє надлишки генерується електроенергії в мережу, додатково надаються пільги. Це робить переваги когенерації ще більшими.

Розподілена система генерації енергії на базі мікро-ТЕЦ EnerTwin

технологія

EnerTwin система мікро-ТЕЦ побудована на основі мікротурбіни. Принцип роботи полягає в наступному:

Основна схема робочих вузлів мікро-ТЕЦ

1. Навколишнє повітря надходить і стискається в компресорі.
2. Стиснене повітря попередньо нагрівають в рекуператорі.
3. У камері згоряння, додається тепло при згоранні палива.
4. Гарячий стиснений газ розширюється в турбіні, що забезпечує механічну енергію для компресора і генератора. «Инвертер» перетворює енергію, що подається генератором в напругу і частоту електромережі (230/50 Гц).
5. Розширений газ після турбіни нагріває повітря, стиснений компресором в рекуператорі (см.2).
6. Залишковий тепло, що залишилося в вихідному газі після рекуператора, поглинається в теплообміннику з водою.
7. Гаряча вода використовується для центрального опалення та / або гарячого водопостачання.

Внутрішній устрій EnerTwin

турбіна

Газові турбіни відомі своєю високою потужністю, низьким вагою і експлуатаційними витратами. Використання технології турбонаддува, розробка якої фінансувалася державою, призводить до низької собівартості виробництва. Газотурбінні компоненти оптимизировались для застосування в турбогенераторі. Високошвидкісний турбогенератор при частоті обертання 240 тисяч обертів на хвилину має чистий електричний к.к.д. 15% (19% ефективність потужності на валу). Разом з низькими витратами, це забезпечує великий потенціал для економічно ефективних мікро-ТЕЦ систем.

Нова концепція

При створенні EverTwin компанія застосувала нетрадиційний підхід для розробки ефективного, дуже малого газотурбінного двигуна. Цей проект заснований на поворотній камері згоряння в поєднанні з ефективним компресором.

Ефективність газової турбіни в значній мірі залежить від втрат через витоки потоку, теплових втрат і тертя. Ці втрати стають ще істотніше при спробах створити турбіни мікро-потужності, масштабуючи звичайні газові турбіни. При зменшенні турбіни співвідношення зазорів і розмірів лопатей турбіни зменшується. Крім того, при зменшенні розміру (знижується число Рейнольдса) в'язкі втрати на тертя стають більше, ніж в звичайних турбогенераторах. В результаті, існує фундаментальна обмеження на ефективність мікротурбін зі звичайною конфігурацією.

У концепції обертається камери згоряння вищевказані масштабні ефекти не так помітні. Ключовою особливістю є монолітний ротор.

Монолітний ротор мікротурбіни

Монолітний ротор в розрізі

В основному, турбіна складається з одного ротора, в якому розташовані відцентровий компресор, що обертається камера згоряння і реакційна турбіна. У обертається камери згоряння, компресор не має дифузора і турбіна не має лопаток.

електрогенератор

Ефективний високочастотний генератор на постійних магнітах перетворює механічну енергію мікротурбіни в електроенергію.
Генератор повністю інтегрований в ротор турбіни, уникаючи витрат і втрат від додаткових підшипників і муфт.

Рівень шуму

Мікротурбіни випромінюють тільки високочастотний шум, який може бути ефективно заглушений. У порівнянні зі звичайними генераторами і турбінами, EnerTwin має дуже низький рівень шуму.

Специфікація EnerTwin

• Електрична потужність (макс / хв) - 3,0 / 1,0 кВт
• Теплова потужність (макс / хв) - 14,4 / 5,0 кВт
• Електричний ККД (макс / хв) - 15/10%
• Максимальний сумарний ККД - 87% (залежить від параметрів системи опалення, наприклад температури зворотного трубопроводу)
• Швидкість обертання ротора (макс / хв) - 240/180 тисяч об / хв
• Споживання газу (38.5 MJ / nm3, макс / хв) - 1,87 / 0,84 nm3 / h
• Паливо - природний газ
• Параметри системи опалення (подає / зворотна труба) - 80/60 ° С
• Шум - 55 dB (A) 1m
• Розміри - 970 x 610 x 1120мм
• Вага - 225 кг
• Діаметр димоходу - 100мм
• Електромережа - 230 В / 50 Гц

Основне застосування

На думку розробника основне застосування мікро-ТЕЦ:

• Малі та середні підприємства;
• Галузі з відносно невеликим стійким вимоги тепла;
• Конференц-зали;
• Великі житлові будинки;
• Будинки з басейном і / або сауною;
• Котеджі;
• Школи, спортивні школи, спортивні зали, студії та гуртки;
• Комунальні будівлі;
• Автозаправні станції;
• Готелі та ресторани;
• магазини;
• Оздоровчі центри;
• Будинки престарілих;
• Урядові будівлі, такі як зали, поліцейські станції, бібліотеки.

сертифікація

У лютому 2013 року EnerTwin отримали сертифікат CE для польових випробувань. Отримання цього сертифікату є важливою віхою в розвитку EnerTwin. Сертифікат був виданий за KIWA після всебічних випробувань роботи турбін на газоподібному паливі та питань безпеки праці. Свідоцтво KIWA дійсно для всіх країн Європейського Союзу, а також в Норвегії, Хорватії, Туреччини та Швейцарії.

Європейський сертифікат безпеки KIWA

Де подивитися?

МТТ скоро буде брати участь на виставках:

• Hannover Messe в Німеччині з 7 по 11 квітня 2014 року, павільйон Holland Energy House, хол 27 G24
• MCE в Мілані з 18 по 21 березня 2014 року в павільйоні 5, стенд №. E02 10.

Читайте також: