Статьи

С ним перегрева не случится: предохранительный ограничитель температуры в блочных электрокотельных

Сокращение объемов существующих ресурсов, увеличение издержек на добычу сырья, невозможность просчитать риски при разработке месторождений и транспортировке сырья — эти аспекты широко известны и очень хорошо характеризуют сегодняшний сырьевой рынок. Дефицит ресурсов обсуждается на протяжении уже нескольких десятилетий, трудности, связанные с добычей сырья, все чаще становятся предметом обсуждения общественности. Тем не менее, потребности населения земного шара в энергии не уменьшаются, а непрерывно растут. Страны продолжают нуждаться в больших количествах таких ресурсов, как нефть и газ. С учетом повышенных издержек на добычу ресурсов, используемых для выработки энергии, важную роль в дальнейшем будет играть эффективность использования этих исходных материалов.

Уже сегодня комбинированная выработка электрической и тепловой энергии может внести существенный вклад в эффективность производства энергии. Благодаря одновременной выработке электрической и тепловой энергии в непосредственной близости от потребителя из одной и той же массы используемых ресурсов можно получить больший объем энергии на выходе, чем при раздельном производстве обоих видов энергии. В Германии комбинированная выработка электрической и тепловой энергии рас-пространяется в связи с развитием возобновляемых источников энергии, так как она может способствовать значительному сокращению выбросов C02.

В энергетической концепции промышленных предприятий и коммунальных хозяйств блочные электрокотельные , работаю-щие по принципу комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, уже заняли прочное место. На рынке теперь поя-вилось больше компактных установок, рассчитанных на потребности домов для одной семьи.

Благодаря этому собственники домов получают широкие воз-можности по своему собственному усмотрению организовывать защиту от атмосферных воздействий. Учитывая привлекательные заявления, сделанные со стороны федерального правительства, для владельцев блочных электрокотельных на перед-ний план наряду с участием в охране окружающей среды выходит еще и собственная экономическая выгода.

Как работает блочная элек-трокотельная?

Основными компонентами блочной электрокотельной являются двигатель внутреннего сгорания, генератор, различные теплообменники, а также бу-ферный накопитель. Двигатель внутреннего сгорания, работающий на газу или дизельном топливе, приводит в действие генератор. Он преобразует возникающую в моторе механическую работу в электрическую энергию. Полученное таким образом электричество может по-даваться в общественную сеть или использоваться для собственных нужд. Двигатель внутреннего сгорания за-щищен от перегрева благодаря циркуляционному контуру водяного ох-лаждения. Циркулирующая в контуре вода нагревается в процессе охлаждения мотора примерно до 80—90°C и посредством теплообменника может использоваться для по-догрева воды в отопительной системе примерно до 70°C.

Подогретая в нагревательном контуре вода проходит через теплообменник, работающий на отходящих газах. Там часть тепла отходящих газов, образующегося во время работы мотора, переходит в воду-теплоноситель, за счет чего она нагревается до температуры конечного использования в диапазоне от 90 до 100 °C. Охлажденные отработанные газы (от 100 до 120°C) отводятся через дымовую трубу дома. Вода, предназначенная для отопительной системы, те-перь может подаваться непо-средственно в систему или в буферный накопитель для промежуточного хранения. Благодаря таким накопителям может быть покрыто пиковое потребление. Буферный накопитель используется также для хранения тепла, у которого еще нет покупателя на момент его выработки в процессе производства электроэнергии.

Блочные электрокотельные могут быть ориентированы как на получение электроэнергии, т. е. на пиковое потребление тока, так и на получение тепла, т. е. на максимальный расход тепла. В большинстве случаев следует отдавать предпочтение ориентации на получение тепла, так как избыточное электричество в любое время может быть сохранено в локальной сети без больших дополнительных затрат. Кроме того, при возникновении потребности в дополнительной электроэнергии реализовать ее за счет локальной сети в большинстве случаев выгоднее с экономической точки зрения. Оптимальная согласован-ность основных компонентов — мотора, генератора и теплообменника на отработанных газах — в блочной электрокотельной позволяет получать значительные объемы энергии на выходе. По сравнению с разделенным производством тепловой и электрической энергии, при одновременной их выработке можно сэкономить до 40 % первичной энергии.

В энергетической концепции промышленных предприятий и коммунальных хозяйств блочные электрокотельные, рабо-тающие по принципу комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, уже заняли прочное место. На рынке теперь появилось больше компактных установок, рассчитанных на потребности домов для одной семьи.

Бритта Голдбах, менеджер производства JUMO,
Телефон: (0661)6003-652
E-Mail: britta.goldbach ©jumo.net

Электромеханические предо-хранительные устройства

В целях обеспечения безотказного отключения установки в аварийной ситуации даже при отсутствии вспомогатель-ной энергии следует использовать электро-механический предохранительный ограничитель температуры (STB). Бу-дучи последним звеном в цепи регулирования и управления, он отключает блочные элек-трокотельные при перегреве отопительного или охлаждающего контура. Предохра-нительный ограничитель температуры (STB) может использоваться, например, в системе рециркуляции воды для охлаждения мотора. Для поддержания мотора в рабочем состоянии и предотвращения «перегрева» температура в контуре охлаждения не должна превышать 70 °C. Если показатели температуры, полученные в результате измерений, выполненных предохра-нительным ограничителем температуры (STB), превысят это предустановленное значе-ние, установка будет отключена. Возобновление функцио-нирования возможно только после выполненной вручную операции сброса (функция Reset).

При использовании нескольких блочных электрокотельных также с помощью STB осуществляется контроль температуры моторного масла. Для этого активный щуп ввинчивается в линию моторного масла. Применение STB предотвращает перегрев смазочного масла и вместе с тем возможные повреждения мотора.

Электромеханический предохранительный ограничитель температуры работает по принципу расширения жидкости. Он состоит из коммутационного элемента, капиллярной линии и чувствительного элемента. Капиллярная линия и щуп заполнены рабочей жидкостью, пред-назначенной для выполнения измерений. Щуп помещается непосредственно в зону или среду, за которой ведется на-блюдение. При нагревании среды, окружающей щуп, нагревается и помещенная в него жидкость, и ее объем расширяется. Это расширение распространя-ется дальше по капиллярной линии. На ее конце находится мембрана, посредством которой расширение передается на коммутационный элемент.

Какова возможная экономия?

С точки зрения экологии блочные минитеплоэлектрокотельные очень интересны, так как там не возникает больших потерь на этапе передачи энергии. Если в процессе получения электричества обычным путем на 100 % входящей первичной энергии генерируется около 64 % добавочной мощности, то в процессе производства электричества в блочной мини-ТЭЦ можно еще получить почти 50 % тепловой энергии. Потери мощности составляют здесь всего около 14 %. По сравнению с обычным производством электроэнер-гии выработка тока и тепла в ходе одного процесса делает возможным сокращение CO2 более чем на 30 %.

Термостат серии «heatTHERM-AT» от JUMO в конструкции с верхним рас-положением рассчитан на различные варианты уста-новки и может применяться почти в любой области.

Однако не только с точки зрения экологии этот принцип получения электроэнергии имеет массу положительных моментов, это выгодно также и с экономической точки зрения: блочные теплоэлектроцентрали освобождены от начисления энергетического налога, известного как «налог на до-бычу и ввоз нефти и нефте-продуктов». Подав заявление, можно потребовать вернуть уплаченный вместе со стоимостью покупки налог. Производство электричества посредством блочных электрокотельных поддерживается на госу-дарственном уровне: пользо-ватель установки получает за каждый произведенный кило-ватт-час бонус в размере 5,11 евроцента, независимо от того, подает ли он электроэнергию в общественную сеть или ис-пользует для своих нужд.

Блочные электрокотельные отличаются не только своим высоким потенциалом в отно-шении уменьшения выбросов и затрат. Несмотря на использование двигателя внутреннего сгорания, их работа едва ощутима и сравнительно бесшумна. На удалении 1 метр уровень звукового давления находится в диапазоне между 46 и 58 дБ (A). Для сравнения: уровень звука, исходящего от гово-рящего нормальным голосом человека или работающего с умеренной громкостью телевизора, может достигать 60 дБ (A) на удалении от них в 1 метр.

Ограничитель температуры «heatTHERM STB» имеет допуск в соответствии с самыми последними нормативами и, кроме того, отвечает всем требованиям директив об ограничениях на использование химически активных и опасных ма-териалов в производстве электрического и электронного оборудования (REACH/RoHS).

При всех этих преимуществах блочная электрокотельная не вызывает больше трудностей при ус-тановке и не требует больше места, чем обычные отопительные системы. Большинство установок поставляется производителем в полностью готовом к подключению виде. Специаль-ным службам остается только выполнить на месте обычные работы по подключению.

Краткое резюме

С учетом экологических преимуществ и экономичного режима эксплуатации блочные теплоэлектроцентрали идеально подходят для получения электроэнергии в домах на одну семью. Все большее число продавцов принимают во внимание потребности частных клиентов. Блочные мини-ТЭЦ могут полностью заменить обычные способы отопления и нагрева горячей воды. Благодаря простому монтажу на месте и множеству встроенных предохранительных элементов та¬кие установки можно рассматривать как инвестиции в получение энергии будущего.

Механический защитный предохранитель

Для выполнения защитной функции в блочных теплоэлектроцентралях подойдут, например, встраиваемые термостаты серии «heatTHERM» от JUMO. Отличительными характеристиками данной серии являются компактная конструкция, стабильность точки переключения благодаря стандартной системе компенсации окружающей температуры и многообразие возможностей конструктивного исполнения, например золотые контакты для малых токов.

Предохранитель «heatTHERM STB (602031)» имеет допуск в соответствии с новейшими нормативами: стандарт DIN EN 14 597, UL и директива о приборах, работающих под давлением. Кроме того, устройство отвечает всем требованиям, изложенным в директивах об ограничениях на использование химически активных и опасных материалов в производстве электрического и электронного оборудования (REACH/RoHS).

Термостат серии «heatTHERM-AT» от JUMO в конструкции с верхним расположением благодаря широкому диапазону вариантов установки пригоден для использования практически в любой области. Зажимы «Push-In®» обеспечивают надежное и быстрое присоединение линии электропитания. Возможна установка термостата на тру-бопроводе с защитной оболочкой или настенный монтаж при использовании стандартной шины крепления (DIN-рейки). Зажимы «Push-In®»: запатентованное зажимное присоединение компании Weidmüller GmbH & Co. KG, Детмольд, Германия.

JUMO GmbH & Co. KG
Мориц-Юххайм-Штрассе, 1,
D-36039, Фульда
Телефон (0661)6003-0
Факс (0661)6003-500
mail@jumo.net
www.shk-code.de
Кодовый номер SHK: 104258


HEIZUNGSJOURNAL (журнал об отопительных системах) 11 2010 г.