Электричество и тепло
С 2003 г. наша компания занимается инженерными системами, в т.ч. энергоэффективными системами отопления. Мы внимательно следим за новинками и инновациями в этой сфере.
В 2017 г. в Европе стартовали продажи автономных систем теплоснабжения на водородных топливных элементах. Новую концепцию отопления совместно продвигают немецкая компания Viessmann, лидер инноваций в сфере отопительных технологий, и не менее известный в сфере электроники японский концерн Panasonic.
Система состоит из блока топливных элементов, газового конденсационного котла и бойлера ГВС косвенного нагрева, который нагревается от тепла топливной батареи и при его нехватке от котла пикового нагрева. Тепло от топливных элементов и при его недостатке от котла подается в систему отопления дома. Выработанная электроэнергия обеспечивает работу установки, а излишки выработанной электроэнергии поступают в бытовую электросеть дома. Управлять этим оборудованием возможно со смартфона или планшета с помощью специального бесплатного приложения для Android или iOS.
Топливные элементы обеспечивают более экономичную совместную генерацию тепла и электроэнергии используя газ и покрывают основные потребности в тепле. Конденсационный газовый котел покрывает возможные пиковые тепловые нагрузки.
Блок топливных элементов состоит из батареи модулей, каждый из которых способен выдавать 750 Вт электрической мощности (и 1 кВт тепловой). Для передачи излишков энергии в электросеть предусмотрен встроенный инвертор, выдающий переменный ток частотой 50 Гц (под напряжением 230 В). Выходная мощность котла в зависимости от модели составляет от 12 до 30 кВт, что позволяет обеспечить нужды дома в 2-3 этажа. Система имеет габариты, аналогичные размерам двух холодильников, и срок службы ~20 лет (с заменой дымохода раз в 10 лет).
Компания Viessmann начала продажу топливных батарей в Германии еще в 2014 г. В 2016 г. топливные батареи были установлены более чем в 1000 домов. Новая установка является развитием этого опыта. Японские производители изъявляют готовность поставок в Европу десятков тысяч топливных батарей для подобных установок.
Viessmann Vitovalor PT2
Установка Vitovalor PT2 производимая немецкой фирмой Viessmann генерирует одновременно тепло и электроэнергию. Установка Vitovalor РТ2 является дальнейшим развитием Vitovalor 300-P, системы на топливных элементах, которая использует принцип когенерации, и производит одновременно электроэнергию и тепло. Для производства электроэнергии и тепла топливный элемент потребляет кислород и водород, который предварительно извлекается из природного газа.
Установка Vitovalor РТ2 предназначена для оптимизации самообеспечения электрической и тепловой энергией индивидуальных домов и отличается очень высокой эффективностью.
Конструкция
Vitovalor PT2 состоит из двух блоков, которые могут транспортироваться отдельно. Это позволяет быстро и легко установить систему даже в узких подвальных помещениях.
В одном блоке расположен конденсационный газовый котел повышенной эффективности для покрытия пиковых нагрузок по теплу, погодозависимый контролер с цветным сенсорным дисплеем, модуль топливного элемента, состоящий из устройства риформинга, батареи топливных элементов и инвертора.
Во втором блоке размещен бойлер из нержавеющей стали объемом 220 л. для горячей воды. с необходимыми гидравлическими блоками и датчиками.
Встроенный в установку инвертор преобразует постоянный ток, генерируемый топливным элементом в переменный для внутренней энергосистемы.
Конденсационный газовый котел служит для обеспечения потребностей систем здания в периоды пиковых нагрузок. Например, когда на улице очень холодно, или в момент пикового разбора нагретой воды из системы горячего водоснабжения.
Газовый конденсационный котел и модуль топливных элементов подключены к общей газовой магистрали.
Котел и модуль топливных элементов, также, имеют общую систему удаления отработанных газов (систему дымоудаления). Это, практически, стандартный коаксиальный дымоход диаметром 80/125 мм для конденсационного котла, что упрощает монтажные работы.
Видео изнутри
Холодное горение водорода
Источником энергии для топливного элемента Vitovalor PT2 является водород. Выработка электроэнергии и тепла в системе топливного элемента основана на электрохимической реакции двух химических элементов - кислорода и водорода. В топливном элементе не происходит высокотемпературного горения, поэтому иначе этот процесс называется "холодное горение".
Природный газ, с низким уровнем выбросов, хорошо подходит для производства чистого водорода. В зависимости от исходных условий, Vitovalor PT2 может работать с природным газом в той или иной форме (H, E или LL). В установке Vitovalor PT2 водород выделяется из поступающего в установку газа. Для этого в первую очередь осаждаются соединения серы. Подаваемый в установку газ протекает через встроенный блок риформинга, который преобразует его в водород с использованием катализатора в двух стадийной реакции. При конверсии он разделяется сначала на смесь водорода и окиси углерода. В последующей стадии газовой очистки выделяются двуокись углерода и водород.
Полученный таким образом водород подается в топливный элемент. Где он и расщепляется в аноде катализаторе на положительные ионы и отрицательные электроны. Положительно заряженные ионы достигают катода через электролит (ионообменная мембрана). Где они реагируют с кислородом с выделением тепла. Отрицательно заряженные электроны мигрируют из анода через электрический проводник к катоду, создавая постоянный ток.
Встроенный инвертор преобразует его в переменный ток, для подачи в энергосистему дома. Тепло, выделяемое в процессе реакции, поглощается заполненными водой каналами охлаждения стопки топливных элементов и направляется в теплообменник. Полученная таким образом тепловая энергия теперь может быть использована для обогрева помещения или нагрева воды.
Преимущества установок на топливных элементов Viessmann Vitovalor
- Сокращение затрат на электроэнергию на 40% по сравнению с традиционными конденсационными технологиями.
- Повышение независимости от цены на электроэнергию за счет производства собственной электроэнергии.
- Высокие государственные субсидии (до 11 100 евро - для Германии) поэтому затраты на приобретение сопоставимы с газовым конденсационным котлом или солнечной тепловой системой
- Компактный дизайн и небольшая занимаемая площадь - 0,72 м.кв.
- Эффективная и экологически чистая технология будущего
- Простое управление через планшет или смартфон
- Класс энергоэффективности отопления: A ++
- Класс энергоэффективности подогрева горячей воды, профиль XL: A +
Модельный ряд установок
VITOVALOR PТ20001 на топливных элементах
- Тип - Е11Т
- Электрическая мощность топливного элемента - 750 Вт.
- Тепловая мощность - 0,9 - 11,4 кВт.
- Допустимое рабочее давление - 3 бара (0,3 МПа)
- Гарантия - 10 лет
VITOVALOR PТ20002 на топливных элементах
- Тип - Е19Т
- Электрическая мощность топливного элемента - 750 Вт.
- Тепловая мощность - 0,9 - 19 кВт.
- Допустимое рабочее давление - 3 бара (0,3 МПа)
- Гарантия - 10 лет
VITOVALOR PТ20003 на топливных элементах
- Тип - Е25Т
- Электрическая мощность топливного элемента - 750 Вт.
- Тепловая мощность - 0,9 - 24,5 кВт.
- Допустимое рабочее давление - 3 бара (0,3 МПа)
- Гарантия - 10 лет
VITOVALOR PТ20004 на топливных элементах
- Тип - Е32Т
- Электрическая мощность топливного элемента - 750 Вт.
- Тепловая мощность - 0,9 - 30,8 кВт.
- Допустимое рабочее давление - 3 бара (0,3 МПа)
- Гарантия - 10 лет
Как считают в Viessmann, постепенный перевод технологий на альтернативные источники энергии является ее важной и стратегической целью и, что в ближайшей перспективе зеленые технологии должны быть доступны для самых широких масс потребителей.
Стоит отметить что наиболее эффективной системой отопления для работы от подобной установки с конденсационным котлом в её составе будут низкотемпературные системы - низкотемпературные панельные радиаторы, водяной теплый пол, теплые стены, теплый потолок.
Планируем и в дальнейшем публиковать статьи, связанные с инженерными системами. Если было интересно - поставьте лайк, подпишитесь на наш канал, напишите комментарий. Всем удачи!
P.S. Живу в Сибири, водяной теплый пол у меня есть, радиаторов нет. Водяной пол - наша работа. Мы специализируемся на проектировании и монтаже современных систем напольного отопления с конденсационными котлами и геотермальными тепловыми насосами и поставках оборудования для них, являясь региональным дилером системы Водяной пол Thermotech (Швеция) и дилером Viessmann (Германия).
Другие публикации канала по смежным темам:
- Тепло и электричество. Серийная установка на топливных элементах для немецкого дома.
- Источники энергии для современных инженерных систем (отопление, электроснабжение...)
- Про отопление водяным полом и тепловым насосом. Важное для понимания при принятии решения
- Водяной теплый пол для отопления дома. Как сделать без ошибок.
- 8 800 201 40 98 Бесплатно по РФ
- +7 (495) 108-40-95 Москва
- +7 (383) 248-63-88 Новосибирск
#отопление #hi-tech #умный дом #энергетика #наука #сантехника #монтаж #техника #инновации #технологии