Паровой двигатель. Электричество, тепло и ГВС

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

На каждом паровозе стоял вот такой турбогенератор: https://www.vparavoz.com/hwp/hwp_131.html
Я думаю найти кладбище паровозов еще можно и снять с котла такой агрегат.

 

А для чего он Вам (или не Вам)? Чисто "поковыряться", поэкспериментировать... - типа хобби такое или думаете что какую-то выгоду можно получить от его использования?

 

Добрый день. Чувствую этой зимой буду я сидеть без электричества в своем садоводстве. Народ ворует а председатель и не собирается что то предпринимать.
Уже как три года я сделал себе аварийное электроснабжение: солнечные панели на крышу, АБ контроллеры и инвертор поставил но зимой солнышка нет и подолгу, бензиновый гена жрет литра в час да и КПД смешное.
Чувствую надо будет делать свою ТЭС на 1-1.5 КВт/ч по электричеству ... https://www.forumhouse.ru/threads/181199/page-3 #40

 

Для меня это открытие, что на паровозах такие были. Всё хорошее уже изобретено и забыто...

 

Дело в том, что такая турбинка имеет КПД еще меньше, чем паровоз - не более 1-2%. Чтобы паровая турбина имела хороший КПД, нужно чтобы скорость лопатки в месте встречи с паром была примерно равна половине скорости истечения пара из сопла. А для этого - либо увеличивать размеры колеса, тогда получаются большие турбины на большие мощности, какие стоят в ТЭЦ. Либо увеличивать скорость вращения, тогда нужны очень дорогие технологии изготовления, какие применяются в микротурбинах CAPSTONE.

 

Если проблема только в соотношении скоростей лопаток и пара, то что мешает вместо технологически сложного увеличения скорости лопаток, просто снизить скорость пара?
Понятно, что снижение скорости потока существенно снизит и его энергоёмкость, но для домашнего электрогенератора (при наличии и так обязательных аккумуляторов) много ведь и не надо. Заодно, снижение давления и безопасность повысит...

 

Скорость пара можно регулировать в широких пределах при малом перепаде давления (пар-воздух), этим самым перепадом. Но тогда опять будет мал КПД, вся мощность будет уходить на кипение воды и создание пара, а необходимая кинетическая энергия частиц пара будет очень мала (вместе с малой скоростью пара). На высоких давлениях скорость пара будет определяться скоростью звука в этом паре. Конечно, как-то изменяться скорость пара тоже будет при изменении давления, но это уже не повлияет принципиально на проблему малой турбины.

 

Я знаю, что турбина при малых размерах и мощностях будет иметь маленький КПД, и тогда это прекрасно понимали, но тем не менее делали подобные турбоагрегаты, а не использовали маленький паровой двигатель или не ограничивались навешиванием генератора на главный двигатель.
Пневмоинструмент тоже наверно не блещет высокими КПД, тем не менее получил широкое распространение. Иногда бывают ситуации, когда тепла много и можно превратить его в пар, но вот в эл-во, ну совсем нечем. Я считаю, что это упущение современной индустрии, что кроме дорогущих элементов пельтье с мизерными мощностями индустрия ничего не может предложить для выработки 100-1000Вт из тепла. И из-за этого кладется на лопатки вся автономка с солнечными панелями и ветрогенераторами, потому что бывают дни без ветра и солнца, и бензин дорог и дров навалом...

 

Это не упущение, это очень сложная инженерная задача - сделать автоматическую машину по преобразованию тепла (от сгорания произвольного топлива) в электричество, или просто в механическую энергию (вращение вала). И чтобы КПД был приемлемый, и стоимость машины - не как у космического корабля. Если поищете в интернете, найдете, что на эту тему много было разработок, и много ведется сейчас, но пока во что-то серийное никто ничего не воплотил. Причем на Западе даже больше этим занимаются, чем у нас.

 

В том то все и дело что это уже было создано: были локомобили и компактные паровые турбогенераторы как оказывается были, просто всё вытеснилось ДВС в эпоху дешевого топлива. А стоимость тех или иных вещей сейчас зачастую определяется объемами производства, а не сложностью. Да и проще паровой двигатель чем современный ДВС, и проблема с безопасностью котлов сейчас решаема.
КПД ведь не всегда является определяющим. Сейчас для частного дома не так уж и много нужно электроэнергии, как раз 1-2% от объема потребляемого зимой тепла.

 

Да, локомобили были, но требовали рядом машиниста для постоянного надзора, смазки, закладки топлива и регулирования работы. И турбогенераторы на паровозе тоже подразумевали человека рядом. Ключевая проблема - автоматизация. ДВС в этом смысле несравненно проще.
А КПД - да, может быть небольшим. Например, в Европе считается (доклад COGENEUROPE), что для частного дома хватает в среднем 800 Ватт по электричеству и 17 КВт по теплу, т. е. КПД может быть - около 5%.

 

Если с суточной аккумуляцией (а без неё и с паром не получится), то и 200Вт хватит. А на такие мощности и Пельтье недорого выйдет - особо не изощряясь можно получать около 1 ватта на 100 рублей элементов с КПД около 1%. При этом большая часть работ по изготовлению генератора уже выполнена изготовителями модулей, остаётся только теплоподвод/теплоотвод организовать. И греть хоть дровами.

 

Под нагрузкой даже в самодельном изделии с модулями именно Зеебека и теплоотводами из Китая дешевле 800 руб за 1 Вт не получится на практике.

 

800 Вт маловато в день. На одну стирку в машине нужно под 2 кВт.

 

800 Ватт - это мощность в среднем, то есть необходимое для дома количество электроэнергии 19.2 КВт*час в сутки. Понятно, что и холодильник в момент пуска берет мощность до 1 КВт, но среднее потребление - 100-200 Вт. Значит, для холодильника нужно 2-4 КВт*час электроэнергии в сутки.