Газопоршневые установки широко востребованы в качестве основных, вспомогательных, дублирующих и резервных источников электроснабжения. Они предназначены для работы в продолжительном непрерывном режиме и обеспечивают относительно невысокую себестоимость генерируемого электричества. Однако, электрический КПД такого генератора в среднем составляет 36-45%, поэтому для повышения общего коэффициента полезного действия производители начала дополнять свои установки оборудованием, утилизирующим тепло выхлопных газов, превращающим их в используемую далее тепловую энергию. Общий КПД таких систем достигает 90%, и они называются конгенерационными.
Следующим этапом эволюции газопоршневых установок стало появление тригенерационных систем, дополненных абсорбционным или компрессорным кондиционером. То есть, они способны одновременно генерировать электроэнергию, тепло и холод, тем самым получая максимальный КПД от сжигаемого газа.
Когенерационные газопоршневые установки
Работа современной когенерационной газопоршневой установки основывается на применении двигателя внутреннего сгорания, вращающего генератор, вырабатывающий электроэнергию. Серийно производимые модели покрывают большой диапазон мощностей от 7 кВт до 4,5 МВт.
Эффективность такого оборудования кроется в том, что получаемое в процессе выработки электричества тепло не утрачивается, а используется в целях теплоснабжения обслуживаемого объекта. Тепловая энергия получается в виде пара или горячей воды, и далее используется по целевому назначению. Собирается тепло при когенерации сразу из двух источников:
- Из системы охлаждения работающего двигателя внутреннего сгорания. Она выполнена в виде водяного замкнутого контура, в котором охлаждающая жидкость отбирая тепловую энергию от ДВС попадает в теплообменник, где передает его теплоносителю.
- От выхлопных газов. В наиболее современных моделях их тепло также не рассеивается в пространстве, а утилизируется в теплообменнике.
Именно такой подход к сбору тепловой энергии при достаточно высокой эффективности электрогенератора позволяет обеспечивать общий КПД на уровне 85% и даже 90%.
При этом следует учитывать, что когенерационные установки целесообразно использовать там, где они будут работать на постоянной основе или в циклах продолжительных включений. Для использования получаемого тепла требуется постоянное подсоединение ГПУ к системе отопления/горячего водоснабжения объекта. Регулярное переключение между когенератором и другими источниками теплоснабжения не выглядит удобным и рациональным решением.
Тригенерационные газопоршневые установки
Тригенерационные ГПУ обладают всеми возможностями и особенностями когенерационных установок, но помимо электричества и тепла дополнительно вырабатывают еще и холод. При этом общий коэффициент полезного действия у систем обоих видов получается примерно одинаковым за счет того, что тригенерация предполагает превращение в холод части тепловой энергии, собираемой в процессе работы двигателя внутреннего сгорания. Достигается это путем включения в систему абсорбционной холодильной установки или более привычного компрессорного кондиционера. Полученный холод в дальнейшем используется в системах кондиционирования и вентиляции объекта, а также для решения различных технических задач.
Преимущества использования такого оборудования очевидны:
- Получаемая энергия тепла и холода является побочным продуктом выработки электроэнергии, поэтому фактически становится бесплатной для конечного пользователя.
- Холод генерируется из неиспользуемых излишков тепловой энергии, благодаря чему общий КПД тригенерационных газопоршневых установок может достигать 92%.
- Одновременная генерация электроэнергии, тепла и холода обеспечивает ускоренную окупаемость установки и ее интенсивную эксплуатацию в течение всего года.
- Себестоимость эксплуатации тригенератора примерно на 50% ниже сравнительно с использованием отдельного компрессионного холодильного оборудования.
- Это долговечные системы, поскольку в устройствах для выработки тепла и холода отсутствуют подвижные элементы, подверженные ускоренному эксплуатационному износу.
- Абсорбционный хладогенерирующий блок отличается малошумностью в работе. Например, при значении Q0 1500 кВт уровень шумообразования составляет не более 65 дБа на расстоянии всего в 1 метр от установки.
- Тригенерационные газопоршневые установки соответствуют самым высоким мировым требованиям экологичности, поскольку в процессе сжигания одного типа топлива одновременно генерируют сразу три типа энергии.
Благодаря такому комплексу достоинств тригенерационные установки все более широко применяются на предприятиях, где требуется не только электрическая и тепловая энергия, но также и генерация холод. Пивоваренные заводы, молокозаводы, другие производства пищевой промышленности, а также сфера нефтехимии, металлургии – ограничений н использование таких ГПУ фактически нет.
Возможно, Вам также будет интересно узнать про установку систем бесперебойного питания.