Двигатель Стирлинга и газовый котел Vitowin 300-W — альтернативный источник электроэнергии. Получение электричества из газа. Двигатель стирлинга котел

Теплодомус : Двигатель Стирлинга

Vitowin 300-W воспринимается потребителем прежде всего как альтернативный источник электроэнергии.

Когенерационные установки Vitotwin 300-W (маломощный аналог Мини ТЭС (ТЭЦ)) — это тепловые электростанции, которые позволяют получать одновременно электричество из газа и отопление газом. Из-за потерь в ЛЭП линиях электропередач схема автономного получения электроэнергии из газа оказалась эффективнее, а получаемое электричество дешевле стоимостью 7-10 коп. за 1 кВт, кроме того, самый лучший газовый генератор превращается в автономную систему энергоснабжения.

Тепло в электричество превращает свободно поршневой двигатель Стирлинга и плавный линейный генератор напряжения переменного тока, КПД — 15%, то есть 6,6 кВт тепла дают 1 кВт электричества — мощность электростанции. Пиковую нагрузку для подогрева горячей воды обеспечивает газовая горелка MatriX с конденсационным теплообменником Inox-Radial (КПД — 98%) конденсационного котла Vitodens 200-W — тепло генератора модулируемой мощностью 4,5-20 кВт. Главное, в процессе генерации электричества двигатель Стирлинга нагревает воду в охлаждающем его контуре до 6 кВт, (этого хватит на отопление дома площадью 135 м2 со средним утеплением для Одессы) КПД — 81%. Суммарная производительность когенерационной установки 26 кВт тепловой и 1 кВт электрической энергии.

6 кВт тепла газа работают на отопление 135 м2 дома и обеспечивают этот дом электроэнергией в 1 кВт себе стоимостью 7 коп. В случае потребления горячей воды, мощность модулируемой горелки конденсационного котла возрастает с 6 кВт до 26 кВт.

Самый экономичный режим работы Vitotwin 300-W с ежегодным потреблением газа около 26 000 кВт*ч в год (3174 м3/год) и получением электроэнергии около 3000 кВт*ч в год (8,2 кВт/сутки). Получение электроэнергии без аккумуляторов требует постоянной работы газовой горелки, поэтому к Vitotwin 300-W подключают бойлер косвенного нагрева, желательно Vitocell 340-M на 750 литров. Самостоятельная сетевая адаптация. Размеры когенерационной установки (Высота х Глубина х Ширина) 900 х 480 х 480 мм, лёгкий монтаж на стену, как настенный газовый котёл.

Возможно, перспективным будет использование комбинации двигателя Стирлинга с тепловым насосом для дешевого отопления или с пиролизным котлом на дровах для полностью автономного энергоснабжения.

Источник.

teplodomus.ru

Мощный генератор 700 Вт на альфа двигателе Стирлинга

Чаще всего в интернете на глаза попадаются двигатели Стирлинга «хоббийного» типа, от которых вы навряд ли получите какую-либо полезную мощность. Конечно же многие из этих проектов вдохновляют и даже удивляют. Но, тем не менее, многие из них имеют право на будущее в качестве генераторов различной мощности, пусть даже и очень незначительной. Именно поэтому многие стирлингостроители с волнение и завистью смотрят на более перспективные, серьёзные и мощные генераторы на двигателях Стирлинга.

SV-2 представляет собой двигатель Стирлинга альфа конфигурации с использованием воздуха в качестве рабочего тела. Рабочее давление составляет 12 бар (175 фунтов на квадратный дюйм или 11.8 атмосфер или 1,2 мегапаскаля). Объем составляет 127 кубиков. Механическая выходная мощность на валу равна 700 Вт при 1800 оборотов в минуту.

На Ютьюбе есть видео генератора, разработанного на основе автомобильного компрессора от кондиционера. Далее перевод рассказа Дэйва Кирка, который представил на YouTube свой проект SV-2 MKII альфа-стирлинг (V-Twin) генератора.

Вдохновленный MP1002C Philips

В середине 80-х, я имел удовольствие быть свидетелем испытаний генераторной установки  MP1002C Philips которая на самом деле реально работала. Опыт произвёл на меня глубокое впечатление, особенно в том, как спокойно Стирлинг завёлся и ожил. Максимум шума исходил от горелки (камеры сгорания), но в конечном итоге от двигателя Philips исходил очень приятный звуковой фон — всё, что нужно было заменить — были шумящие подшипники.

Как говорится в старой поговорке, «Он работал и работал, как швейная машинка Зингер»! В то время, мой опыт общения с двигателями Стирлинга состоял из проектирования нескольких моделек настольного размера, но, увидев и услышав работающий двигатель Philips, я захотел спроектировать, сделать дизайн и собрать двигатель такого же калибра … сделать нечто достаточно большое, что производило бы полезную ощутимую работу.

Выбор пал на конфигурацию «альфа» по следующим причинам

• Эта конструкция имеет самое большое отношение рабочего объёма к общему объему двигателя, что позволяет физически получить компактный двигатель.
• При конструировании альфы сдвиг фаз поршней составляет 90 градусов и поэтому достигается идеальный первичный баланс, что способствует более тихому ходу.
• С механической точки зрения и с точки зрения исполнения в «железе» он очень простой, поэтому его выгодно строить.

Наддув (нагнетание давления в Стирлинге)

Для получения значимых выходных мощностей необходимо повышать давление в рабочей зоне двигателя. Зная, что двигатель Philips работал при давлении 12 бар (175 фунтов на квадратный дюйм), я хотел бы получить двигатель, который был бы конструктивно прочным и компактным, чтобы работать на данных уровнях внутреннего давления рабочего газа. Рабочим телом был воздух, и выбран он был на основании практичности. Я хотел, чтобы в моём генераторе смазка осуществлялась маслом, так же как и в Стирлинге от Philips — эта функция в значительной степени способствует тихой работе и длительному сроку службы, который очень хочется получить в двигателе Стирлинга.

Компрессор кондиционера от Chrysler

Примерно в это же время мне в руки попался холодильный компрессор и оказалось, что он идеально подходит в качестве основы для запланированного мной двигателя. Это был автоматический компрессор кондиционера RV-2 компании Chrysler. Кривошип разносил поршни на 90 градусов (дизайн V-твин), с диаметром цилиндра 58,7 мм и ходом поршня 33,4 мм.

В обоих цилиндрах в сочетании с правильной траекторией движения газа, рабочим объемом составил 127,8 куб.см, что составляет более чем вдвое больший объём по сравнению с MP1002C двигателя Philips. Являясь холодильным компрессором, конструкция была сделана основательно и с достаточным запасом прочности для такого сильного сжатия. Кроме того, этот компрессор содержал героторный масляный насос, который  под давлением смазывал края большим шатунным подшипникам. Каждый алюминиевый поршень имел одно компрессионное кольцо и соединены через алюминиевые шатуны Alcoa. Этот компрессор оказался самым оптимальным для моей задумки.

Годы разработки

На протяжение нескольких лет, я спроектировал и уже отработал все необходимые компоненты, для того, чтобы адаптировать компрессор к работе в двигателе Стирлинга. Я также сконструировал трубчатую несущую раму, которая являлась несущим основанием для двигателя. Рама стилизована под аналогичную используемую на генераторной установке Philips.

Головка нагревателя, вытеснитель и внутренний цилиндр выполнен из труб нержавейки 302 различных размеров. В роли регенератора использовал путанку из медной проволоки. Охладитель, расположенный со стороны сжатия двигателя, был изготовлен из алюминиевых трубок. Использовал небольшой генератор 200 Вт 12 вольт с ременным приводом, который изначально был куплен и предназначался для работы на садовом тракторе.

Вот этот двигатель, получивший название SV-2 MK I (Stirling V-2 Mark I):

Изначальные характеристики и рабочее тело

Двигатель заработал, но производительность его была далека от ожидаемой величины. Я пробовал использовать гелий в качестве рабочего тела, и это помогло, повлияв как на выходную мощность, так и на обороты, но при этом было слишком очевидно, что что-то было кардинально не правильно. Работа двигателя будет существенно лучше при поднятии давления до 2 бар и оборотах 2000 в минуту, отдавая примерно 50 Вт мощности на выходе уже с электрогенератора … дальнейшее изменение в большую или меньшую сторону скорости или давления приведёт к потере выходной мощности. Кроме того, блок цилиндров начнёт очень сильно греться через незначительное время после запуска, что является доказательством о завышенной теплопередаче вдоль корпуса двигателя.

Конфигурация двигателя. Пробы и ошибки

После долгих раздумий (и нескольких лет разочарования) я понял, что в этой конфигурации допущены ошибки. В первую очередь — в любом двигателе Стирлинга нагреватель, регенератор, и холодильник должны быть «моноблочные», то есть их размещают в непосредственной близости друг от друга. Это означает, что эти три термодинамические компоненты должны все находиться в стороне от вытеснителя двигателя, вместо того, чтобы «разбросать» их по всей цепи газового тракта, как я сделал на МК I. Такой грамотный дизайн очень важен для хорошей производительности и такая плотная моноблочная компоновка чётко прослеживается на всех двигателях Philips. Тот факт, что я расположил регенератор в тесном контакте с блоком двигателя способствовали утечке тепла вдоль всей длины двигателя — это явно плохое решение в конструкции Стирлинга.

Несмотря на не оптимальную работу, я много узнал о расходе масла и о том как очищать перемещающуюся смазку в рабочем пространстве. Разобрался с техническими особенностями особой скруглённой формы вытеснителя, его прерывистых движений, уплотнительными кольцами и канавками для них и разделённой формы вытеснителя. Открытие безуглеродного состава синтетических масел с высокой температурной точкой вспышки также было очень полезно. Собственная конструкция отражателя пламени горелки на пропане также вызывал сомнение, но после нахождения некоторых старых публикаций на эту тему, успешная расчетная схема горелки наконец-то появилась и была успешно апробирована на трёх построенных экземплярах.

Новый дизайн и появление MK II

В тот момент я понял, что была необходима большая модернизация для того, чтобы получить хороший и эффективный двигатель. Копаясь в моих технических справочниках и книгах, я внедрил модернизацию во все термодинамические компоненты в газовом контуре. Были переработаны: головка нагревательного цилиндра из нержавеющей стали 316, на которой нанесены рёбра внутренние и внешние, фольга для регенератора, ребристый охладитель, а также новый вытеснитель из нержавейки с тонкими стенками.

Мой друг и энтузиаст в стирлингостроении Джон Арчибальд, согласился подготовить чертежи из моих эскизов дизайна и используя свои навыки в качестве слесаря-механика, помочь с созданием некоторых из наиболее сложных частей. Потребовалось еще несколько лет, чтобы получить все новые компоненты, но в конце 2012 года, версия MK II двигателя была готова и была собрана.

Пробный запуск генератора Стирлинга SV-2 MK II

Для SV-2 MK II был первый запуск в январе 2013 года и сразу было видно, что редизайн улучшил как ходовые качества, так и производительность. Двигатель стал работать довольно приятно, когда давление рабочего газа было поднято до  4 бар (3,95 атм. или 0,4 МПа), и при увеличении давления обороты увеличивались пропорционально. И замеры мощности не были сделаны в тот момент из-за не соответствующей геометрии горелки новой ребристой головке нагревателя.

Собранный двигатель с генератором показан ниже:

Водяное охлаждение стирлинга

Так как двигатель альфа имеет водяное охлаждение, то для циркуляции охлаждающей жидкости применён небольшой электрический гидронасос, запитываемый в дальнейшем от выходной мощности электрогенератора.

Дальнейшая разработка горелки

Новая горелка сейчас строится, она будет соответствовать ребристой геометрии головки нагревателя и будет выдавать более высокую теплоотдачу для предполагаемого вывода выходного вала 700 Вт на 1800 оборотов в минуту. Конструкция горелки должна быть готова к тестированию в следующем месяце или чуть позже, и должна быть полностью готова для исследования и раскрытия полного потенциала этого двигателя.

Сейчас нет планов и нет чертежей для этого генератора

У меня нет никаких планов ни производить этот двигатель ни продавать чертежи для изготовления его деталей. Это строго научный проект для демонстрации жизнеспособности данного изделия. Затруднения и издержки в изготовлении некоторых компонентов нивелировались выбором усреднённого хоббийного качества изготовления. Также, существуют компромиссы в использовании для данного двигателя элементов компрессора РВ-2, которые не будут присутствовать в идеальной конструкции. Если так и будет, то для повышения производительности это требует размещение всех термодинамических компонентов на основе собственной разработки —  то есть, спроектированный заново картер, поршни, шатуны и т.д. Только тогда это будет продукт, который сможет иметь определённый рыночный потенциал.

Пожалуйста, смотрите на мои новые видео YouTube, как прогрессирует развитие. Я искренне благодарю всех вас за проявленный интерес!

Дэйв Кирк

Кирк Двигатели, Inc.

Далее некоторые данные из самого видео.

Совсем недавно, полная реконструкция нагревателя, регенератора и холодильника была выполнена и ,были произведены новые компоненты. Этот вариант, SV-2 MKII включает в себя все тонкости, необходимые для достижения поставленных целей. Головка нагревателя сделана из заготовки стали 316 при помощи электроэрозионного процесса. Купол и фланец свариваются в месте. Как внутренние, так и наружные ребра использованы для усиления теплообмена с рабочей жидкостью.

Регенератор имеет корпус из нержавеющей стали 316 используя оберточную нержавеющую фольгу в виде материала регенератора. Толщина составляет 0,001 дюйма. Эта часть выполнена в виде цилиндрического контейнера. Торцевые экраны держат фольгу на месте.

Охладитель сделан из 6061 Т-6 алюминиевого сплава также при помощи электроэрозионного  процесса. Внешнее кольцо образует обводный канал для охлаждающей жидкости. Нагреватель, регенератор и охладитель между собой объединены в «стек» и герметизированы при помощи кольцеобразных уплотнений. Обратите внимание на 1 кубический сантиметр, расположенный рядом.

Головка цилиндра зоны компрессии изготовлена из алюминиевой заготовки. Соединительный канал сделан из толстостенной медной трубы.

«Стек» укреплён 4-мя несущими болтами диаметром 0,313 на кольцеобразных хомутах. Такая конструкция минимизирует утечку тепла в глубину структуры двигателя.

Cпасибо

domolov.ru

Бытовой двигатель стирлинга

Поиском не нашёл, так что традиционно: если было - киньте ссылкой, плз.Итак, вопрос к сообществу: почему не получает развития бытовое применение двигатель Стирлинга (хотя бы в составе электрогенератора)?КПД выше у ДВС, но если говорить об автономности, живучести и всеядности, то, вроде как, "стирлинг" кроет ДВС, как кит селёдку.Опять же, если рассматривать его не отдельно, а в составе системы отопления, то совокупно КПД должен быть сильно выше.В мирное время, в условиях доступности бензина и дешевезны генераторов смысла, пожалуй, не много. Но если говорить об условной автономности (удалённость от дорог и электросетей), то чем не вариант?

так что мешает сделать?чертежи в нете есть,анализируйте,адаптируйте под имеющуюся у вас техническую базу и вперед.но сперва неплохо бы паровую машину по книге Бекетова осилить(где-то тут выкладывали-дореволюционная книга "как самому сделать паровую машину до 1,5 лс)

Находит - посмотрите - многие твердотопливные котлы имеют встроенный стирлинг.И еще - раньше выпускали серийный стирлинг-генератор. Но перестали. По чему - хз. В Ютуб есть ролики с этим изделием.

Самому муторно делать. Хотел. Почти все материалы собрал. Но с нержей тяжело работать - плюнул. Делать же из обычной стали - удел энтуазистов, слишком среды агрессивные - не долго проживет самоделка. Для выживыльщика не айс. Лучше сделать простейшую перегонную колонну для производства скипидара из хвои. На скипидаре бензовые движки нормально работают.

Про КПД. У меня книжица 1977года под редакцией М.Г.Круглова. Называется Двигатели Стирлинга. Так там упоминается Голландско Шведский карьерный серийно выпускаемый самосвал с двигателем Стирлинга. Так у его КПД зимой дотягивает до 70%. Какой ДВС на такое способен?. Где-то вычитал, что ещё при царе серийно выпускался для бытовых нужд относительно дешовый двгатель Стирлинга. Под названием "Тепло и Сила". Правда, тогда электричество в быту не использовали и двигатели применялись для привода разных полезных механизмов.

А зря! Потери в турбинах на преодоление сопртивления связанного с трением в пограничном слое, вполне соответствуют потерям на трение в поршнях и потерях в трубах-клапанах. Существует даже турбина Тесла, в котрой вся энергия отнимается от струи посредством трения газа о гладкие диски. А разница температур между 1100градусов и минус10, дедушке Карно наверно понравилась бы.

А зря! Потери в турбинах на преодоление сопртивления связанного с трением в пограничном слое, вполне соответствуют потерям на трение в поршнях и потерях в трубах-клапанах. Существует даже турбина Тесла, в котрой вся энергия отнимается от струи посредством трения газа о гладкие диски. А разница температур между 1100градусов и минус10, дедушке Карно наверно понравилась бы.

Ув. Конь, я не буду топтать клаву, и объяснять вам разницу в кинематике работы кривошипного-шатунного ДВС и вращающейся турбины. Я даже не стану предлагать вам поднять голову наверх, и посчитать, сколько над вами пролетает самолётов с винтовыми ДВС, и сколько - с турбинами. Видимо в авиационных КБ сплошь и рядом дураки работают, которые не могут просчитать сопротивление пограничного слоя, и лепят свои турбины куда ни попадя.Я просто положу тут одну картинку из одной вполне реальной книги. И буду рад увидеть похожие картинки из ваших мифических книг.

Не вижу противоречий. У меня даные из одной книжки,(указал какой) У Вас из другой. А ГТУ стоят не только в самолётах. Их преимущество в авиации, это прежде всего удельная мощность. И в принципе у них должен быть кпд выше чем у поршневых, за счёт использования "выхлопного хвостика на графике". То есть у них степень расширения выше степени сжатия. Приспособления наддува в поршневых мало повышают КПД, они больше мощность увеличивают. Да и на вашем графике У поршневых ДВС,(у больших) кпд выше чем у ГТУ. Сам я никогда Стирлингов не строил и не видел. Потому ничего от себя утверждать не берусь.(В.В.Маяковский сказал;-"Мало ли что можно в книжке намолоть".)П.С. Посылать картинки, такими возможностями не располагаю.

Гораздо эффективнее будет установить солнечные вакуумные коллекторы, чем городить огород из стирлингов.Поверьте, любой двигатель (хоть стирлинг, хоть даже паровик), который можно создать в кустарных условиях, будет обладать удручающим КПД, и в то-же время останется ломучим говном, которое вместо того, чтобы приносить вам какую-либо реальную пользу, будет постоянно пить вашу кровь, требуя постоянного обслуживания и ремонтов. А в условиях вероятного БП, думаю, вам и без этого будет чем заняться.Конечно, если у вас есть доступ к современным ЧПУ станкам и прочему высокотехнологичному оборудованию, плюс образование позволяет грамотно спроектировать девайс - то возможно у вас что-то и получиться. Но думаю, среди обитателей палаты таковых нет.

Я так думаю, потому-что человек с оборудованием и образованием, найдёт тысячи способов заработать денег на производстве гораздо более простой, но востребованной продукции, а заработанные деньги потратит на покупку нормального стирлинга промышленного производства, который будет его радовать высоким КПД и беспроблемностью в работе. Если вы относитесь к таковым людям, то вот вам наколка - наладьте выпуск кронштейнов для крепления оптики на СВТ, максимально близких по конструкции к оригинальным. Оригинальное крепление стоит около 2000 вечнозелёных, точная копия в районе 600-800 баксов, но таковых на рынке мало. Кронштейны произвольной конструкции стоят от 150 баксов за дюраль, от 300 - за чугуний.Или наладьте выпуск реплик магазинов от той-же СВТ. Он стоит от 4500 р. Сейчас на рынок выкинули овердохрена огражданенных АВТ-40, по цене 3 копейки за пучок, а магазинв комплекте - всего один. С кронштейнами ситуацию я вам уже описал.Платёжеспособный спрос есть - а предложения мягко говоря не дофига. А вы говорите Стирлинг. Тут достаточно простую железяку выпилить некому.

Универсальных вещей не бывает, каждой вещи нужно место и время. В современном обществе (пока есть дешевые энергоносители) все хотят 1000 кВт здесь и сейчас, чтобы было с диким запасом. А вдруг пригодиться Вот я живу на юге, где светит абсолютно бесплатное солнце... если бы продавались Стирлинги с удовольствие поставил бы его качать воду днем в накопительную емкость. Халявная энергия разбаловала народ.

Небольшой офтоп:Универсальное электричество... Вот пример из жизни его универсальности: в вагончике живут рабочие. В холодное время в вагончике холодно. Раз холодно - нужно отапливать. Расскажу как это делается. Берется бензиновый электрогенератор, он вырабатывает электричество, которое по кабелю поступает в обогреватели, которые отваливаются вагончик.Вот она - Универсальность! Вот он - КПД!

я думаю вся проблема в том что стирлингом очень тяжело управлять в плане выдачи энергии было раньше, сейчас конечно можно чего то придумать с регулируемой электроникой тягой, но газ в пол и разгон до сотни за 10 секунд полагаю принципиально невозможен. Ну и насколько я слышал что на КВт мощности он больше по весу так что менее мобилен и в мелкой технике вроде легковых автомобилей менее удобен хотя с тех пор возможно доступность разных насосов и материалов позволяет уменьшить радиатор по весу перейдя на жидкостное охлаждение.

вообще задача чисто инженерная, а значит в нее надо ввалить (инвестировать) кучу бабла с рисками прогореть либо получить из г и палок рабочий но малопригодный образец и на этом закончить.

Пусть двигатель Стирлинга ватт 300, монтируемый на буржуйку будет стоить 50 т.руб.

И кто его купит? Все завопят, да я лучше китайский генератор за 7 тыс. 2 квт возьму и бензином на разницу зальюсь. Вот и вся экономика производства.

украинский дядька 500 вт за 500 баксов предлагал, но война...

1800 - это сикока?

Американцы так и делают для армии.

А немцы делают стирлинги для отопления-освещения стадионов. По России гуглите "русский стирлинг" вроде хотели наладить производство для бытовых нужд с немецким мотором фирмы Solo.

Для загородного дома взял бы.

Думаете, что продается как колбаса, цена за 1 ватт? Типа за 1 ватт - 1 евро?

Шведы и сейчас Стирлингом балуются http://www.rg.ru/2015/07/03/gibrid-site.html

Забудьте навсегда слово Стирлинг, это не технология для БП. Стирлинг это очень сложная в изготовлении технология с ростом мощности.Имеет смысл для применения только в особо специальных случаях,и изготавливается только за большие деньги, как правило госбюджетные.

Все изготовители Стирлингов "в сарае на коленке" сумасшедшие шарлатаны.

вот чем его топить, стирлинга этого, простигосподи!Это типа мне надо отправиться и напилить дров двуручкой, затем притащить их на саночках ( или как? лошадёв-то у меня нету), распилить на чурки правильной длины, поколоть колуном.И тогда этот стирлингпростигосподи мне что-то там повращает.Что же, сцуко, мне так необходимо повращать?Про бросание в топку бытовых отходов отмету сразу - откуда вдруг у меня горючие отходы в количествах появятся? Смех один, а не отходы. Вот нафига он вам вобще нужен, стирлинг этот? Что так жизненно необходимо крутить? Ну педалями, что ли, покрутите. Ну, типа швейной машинки с ножным приводам.Ворча, ухожу спать: "все им привод подавай, слесаря с мотором, блин... Полесовы, ёксель-моксель..."

В детстве приходилось по нескольку раз делать уроки при карбитке, керосиновой лампе, при свече, и даже несколько вечеров при лучине. При лучине дома не заблудишься, но читать, мучение, мало чем ярче за огонь от спички, и дым. Забыл как было читать при свече, но при керосиновой лампе вполне терпимо, хотя долго не выдержишь. При карбитке одинаково как и при электричестве. Но вот попробуйте читать теперь без электричества. Любой может проверить насколько неудобно. Это естественно после того как имеешь опыт читать и писать при электричестве. Потому совремённому человеку без электро освещения очень не комфортно, а то и в тягость. Про стиралку и микроволновку забудем, а вот холодильник, всегда пригодится. И вращать есть что стирлингу, хотя бы циркулярку или электропилу, чтобы "распилить на чурки правильной длины". Которые всё равно пилить придётся если беда наступит. Да и вообще в большом количестве сёл газа то нет, потому всё равно нужно пилить дрова. Варить пищу и обогреваться, как не крути, а необходимо. Но вот стирлинг строить самому вряд ли есть смысл. Уж легче и проще сварганить газогенератор, если по зарез нужно электричество, а нефтетоплив для электростанции с ДВС очень дорого или не достать. Захар живёт с электричеством. И у Кошастого компьютер не от лучины работает. Педалями такое не обеспечишь.

Послежу.

ИМХО, случись такая катастрофа, что электричество из розетки, а также топливо на основе нефтепродуктов для генерации электроэнергии станет недоступным, проблема организации досуга надолго станет второстепенной.Чтение на 95 и более процентов является развлечением. Ещё оно является инструментом програмирования шаблонов "что такое хорошо и что такое плохо".Причем востребовано програмирование шаблонов при перепрограмировании.Когда это надо произвести предельно быстро. ИМХО, это не про выживальщиков -куркулей, а про выживальщиков со стратегией "возглавить постапокалиптический мир".Я так думаю, что в условиях, при каких предполагается использовать стирлинг, будет сильно не до чтения.Анну Каренину перечитывать будешь?

Что до варианта с распиловкой: опять-таки, ИМХО, жрать дрова на распиловку стирлинг будет резво. Возможно, если распиловка приобретет огромные масштабы, то мощный двигатель пилить поможет. Но! В заготовке дров основная трудоемкость в валке и доставке. И массовость заготовки дров подразумевает сложившийся спрос на дрова.А чем расплачиваться за них будут? Жратвой?Жратва при данном сценарии станет ценнейшим ресурсом. Очень дефицитным.Предполагаю, что покупка дров в описанной ситуации будет чем-то похожей на покупку бутилированной питьевой воды в СССР.Я реально помню, как рвала шаблон мааленькая заметка в журнале ( кажется в "Вокруг Света", не уверен) о том, что буржуины воду покупают. А вариант для себя пилить дрова стирлингом, топя его же дровами - задолбаешься эти дрова с леу таскать. Двуручка - вот инструмент заготовки дров в пост БП. Или Лучковая.Кстати, любое производство (токарка по дереву, и т.п.) долго не будут востребованы по причине:количество людей должно уменьшиться под возможности кормовой базы на уровне доэлектрических и ДВСных технологий. А ништяков накоплено (посуда, инструменты, пр.) с большим запасом.

Воображаемая картина, когда после трудового дня усталый выживальщик садится почитать, надев чистую рубаху, предварительно умывшись и причесав власа и бороду, это некий лубок, идилия.

Как то так.

а лично ты как проблему освещения для себя решил? Стирлинг или как?

мысленный эксперимент:допустим, подарили тебе тракторишку (размером с самоходную газонокосилку на которой ездят). Только там именно двигатель стирлинга. Топка на дровах, длина поленца - 300 мм.Как думаешь, сколько дров понадобится, чтоб на нем 6 соток прокультивировать (без вспашки целины, земля ранее обрабатывалась)?

В каком случае ты потратишь больше труда:1. заготовка дров (с доставкой их из леса) и использование тракторишки2. непосредственно ручным инструментом.

ИМХО, в первом случае трудиться больше.

у вас, извините, триггерное мышление: либо лучины, либо трактор.

Идеально совместить стирлинг с системой отопления. Греем двигатель, он своим охладителем греет воду, идущую в накопитель. Мощность отопления приличного дома - около 10квт, даже если КПД 10% - для бытовых нужд достаточно. Все потери остаются внутри системы и служат по первичному назначению - для отопления. Вопрос только в изготовлении достаточно долговечного двигателя по разумной цене. Работал бы я сейчас в ремцехе, как когда-то - обязательно себе сделал бы. А на коленке да, проблематично.

Зачем сидеть в темноте. Для нормального "сидения" со светом, достаточно 5-10 ватт и светодиоды. Но стирлинг для этого не нужен. Хватит или этементов Пельтье (название неверное, правильно элементы Зеебека, а Пельтье это теже, но для охлаждения), или педалей, или ветрячка с аккумулятором. А стирлинг могбы пригодиться не при БП, а так в крестьянском хозяйстве, если учитывать цены на нефтепродукты. Не помешал бы стирлинг производимый ещё при царе и покупавшийся в основном "куркулями" и нвзывавшийся "Тепло и сила". Только изготовленый по совремённым технологиям и с совремённых материалов. А самому мастерить, разве для прикола. Что-то на востоке Украины, там где репетиция БП, никто не делает никаких стирлингов. Там кое кто делает газогенераторы для своих стареньких автомобилей, и некотрые, с помощью велосипеда, заряжают аккумуляторы, а потом освещение от светодиодов, и кратковременно компьютер. Это уже настоящий опыт.А про лучину было. Я упоминал. От её света меньше чем от совремённых ночников, и всё время нужно сидеть рядом и менять догарающие. А насчёт разницы заготавливать ддрова или ручным инструментом, то в зависимости от георафии местности и размеров участка. Пол сотки вскопать, не стоит даже заводить мотор. А вот пол гектара, ухандокаешься копать. Легче даже больше времени заготавливать дрова, (у меня трактор на дровах) чем не разгибаясь по несколько часов орудовать лопатой.

Я не "на слабо беру", мне как бы понятно, что тут мало у кого реальный газген или стирлинг имеется. У меня-то нет ничего дровяного, всё на бензине-электричестве. Даже дизельного сейчас ничего не имею, несмотря на ник.

Против реального опыта моя ИМХА не потянет.А против чужой ИМХИ - паритет.

Кстати, доведись тебе приобрести "тепло и сила" в желаемом исполнении, как применять будешь?

Молотилка? Маслобойка? Водоотлив?А есть что молотить-взбивать-откачивать в товарных количествах?

"Тепло и сила" появился в определённый исторический момент при возникновении относительно крупных хозяйств, когда объемы продукции потребовали применение машинной тяги.

Для возникновения такого хозяйства необходимо:1. Товарные отношения в развитой фазе.2.свободное перемещение товаров (отсутствие грабителей корованов)3. наличие выраженного и территориально сконцентрированного разделения труда. Это когда в одном месте производят сельхоз продукцию, а в другом производят что-то другое.

ИМХО, такие условия возникли только после всеобщей железнодорожной связности. И при развитой транспортной структуре на конной тяге.

А до этого только в горном деле для водоотлива и на мануфактурах.

Реально! Второй год стоит без нужды.

А где взяли такой?

А где взяли такой?

Двигатель Стирлинга - вещь в себе. У него или высокий КПД, или необычайная простота и всеядность. Либо-либо. Шведский стирлинг для ПЛ намного сложнее и высокотехнологичнее любого дизеля и ГТД.

Я все по домашнему Стирлингу, совмещенному с многотопливным котлом страдаю. 25 Квт тепловой и 9 Квт электричества плюс горячая вода - самое то для меня. Где взять - не знаю. Русский Стирлинг молчит и на письма не отвечает.

Сделать-то его в принципе можно. Вопрос - из чего и на чём. Выточить цилиндр из нержавейки - та ещё забава. Даже если есть подходящая болванка и токарный станок. А у меня ни того, ни другого.

Сто лет назад - скорее всего чугунное литьё. Технология давняя, но ни разу не наколенная.

блин я не знаю.думал не единожды об этом всеммне всеже кажется что от парового котла, который можно топить любой подручной хней, от нефтепродуктов до шишек, толку будет больше в стационарном варианте. а летом гидроэнергия да и другие виды.в Коврове нашем кстати любопытные котлы производят которые топятся разным говном из под ног типа коры опилок и прочего, и выдают при этом полмегавата при совсем скромных затратах этого всякого говна. правда речь идет только о тепловой, как ее еще в какую полезную трансформировать не думал честно говоряпс а если речь о самобеглых повозках реально проще смолу перегнать причем при определеенной доле фантазии еще и интегрировать эту херь в повозку чтоб всегда под рукой

Сейчас присобачил бы электрогенератор, затем смазал, обмотал плёнкой и поставил в гараже в углу. На всякий случай, на востоке у нас война и кто знает, что будет дальше. А года 10 назад сопряг бы действительно с молотилкой, которая как и трактор стоит без пользы, к стати и поле моё тоже зарастает бурьяном без пльзы.

А "где взял". Всё построили сами, кроме, естественно, земли.

Двигатели "Нефтянка" работали на любом жидком топливе, включая разжиженную скипидаром и подогретую смолу. Про сто лет работы не знаю, но про 70 слыхал, а 40 видел в Белоруссии. И расход у них был не хуже совремённых простых дизелей. Но стационарные забулдыги.

Стирлинг, стирлинг, любое топливо, любое топливо! А как этим любым топливом греть головку стирлинга? Или как этот стирлинг пристроить к отопительному котлу. Разве через тепловые трубы. Это ли простота?

А прежде чем смолу перегонять, её нужно гдето взять или самому добыть. С дровами проще. И не обязательно дрова. Очень не плохо зарекомандовала гадость под названием амброзия.

Стирлинг был бы хорош,если бы кто-то с большими деньгами вложилсяи сделал промышленную серию 5 киловатников.

А так при всех реальных раскладах будет таки газогенерация и пиролиз.

При недоступности нефти-газа п. 1 отпадает сразу, по удобрениям-ядам год-полтора за счет запасов. на всех не хватит и хранятся плохо.поэтому - резкое падение производительности растениеводства и заготовки кормов. Соответственно - ни картофана-хлеба, ни курятины -яиц-молокопродуктов. На госслужбе - пайки из резервов. На селе - очень тяжелый ручной труд.Не до чтения. Солнце село - закончил вкалывать, с облегчением завалился спать.Немного полегче в местах, где сохранился тягловый скот (лошади, волы. даже коровы). На коровах в ВОВ пахали.И еще требуется инвентарь для обработки земли при помощи тягловых животных.Газген мог бы здорово помочь, но, основная с/хоз техника работает на соляре. Переделка под газген дизеля... Это уменьшение степени сжатия в разы + система зажигания. Очень непросто.

Попытка внятно сформулировать, что меня сильно смущает в этой теме:1. Основной проблемой при исчезновении доступности нефтепродуктов будет резкое падение производства пищи.2. Для решения проблемы п.1 требуется сельхозтехника на других источниках энергии. Либо восстановление доступности нефтепродуктов.Массовая переделка тракторов, комбайнов под газген мне представляется невозможной. Дизель трудно переделать.Единичные экземпляры тракторов на газгене проблемы не решат.А уж 5-10 КВт стирлинги - тем более.Во времена "тепла и силы" проблема тяги для обработки земли решалась лошадьми. И существенно большим количеством людей занятых в сельском хозяйстве. С навыками, заточенными под тот уклад.А теперь лошадок мало, и их в переходный период норовят сожрать. И плодятся они медленно.

Приблизительно поэтому идея бытового стирлинга мне кажется неконструктивной. Эта штука была интересна для другого технологического уклада в сельском хозяйстве. Для решения очень второстепенных проблем.

В основном почти согласен, но слишком уж мрачно. По пункту 1, уже сегодня многие производители подсолнуха, плевали на солярку. Заряжают свою технику хорошо отфильтрованным постным маслом с примесью бензина. Не сильно сложно в этой смеси заменить бензин скипидаром.Спирт не годится, он ни в каком дизеле не зажигается. Про хвалёное рапсовое масло не будем, ибо рапс истощет почву. Для замены бензина по крайней мере у карбюраторных моторов очень пдходит сильно крепкий самогон, самогон, к стати сильно крепкий самогон хоршо показал себя и в дизеле перведённом на искровое зажигание. Правда не все свечи годятся. Ну про комбайны, более чем согласен. Их вообще вряд ли стоит переделывать на газген, нужен экипаж как на лайнере. Насчёт удобрений, так и теперь практикуют без химческое земледелие, ничего получается. даже азот с попощью бобовых восстанавливают. Ядохимикаты, не слишком и нужны, да и многие можно заменить на растительные препараты. Гербициды, да. Но можно и без них. Насчёт стирлинга, при БП он конечно бы пригодился, раз и сегодня полно у людей китайских генраторв, косилок, микрокомбайнов, насосов, мотоблоков, и т.д. с ДВС работающих на нефтепродуктах. Но, а это "Но" очень огромное. Не существует пока ни такого стирлинга ни способа удобно использовать для его топливо. Потому конечно сейчас казговор о стирлинге сугубо теоретичко-фантастический.

Сперва о комбайне. Не скажу внятно, но когда смотртшь на то, какое всё кругом сухое и легковоспламеняемое, и видишь как розжигается ГГ, становтся страшновато. Да и кроме ГГ у комбайнёра есть в избытке куда сосредотачивать внимание. И комбайн вообще "перегружен" механизмами и весьма тяжёлый. Приходится для некоторых почв использовать гусиничные, а тут ещё с пол тонны. Не! На комбайн ГГ, нельзя!

Ну во первых, непонятно почему страх перед заготовкой топлива для стирлинга. Один литр солярки заменяется примерно тремя килогаммами растительной массы. А насчёт применеия, если бы был, то привод молотилки, привод электрогенратора. И не так осещение, как важно например нагнать холода в погреб, Поскольку при БП холодильник - роскошь, а не всякий погреб холоден. Но строить стирлинг при БП, это конечно глупость. Вроде будет мало разного "железа" пригодного для создания привода некоторой техники.

Уголь то будет... ну не антрацит канешна)

Котел - это вода. Причем расходуемая очень быстро. Вода - это кальций - накипь. Где столько дистилированной воды брать будете? Расходы на ее перегонку посчитали?

Стирлинг, стирлинг, любое топливо, любое топливо! А как этим любым топливом греть головку стирлинга? Или как этот стирлинг пристроить к отопительному котлу. Разве через тепловые трубы. Это ли простота?

Да без проблем - в камеру горения вкрячить то Стирлинг и пусть огонь и трубы с теплоносителем и водой и его греет.

Ну это не проблема. Это только на паровозах да локомобилях пар выпускали в атмосферу. А на последних пароходах и совремённых ТЭС и ТЭЦ, вода совершает кругооборот. Не сложно в наше время пустить выхлоп в автомобильный радиатор, который станет конденсатором. Это даже может увеличить КПД, ввиду понижения температуры выхлопа и, естественно, давления в конденсаторе. Но Боже! А как насчёт разведения паров? Как резко "дать газу" на продолжительное время? Как резко скинуть этот "газ", если пропала нагрузка? Паровик в домашних условиях очень занудная штука. Видел в детстве опыты своего отца. Дома он паровиком вращал жернова.

Ох не совсем. Какая площадь у головки, сколько тепла за единицу времени можно передать в её, при градиенте температур в 800 градусов? Если просто греть огнём то львиная доля энергии уёдёт в дымоход. Какой общий КПД получится не взирая на повышенный КПД стирлинга относительно ДВС,

guns.allzip.org

Двигатель Стирлинга и газовый котёл Vitotwin 300-W — альтернативный источник электроэнергии. Получение электричества из газа. Самый лучший газовый генератор

Частота отключения света, цены, тарифы на электричество в Украине требуют альтернативных решений энергоснабжения. Мы предлагаем газо генератор от Viessmann — газовый генератор вырабатывает электроэнергию (электричество) из газа.

Vitotwin 300-W воспринимается потребителем прежде всего как альтернативный источник электроэнергии. Когенерационные установки  Vitotwin 300-W (маломощный аналог Мини ТЭС (ТЭЦ) )  это тепловые электростанции, которые позволяют получать одновременно электричество из газа и отопление газом. Из-за потерь в ЛЭП линиях электропередач схема автономного получения электроэнергии из газа оказалась эффективнее, а получаемое электричество дешевле стоимостью 7-10 коп. за 1 кВт, кроме того, самый лучший газовый генератор превращается в автономную систему энергоснабжения.

Тепло в электричество превращает свободно поршневой двигатель Стирлинга и плавный линейный генератор напряжения переменного тока, КПД — 15 %, то есть 6,6 кВт тепла дают 1 кВт электричества — мощность электростанции. Пиковую нагрузку для подогрева горячей воды обеспечивает газовая горелка MatriX с конденсационным теплообменником Inox-Radial (КПД — 98 %) конденсационного котла Vitodens 200-W — тепло генератора модулируемой мощностью 4,5-20 кВт. А, главное, в процессе генерации электричества двигатель Стирлинга нагревает воду в охлаждающем его контуре до 6 кВт, (этого хватит на отопление дома площадью 135 м2 со средним утеплением для Одессы) КПД — 81 %. Суммарная производительность когенерационной установки 26 кВт тепловой и 1 кВт электрической энергии.

6 кВт тепла газа работают на отопление 135 м2 дома и обеспечивают этот дом электроэнергией в 1 кВт себе стоимостью 7 коп. В случае потребления горячей воды, мощность модулируемой горелки конденсационного котла возрастает с 6 кВт до 26 кВт.

Самый экономичный режим работы Vitotwin 300-W с ежегодным потреблением газа около 26 000 кВт*ч в год (3174 м3/год) и получением электроэнергии около 3000 кВт*ч в год (8,2 кВт/сутки). Получение электроэнергии без аккумуляторов требует постоянной работы газовой горелки, поэтому к Vitotwin 300-W подключают бойлер косвенного нагрева, желательно Vitocell 340-M на 750 литров. Самостоятельная сетевая адаптация. Размеры когенерационной установки (Высота х Глубина х Ширина) 900 х 480 х 480 мм, лёгкий монтаж на стену, как настенный газовый котёл.

Где купить двигатель Стирлинга можно узнать у менеджера по продажам.

Возможно перспективным будет использование комбинации двигателя Стирлинга с тепловым насосом для дешевого отопления или с пиролизным котлом на дровах для полностью автономного энергоснабжения.

Если двигатель Стирлинга будет продаваться в Украине, возможная цена около  12720 Евро.

www.profik.com.ua

Двигатель стирлинга большой мощности своими руками

Низкотемпературные двигатели Стирлинга

Принцип дествия:

Видео низкотемпературного двигателя Стирлинга:

Низкотемпературные двигатели могут работать от самой небольшой разницы температур, вплоть до нескольких градусов. Они бывают исключительно гамма-типа, и вытеснительный цилиндр у них имеет плоскую форму.

Они отличаются коротким ходом, малым объемом рабочего цилиндра и низкой уровнем мощности. Основное направление применения низкотемпературных стирлингов – использование солнечной энергии.

Ведь в нем, как и в каждом из типов стирлингов заложены мощные возможности, доказанные теоретиками, которые пока ограничиваются технологической невозможностью создать подходящие условия. Ученые видят большое будущее за этим типом двигателя, так как разница температур всего в 900 может давать при определенных условиях от 10 до 100 ватт на 25 см диаметра цилиндра.

Двигатель Стирлинга и газовый котёл Vitotwin 300-W #8212 альтернативный источник электроэнергии. Получение электричества из газа. Самый лучший газовый генератор

Vitotwin 300-W воспринимается потребителем прежде всего как альтернативный источник электроэнергии. Когенерационные установки  Vitotwin 300-W (маломощный аналог Мини ТЭС (ТЭЦ) )  это тепловые электростанции, которые позволяют получать одновременно электричество из газа и отопление газом. Из-за потерь в ЛЭП линиях электропередач схема автономного получения электроэнергии из газа оказалась эффективнее, а получаемое электричество дешевле стоимостью 7-10 коп. за 1 кВт, кроме того, самый лучший газовый генератор превращается в автономную систему энергоснабжения.

Тепло в электричество превращает свободно поршневой двигатель Стирлинга и плавный линейный генератор напряжения переменного тока, КПД #8212 15 %, то есть 6,6 кВт тепла дают 1 кВт электричества #8212 мощность электростанции. Пиковую нагрузку для подогрева горячей воды обеспечивает газовая горелка MatriX с конденсационным теплообменником Inox-Radial (КПД #8212 98 %) конденсационного котла Vitodens 200-W #8212 тепло генератора модулируемой мощностью 4,5-20 кВт. А, главное, в процессе генерации электричества двигатель Стирлинга нагревает воду в охлаждающем его контуре до 6 кВт, (этого хватит на отопление дома площадью 135 м 2 со средним утеплением для Одессы) КПД #8212 81 %. Суммарная производительность когенерационной установки 26 кВт тепловой и 1 кВт электрической энергии.

6 кВт тепла газа работают на отопление 135 м 2 дома и обеспечивают этот дом электроэнергией в 1 кВт себе стоимостью 7 коп. В случае потребления горячей воды, мощность модулируемой горелки конденсационного котла возрастает с 6 кВт до 26 кВт.

Самый экономичный режим работы Vitotwin 300-W с ежегодным потреблением газа около 26 000 кВт*ч в год (3174 м 3 /год) и получением электроэнергии около 3000 кВт*ч в год (8,2 кВт/сутки). Получение электроэнергии без аккумуляторов требует постоянной работы газовой горелки, поэтому к Vitotwin 300-W подключают бойлер косвенного нагрева. желательно Vitocell 340-M на 750 литров. Самостоятельная сетевая адаптация. Размеры когенерационной установки (Высота х Глубина х Ширина) 900 х 480 х 480 мм, лёгкий монтаж на стену, как настенный газовый котёл.

Возможно перспективным будет использование комбинации двигателя Стирлинга с тепловым насосом для дешевого отопления или с пиролизным котлом на дровах для полностью автономного энергоснабжения.

Участник

Создание генератора Стирлинга 5 кВт

Наша команда приняла решение в некотором ближайшем будущем наладить производство генераторов с мотором Стирлинга.

У нас собралась отличная команда, необходимое оборудование и технологии. У некоторых людей в команде более 30 летний опыт работы в механическом проектировании и производстве.

Мы нацелены на создание генератора со следующими необходимыми характеристиками:

- Генератор должен выдавать до 5 кВт, 220/380 Вольт, 1 или 3 фазы, 50 Гц.

- Работа на сжиженном или природном газе.

- КПД 30% при частичной нагрузке. Минимальное КПД 20%.

- 5 лет работы без перерыва и обслуживания (40 000 часов).

- Возможность работы в составе отопительной системы дома.

Проведёные оценочные рассчёты должны привести к созданию мотора Стирлинга со следующими физическими параметрами:

- Двигатель гамма-типа.

- Температура нагревателя 450 градусов, охладителя 70 градусов.

- Постоянная скорость вращения 600-750 оборотов в минуту.

- Рекуперация отработаных газов.

- Независимое управление вытеснителем. Регулировка мощности изменением угла фазы.

Задача разбивается на 2 этапа:

1. Создание одного рабочего макета.

Источники:

sferatd.ru

Двигатель Стирлинга – принцип работы. Низкотемпературный двигатель Стирлинга (фото)

Двигатель Стирлинга, принцип работы которого качественно отличается от привычного для всех ДВС, когда-то составлял последнему достойную конкуренцию. Однако на какое-то время о нем забыли. Как этот мотор используется сегодня, в чем заключается принцип его действия (в статье можно найти также чертежи двигателя Стирлинга, наглядно демонстрирующие его работу), и каковы перспективы применения в будущем, читайте ниже.

История

В 1816 году в Шотландии Робертом Стирлингом была запатентована тепловая машина, названная сегодня в честь своего изобретателя. Первые двигатели горячего воздуха были изобретены еще до него. Но Стирлинг добавил в устройство очиститель, который в технической литературе называется регенератором, или теплообменником. Благодаря ему производительность мотора возрастала при удерживании агрегата в тепле.

Двигатель признали наиболее прочной паровой машиной из имеющихся на тот момент, так как он никогда не взрывался. До него на других моторах такая проблема возникала часто. Несмотря на быстрый успех, в начале двадцатого столетия от его развития отказались, так как он стал менее экономичным, по сравнению с появившимися тогда другими двигателями внутреннего сгорания и электродвигателями. Однако Стирлинг еще продолжал применяться в некоторых производствах.

Двигатель внешнего сгорания

Принцип работы всех тепловых моторов заключается в том, что для получения газа в расширенном состоянии необходимы большие механические усилия, чем при сжатии холодного. Для наглядной демонстрации этого можно провести опыт с двумя кастрюлями, наполненными холодной и горячей водой, а также бутылкой. Последнюю опускают в холодную воду, затыкают пробкой, затем переносят в горячую. При этом газ в бутылке начнет выполнять механическую работу и вытолкнет пробку. Первый двигатель внешнего сгорания основывался на этом процессе полностью. Правда, позже изобретатель понял, что часть тепла можно применять для подогрева. Таким образом, производительность значительно возросла. Но даже это не помогло двигателю стать распространенным.

Позже Эриксон, инженер из Швеции, усовершенствовал конструкцию, предложив охлаждать и нагревать газ при постоянном давлении вместо объема. В результате немало экземпляров стало использоваться для работы в шахтах, на судах и в типографиях. Но для экипажей они оказались слишком тяжелыми.

Двигатели внешнего сгорания от Philips

Подобные моторы бывают следующих типов:

• паровой;
• паротурбинный;
• Стирлинга.

Последний вид не стали развивать из-за небольшой надежности и остальных не самых высоких показателей по сравнению с появившимися другими типами агрегатов. Однако в 1938 году компания Philips возобновила работу. Двигатели стали служить для приводов генераторов в неэлектрофицированных районах. В 1945 году инженеры компании нашли им обратное применение: если вал раскручивать электромотором, то охлаждение головки цилиндров доходит до минус ста девяносто градусов по Цельсию. Тогда решено было применять в холодильных установках усовершенствованный двигатель Стирлинга.

Принцип работы

Действие мотора заключается в работе по термодинамическим циклам, в которых при разной температуре происходит сжатие и расширение. При этом регулирование потоком рабочего тела реализуется за счет изменяющегося объема (или давления – в зависимости от модели). Таков принцип работы большинства подобных машин, которые могут иметь разные функции и конструктивные схемы. Двигатели могут быть поршневыми или роторными. Машины с их установками работают в качестве тепловых насосов, холодильников, генераторов давления и так далее.

Помимо этого, есть моторы с открытым циклом, где регулирование потоком реализуется посредством клапанов. Именно их называют двигателями Эриксона, кроме общего названия имени Стирлинга. В ДВС полезная работа осуществляется после предварительного сжатия воздуха, впрыска топлива, нагрева полученной смеси вперемешку со сгоранием и расширения.

Двигатель Стирлинга принцип работы имеет такой же: при низкой температуре происходит сжатие, а при высокой – расширение. Но по-разному осуществляется нагрев: тепло подводится через стенку цилиндра извне. Поэтому он и получил название двигателя внешнего сгорания. Стирлинг применял периодическое изменение температуры с вытеснительным поршнем. Последний перемещает газ с одной полости цилиндра в другую. С одной стороны, температура постоянно низкая, а с другой – высокая. При передвижении поршня вверх газ перемещается из горячей в холодную полость, а вниз – возвращается в горячую. Сначала газ отдает много тепла холодильнику, а затем от нагревателя получает столько же, сколько отдал. Между нагревателем и холодильником размещается регенератор – полость, наполненная материалом, которому газ отдает тепло. При обратном течении регенератор возвращает его.

Система вытеснителя соединена с рабочим поршнем, сжимающим газ в холоде и позволяющим расширяться в тепле. За счет сжатия в более низкой температуре происходит полезная работа. Вся система проходит четыре цикла при прерывистых движениях. Кривошипно-шатунный механизм при этом обеспечивает непрерывность. Поэтому резких границ между стадиями цикла не наблюдается, а КПД двигателя Стирлинга не уменьшается.

Учитывая все вышесказанное, напрашивается вывод, что этот двигатель является поршневой машиной с внешним подводом тепла, где рабочее тело не покидает замкнутое пространство и не заменяется. Чертежи двигателя Стирлинга хорошо иллюстрируют устройство и принцип его действия.

Детали работы

Солнце, электричество, ядерная энергия или любой другой источник тепла может подводить энергию в двигатель Стирлинга. Принцип работы его тела заключается в применении гелия, водорода или воздуха. Идеальный цикл обладает термическим максимально возможным КПД, равным от тридцати до сорока процентов. Но с эффективным регенератором он сможет работать и с более высоким КПД. Регенерацию, нагрев и охлаждение обеспечивают встроенные теплообменники, работающие без масел. Следует отметить, что смазки двигателю нужно очень мало. Среднее давление в цилиндре составляет обычно от 10 до 20 МПа. Поэтому здесь требуется отличная уплотнительная система и возможность попадания масла в рабочие полости.

Сравнительная характеристика

В большинстве работающих сегодня двигателей подобного рода используется жидкое топливо. При этом непрерывное давление легко контролировать, что способствует снижению уровня выбросов. Отсутствие клапанов обеспечивает бесшумную работу. Мощность с массой сопоставимы моторам с турбонаддувом, а удельная мощность, получаемая на выходе, равна показателю дизельного агрегата. Скорость и крутящий момент не зависят друг от друга.

Затраты на производство двигателя гораздо выше, чем на ДВС. Но при эксплуатации получается обратный показатель.

Преимущества

Любая модель двигателя Стирлинга имеет много плюсов:

• КПД при современном проектировании может доходить до семидесяти процентов.
• В двигателе нет системы высоковольтного зажигания, распределительного вала и клапанов. Его не нужно будет регулировать в течение всего срока эксплуатации.
• В Стирлингах нет того взрыва, как в ДВС, который сильно нагружает коленвал, подшипники и шатуны.
• В них не бывает того эффекта, когда говорят, что «двигатель заглох».
• Благодаря простоте прибора его можно эксплуатировать в течение длительного времени.
• Он может работать как на дровах, так и с ядерным и любым другим видом топлива.
• Сгорание происходит вне мотора.

Недостатки

• Главным минусом конструкции является ее материалоемкость.
• Рабочее тело нужно охлаждать, из-за чего габариты существенно увеличиваются.
• Для получения равных с ДВС характеристик необходимо использовать высокое давление.
• К рабочему телу тепло подводят через стенки теплообменников, у которых ограниченная теплопроводность.
• Чтобы изменить мощность двигателя, изменяют объем буферной емкости, среднее давление рабочего тела, фазного угла между вытеснителем и поршнем.

Применение

В настоящее время двигатель Стирлинга с генератором используют во многих областях. Это универсальный источник электрической энергии в холодильниках, насосах, на подводных лодках и солнечных электрических станциях. Именно благодаря применению различного вида топлива имеется возможность его широкого использования.

Возрождение

Эти двигатели снова стали развиваться благодаря компании Philips. В середине двадцатого века с ней заключила договор General Motors. Она вела разработки для применения Стирлингов в космических и подводных устройствах, на судах и автомобилях. Вслед за ними другая компания из Швеции, United Stirling, стала заниматься их развитием, включая и возможное использование на легковых автомобилях.

Сегодня линейный двигатель Стирлинга применяется на установках подводных, космических и солнечных аппаратов. Большой интерес к нему вызван из-за актуальности вопросов ухудшения экологической обстановки, а также борьбы с шумом. В Канаде и США, Германии и Франции, а также Японии идут активные поиски по развитию и совершенствованию его использования.

Будущее

Явные преимущества, которые имеет поршневой и роторный двигатель Стирлинга, заключающиеся в большом ресурсе работы, применении разного топлива, бесшумности и малой токсичности, делают его очень перспективным на фоне мотора внутреннего сгорания. Однако с учетом того, что ДВС на протяжении всего времени совершенствовали, он не может быть легко смещен. Так или иначе, именно такой двигатель сегодня занимает лидирующие позиции, и сдавать их в ближайшее время не намерен.

fb.ru

Двигатель стирлинга большой мощности своими руками

Низкотемпературные двигатели Стирлинга

Принцип дествия:

Видео низкотемпературного двигателя Стирлинга:

Низкотемпературные двигатели могут работать от самой небольшой разницы температур, вплоть до нескольких градусов. Они бывают исключительно гамма-типа, и вытеснительный цилиндр у них имеет плоскую форму.

Они отличаются коротким ходом, малым объемом рабочего цилиндра и низкой уровнем мощности. Основное направление применения низкотемпературных стирлингов – использование солнечной энергии.

Ведь в нем, как и в каждом из типов стирлингов заложены мощные возможности, доказанные теоретиками, которые пока ограничиваются технологической невозможностью создать подходящие условия. Ученые видят большое будущее за этим типом двигателя, так как разница температур всего в 900 может давать при определенных условиях от 10 до 100 ватт на 25 см диаметра цилиндра.

Двигатель Стирлинга и газовый котёл Vitotwin 300-W #8212 альтернативный источник электроэнергии. Получение электричества из газа. Самый лучший газовый генератор

Vitotwin 300-W воспринимается потребителем прежде всего как альтернативный источник электроэнергии. Когенерационные установки  Vitotwin 300-W (маломощный аналог Мини ТЭС (ТЭЦ) )  это тепловые электростанции, которые позволяют получать одновременно электричество из газа и отопление газом. Из-за потерь в ЛЭП линиях электропередач схема автономного получения электроэнергии из газа оказалась эффективнее, а получаемое электричество дешевле стоимостью 7-10 коп. за 1 кВт, кроме того, самый лучший газовый генератор превращается в автономную систему энергоснабжения.

Тепло в электричество превращает свободно поршневой двигатель Стирлинга и плавный линейный генератор напряжения переменного тока, КПД #8212 15 %, то есть 6,6 кВт тепла дают 1 кВт электричества #8212 мощность электростанции. Пиковую нагрузку для подогрева горячей воды обеспечивает газовая горелка MatriX с конденсационным теплообменником Inox-Radial (КПД #8212 98 %) конденсационного котла Vitodens 200-W #8212 тепло генератора модулируемой мощностью 4,5-20 кВт. А, главное, в процессе генерации электричества двигатель Стирлинга нагревает воду в охлаждающем его контуре до 6 кВт, (этого хватит на отопление дома площадью 135 м 2 со средним утеплением для Одессы) КПД #8212 81 %. Суммарная производительность когенерационной установки 26 кВт тепловой и 1 кВт электрической энергии.

6 кВт тепла газа работают на отопление 135 м 2 дома и обеспечивают этот дом электроэнергией в 1 кВт себе стоимостью 7 коп. В случае потребления горячей воды, мощность модулируемой горелки конденсационного котла возрастает с 6 кВт до 26 кВт.

Самый экономичный режим работы Vitotwin 300-W с ежегодным потреблением газа около 26 000 кВт*ч в год (3174 м 3 /год) и получением электроэнергии около 3000 кВт*ч в год (8,2 кВт/сутки). Получение электроэнергии без аккумуляторов требует постоянной работы газовой горелки, поэтому к Vitotwin 300-W подключают бойлер косвенного нагрева. желательно Vitocell 340-M на 750 литров. Самостоятельная сетевая адаптация. Размеры когенерационной установки (Высота х Глубина х Ширина) 900 х 480 х 480 мм, лёгкий монтаж на стену, как настенный газовый котёл.

Возможно перспективным будет использование комбинации двигателя Стирлинга с тепловым насосом для дешевого отопления или с пиролизным котлом на дровах для полностью автономного энергоснабжения.

Участник

Создание генератора Стирлинга 5 кВт

Наша команда приняла решение в некотором ближайшем будущем наладить производство генераторов с мотором Стирлинга.

У нас собралась отличная команда, необходимое оборудование и технологии. У некоторых людей в команде более 30 летний опыт работы в механическом проектировании и производстве.

Мы нацелены на создание генератора со следующими необходимыми характеристиками:

- Генератор должен выдавать до 5 кВт, 220/380 Вольт, 1 или 3 фазы, 50 Гц.

- Работа на сжиженном или природном газе.

- КПД 30% при частичной нагрузке. Минимальное КПД 20%.

- 5 лет работы без перерыва и обслуживания (40 000 часов).

- Возможность работы в составе отопительной системы дома.

Проведёные оценочные рассчёты должны привести к созданию мотора Стирлинга со следующими физическими параметрами:

- Двигатель гамма-типа.

- Температура нагревателя 450 градусов, охладителя 70 градусов.

- Постоянная скорость вращения 600-750 оборотов в минуту.

- Рекуперация отработаных газов.

- Независимое управление вытеснителем. Регулировка мощности изменением угла фазы.

Задача разбивается на 2 этапа:

1. Создание одного рабочего макета.

Источники:

www.sferatd.ru

Смотрите также

• 
  Котел конденсационный протерм
• 
  Эпо 24 котел
• 
  Резервный электрический котел
• 
  Котел электрический резервный
• 
  Котел wolf fng
• 
  Fng котел wolf
• 
  Котел пиролизный фото
• 
  Фото пиролизный котел
• 
  Котел прагматик 30
• 
  Котел ишма настенный
• 
  Ишма настенный котел