Газовый котел с электрогенератором: устройство, принцип работы, обзор лучших брендов

Принцип работы и устройство

Электрическая станция, работающая на газу, функционирует так же, как и бензогенератор. Принцип её работы заключается в преобразовании механической энергии в электрическую. Все рабочие операции проходят в силовой установке и генераторе.

Их ход протекает следующим образом:

• Станция подключается к газовому баллону или магистральному трубопроводу;
• газ через систему патрубков и фильтрующих устройств поступает в двигатель и взаимодействует с воздухом;
• Сформировавшаяся топливно-воздушная смесь под действием цилиндров силового агрегата загорается, образуя газы расширения, которые активируют работу поршневого механизма;
• Вращательные движения от вала двигателя передаются роторному устройству, которое трансформирует их в электроэнергию.

Разновидности

Каждый газогенератор для дома классифицируется по ряду признаков:

• Длительности работы;
• Типу генератора;
• Виду топлива.

Длительность автономного функционирования

В соответствии с продолжительностью работы бытовые генераторы делятся на следующие разновидности:

• Постоянные. Устройства такого рода используются в качестве единственного источника энергии в домашней системе электроснабжения. Применение постоянного генератора будет оптимальным решением для энергообеспечения дачных участков и загородных коттеджей, которые располагаются вдали от электрических магистралей либо находятся в тех районах, где нет возможности подключения к сети. Установка может быть подключена к таким источникам газа, как баллоны, газгольдеры или трубопроводы.
• Резервные. Особенностью данного типа генераторов является необходимость его периодического выключения после нескольких часов непрерывной работы. Резервные установки могут работать в течение 20 часов, после чего им потребуется время на остывание, которое составляет в среднем около 2 часов. Аппараты этой категории могут использоваться только в качестве аварийных источников питания в период обесточивания внешних сетей.

Типы генераторов

В зависимости от типа генератора газовые электростанции делятся на следующие виды:

• Однофазные. Данные агрегаты используются в качестве источника питания для однофазных энергопотребителей, функционирующих от тока с напряжением 230 В. Такие устройства рассчитаны на электроснабжение коттеджа в пределах нескольких часов.
• Трёхфазные. Эти установки призваны обеспечить питание электроприборов, работающих от напряжения 380 В. Агрегаты такого типа применяются в производственных мастерских, а также на строительных площадках и территориях складских помещений. Использование трёхфазного генератора для загородного дома будет обоснованным лишь в том случае, если вблизи располагается трансформаторная подстанция на 380 В.

Виды используемого топлива

По виду используемого топлива все электростанции делятся на три типа:

• Газовые генераторы для дома на природном газе. Эти агрегаты используются в том случае, если к дому подведён магистральный газопровод. Важную роль здесь играет давление газа, так при низких значениях аппарат не сможет осуществлять свои функции на полную мощность. Поэтому перед установкой такого газогенератора необходимо проконсультироваться в соответствующих инстанциях.
• Электроустановки на сжиженном газу. Агрегаты данного типа обладают невысокой мощностью и способны проработать в непрерывном режиме на протяжении 15-20 часов. Подача топлива для таких аппаратов осуществляется посредством традиционных баллонов или специальных газгольдеров.

Критерии выбора

Газовые генераторы, как и многое другое дорогостоящее оборудование, приобретается ни на один год, поэтому необходимо подходить к покупке с умом и рассматривать несколько важных критериев, которые помогут не ошибиться. К ним относятся:

• мощность устройства;
• тип топлива, который используется для работы генератора;
• расход топлива;
• масса прибора;
• тип охлаждения;
• цель использования – дополнительный или основной источник питания;
• моторесурс;
• тип установки;
• показатель шумности установки.

Модель выбирается с учетом нагрузки на генератор. По этому показателю определяется мощность устройства, она варьируется от 5 кВт до 7 МВт. Наиболее оптимальным выбором будет 12-50 кВт. Этой мощности хватит для нормального обеспечения одного частного дома. Для более крупных сооружений требуется подбирать модель индивидуально по расчетам специалистов.

Такие показатели, как шумность устройства и моторесурс являются второстепенными. Они зависят от многих факторов, в особенности от материалов, из которых изготовлен корпус и основные узлы/детали. Шумность не должна превышать 50 дБ, так как именно этот порог не будет вызывать негативных ощущений при близком расположении.

Наиболее важным критерием является цель использования. Если генератор планируется использовать в качестве основного оборудования, обеспечивающего помещение электричеством, то необходимо выбирать варианты с повышенным рабочим коэффициентом и использующие водяное охлаждение. Мощность подобных моделей различна и начинается примерно с 12-15 кВт.

При резервном использовании генератора, то есть при временном отключении основного типа питания, необходимо обратить на следующие моменты:

• компактность устройства;
• возможность установки времени запуска после отключения основного источника электричества;
• стабильность запуска, чтобы она не зависела от погодных условий;
• достижение нормальных показателей мощности за короткие сроки;
• наличие автоматического запуска в устройстве.

При выборе газового генератора с автозапуском нужно учитывать компактность устройства

При наличии всех указанных критериев модели чаще всего отличаются простотой конструкции и минимальным количеством потребления топлива.

Как выбрать газовый генератор

Выбирать газовый генератор для дома на природном газе необходимо с учетом мощности, потребляемой установленными электроприборами. Для районов с перебоями подачи топлива выпускают модели с бензиновыми двигателями, работающие и на смеси пропана с метаном. Выбор оборудования зависит от таких факторов, как тип охлаждения, число фаз, автоматизация запуска.

Мощность

Станция должна обеспечивать энергией все приборы, подключенные к электропитанию. Необходимо посчитать суммарные энергозатраты и добавить 20-30%. В результате получится цифра, которая гарантирует бесперебойную работу техники от газогенератора. При расчетах необходимо учитывать внешнее освещение, характеристики скважинного насоса, параметры работы автономной канализации.

Для дачи можно купить оборудование до 5 кВт, этого достаточно для работы холодильника, телевизора, внутреннего и уличного освещения, септика, зарядки мобильных девайсов. В специализированной литературе рекомендуют купить газовый генератор для дома от 6 кВт, но на практике требуется техника 8-10 кВт. При выборе оборудования для коммерческого использования учитывается не только пиковая мощность, но и сила пускового тока.

Автоматические или ручные

Система ручного запуска простая, надежная, недорогая. Техника этого типа подходит для объектов, на которых редко отключают электроэнергию и электрогенератор используют только в качестве временного источника питания. На запуск этого оборудования уходит 2-3 минуты, если это время без электричества не критично, то можно выбрать ручной пуск. Если отключения часты или нет желания, возможности выходить на улицу, то рекомендуется купить для дома газовый генератор с автозапуском, который обеспечит подачу энергии в течение 3-5 секунд.

Тип охлаждения

Выпускают модели с воздушным и жидкостным охлаждением. Вентиляция потоком воздуха эффективная, простая, не требует сложного обслуживания. Техника этого класса не рассчитана на постоянное применение в безостановочном режиме. Это оборудование рекомендуется для аварийного, временного питания. Автономный источник электроэнергии, используемый постоянно для подачи электричества, должен иметь жидкостное охлаждение. Эта система увеличит ресурс электрогенератора, защитит от аварийных отключений по причине перегрева. Минус охлаждения с помощью жидкостей – требуется периодическая замена теплоносителя.

Число фаз

Выпускают однофазные и трехфазные модели. Первая категория предназначена для бытового применения. Техника генерирует ток 220В с частотой 50 Гц. Трехфазные газогенераторы предназначены для промышленного применения. Эта техника небольшой мощности можете использоваться на строительных площадках, в домашних мастерских, где установлено оборудование на 380В.

Экономия газогенераторов

Пример расчёта экономической эффективности и окупаемости газогенератора.

Газогенератор: GPG1000 (генератор поставляется в 3 вариантах):

Расчёт сделан из планируемого использования на 90% постоянной нагрузки, в режиме 24 часового рабочего дня, в течение 365 дней в году. С возможностью получения недостающей мощности, при пиковых нагрузках, от энергосетей.

ШЕСТЬ преимуществ газопоршневых установок

1. Эффективность: производство сразу двух видов энергии – электричества и тепла.
2. Снижение стоимости получаемой энергии от 2 до 5 раз.
3. Абсолютная независимость от центральных сетей.
4. Надёжность: рабочий ресурс не менее 50 000 моточасов.
5. Гибкость и настраиваемость системы.
6. Экологичность.

Расход на газ: 90 % постоянная загрузка 900 кВт

Расход на электроэнергию от центрального подвода

Итого: 34 992 000 рублей – 8 277 120 рублей – 2 407 800 рублей = 24 307 000 рублей (Ваша экономия в год)

Дополнительные расходы: Расходы на обслуживание (замена масла, фильтров, расход масла, з/п и т.д.). С учётом заработной платы обслуживающего персонала (3 человека с З/П 25 000 рублей/месяц).

Установка и подключение

Бытовые газовые электрогенераторы к источнику топлива подключать нужно правильно. Процесс этот непростой, особенно при оснащении агрегата системой автозапуска. Для монтажа прибора подготавливается основание: оно должно быть абсолютно ровным. Если генератор устанавливается в помещении, в нем обустраивают вентиляцию.

При необходимости комната отапливается. Нужно также предусмотреть систему вывода выхлопных газов наружу. Минимальная площадь помещения, в котором устанавливается генератор, составляет 15 куб.м. При подключении устройства к центральной газовой магистрали требуется разрешение коммунальных служб. Вносятся правки в технический проект здания и заключается договор на обслуживание оборудования.

Лучшие бензогенераторы мощностью от 5 кВт

При поиске техники определяющее значение имеет целевое назначение. Какой бензиновый генератор выбрать для надежного электроснабжения частного дома (семья 4-5 человек)? Найти подходящее оборудование можно в этом разделе обзора. Мощности 5 кВт вполне достаточно для устойчивой работы сварочного аппарата с токами 140-150 А. Такие модели применяют в строительстве и других сферах деятельности для решения профессиональных задач.

1. Fubag BS 5500 (5000 Вт)

Надежный бензогенератор Fubag обеспечивает автономное электропитание без лишних затрат. С учетом солидной мощности (5 кВт – номинал) возможно одновременное подключение двух холодильников, бойлера, системы освещения и глубинного насоса. Синхронный генератор (альтернатор) выполняет свои функции при кратковременных перегрузках. По мнению опытных специалистов, подтвержденных опытом эксплуатации, применение качественного масла и фильтров помогает увеличить заявленный моторесурс генератора на 50-60 процентов.

Плюсы:

• надежность;
• эффективная система охлаждения;
• добротная аккуратная сборка;
• простая надежная конструкция.

Минусы:

высокий уровень шума и солидный вес, предполагается стационарная установка в отдельном помещении с хорошей звуковой изоляцией.

2. CHAMPION GG6500 (5000 Вт)

Качественную технику можно приобрести по доступной цене. Генератор CHAMPION GG6500 – убедительное доказательство этого утверждения. Даже тщательное изучение мнения покупателей и специалистов не позволяет обнаружить значительные минусы. Бензогенератор поддерживает стабильное напряжение при максимальной нагрузке. Запуск генератора не вызывает затруднений в сильный мороз и после длительного перерыва. Следует подчеркнуть наличие развитой сервисной сети бренда, быструю доставку сменных запасных частей (по регламенту планового технического обслуживания).

Плюсы:

• один из лучших бензогенераторов рейтинга;
• экономичность;
• надежная защита от пыли и влаги;
• стабильность работы;
• стабильность выходных параметров генерации электроэнергии;
• прекрасное сочетание цена-качество;
• простота эксплуатации для рядовых пользователей.

3. Denzel GE8900E (7000 Вт)

Самый мощный генератор обзора подходит для бытовой эксплуатации и успешного решения профессиональных задач. Мощности достаточно для удовлетворения потребностей крупной семьи (5-6 человек) при круглогодичном проживании в собственном доме. При необходимости к бензогенератору можно подключить станок, несколько ручных инструментов с электроприводом, сварочный аппарат. Даже при длительном рабочем цикле генератор поддерживает оптимальный температурный режим в жаркую погоду. Зимой в сильный мороз двигатель запускается быстро с помощью электростартера.

Плюсы:

• высокая мощность;
• экономичное потребление топлива;
• четыре розетки: 3-220V, 1-12V;
• простое техническое обслуживание;
• эффективная защита от перегрузок;
• надежный бензиновый мотор;
• обмотки генератора из качественной электротехнической меди.

Минусы:

высокий уровень шума.

4. Hyundai HHY 9020FE (6000 Вт)

Этот безогенератор идеально подходит для долгой работы. Про такую технику говорят: «Включил и забыл». После запуска генератор выполняет свои функции в автоматическом режиме. Уровень напряжения на выходе поддерживается с точностью отклонений от номинала не более 1%. Для подключения потребителей можно использовать две розетки (16А и 32 А). При сравнительно небольшом расходе (300 г на квт/ч) штатного запаса топлива (25 л) достаточно для непрерывной работы до 14 часов. Встроенная в генераторе автоматика предотвращает развитие аварийных ситуаций.

Плюсы:

• качественные комплектующие детали (узлы);
• безупречная сборка;
• стабильная работоспособность при длительной эксплуатации;
• экономичность;
• приемлемый уровень шума;
• электрический запуск;
• датчик уровня топлива с индикацией.

Минусы:

для продолжительной работы нужен внешний бак.

Виды

Существует несколько типов и разновидностей газовых генераторов:

По типу используемого топлива:

1. На сжиженном газе, в баллонах (пропан-бутан) — самый недорогой вариант генераторов, поскольку возможно использование только одного вида газа, сжиженного.
2. На сжиженном газе, в баллонах (пропан-бутан) и природном (магистральном) газе — самая распространенный и удобный вариант, так как всегда можно выбрать, какой газ использовать. Такой вариант представлен наиболее широким ассортиментов моделей генераторов, так как пользуется наибольшим спросом.
3. На сжиженном газе, в баллонах (пропан-бутан) и бензине — битопливные модели, предоставляющие возможность использовать газ (также только 1 вид, сжиженный), либо бензин.

По типу охлаждения:

1. Воздушные — наиболее экономичный вариант по стоимости, но ограниченный по времени безостановочной работы. 
2. Жидкостные — как правило, неограниченные по времени безостановочной работы, ограничением может быть необходимость проведения технического обслуживания (ТО) по прошествии определенного времени работы, а также замена и добавление необходимого топлива.

По типу использования:

1. Обычные отдельные модели, самый недорогой и распространенный вариант
2. Когенерационные установки — для одновременной выработки электрической и тепловой энергии для жилых, производственных и коммерческих объектов.
3. Синхронизированные установки — комплект из нескольких газовых генераторов, для возможности выбора их одновременной работы, или использования частично.

По типу применения и защиты:

1. Открытые — применяются в случае хранения и использования в помещениях открытого или полуоткрытого типов, более экономичный вариант по стоимости.
2. Закрытые (в кожухе, контейнере и т.п.) — используются при необходимости установки на открытой местности, в этом случае присутствует защита от осадков, холода, сильного ветра, мороза и метели. Кроме того, такие варианты обладают меньшей шумностью при работе.

Лучшие газовые генераторы на 50-100 кВт

Оборудование этого класса предназначено для использования на промышленных предприятиях в качестве резервного источника питания. Комплектуется мощными газопоршневыми двигателями, выдает высокий пусковой ток. Подключается электростанция к однофазной или трехфазной электросети, может работать в паре с профессиональным строительным электроинструментом.

Cat DG50-2

Силовая установка компании Caterpillar обладает высокой пусковой мощностью в 131 А, что позволяет запускать промышленные электродвигатели. Комплектуется четырехтактным двигателем, который отличается экономичностью, небольшим весом. Механическая и электротехническая конструкция электрогенератора обеспечивает продолжительный срок службы, высокий КПД.

Панель управления привлекает удобным интерфейсом, информативной навигацией. Это масштабируемая система, отвечающая требованиям любой сложности. Производитель готов предоставить дополнительные модули, программы которых учтут специфику технологических процессов на предприятии заказчика. Система охлаждения эффективно работает при температурах окружающего воздуха до 50 градусов.

Достоинства:

• V-образный двигатель с увеличенным ресурсом;
• Стабильная работа при низком давлении;
• Электронная система управления;
• Двойные запорные клапаны;
• Опоры на резиновых изоляторах вибрации.

Недостатки:

Не обнаружены.

ФАС 50-3/МП

Комплектуется газопоршневым двигателем, рассчитанным на высокие нагрузки, электростартером. На заказ поставляются агрегаты с воздушным и жидкостным охлаждением. Безщеточный электрогенератор имеет дополнительный вентилятор. Силовое оборудование смонтировано на усиленной стальной раме, надежно защищенной от коррозии. Для снижения уровня вибрации установлены виброизоляторы из износоустойчивых сополимеров.

Управление рабочими процессами осуществляется с помощью контроллера. Электроника надежно защищает от возможных сбоев в работе. Работает на сжиженном топливе и магистральном газе. Для защиты от внешних факторов и снижения уровня шума установлен кожух. Выхлопная система оборудована глушителем с хорошими акустическими характеристиками.

Достоинства:

• Система автоматического выключения;
• Автоматический запуск;
• Информативная индикация;
• Многофункциональный цифровой дисплей;
• Аварийная сигнализация.

Недостатки:

Нет функции сварки.

Лучшие газовые генераторы на 15 кВт

Оборудование 15 кВт предназначено для работы в качестве основного источника питания домов 150-200 кв.м., небольших объектов коммерческой недвижимости. Используется в качестве резервной системы энергоснабжения больших загородных особняков, магазинов промышленных товаров, туристических баз. При высокой выходной мощности комплектуются экономичными двигателями.

REG GG16-230

Разработка российской компании привлекает низкой ценой и экономичностью. Комплектуется синхронным бесщеточным альтенатором итальянского бренда MeccAlte. Генерирует ток безупречного качества, необходимый для компьютерной техники. Работает на трех видах топлива – метане, смеси бутана с пропаном и биогазе. Технология образования смеси обеспечивает экономичный расход, низкую себестоимость киловатта электроэнергии. Выходная мощность – одна из самых высоких в своем классе.

Установлена защита от перегрузок, датчик уровня масла с возможностью автоматического отключения. Запуск с помощью электростартера стабильно срабатывает при любых погодных условиях. Двигатель стабильно работает при снижении давления в магистрали. Дополнительно можно приобрести комплект автозапуска.

Достоинства:

• Экологичность;
• Стабильная работа при температуре до -30 градусов;
• Уровень шума 70 дБ;
• Можно устанавливать внутри помещений.

Недостатки:

Открытое исполнение.

Mirkon Energy MKG15M

Американский газогенератор укомплектован V-образным двигателем Generac, который обладает увеличенным ресурсом. Жидкостное охлаждение обеспечивает стабильную работу при интенсивном использовании. Синхронный щеточный альтенатор отличается высоким КПД, выдает максимальную пиковую мощность 15 кВт.

Защитный всепогодный кожух снижает шум, рассчитан на продолжительное использование в сложных климатических условиях. Работает на сжиженном и магистральном газе. Удобная панель управления позволяет следить за количеством отработанных моточасов, напряжением. Запуск осуществляется в автоматическом режиме, модель укомплектована электростартером и надежным аккумулятором.

Достоинства:

• Защита от перегрузки;
• Автоматический регулятор напряжения;
• Простое подключение;
• Низкое потребление масла;
• Надежный четырехцилиндровый двигатель.

Недостатки:

Высокий расход топлива.

Рейтинг газовых генераторов

При составлении обзора рассматривалось оборудование производителей с хорошей репутацией. Изучались технические характеристики, соответствие заявленных параметров реальным показателям. Учитывались мнения энергетиков и монтажников, отзывы на газовые генераторы пользователей

Основное внимание уделили следующим характеристикам:

• Мощность – обеспечивает необходимую нагрузку;
• Система охлаждения – выпускают модели с водяным и воздушным охлаждением;
• Число фаз – для профессионального инструмента нужно 380В;
• Расход топлива – влияет на рентабельность применения;
• Тип запуска – производятся модели с ручным и электронным пуском.

Перебои в работе, отсутствие запасных частей на рынке, перерасход топлива, низкий уровень надежности – агрегаты с этими характеристиками исключались из нашего рейтинга.

Лучшие газоанализаторы

Общие рекомендации

Если вы обзавелись или только выбираете газовый генератор хочу дать пару советов:

• Оптимальная нагрузка — 70-80% от максимальной мощности.  При выборе посчитайте потребление, не нужно брать впритык или с большим запасом. При недостаточной электрической нагрузке двигатель пойдет в разнос, а при избыточной — сгорит генератор.
• По возможности установку стационарного генератора с АВР закажите в магазине, и не отпускайте монтажников пока не протестируете станцию в разных режимах, при разной нагрузке.
• Под генератор нужна ровная площадка с песчаной подушкой для отвода влаги.
• Купите стабилизатор напряжения для особо чувствительной аппаратуры, потому что любой генератор дает скачки напряжения при подключении/отключении нагрузки.
• При питании сжиженным газом происходит охлаждение баллона, из-за чего падает давление на входе и генератор глохнет. Для прогрева баллона используйте греющий кабель, подключенный к розетке генератора. Температура кабеля не более 30 градусов. Кабелем обматываем баллон с шагом 10-15 см., оборачиваем утеплителем — например, подойдет фольгированный изолон блестящей стороной внутрь + войлочное одеяло.
• После пуска станции дайте ей прогреться и выйти на рабочую температуру, это потребует от 5 до 15 минут в зависимости от модели и внешних условий. После этого дайте нагрузку.
• Не используйте перфораторы, сварочные аппараты, станки — кратковременная нагрузка на генератор вызовет скачок напряжения. А это лишняя нагрузка на двигатель, генератор, сеть. + скачок напряжения может плохо повлиять на  чувствительную аппаратуру. Чем ровнее потребление электроэнергии — тем лучше для двигателя и генератора станции.

Как часто вы обслуживаете электроинструмент?
Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.

Принцип действия газовых электростанций

По принципу устройства электростанции разделяют на два типа: газотурбинные и газопоршневые. Последние имеют более простую конструкцию, в процессе эксплуатации не нуждаются в дорогостоящем обслуживании и являются наиболее экономичным вариантом газовой установки. При этом они почти не имеют ограничения в максимальной мощности. Газотурбинные электростанции более технологичны и сложны по своей конструкции, но менее экономичны: их применение оправдывает себя только в масштабах промышленного производства. Главное их достоинство — высокая износостойкость узлов и полная неприхотливость к виду топлива: в отдельных случаях может быть использована даже угольная пыль, но требуется специальный модуль подготовки топливной смеси.

Газотурбинные электростанции (ГТЭ)

Характерно, что турбинные электростанции производят тепловой энергии почти вдвое больше, чем электрической. Поэтому их часто используют как составляющую ТЭЦ путем установки в вытяжной системе котла-утилизатора, обеспечивая таким образом не только выработку электроэнергии, но и теплоснабжение в большом объеме и по минимальной стоимости.

Газопоршневые электростанции (ГПЭ)

В газопоршневых электростанциях источником кинетической энергии является машинный блок, работающий по принципу двигателя внутреннего сгорания. Подача топлива осуществляется инжектором и контролируется электронным блоком управления, за счет чего поршневые электростанции имеют достаточно высокий КПД. Существенным минусом газопоршневой системы является высокий уровень шума и вибрации при работе из-за наличия большого числа подвижных частей. Преимуществом этих двигателей можно назвать высокую адаптивность к различным режимам и уровням нагрузки, чего невозможно достичь в газотурбинных установках, работающих практически на постоянной мощности.