Многие современные устройства требуют запитки электрической энергией. Но далеко не всегда существует возможность подключиться к сети. Причиной тому является относительное удаление линий или постоянное перемещение потребителя. В таких ситуациях на помощь приходит газовый генератор, как альтернативный вариант автономного электроснабжения на тех же стройках, загородных домах, промышленных предприятиях и даже военных объектах.
Содержание
- Устройство и принцип работы
- Основные характеристики газовых генераторов
- Продолжительность работы
- Количество фаз
- Тип используемого топлива
- Мощность
- Тип охлаждения
- Тип пуска
- Регулировка напряжения (AVR)
- Вариант исполнения
- Степень защиты IP
- Уровень шума
- Габариты
- Тип машины
- Преимущества и недостатки
- Критерии выбора
- Что выбрать? Обзор лучших моделей газгенов
- Установка и подключение газового генератора
Устройство и принцип работы
Конструктивно газовые электростанции представляют собой устройство, которое состоит из блоков:
- Для подачи, смешивания или генерации газа (их наличие и конструкция может отличаться в зависимости от модели и принципа работы устройства).
- Двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в котором происходить горение газа.
- Генераторного – получает вращающее усилие от ДВС.
- Электронный блок – комплекс приборов, позволяющий осуществлять контроль над режимами работы всех элементов газгена и их параметрами (давление газа, напряжение и т.д.).
- Рамы или корпуса, которые осуществляют несущие функции для оборудования. В некоторых ситуациях могут защищать генератор от механических повреждений.
Посмотрите на рисунок, здесь показан принцип действия газового генератора. Изначально от источника газоснабжения, в данной ситуации рассматривается вариант подачи газа из баллона 1, подается горючее вещество в ДВС. При этом баллонный газ движется через редуктор и закрепленный хомутами шланг. При возгорании газа в ДВС возникает вращающий момент, передающийся на электрический генератор посредством вала. Генератор, от такого воздействия начинает вырабатывать напряжение для однофазных или трехфазных потребителей.
Основные характеристики газовых генераторов
При выборе конкретной модели газового генератора предприятие или бытовой потребитель отталкивается от определенных параметров. Которые устанавливают их функциональные данные и предопределяют возможность установки газового генератора для тех или иных целей.
Продолжительность работы
В зависимости от задач, которые ставятся перед источником электроэнергии газовые генераторы подразделяются на:
- Устройства постоянного действия – представляют собой автономную электростанцию, которая работает для постоянного электроснабжения какого-либо потребителя без подключения внешних сетей.
- Агрегаты для периодического включения – используются в промышленных установках с плавающим графиком работы или для дачных участков, небольших поселений и т.д.
- Устройства аварийного электроснабжения – позволяют запитывать приборы при отключении электричества в основной сети.
Количество фаз
В зависимости от количества фаз такие источники электричества подразделяются на однофазные и трехфазные. Первые, в большинстве своем, используются для бытовых потребителей или небольших промышленных цехов со стандартной линейной нагрузкой. Второй тип применяется для трехфазных сетей, к которым подключаются многофазная нагрузка – двигатели, промышленные объекты, мощное станочное оборудование и т.д. В работе которых требуется использование нескольких фаз.
Тип используемого топлива
Наиболее часто встречаются газовые генераторы, работающие на природном газе. При наличии в непосредственной близи газовой магистрали подключение может производиться от нее, но при этом необходимо получить разрешение газовой службы. В противном случае в качестве источника природного газа можно установить баллоны для запитки газового генератора.
Помимо классического топлива, могут использоваться газы с низкими или высокими параметрами тепловыделения. Это позволяет задать определенные режимы работы, к примеру, может применяться газ с низкой детонирующей способностью или с малым содержанием определенного вещества (пропана, бутана или других примесей). Поэтому по типу топлива разделяют такие установки, которые работают на бутане, пропане, биогазе и других комбинациях газовой смеси.
Мощность
Наиболее важной характеристикой газовых электрогенераторов является мощность, которую тот способен выдать на выходе. Так как от этого параметра будет зависеть возможность подключения тех или иных электрических приборов. В настоящее время выпускаются приборы на мощность от 2 до 500кВт. Для обеспечения достаточного резерва мощности конкретная модель выбирается по принципу суммирования всех промышленных или бытовых приборов, подключенных к сети и прибавления к полученной величине 20 – 30% для запаса.
Тип охлаждения
Из-за постоянного сгорания топлива газовый генератор может перегреваться. Для предотвращения воздействия высокой температуры на элементы конструкции они подвергаются охлаждению. На практике применяют два типа охлаждения – воздушное и водяное.
Воздушное подразделяется на естественное (используется в открытых моделях с небольшой мощностью и рабочей температурой) и принудительное. Последний вариант воздушного охлаждения подразумевает различные способы обдува и направления воздушного потока на двигатель и генератор.
Жидкостное охлаждение помимо функции отбора тепла от газового генератора также позволяет использовать разогретую воду для отопления или обогрева жилых или производственных помещений.
Тип пуска
Тип пуска в газовых генераторах подразделяются на ручной и автоматический запуск. Первый вариант является наиболее актуальным в случаях, когда установка включается редко и этот процесс имеет периодичность или его можно предусмотреть (приезд на дачу, работа на строительной площадке и т.д.) Автоматическое включение подходит в тех случаях, когда необходимо обеспечить резервное питание при исчезновении основного.
Регулировка напряжения (AVR)
Большинство газовых генераторов оснащаются блоком АВР, который позволяет контролировать напряжение, выдаваемое потребителям. Данный блок обеспечивает качественное снабжение электрическим током и является стабилизатором, выравнивающим кривую в соответствии с заданными параметрами. Благодаря чему питание приборов ни чем не будет отличаться от запитки внешним источником электроснабжения.
Наиболее эффективными в плане стабилизации напряжения являются инверторные агрегаты. Такие газовые генераторы вырабатывают переменное напряжение, затем преобразуют его в постоянное, а после постоянный ток и напряжение инвертируют в переменное с идеальными параметрами.
Вариант исполнения
В зависимости от особенностей исполнения выделяют открытые и закрытые газовые генераторы. Первый вариант устанавливается внутри помещений и подразумевает отсутствие защитного кожуха. Открытые газовые генераторы обладают лучшими параметрами естественного охлаждения и меньшим весом, но при этом издают больше шума. Закрытые можно использовать для наружной установки, так как внешний кожух предотвращает нарушение работы от атмосферных осадков и других факторов.
Также конструктивно газовый генератор может оснащаться колесами для перемещения. Их наличие значительно упрощает манипуляции даже с небольшими моделями. Поэтому при покупке стоит задуматься о наличии колес, если вы будет передвигать газовый генератор.
Степень защиты IP
Уровень защиты любого газового котла отличается по шкале от 0 до 5. Где 0 обозначает, что модель вообще не имеет защиты от внешних факторов. А 5 – это самая высокая степень защиты, позволяющая эксплуатировать установку даже в самых неблагоприятных условиях. Данный параметр указывается на корпусе устройства. Следует отметить, что наиболее распространенной для бытовых нужд является степень IP от 2 до 3.
Уровень шума
Любой газовый, дизельный или бензиновый генератор создает определенный уровень шума. Но звук, в зависимости от расстояния, имеет свойство ослабевать. Поэтому в среднем бытовые модели могут создавать звуковое давление от 40 до 100дБ. Установки высокой мощности имеют куда более высокий показатель, но для его уменьшения применяются специальные меры.
В зависимости от места его расположения, этот параметр может значительно усугублять рабочий процесс устройства. К примеру, на открытом пространстве шумность не так ощущается, как и в каком-либо технологическом процессе на производстве. А вот в домашних условиях, небольшие размеры комнаты и высокий уровень звука может вызвать дискомфорт у жильцов. Поэтому стоит обеспечить шумоизоляцию самого газового генератора или места его установки.
Габариты
Размеры газового генератора во многом зависят от мощности расположенного в нем оборудования. Поэтому, как правило, маломощные агрегаты имеют габариты 1 м×0,5 м×0,5 м или близкие к ним. А устройства большой мощности в районе 2 м×1 м×1 м и более. Самые мощные генераторы имеют размер 5 м×2 м×2 м.
Тип машины
По типу машины газовые резервные источники подразделяются на асинхронные и синхронные. Первые отличаются более простой конструкцией, но при этом сдают в параметрах качества вырабатываемой электроэнергии. Вторые более сложные и дорогие в эксплуатации, но на выходе потребитель получает стабильные параметры мощности, тока и напряжения. Поэтому для чувствительных потребителей необходимо устанавливать газовые генераторы с синхронным двигателем.
Преимущества и недостатки
К преимуществам газовых генераторов следует отнести:
- Большой моторесурс и КПД, в сравнении с генераторами на других видах топлива.
- Неприхотливы в работе – могут легко функционировать при температуре от – 50°С до +50°С в сравнении с теми же генераторами на дизельном топливе.
- Более длительный срок эксплуатации за счет отсутствия осадков из продуктов сгорания газа в сравнении с твердым топливом и нефтепродуктами.
- Продолжительная работа – один баллон дает расход газа в два раза дольше, чем одна заправка бензиновых моделей.
- Автоматизация и полная автономия в работе при наличии источника магистрального природного газа и системы автозапуска. При этом выработка электроэнергии не ограничивается по времени за исключением перерывов на техническое обслуживание.
- Высокая надежность, так как газ не теряет своих свойств. В сравнении с нефтепродуктами, которые могут разложиться уже за полгода, даже сжиженный газ длительно остается пригодным для использования.
К недостаткам газовых генераторов следует отнести:
- Ограничения на ввод в работу – в связи с опасностью газовых смесей, для использования такой установки требуется получить соответствующие разрешения на подключение, эксплуатацию и ряд других документов.
- Выдает сравнительно меньшую мощность, чем бензиновый агрегат.
- Обладает относительно большими габаритами.
- Дорогостоящий и трудоемкий ремонт.
Критерии выбора
При выборе конкретной модели следует руководствоваться вышеприведенными характеристиками устройств, а именно:
- Какую мощность вам необходимо выдать в сеть?
- Сколько фаз требуется для потребителя?
- Будет использоваться в качестве резервного или основного источника?
- Питается от магистрального газопровода или от баллона?
- Где будет устанавливаться газген?
- Какие габариты приемлемы для установки?
Остальные нюансы рассматриваются в соответствии с местными условиями, особенностями нагрузки и пожеланиями заказчика.
Что выбрать? Обзор лучших моделей газгенов
Из всего предложенного многообразия следует осторожно относиться к малоизвестным производителям. Так как они нередко грешат преувеличением параметров и замалчиванием недостатков. Поэтому чтобы лучше разобраться в том, какое устройство использовать в вашем случае, определитесь с его назначением.
Для частного дома или дачи
Для снабжения электроэнергией небольшого дома или дачи подойдет однофазная модель от 5 до 25кВт. В редких случаях для потребителей с трехфазной нагрузкой (электрических машин, специального оборудования) необходимы трехфазные агрегаты. Среди наиболее простых однофазных можно выделить генераторы серии REG GG, Briggs & Stratton или E3 POWER.
Для использования в качестве мобильной электростанции
Функции мобильной электростанции для снабжения передвижной строительной площадки отлично подойдут трехфазные или однофазные модели мощностью от 25кВт и более. Однофазные источники бесперебойного питания подходят для тех ситуаций, когда нет необходимости запитывать трехфазную нагрузку. Одним из лучших примеров на отечественном рынке является газовый генератор SDMO. Который может вырабатывать электроэнергию в течении 8 суток без перерыва.
Для продолжительного электроснабжения
Для продолжительного бесперебойного питания электрической энергией применяются мощные агрегаты от 100 до 500кВт. В связи со стационарной установкой они могут иметь водяное охлаждение и применяться для отопления каких-либо объектов.
В качестве примера газового генератора для продолжительного электроснабжения на отечественном рынке широко используются генераторы Generac SG300 на 240 кВт. Такая электростанция имеет жидкостное охлаждение и выдает трехфазное питание. Одним из самых мощных является ТСС АГ-500С на 500кВт, который запросто запитает даже небольшой поселок или завод.
Установка и подключение газового генератора
Процесс подключения может осуществляться либо к магистральной трубе или к баллону с газом. Первый вариант достаточно сложный, так как требует дополнительного согласования с газовой компанией, оформления соответствующих документов, составления техпроцесса и т.д. Запитать генератор от обычного баллона куда проще.
Помимо этого важно соблюдать следующие меры:
- Достаточный уровень вентиляции – газовый генератор должен хорошо проветриваться, не зависимо от того, где его устанавливают (на улице или в помещении). При недостаточном движении воздуха КПД устройства может значительно пострадать, поэтому на практике устанавливается дополнительная система вентиляции.
- Объем помещения – если газовый генератор располагается в помещении, то его объем должен быть не менее 15м3. При этом размещение в подвальных помещениях устройств, работающих на сжиженном газе, запрещено.
- Необходимо обеспечить отвод выхлопных газов за счет удлинения соответствующей трубы. В помещениях ее выводят в отдельное отверстие, а на открытом пространстве способ определяется в зависимости от местных условий.
Посмотрите на рисунок, подключение производиться через газовый редуктор 1, к которому подводится запорный кран 2. От запорного крана к агрегату прокладывается гибкий шланг и подключается к соответствующему патрубку ДВС. Снабжение потребителя, при совместной работе генератора с внешним источником используется распределительный щиток 4. Для обеспечения безопасности в случае попадания электрического потенциала на корпус, газовый генератор соединяется с контуром заземления 3.
Как видите, принципиальная схема подключения имеет идентичный принцип, как для магистрального газоснабжения, так и для баллонного.