user11568610

Приветствую, друзья.

Я владелец и руководитель небольшого предприятия. Занимаемся изготовлением изделий из металла.
Работаем по простой, но долгой схеме: сами ищем ниши, сами проектируем изделия под эти ниши и сами же их продаём.

Проектированием занимаюсь лично. Я инженер-механик по образованию и, как оказалось, по жизни тоже. Дело это интересное, но не быстрое.

Не так давно мы закончили большой проект и начали принимать заказы на систему откатных ворот, рассчитанную на отказоустойчивую работу в жёстком климате: Урал, Сибирь, Якутия и подобные регионы.
На разработку и полноценные ресурсные испытания ушло около пяти лет. Пишу это для понимания: быстро сделать изделие, которое действительно работает и не подводит заказчика, почти невозможно. Без испытаний результат обычно получается из серии «хотели как лучше…». Некоторые современные автомобили — наглядный пример.

Сейчас занимаемся другим проектом — изготовлением опытного образца мини-ТЭЦ для отопления частных домов и небольших коммерческих помещений. Мне самому такая система нужна, поэтому делаем в первую очередь «для себя».

По сути это:
• пиролизный котёл;
• двигатель Стирлинга;
• два автомобильных генератора на выходе.

Топливо — твёрдое: дрова, опилки, каменный уголь, торф.

По расчётам:
• тепловая мощность — до 200 кВт max,
• рабочий режим — 70–100 кВт,
• время горения одной закладки — не менее 12 часов.

По электричеству планируем получить 1,5–2 кВт постоянного напряжения 24 В, чтобы можно было напрямую подключаться к инверторам, которые обычно используют с солнечными панелями.

Что из этого выйдет — посмотрим.

Классический двигатель Стирлинга получается очень материало-ёмкими и трудоёмким. Хочется применить что-то более простое, но с той же надёжностью. Есть понимание, как сделать линейный Стирлинг под линейный генератор, но не хватает практических знаний по созданию самого линейного генератора на постоянных магнитах.

Если здесь есть люди, готовые поделиться опытом или идеями — буду рад общению и помощи. Если кто то желает иметь такой агрегат в своем хозяйстве, пишите хотелки. Постараюсь их учесть.
Дальше планирую писать о ходе проекта, расчётах, ошибках и результатах — без маркетинга и «чудес».

Приветствую, друзья.

Большое спасибо всем кто помогает финансово! Даже небольшая помощь реально ускоряет запуск испытаний.

А пока по котлу идёт работа — частично закупили трубы для теплообменников, сейчас они в обработке — я решил не терять время и сделать проверочный расчёт.

интересно было понять:
насколько по расчетам сходится энергия топлива и способность теплообменника эту энергию снять.

Схему котла приложил на первом фото:

красная зона — активное горение

зелёная — топливо в пиролизе

В верхней части топливо не горит из-за нехватки кислорода, но при нагреве выделяет пиролизный газ. Этот газ догорает ниже и уже отдаёт основную часть энергии в теплообменник.

Что получилось по расчётам

Считал максимально просто — «на коленке», в тетрадке.

Взял: объём топлива, массу топлива, теплотворную способность, площадь теплообменников

В итоге получил интересную картину:

Как будь то бы по расчетам теплообменники не успевают забрать всё тепло!

Разница между: тем, что выделяет топливо и тем, что может снять котёл составила примерно 25%.

Где у меня возникают вопросы. Есть несколько мест, где теория и практика начинают расходиться:

 1. Коэффициент пиролиза

В теории: +10…20% к эффективности

По моим наблюдениям: может доходить до +100…150%, но только при наддуве

Тут явно нужно проверять на практике.

2. Плотность укладки топлива

 Это вообще «живая» величина: зависит от фракции, от способа загрузки. И заранее точно не считается.

Вывод на текущий момент

Расчет показал: что, либо котел в максимальном режиме будет закипать или работать с низким КПД и нужно дорабатывать теплообменник. Либо допущения в расчетах где то сильно плавают.

И, скорее всего, присутствует всё сразу.

Что дальше

Теперь это всё нужно проверять в железе.

План: собрать теплообменники, врезать котёл в систему, снять реальные показатели

Только испытания покажут, где правда.

Следующий пост хочу сделать про двигатель Стирлинга: расчёт, компоновка.

Если тема интересна — разберу это подробно в следующем посте.

Буду рад комментариям, особенно от тех, кто сталкивался с пиролизными котлами или делал подобные расчёты.

Всем большое спасибо за внимание.

Приветствую, друзья.

Как и обещал в предыдущем посте, выкладываю фотографии очередного этапа сборки прототипа мини-ТЭЦ.

На текущий момент на котёл смонтированы основные корпусные элементы из листового металла, установлен теплообменник колосника и сам колосник для работы на обычных дровах.

Для других видов топлива (опил, торфяные брикеты и т.п.) потребуется колосник немного другой конструкции — его будем делать отдельно после первых испытаний.

По самому котлу осталось изготовить и установить трубчатые теплообменники, после чего можно будет подключать установку к системе отопления и проводить полноценные испытания.

План такой:

врезать котёл в систему отопления

подключить теплосчётчик

снять реальные характеристики по тепловой мощности

проверить длительность горения одной закладки

Очень хочется успеть провести испытания в этом отопительном сезоне, чтобы не ждать следующую зиму.

Если всё пойдёт по расчётам, установка должна выдавать примерно:

70–100 кВт тепловой мощности в рабочем режиме

до 200 кВт пиковой

Пока проект полностью делается за счёт ресурсов нашего небольшого производства, но сейчас как раз дошли до этапа, где нужно немного ускориться с закупкой материалов для теплообменников.

По расчётам, чтобы закрыть этап с котлом и выйти на испытания, потребуется примерно 130 000 ₽.

Если среди читателей есть те, кому интересен сам проект и кто хочет его поддержать — буду искренне благодарен. Даже небольшая помощь реально ускорит запуск испытаний.

В знак благодарности решил сделать так:
если проект в итоге дойдёт до серии и кто-то из поддержавших захочет приобрести такую установку — для владельцев квитанций о переводе сделаем существенную скидку.

В любом случае постараюсь подробно показывать весь процесс: расчёты, испытания, ошибки и результаты.

Всем большое спасибо за внимание.

Приветствую!
Благодарю всех за внимание к моему проекту. Особую благодарность выражаю тем, кто писал отзывы, пребывая в хорошем настроении. Прошу прощения за то, что не смог ответить всем. Не хватает на это времени.

В первой публикации, возможно я не правильно изложил свои мысли о назначении изготавливаемой мной мини ТЭЦ, либо меня не все правильно поняли. Поэтому поясняю: основная задача агрегата - это выработка тепла, второстепенная задача - генерация электроэнергии, в количестве, достаточном для питания циркуляционного насоса в системе отопления, питания дежурного освещения в цехе, питания видеонаблюдения, плюс ещё немного мощности на холодильник и прочие бытовые приборы или же энергоснабжение средне-статистического домохозяйства.
Если брать домохозяйство то, например, у меня в частном доме, зимой средне суточный расход электроэнергии 1.15 кВт/час. При этом постоянно работает компрессор для септика, один электо-конвектор и водонагреватель на 100 литров (включается периодически). Остальные электроприборы (чайник, микроволновка, все лампочки, телевизор, который включаем только в новый год, и пр.) включаются по мере необходимости, и если всё включить сразу потребление поднимается до 3,5 ... 4 кВт/час. То есть во время пиковой нагрузки, мощность можно взять из массива АКБ через инвертор для солнечных панелей.
В цехе, производственные мощности у нас запитаны от городских сетей, которые время от времени аварийно, нас, и не только нас, отключают. Бывает на долго. В отопительный сезон, особенно в морозы за -30, это напрягает. Поэтому я решил попробовать решить проблему таким образом. По сравнению с подключением объекта к газу, это в десятки, если не сотни, раз дешевле. Тем более опил и щепу мне могут привозить в огромном количестве, ещё и доплачивая за утилизацию этих отходов производства.

Брать тепло с котла всегда только на максималке, это не правильно, а вот в номинале вполне приемлемо. В номинале загружать его нужно примерно через 12 часов. На минималках можно и сутки протянуть.

Теперь коротко о Стирлинге. Планирую пока сделать 2-х цилиндровый, но предусмотрел возможность сделать из двух, 2-х цилиндровых один рядный 4-х цилиндровый, состыковав их. Горячую часть размещу в главном теплообменнике котла, поближе к зоне горения. Холодную часть цилиндров будем охлаждать теплоносителем, отбираемым с обратки отопления. Если его температура будет высоковата, поставлю дополнительный радиатор (ы) или пущу через атмосферу (через улицу). В этом случае теплоноситель в системе естественно поменяем на антифриз или что то не замерзающее.

Мотор получается большим и тяжёлым, поэтому возможно изменю его конструкцию. Идею, как это сделать подсказал подписчик с ником mynicknameis.EI. Ему отдельное спасибо.
Вот такая задумка. Фото и немного видео ниже.

Теперь по откатным воротам, так как по ним были настоятельные рекомендации не изобретать велосипед.
С тем, что решения для откатных ворот существуют и не нужно изобретать велосипед, я абсолютно согласен. Но, что делать если этот "велосипед" не едет в определенных климатических условиях? Жить и страдать? Скажем прямо - это так себе перспектива.

В общем дело было так. В 2018 году ко мне обратился один хороший человек с просьбой сделать ему откатные ворота, с требованием что бы они безотказно работали в любую погоду и время года. Проживаем мы на Среднем Урале. Зимой тут холодно и снежно. Например зимой 2023-2024 года температура опускалась до - 52 по Цельсию. Слава богу что такое бывает редко. Обычно морозит не ниже -37. Изучив опыт людей, эксплуатирующих откатные ворота на П-образной закрытой балке понял что для нашего климата это не вариант, если ворота должны быть отказо-устойчивыми.
Люди сталкивались с такими проблемами:
1. В метель, в полость П-образной балки, через щель наметает снег и по этой причине система клинит, обычно утром, когда нужно выезжать из дома.
2. Со временем в сепаратор подшипников опорных роликов проникает коррозия, что тоже приводит к заклиниванию системы. Нужно сказать, что сейчас эта проблема решена применением подшипников из нержавейки.
Но проблема номер 1 осталась и является врождённым конструктивным недостатком, и без полного изменения конструкции не решается.

В общем решили мы сделать всё иначе. А именно, свою систему на рельсах в виде ромба и с ледокольными роликами. Идеально сделать получилось не сразу. Допиливали ещё по результам испытаний проводимых осенью и зимой. Сейчас система работает без проблем в любую погоду, в любые морозы. Что бы ворота открывались в морозы меняем смазку в подшипниках роликов на морозостойкую. Кстати, для надёжности, в качестве подшипниковых узлов, мы применили ступицы задней оси от ВАЗ 2108. Вернёмся к смазке. Обычный литол в - 17 уже заметно теряет пластичность, в - 27 становится как пластик. Морозостойкая литевая смазка, остаётся пластичной до -40. Есть ещё силиконовая смазка с морозостойкостью до - 60. Её тоже применяем. Ниже фото и видео. На одном из видео мой сын, ему 15 лет, откатывает подвижную часть ворот массой 430 кг, длинной 9 М при температуре -15 градусов. И на втором видео работа роликов по снегу на рельсах. На третьем проведение замеров силы, необходимой для сдвига подвижной части при температуре -37 градусов. Если что, max усилие 29.95 кг. Это хороший результат. Для удобства транспортировки до заказчика, упаковка системы имеет габариты 3х1.1х1.1 М и массу около 660 кг. Это позволяет её транспортировать на ГАЗели. Лежачий фундамент, позволяет монтировать ворота в любое время года за 4...8 часов, если позволяет погода. Вот такое изделие мы запустили в производство.

Надеюсь доступно пояснил что не все велосипеды одинаковы и при желании и возможности, можно сделать велосипед получше.
Заранее извиняюсь за опечатки в тексте, если таковые обнаружатся.