Новости проекта "КРОПАТ"
16.01.2021

На прошлой неделе была размещена новая информация на сайте. В частности, на странице "Экономика ВТЭС" подробно рассказывается об экономической эффективности эксплуатации ВТЭС, или, если проще - во сколько обойдется электроэнергия от ВТЭС и насколько это выгоднее обычных источников электричества. А на странице "Почему всего 1 КВт" разбирается вопрос о том, нужна ли домохозяйству электростанция мощностью 5 КВт, если только иногда его потребление достигает этих 5 КВт. Оказывается, гораздо дешевле выбрать ВТЭС на 1 КВт с буферной мощностью на 5 КВт (инвертор + аккумулятор), и при этом можно не ограничивать себя в периодической мощной нагрузке.

На ближайшее будущее по проекту "КРОПАТ" запланирована модификация прототипа ВТЭС- с целью разместить все системы и компоненты внутри единого корпуса. Таким образом, прототип должен предстать в виде работающей мини-электростанции, готовой к размещению в любом подходящем помещении. 

Новости
28.12.2020

Сегодня прошли давно запланированные испытания прототипа ВТЭС-1 на определение реального КПД, то есть эффективности преобразования теплоты сгорания топлива в полезную работу, совершаемую паровым двигателем ВТЭС. Это первое испытание такого вида, и полученные результаты являются предварительными и служат для приблизительной оценки правильности конструкторских решений, сделанных в ходе разработки ВТЭС.

Испытания продолжались примерно 20 минут. Прототип работал на частичной мощности, в качестве топлива служил баллонный газ (пропан-бутановая смесь). В ходе испытаний было израсходовано 400 граммов топлива, а генератор выработал 142 Ватт-час электроэнергии. С учетом того, что коэффициент преобразования у генератора составляет 0.42, а теплотворная способность нашего топлива по справочникам указана как 36 МДж/кг, то коэффициент преобразования теплоты топлива в полезную работу у получился примерно 8.5%. Это "механический" КПД прототипа ВТЭС в текущем состоянии. По-другому это так называемая мощность "на валу", отнесенная к тепловой мощности, выделяемой при сгорании топлива.

Несмотря на то, что полученная величина КПД выглядит небольшой, на самом деле это очень хороший результат и показатель перспективности проекта "КРОПАТ". На сниженный показатель КПД повлияло несколько объективных факторов: двигатель работал на частичной мощности (треть от оптимальной), паровой котел без экономайзера (снят для модернизации), цилиндр двигателя настроен на малую степень расширения пара (треть от запланированной), паропроводы в прототипе проведены для удобства разработки длинным путем, утепление всех "горячих" элементов является слабым, и ряд других недостатков. Кроме того, давление пара на испытаниях было 12-13 атм, а его температура 190-210 град. по Цельсию, а планируемые показатели серийной ВТЭС - 20 атм и 250 град. соответственно. По нашим расчетам, сделанным на основе проведенных испытаний, после исправления всех недостатков текущего прототипа и последующей модернизации, будущий промышленный образец ВТЭС-1 при работе в номинальном режиме будет иметь полный "механический" КПД около 20%. Тогда "электрический" КПД (электроэнергия, вырабатываемая ВТЭС, по отношению к тепловой энергии топлива) можно будет довести до 15%.

 

Для сравнения, самый компактной из всех паросиловых установок, выпускаемых в СССР в последние годы перед прекращением производства подобной техники, был локомобиль П-25. Он имел мощность 25 л.с. и полный "механический" КПД 5.8%.

Ниже размещен видеофрагмент, снятый в ходе проведенных испытаний.

Новости
12.12.2020

Вчера прошли работы по оценке мощности "на валу" (механической), развиваемой паровым двигателем ВТЭС. Для этого было необходимо провести калибровку электрогенератора, используемого в прототипе ВТЭС. Генератор подсоединили к трехфазному электродвигателю с известными параметрами, и сняли показания генератора в номинальном режиме потребления электроэнергии, в то время как электродвигатель выполнял роль парового двигателя. В результате калибровки оказалось, что генератор преобразует в электроэнергию только 42% от всей механической энергии, подводимой к нему. Это объясняется тем, что при создании прототипа ВТЭС в качестве генератора был использован электродвигатель постоянного тока, работающий в обращенном режиме. Поэтому и эффективность генераторного режима такой электромашины находится на невысоком уровне.

Теперь стало возможным оценить мощность "на валу" паровых двигателей прототипа, которые были разработаны в рамках "КРОПАТ" (одно- и двухцилиндровый). При работе в постоянном режиме двухцилиндровый двигатель развивает свыше 2700 Ватт, а одноцилиндровый вариант - свыше 1200 Ватт. Учитывая, что КПД современных электрогенераторов составляет примерно 80%, можно предположить, что оснащенная ими двухцилиндровая ВТЭС будет выдавать свыше 2 КВт, а одноцилиндровая - около 1 КВт.

Таким образом, с этого этапа развития проекта "КРОПАТ" будут готовиться к производству уже 2 модели ВТЭС - на 1 КВт и на 2 КВт электрической мощности. Называться они будут ВТЭС-1 и ВТЭС-2 соответственно.

На ближайшее будущее запланировано продолжительное тестирование прототипа ВТЭС для определения общего КПД при работе на газе и на пеллетах.

На фото: Генератор прототипа ВТЭС, соединенный с промышленным электродвигателем

Новости
22.11.2020

Сегодня прошли первые испытания модифицированного прототипа ВТЭС. В течение последних месяцев в ходе модернизации была оптимизирована конструкция цилиндров парового двигателя. Справа размещен видеофрагмент испытаний.Испытания показали, что модернизация прошла успешно и выходные параметры прототипа ВТЭС серьезно улучшились.  При демонстрации тестирования прототипа продемонстрированы показания основных приборов - манометра, счетчика оборотов, вольтметра и ваттметра (на последнем дисплей немного бликует, но рассмотреть цифры можно). По сравнению с предыдущими испытаниями, электрическая мощность возросла с 920 до 1142 Ватт (зафиксировано на втором показе ваттметра). В то же время обороты двигателя снизились с 1340 до 1140 об/мин. Давление возросло ненамного - с 13 до 15 атм. Также зафиксировано снижение потребления пара.

Новости
29.07.2020

Сегодня прошли испытания прототипа ВТЭС на параметрах, близкими к "номинальному" режиму работы будущей модели ВТЭС-1. Ниже размещен видеофрагмент испытаний.

На этих испытаниях была применена следующая схема получения электричества: двигатель вращает генератор постоянного тока, генератор выдает постоянное напряжение на инвертор 24/220 Вольт, инвертор питает набор балластных сопротивлений в виде обогревателя и нескольких лампочек. Потребление тока регулируется динамически системой управления ВТЭС, а потребляемая электрическая мощность контролируется ваттметром.

На видео можно посмотреть на основные параметры испытания прототипа. Сначала показан ваттметр с показаниями 920 Ватт (далее мощность планово снижается). На ЖК-дисплее - показания счетчика оборотов двигателя, от 1320 до 1340 об/мин. На мультиметре зафиксировано постоянное  напряжение около 25 Вольт. Потом виден манометр с рабочим давлением 13 атм. В конце ролика показаны термометры на водяных трубах системы охлаждения. На трубе, отводящей тепло из ВТЭС - 82 градуса, на обратной трубе (после сброса тепла во внешних радиаторах) - 76 градусов. На этой разнице температур будет работать домовая система отопления ВТЭС.

Прошедшие испытания позволили уточнить технический облик будущей модели ВТЭС-1. Главное новшество - номинальный (стандартный) режим работы ВТЭС-1 будет иметь постоянную электрическую мощность 1000 Ватт. В этом режиме в отопительный сезон ВТЭС будет работать круглосуточно и обеспечивать дом отоплением с тепловой мощностью 10 КВт. При необходимости тепловую мощность можно будет увеличивать, и вместе с этим будет расти выработка электричества (не более 2 КВт). Также возможен "экономный" режим работы ВТЭС со сниженной выработкой электричества и тепла.

Электрическая потребляемая мощность обычного домохозяйства меняется в течение суток от 0 до некоторого максимума в несколько киловатт. При этом среднее потребление за сутки обычно не превышает 1 КВт. Поэтому ВТЭС будет накапливать "избыточное" электричество в аккумуляторах, а при необходимости при помощи инвертора можно будет получить электроэнергию пиковой мощностью вплоть до 5 КВт.

В летний сезон ВТЭС может работать периодически, до наполнения аккумуляторов, а далее останавливаться, чтобы не работать "вхолостую" при отсутствии расхода электричества в доме. В таком "летнем" режиме (без отопления) тепло, образующееся при работе ВТЭС, отводится и рассеивается снаружи дома при помощи внешних теплообменников (радиаторов) "воздух-вода".

Новости
09.06.2020

Сегодня вышла новая версия сайта проекта "КРОПАТ". Добавлены новые страницы, информация актуализирована, внесены поправки и уточнения.

Новости
19.04.2020

Сегодня были проведены успешные испытания новой клапанной системы парораспределения на двухцилиндровом двигателе. Впервые была достигнута мощность на валу двигателя свыше 1000 Ватт в долговременном режиме работы ВТЭС. Электрическая мощность на балластных ТЭНах составила 820 Ватт. Испытания проводились на баллонном газе (пропан).

На следующем этапе будут проводиться работы по оптимизации отдельных систем ВТЭС с целью увеличения мощности. Также будет добавлен инверторный блок для перевода (выдаваемого сейчас) постоянного тока 12 Вольт в переменный 220 Вольт. После этого будущие испытания планируется проводить с использованием обычных бытовых электроаппаратов для имитации работы ВТЭС в обычном частном доме. Кроме того, будет проведено измерение потребления топлива при работе ВТЭС при определенной мощности и установлено реальное значение КПД.

Видеофрагмент проведенных испытаний размещен ниже.

Новости
10.12.2019

В течение последнего полугодия в рамках проекта был проведен большой объем работ по разработке и усовершенствованию различных систем ВТЭС "КРОПАТ".

В частности, разработана, изготовлена и испытана в составе ВТЭС новая система парораспределения клапанного типа.  В процессе испытаний клапанная система показала себя самой эффективной по сравнению с ранее испытанными золотниковой и крановой системами парораспределения. Также были разработаны и испытаны новый питательный насос поршневого типа и мокровоздушный вакуумный насос для конденсатной воды.

На ближайшее будущее планируется интегрировать новые системы в рабочий прототип ВТЭС "КРОПАТ" и провести испытания на эффективность и выдаваемую мощность в номинальном режиме работы ВТЭС.

© 2020 «KROPAT».  Сайт создан на Wix.com