Принцип работы газового генератора

Как работает газовый генератор?

Наиболее эффективны для энергоснабжения

жилых коттеджей
целых поселков в отдаленной от городской черты местности
крупных предприятий
нефтедобывающих платформ и скважин
очистных сооружений
шахт

Высокопродуктивны для использования:

на производственных объектах
в строительной отрасли
в медицинских учреждениях и административных зданиях
в гостиницах, аэропортах, узлах телекоммуникации, системах жизнеобеспечения
во многих других сферах, где необходимо автономно работающее генерирующее оборудование, способное работать в связке с централизованными тепловыми и энергоснабжающими системами

Используемые в настоящее время газовые генераторы классифицируются на три основные классы:

стандартные, используемые только для выработки электроэнергии;
когенерационные, предназначенные не только для поддержания соответствующего напряжения в сети, но и производящие тепло;
тригенерационные, в сочетании с электроэнергией вместо тепла генерирующие холод.

Первый класс генераторов отработанные при производстве электричества газы утилизирует их в атмосферу. А вместе с ними и тепловую энергию. Это малоэффективно, в силу чего сегодня повышенной популярностью пользуются когенерационные установки: устройства отработанные газы пропускает через теплообменник, в котором нагревается вода. В результате имеется возможность по созданию горячего водоснабжения. По популярности им уступают тригенерационные приборы: производимый ими холод позволяет нормально функционировать холодильным установкам.

Принцип работы и конструкция газовых генераторов

Конструкция газового генератора включает в себя стандартный двигатель внутреннего сгорания, а также внешние смесеобразование и искровое зажигание горючего вещества в камере сгорания. В качестве энергоресурсов в используется природный газ, поддерживающий функционал устройства по циклу Отто. Его суть заключается в выделении при сгорании топлива энергии, которая приводит в механическое движение вал двигателя. Далее вращательный момент передается генератору, в котором и происходит выработка электроэнергии.

Газовые двигатели превосходно зарекомендовали себя в составе генерирующих установок, используемых периодически либо постоянно в момент пиковых нагрузок, а также в виде резервных и аварийных источников качественной электроэнергии и тепла. Это, безусловно, придает конструктиву определенной модели своеобразную уникальность, в силу которой применять резервный генератор в постоянной работе нет экономического смысла. Как и инженерное оборудование, наделенное высокой мощностью и производительностью, эксплуатировать только от случая к случаю. Это не только приведет к материальным издержкам, но может стать причиной поломки агрегата.

В сравнении с иными генерирующими установками, газовые генераторы неподражаемы еще и тем, что могут работать как когенерационные установки, что означает одновременную выработку и электрической энергии, и тепла, что не по силам ни дизельным, ни бензиновым генераторам. Определенная модификация ГГУ может использоваться и для производства холода, а также в комплексе с насосными приводами и газовыми компрессорами.

Газовые генераторы по своему конструктиву делятся на:

устройства для постоянного функционирования;
для периодичной эксплуатации;
в качестве аварийного источника.

Установки способны вырабатывать однофазный и трехфазный электроток, параметры выходного напряжения также различны: как правило, производится переменный ток в 220 либо 480 В и частотой 50 Гц.

В качестве топлива газогенераторные агрегаты могут использовать не только природный газ, но и другие виды газовых энергоресурсов, такие как газы с низкими теплотворными характеристиками, невысокой детонирующей способностью, низким содержанием метана или газы с высокими теплотворными параметрами: бутан, пропан, факельный. В большинстве моделей предусмотрена возможность перестройки работы на одном виде газа на другой.

Помимо этого, существуют и более совершенные двухтопливные модели двигателей, способные функционировать сразу на газу и на жидком видах топлива:

природный (сжатый, сжиженный и магистральный);
пропан-бутановые смеси;
попутный из нефтяных скважин и пары резервуаров больших дыханий;
промышленный (коксовый, пиролизный, биогаз, из стоков, шахтный и другие).

Преимущества газогенераторных устройств

Удобства при транспортировке, хранении и эксплуатации.

Газовые электростанции вполне стабильно функционируют в широком температурном диапазоне – от +50 до -50 С. При этом они абсолютно не требуют обязательного обустройства специализированных помещений: вполне достаточно навеса, который предохранит оборудование от контакта с атмосферной влагой. В некоторых случаях можно использовать обычную будку. Единственным обязательным требованием является устройство заземления.

Отдельным преимуществом этих установок являются и требования к хранению топлива.

Газ можно хранить неограниченное время, а бензин либо дизтопливо уже через полгода могут потерять свое октановое значение, в смеси появиться осадок в результате расслоения. Для иных моделей генераторов существуют ограничения по времени беспрерывной работы: на бензине – не более 10 часов. А вот ГГУ лишь на одном газовом баллоне способна перекрыть этот срок в два с лишним раза.

Абсолютная безукоризненность и высокая ремонтопригодность.

Эти параметры подтверждены практикой использования: на четверть выше срок службы, чем у жидкотопливных генераторов. Благодаря применению более чистого топлива в системах отсутствует риск скопления нагара, который может привести к неисправности устройства и требует периодической чистки узлов.

Огромный моторесурс, достигающий 320 тысяч моточасов. Соответствующая и производительность, превышающая КПД бензиновых и дизельных аналогов.

Низкая стоимость в ряду иных моделей генерирующего оборудования. Это преимущество сочетается и с пониженным потреблением энергоресурсов при аналогичным объеме выработки электроэнергии.

Экологичность. При сгорании газа отсутствуют выхлопы, наносящие ущерб окружающей среде. Благодаря этой особенности газовые генераторы широко распространены в жилом секторе. Они часто практикуются в странах с повышенными «экологическими» требованиями, где на первое место ставится не только качественность энергоснабжения, но и безвредность этого процесса.

Встроенные системы автозапуска или удаленного управления. Использование данных элементов не требует обоснования, т.к. они предоставляют максимальное удобство в эксплуатации. Кроме того, существует возможность выбора того или иного компонента в соответствии с конкретными пожеланиями потребителя.

Недостатки газогенерирующих установок

Наиболее существенным ограничением является доступность топлива в определенной местности. Также повышены требования и со стороны контролирующих организаций, потому что газ относится к взрывоопасным смесям. Для транспортировки этого топлива применяется спецтехника.

Если же есть возможность подключения к центральной магистрали, то многие ограничения не действуют: достаточно получить соответствующее разрешение на подключение к магистрали, осуществить врезку и грамотную обвязку точки потребления. Это требует определенных материальных издержек, которые в ряде случаев могут в разы повысить стоимость приобретения и монтажа газового генератора.

Газовый генератор для дома

Газовый генератор является ИБП (источником бесперебойного питания). Природный газ — это топливо, на котором он осуществляет свою деятельность. Изредка встречаются модели, функционирующие на других его видах, но, как правило, они не экономичны, также не обладают дополнительными преимуществами. Газовый генератор, работающий на газу, почти бесшумен и не источает выбросы вредных веществ в воздух. Такой прибор легок в установке и эксплуатации.

Преимущества газового генератора

Длительное время работы: устройство активно действует, пока в основной трубе имеется газ. Дополнительно установив баллоны с природным газом в параллельную систему, можно увеличить время его работы. Такое достоинство газового генератора является главным в отличие от инверторного устройства, работающего на бензине или дизельном топливе. Его функционирование закончится, когда в баке израсходуется весь запас горючего.
Стоимость кубометра газа меньше, чем какое-либо другое топливо. Он может храниться в баллонах или другой закрытой емкости длительное время, чего не скажешь про другие виды топлива.
Срок эксплуатации гораздо больший, чем у других видов горючего. Это объясняется тем, что цилиндры и поршневая система у такого устройства мало изнашиваются. Это происходит за счет того, что на выходе образуется совсем немного продуктов сгорания. Коррозия металла также минимальная.
Экологичногсть. Нет выделений вредных веществ, сажи и всевозможных выбросов.

Устройство и принцип работы

Преобразование вращательной механической энергии в электрическую является основным принципом работы газового генератора. Внутреннее пространство этого устройства разделяется на 4 зоны:

Верхняя часть корпуса — подсушка.
Средняя часть корпуса — сухая перегонка.
Зона горения.
Зона восстановления, расположенная между колосниковой решеткой и зоной горения.

Виды газовых генераторов

Различают следующие виды газовых генераторов, используемых в жилых помещениях — это резервные и постоянные.

Первый тип может работать на газу от 6 до 20 часов. Охлаждение у таких установок воздушное. Если данный тип оборудования заставить принудительно работать сверх положенного времени, у него быстро закончится моторесурс. Газовый генератор можно запустить в работу вновь только через два часа после того, как он охладится. Поэтому такое аварийное устройство применяется лишь в случае отключения основного электроснабжения.

Газовые электростанции постоянного типа

Планируя использовать газовый генератор длительное время, рекомендуется выбрать оборудование с жидкостным охлаждением. Такая установка будет автоматически включаться и отключаться, соответственно, будет успевать остывать. Данная система носит название газовой электростанции. В то время, когда происходит охлаждение, снабжение электроэнергией важных приборов осуществляется от инверторов, идущих в комплекте с аккумулятором. Он служит ИБП (источником бесперебойного питания).

Газовые электростанции постоянного типа могут работать при больших оборотах двигателя и иметь легкий доступ к нему в случае поломки.

Газовый генератор для жилого помещения

Два вида газов: сжиженный и магистральный используются в этом оборудовании. Первый потребляется из баллонов, другой — непосредственно из трубы. Встречаются приборы, которые могут работать на таком газообразном топливе, как метан, пропан и биогаз.

Сжиженный газ. Генератор, работающий на сжиженном газе, очень удобен в случае установки в доме газового котла отопления. Баллонный газ выгодно использовать для генераторов мощностью 4−6 кВт. 50-литровую емкость газа хватит на 18−20 часов работы оборудования.
Магистральный газ. Газовая магистраль, подведенная к дому, является очень удобным и выгодным источником электроэнергии. Но прежде, чем покупать генератор, необходимо узнать в местной газовой компании о давлении газа в магистральной трубе. Потому что, если оно будет небольшим, а генератор высокомощным, полноценной работы не получится.

Читать еще: Декоративная отделка потолка

Если в вашей местности происходят частые перебои с электричеством и есть возможность подключиться к магистральной газовой трубе, вам необходимо получить разрешение газовой службы на подключение к ней генератора. Чтобы получить такой документ, нужен будет паспорт генератора и обязательный сертификат соответствия РСТ.

Выбираем оборудование

При выборе газового генератора для пользования в домашних условиях должны учитываться следующие технические характеристики: мощность, напряжение, номинальный расход топлива, частота и т. д.

Давайте рассмотрим, какая мощность оборудования подойдет для того или иного помещения.

5−6 кВт. Для небольшого дачного домика, где достаточным будет лишь сварить обед на электроплитке и подключить свет, генератор с такой мощностью вполне подойдет.
15−20 кВт. 12 часов беспрерывной работы генератора с воздушным охлаждением позволит подключить все электрические приборы, необходимые для получения уюта и комфорта в небольшом доме.
10−25 кВт. Генератор с жидкостным охлаждением может работать длительное время. Широко используется в загородных коттеджах и больших домах.
Более 25 кВт. Может применяться на небольших производственных предприятиях.

Выбирают устройство и по такому параметру, как фаза:

Однофазный генератор подходит для бытовых приборов с напряжением в 220 В.
Трехфазный генератор может применяться для загородных домов, имеющих смешанное электропитание на 220−380 В.

Вот что интересно. Имея трехфазный ввод, но, не имея трехфазных потребителей (насосы, электродвигатели), можно поставить на генератор с одной фазой трехфазную автоматику. Неужели такое возможно? Да, ведь нам необходимо задействовать все 3 фазы, поэтому ставится трехфазная автоматика. Таким образом, напряжение возникнет на всех фазах.

Выбирая газовый генератор, необходимо также обратить внимание на наличие таких функций, как электростарт и автоматическую систему, отвечающую за включение данного устройства. Датчик за контролем масла, который есть у некоторых моделей генераторов, поможет защитить оборудование от преждевременной его поломки.

Установка газового генератора

Обычно генераторы бывают оснащены защитным кожухом. Для установки такого оборудования необходимы следующие условия:

Температура воздуха в помещении должна быть выше 0 градусов. В противном случае необходимо произвести утепление объекта.
В системе должна действовать приточно-отточная вентиляция.
Обязателен отвод для продуктов сгорания.

Существуют генераторы со специальным кожухом, позволяющим устанавливать оборудование на улице. Их преимущество состоит в том, что оно не будет занимать места в помещении, работает бесшумно, ему не страшны атмосферные осадки в виде дождя и снега, может легко запускаться в морозы до минус 30 градусов. Цена такого генератора 200 тыс. рублей. Это, конечно, гораздо выше, чем у аналогичного по техническим характеристикам дизель-генератора, но, если в доме есть котел для отопления, работающий на газу, все достаточно быстро окупится.

Газовый генератор SDMO

Особо популярный и надежный, имеющий массу достоинств и отличных отзывов у потребителей — это газовый генератор SDMO.

Устанавливать его можно только на улице, в помещениях размещать категорически запрещено, поэтому он выполнен в специальном шумозащитном и всепогодном кожухе. Самое лучшее место для установки — рядом с выходом газовой магистрали или вблизи вводного электрического щита. Минимальное расстояние до зданий и деревьев — два метра, высота до подвеса — полтора метра.

Завод-изготовитель такого генератора изначально задумал его, как дополнительный резервный источник электроэнергии. Он может работать восемь суток без перерыва, но, конечно, после этого необходимо будет проходить очередное техническое обслуживание (заменить масло, фильтрующие элементы, свечи зажигания).

Генератор SDMO — это достойное качество сборки, надежность комплектующих, невысокая цена и возможность работы на сжиженном газе.

Установку этого, да и других газовых генераторов лучше производить опытным специалистам, прошедшим обучение и имеющим именные сертификаты. В этом случае оборудование будет исправно и долго работать.

Преимущества и недостатки газовых генераторов

Автономное электричество и тепло в частном доме обеспечивает генератор энергии. Среди вырабатывающих ток механических систем широкое распространение получил газовый генератор, благодаря доступности топлива и многофункциональности применения. ГГУ могут быть использованы в нескольких режимах работы: как источник постоянного и аварийного обеспечения током, для периодической выработки энергии.

Устройство и принцип работы

Энергоресурсом для работы данного механизма является смесь газов, преобразующихся в генераторный газ. Помимо природного газового ресурса в ГГУ используется промышленный и попутный газ из нефтяных скважин, а также сжиженная смесь пропан-бутан и продукт переработки угля.

Водородный генератор работает на воде и электричестве.

Двигатель внутреннего сгорания;
Камера сгорания;
Корпус.

В процессе работы продукт сгорания смесей образует давление на поршни мотора центрального узла системы.

В результате передающего импульса коленчатого вала мотора валу генератора образуется электрическая энергия. Получаемый на выходе ток а может иметь разную характеристику, в зависимости от модификации газогенератора: трех- и однофазный, переменный и постоянный.

По целесообразности использования ГГУ разделяются на три типа:

Газовый генератор для производства электричества;
Когенераторы для производства электричества и тепла;
Тригенераторы для производства электричества и холода.

В обычных газовых агрегатах на природном газе отработанный материал выбрасывается в атмосферу после сгорания. Модификация когенераторов устроена иначе: отработанный материал через теплообменник передает тепло воде отопительной системы. Реже встречается тригенератор, который преобразует энергию отходных материалов в холод.

По запуску системы ГГУ отличаются друг от друга:

Автоматизацией запуска;
Ручным запуском системы.

Автоматический запуск генератора происходит самостоятельно после отключения сети. Ручной запуск осуществляется либо нажатием кнопки электростартера, либо посредством шнура.

По способу установки ГГУ бывают открытого и закрытого типа. Открытый газовый генератор может функционировать в температурном режиме от +5 градусов. Закрытые установки защищены специальным покрытием — кожухом. Такие ГГУ могут быть установлены на открытом пространстве, но под навесом.

По типу устройства газовый генератор для дома бывает с воздушным и жидкостным охлаждением. Последний тип установки предназначен для бесперебойного обеспечения энергией, так как может работать до десяти дней подряд. Воздушное охлаждение обеспечивает работу силового оборудования в пределах десяти часов непрерывно.

Преимущества газовых систем

Рассмотрим ряд преимуществ и особенности силовых систем на газу:

Дешевое топливо;
Экологичность;
Высокая производительность;
Неограниченное рабочее время;
Легкий запуск;
Автоматизация процесса работы;
Корректировка мощности работы программным управлением.

В отличие от дизельных/бензиновых генераторов, вихревые газогенераторы и другие установки могут быть использованы для выработки тепловой энергии отопительной системы дома. Такая работа не под силу другим видам генераторов, и дает несравненное преимущество перед ними.

Функционирование ГГУ при различных температурных режимах (-50/+50) делает их удобными для эксплуатации в различных регионах страны. Неприхотливость газового агрегата- несравненный плюс, ведь для его установки не требуется отдельного помещения.

Смотрим видео, критерии выбора и также все плюсы и минусы агрегата:

Следующим преимуществом является сам вид топлива: газовая смесь вихревых газогенераторов не теряет свои рабочие характеристики со временем. К примеру, дизельное или бензиновое топливо уже через полгода теряют октановое значение.

Чистота и экологичность газового топлива имеет большие преимущества перед жидкими аналогами: газ не образует нагар в процессе сгорания. Поэтому газовый генератор не нуждается в периодической очистке узлов во избежание поломки системы. В соответствии с этим, срок эксплуатационной службы ГГУ значительно выше, чем дизельных/бензиновых аналогов.

Отсутствие выхлопов при сгорании данного топлива в вихревых газогенераторах — одно из важных преимуществ ГГУ. Данные системы широко применяются в частном секторе для обеспечения энергией и теплом домов и коттеджей.

Рабочее время ГГУ не ограничивается ничем: газовый генератор с одним баллоном топлива способен беспрерывно вырабатывать электроэнергию на протяжении двадцати и более часов, в то время как устройство на бензине имеет ограничение до десяти часов. КПД газового генератора тоже бьет все рекорды: 320 моточасов.

Недостаток газовой модели: отсутствие топлива в некоторых регионах страны. Также транспортировка топлива требует спецтехники, а для подключения газового генератора к магистральному трубопроводу требуется специальное разрешение. Да и сама врезка точки потребления займет немалую сумму денег. Но это не сравнить с постоянным приобретением бензина/дизеля для питания генератора и коротким сроком эксплуатации дизельных/бензиновых установок.

Виды систем

Отличием газового генератора инверторного типа является производство электроэнергии со стабильным напряжением. Такая особенность используется для обеспечения питанием приборов высокой чувствительности к перепадам: медицинской и измерительной техники, электронного оборудования и т. д.

Газовый генератор данной модификации отличается компактными размерами, удобной транспортировкой и приятным дизайном. Специальный корпус с шумопоглощающими элементами делает работу устройства практически бесшумной. Существенная экономия ресурса, которая достигается за счет регулировки оборотов движка в зависимости от нагрузки — еще один несравненный плюс данного агрегата.

Газогенераторы на углях используются в тех регионах, где нет доступа к магистральным сетям. Агрегаты устроены с отсеком для загрузки твердого топлива (угля, опилок и даже отходов). Под отсеком с топливом вихревого газогенератора находится камера, где и образуются генераторные газы в процессе неполного сжигания топливного ресурса, благодаря дозированному «дутью». Поступление воздушных масс реагирует с горючими элементами топливной массы и образует генераторный газ.

Читать еще: Каменка для бани своими руками - сердце русской бани

Использование пиролизного генератора обусловлено его всеядностью. Данный агрегат употребляет любой вид твердого топлива вплоть до мусорных отходов. Несмотря на это, аппарат продуцирует чистые газы и отличается экологичностью.

Газовый генератор пиролизного типа оснащен современным управлением, бездымной дозагрузкой топливного сырья и многими новинками технических разработок. Основная привлекательность — дешевизна и доступность топливного ресурса.

Принцип работы водородной модели основан на расщеплении молекул воды под действием электротока (электролиз). Разделение молекулы воды на кислород/водород образует активный газ, продукт горения которого дает энергию. Водородный газогенератор отличается экономичностью топливного ресурса и повышенной производительной мощностью.

Водородный газогенератор современной модификации оснащен электронным управляющим блоком, который автоматически регулирует подачу электроэнергии, в зависимости от рабочей ситуации. Это значительно экономит энергетический расход. Опция аварийного оповещения предупредит о возможной поломке водородного газогенератора. Корпус и рабочие детали агрегата сконструированы из нержавеющей стали — это обеспечивает работу устройства довольно длительный срок — 20 и более лет. Водородный газогенератор широко используется в промышленности.

Немного о вихревом генераторе:

Использование вихревых газогенераторов обусловлено экономичным топливным ресурсом — стружки, отходы деревообрабатывающей промышленности, шелуха подсолнечника и прочее сырье. В процессе горения вырабатывается газ необходимого качества, который схож по своим рабочим свойствам с природным. Принцип горения топлива в вихревых газогенераторах характеризуется отсутствие доступа кислорода, что обеспечивает образование газообразного вещества необходимых качественных характеристик.

Монтаж и этапы работ

Как подключить газовый генератор к центральной магистрали? Во-первых, необходимо получить разрешение специализированных государственных служб.
При монтаже ГГУ в подсобке следует обеспечить помещение отводящей системой выхлопных газов, установить отточную вентиляцию. Это можно осуществить самостоятельно, пользуясь инструкциями. Также можно пригласить для подключения генератора газа от магистральной газовой системы мастера. Работа будет стоить примерно 15-45 000 рублей.
При подключении генератора к баллону, разрешение спецслужб не требуется.

Выбор необходимой модели генераторной установки нужно согласовывать с целесообразностью применения в ваших условиях. При отсутствии магистрального и баллонного газа можно установить вихревые или пиролизные агрегаты. Водородные установки требуют наличия электричества и стоят дорого.

Для обслуживания электронной техники и приборов с высокой чувствительностью к скачкам напряжения используют инверторные модели ГГУ. И последнее — обратите внимание на рабочий ресурс, указанный в моточасах, а также на защитный кожух для генератора во дворе.

Принцип работы и изготовление дровяного газогенератора

Не стоит спешить избавляться от опилок, сухих веток, соломы, щепок, листвы и другого строительного и бытового мусора, ведь при наличии газогенератора в хозяйстве все эти отходы можно использовать в качестве совершенно бесплатного, но при этом довольно эффективного источника энергии. Если же такой установки нет, то ее можно сделать собственными руками, не тратя большие средства на уже готовый агрегат.

Как и многие другие агрегаты, работающие на газу, дровяной генератор базируется на пиролизном сжигании, обусловленном наличием кислорода, пусть и в минимальных количествах. Эта особенность переводит процесс быстрого горения, которое можно наблюдать в открытом пространстве, в очень медленное, но производительное тление, благодаря чему вырабатывается необходимое количество полезной тепловой энергии.

Сегодня установки такого типа не слишком актуальны, но раньше сфера их применения была очень широка. Народные умельцы даже умудрялись использовать газогенератор на дровах для автомобиля. Чертеж, схема и необходимые материалы для изготовления этого агрегата не представляют собой ничего сложного, однако сделать дровяной газогенератор самостоятельно смогут только те мастера, которые имеют полное представление о принципе его работы.

Рабочий цикл газогенераторов для выработки электроэнергии на дровах включает в себя такие последовательные процессы:

1. Для выработки полезной энергии в камеру сгорания закладывается топливо, которое сможет дать необходимый объем тепла только при наличии кислорода. Доля чистого воздуха должна составлять не более 35%, иначе топливо будет прогорать слишком быстро.
2. В процессе тления будут выделяться продукты горения, однако не все из них являются полезными, поэтому в каждом устройстве должна быть предусмотрена качественная система фильтрации.
3. Конструкция газогенератора для дома предполагает проведение двойной очистки выделяемых горючих газов, которая поможет избавиться от вредных примесей и прочего балласта, не дающего полезной энергии. Первичная очистка осуществляется за счет прохождения газов через специальное циклонное фильтрующее устройство вихревого типа. Что же касается вторичной очистки, то она проводится посредством обработки продуктов горения в водном фильтре, именуемом скруббером.

Изучив эти простые принципы действия тепловой установки, можно приступать к изготовлению чертежей газогенераторов на дровах своими руками, по которым в дальнейшем будет осуществляться конструирование автономного агрегата. При желании можно воспользоваться уже готовым проектом газгена.

Для этой схемы характерно верхнее расположение камеры сгорания, в которую при нижней тяге, необходимой для более длительного процесса горения, будет закладываться угольный или древесный брикет. Самодельная установка является очень простой и понятной в использовании, однако без существенных недочетов она также не обходится.

Как и все сделанные собственными руками установки, газовый генератор имеет массу недостатков, ведь идеальная работа агрегата, при которой прессованные брикеты или любые другие виды топлива будут подкидываться не чаще одного раза в сутки, является возможной только в том случае, если речь идет о готовом промышленном устройстве. Но это вовсе не повод для того, чтобы отказываться от самостоятельного его конструирования, ведь при правильной сборке дровяной генератор обязательно продемонстрирует множество полезных своих сторон. Как правило, речь идет о таких важнейших преимуществах:

1. Высокая доступность горючего сырья, ведь помимо торфяных брикетов, стружки и других отходов, остающихся после столярных работ, можно использовать содержащие целлюлозу материалы.
2. Коэффициент полезного действия установки достигает от 70 (актуально для самых простых бюджетных конструкций) до 95%.
3. Отсутствие привязки к газовым магистралям или электрическим сетям, ведь газогенераторные установки можно использовать в любой открытой местности, лишенной всякой коммуникационной инфраструктуры.
4. Несмотря на выделение большого количества горючих газов, такие конструкции являются более экологичными, если сравнивать их с теми же жидкотопливными котлами, выбрасывающими в атмосферу огромное количество вредных веществ и требующих создания отдельного резервуара, предназначенного для хранения топлива.
5. Возможность обустройства загрузочного бункера больших размеров, благодаря чему в генератор можно будет загружать крупные топливные материалы без дополнительной их обработки (дрова, длинные толстые ветки и любое другое негабаритное сырье).
6. Широкая сфера применения полезного тепла, вырабатываемого генераторной установкой, которое можно использовать не только для отопления жилых и подсобных помещений, но и для работы двигателя внутреннего сгорания машин.
7. При желании газогенератор может быть переквалифицирован в полноценный электрогенератор, который можно будет использовать в качестве источника электрической энергии при отключении света, выезде на местность, лишённой электросетевой инфраструктуры, а также в любых других критических и нестандартных ситуациях.

Естественно, все перечисленные выше достоинства носят условный характер, так как многое зависит от правильности сборки конструкции, ее габаритов и сложности. Кроме того, не следует забывать и о недостатках таких установок, которых также немало. Обычно имеются в виду такие существенные минусы:

1. Дороговизна конструкции. Не стоит думать, что самодельный газген обойдется хозяину в сущие копейки. И хотя установки, сделанные собственными руками, гораздо дешевле, чем промышленные агрегаты, их можно выполнять только из высокопрочных толстостенных сплавов, которые способны выдерживать высокие температуры горения (чего только стоит чугун для изготовления колосников).
2. Для сооружения подобных конструкций понадобится электро- или газосварочный аппарат, а также навыки работы с ним.
3. Газогенераторная установка не сможет работать без электричества, ведь именно этот источник энергии обеспечивает принудительную тягу. Если пренебречь этим требованием, то внутренняя часть корпуса очень быстро будет загрязнена и хозяину придется очищать с неё образовавшийся деготь.
4. Внушительный размер, требующий отдельного большого пространства для полноценного размещения установки.

Следует отметить, что в регулярной очистке газовый генератор будет нуждаться и при полноценном обеспечении тяги. Кроме того, хозяева должны быть готовы к тому, что их статьи расходов пополнятся затратами на периодическую замену отдельных сменных составляющих установки, к которым относятся газовые фильтры.

Еще один недостаток таких агрегатов заключается в том, что для их нормальной работы необходимо использовать сухое сырье с влажностью, не превышающей 20%. Ко всему перечисленному выше следует добавить отсутствие температурных регуляторов, сильный перегрев стенок корпуса и их быстрый износ, а также длительность рабочего процесса, ведь полноценная генерация тепла начинается только через полчаса после растопки.

Как сделать газогенератор для автомобиля своими руками

Эта статья – для мастеровитых энтузиастов, не жалеющих времени и сил для достижения результата. Зачем такая преамбула? Потому что здесь пойдет речь о том, как сделать газогенератор своими руками. Это довольно сложный агрегат, вырабатывающий из дров и угля горючее, способное заменить традиционные виды топлива – бензин в автомобиле и природный газ в доме. Мы познакомим вас с устройством газгена и трудностями, связанными с его изготовлением, установкой и эксплуатацией.

Схема газогенератора и принцип работы

Углерод – это основа всей биомассы нашей планеты, в том числе древесины и различных углей, в который превратились спрессованные растения за миллионы лет. В отопительных котлах и двигателях внутреннего сгорания (ДВС) мы сжигаем углеводороды, добываемые из недр земли: метан, пропан и бензин. Они дорожают с каждым годом, заставляя домашних умельцев искать новые пути с помощью старых изобретений. Одно из них – автомобили с газогенераторами на дровах, появившиеся в начале прошлого столетия.

Читать еще: Поочередное включение ламп одной кнопкой

В первой половине 20-го века дровяными агрегатами оснащались легковые и грузовые авто

Суть идеи в том, чтобы путем пиролиза получать из дерева газообразную горючую смесь, состоящую из нескольких соединений на основе углерода:

угарный газ (СО);
водород в свободном виде (Н₂);
всем известный метан (СН₄);
другие углеводородные соединения (общая формула — CnHm).

Примечание. Основным горючим компонентом смеси является окись углерода СО, доля остальных веществ из приведенного перечня невелика. Присутствуют в ней и другие газы, называемые балластными, – азот, углекислый газ (СО₂) и водяной пар. Данные о процентном соотношении веществ в конечном продукте и его теплотворной способности представлены в таблице:

Для выделения газообразного топлива служит пиролизный газогенератор на дровах (иначе – газген), чье устройство показано на схеме. Это закрытая емкость с колосниками, заполняемая твердым топливом через верхний бункер, вместо дымохода – патрубок выхода газовой смеси. Принцип работы газгена следующий:

Розжиг и горение массива дров происходит снизу, над колосниками. В камеру через фурмы вдувается воздух в ограниченном количестве (35% от нужного для полного сжигания объема).
В зоне горения выделяется большое количество тепла и в результате реакции кислорода с углеродом образуется углекислота СО₂. Содержание угарного газа и других воспламеняющихся веществ здесь невелико.
В зоне восстановления (газификации) под воздействием высокой температуры углекислый газ насыщается углеродом из древесины и превращается в горючее соединение – СО. Здесь же происходит разложение водяного пара и образование свободного водорода.
Раскаленные газы, проходя через верхние слои топлива, подсушивают дерево и заставляют его превращаться в полукокс (сухая перегонка), благодаря чему выделяется больше углерода.
Газовая смесь покидает корпус газгена и отправляется на последующую очистку для подачи в двигатель внутреннего сгорания или котел.

Функциональная схема газогенератора прямого процесса

Для справки. Восстановление углекислоты (преобразование в СО) протекает с поглощением тепла, выделяемого в процессе горения. Кстати, между зонами нет четких границ и на чертеже они показаны условно.

Для ясности мы описали генерацию горючего путем прямого процесса газификации, когда массив топлива движется навстречу воздушному потоку. Существуют и другие способы – обращенный процесс (воздух продувается сверху вниз) и горизонтальный метод, показанный выше на схеме газогенератора. Если вы хотите подробно разобраться в теоретических моментах, предлагаем посмотреть следующее видео:

Конструкция установки

Чтобы успешно эксплуатировать авто на дровах или сжигать полученное топливо в котле, одного газогенератора недостаточно. Дело в том, что помимо балластных газов, самодельное горючее содержит летучие примеси и смолы, проще говоря, — дым и сажу. Ни автомобильный мотор, ни горелочное устройство котла не рассчитано на такое топливо и быстро выйдет из строя. Поэтому была придумана система фильтрования, входящая в состав газогенераторной установки и включающая 3 дополнительных агрегата:

фильтр грубой очистки – циклон;
радиатор – охладитель;
фильтр тонкой очистки.

Очередность размещения этих элементов показана на технологической схеме:

Циклон для газогенератора представляет собой вертикальный цилиндр с двумя патрубками и конусом на конце, как показано на чертеже. Загрязненная газовая смесь, попадая внутрь него, движется по кругу на высокой скорости, за счет чего крупные и средние частицы золы отбрасываются на стенки центробежной силой и выводятся через отверстие в конусе.

Схема работы циклона, который очищает силовой газ от примесей

Чем выше температура газа, тем меньше его плотность. Это значит, что горючее на выходе из газгена нельзя использовать в ДВС без предварительного охлаждения, иначе оно просто не воспламенится в цилиндрах. Поэтому в промышленных газогенераторных установках сразу после циклона ставится воздушный либо водяной теплообменник, а следом – компрессор, нагнетающий охлажденную газовую смесь в распределительную емкость.

В конце технологической цепочки стоит фильтр тонкой очистки, удаляющий из полученного топлива мелкие частицы сажи и золы. Пример такого агрегата – так называемый скруббер, в котором газы очищаются за счет продувания через воду. Теперь, когда мы разобрались с технологией производства горючего, можно сделать собственную недорогую установку, способную обеспечить работу двигателя внутреннего сгорания на дровах.

Самодельный газген, изготовленный заграничными коллегами

Изготовление газгена для автомобиля

Перед тем как сделать работоспособный газогенератор для автомобиля, предлагаем ознакомиться с некоторыми рекомендациями:

Организовать подачу силового газа в современном авто с инжектором – задача непростая. Придется менять настройки контроллера (прошивку), иначе мотор на древесном топливе работать не будет. Нужна машина со старой системой топливоподачи – карбюратором.
Чем больше мощность и рабочий объем двигателя, тем выше производительность должна быть у газогенератора. Соответственно, он вырастет в размерах.
Чтобы уместить установку в багажник легкового авто, потребуется вырезать часть днища. Если вы не хотите затрагивать кузов, то сразу планируйте ставить дровяной генератор с фильтрами и охладителем на прицеп.
Для изготовления камеры газификации, где температура превышает 1000 °С, применяйте низкоуглеродистую толстую сталь (4—5 мм).
Чтобы уменьшить содержание смол в газовой смеси, делайте камеру с горловиной, как это показано на чертеже.

Важный момент. Не стоит увеличивать диаметр камеры газификации (на чертеже он равен 340 мм) с целью добиться большей производительности. Прирост получится мизерный, а качество переработки древесины ухудшится. А вот высоту 183 см выдерживать не обязательно, разве что вы поставите агрегат на прицеп или на раму грузовика. Топливный бункер и зольник можно укоротить.

Для сборки внутренней части автомобильного газогенератора (бункера) сгодится старый пропановый баллон, ресивер от грузовика КаМАЗ или толстостенная труба. Учитывая, что диаметр стального сосуда равен 300 мм, остальные размеры нужно пропорционально уменьшить. Исключение – камера газификации, ее минимальный диаметр составляет 140 мм. На кожух и крышку генератора пойдет металл толщиной 1.5 мм. Последняя уплотняется графитно-асбестовым шнуром.

Варианты охладителей горючей смеси из автомобильного радиатора и батареи отопления

Сопутствующие агрегаты – фильтры и охладители – делаются так:

Циклон сварите из отработавшего огнетушителя или отрезка трубы диаметром 10 см, как это изображено на чертеже. Входной патрубок приделайте сбоку, выпускной – сверху.
Охладитель силового газа лучше сделать из стальных труб в виде змеевика. Есть и другие варианты: использование старых конвекторов, батарей отопления и радиаторов.
Фильтр тонкой очистки изготовьте из любой цилиндрической емкости (например, бочки), наполненной базальтовым волокном.

Более детальную информацию о сборке газогенератора своими силами вы получите, посмотрев видео:

Для розжига и запуска газгена вам потребуется вентилятор в виде улитки, устанавливаемый в моторном отсеке (для испытаний сойдет и бытовой пылесос). К нему требование простое: детали, соприкасающиеся с газовой смесью, должны быть металлическими. Топливная магистраль, ведущая к карбюратору, прокладывается под днищем авто и выполняется из стальной трубы.

Для справки. Если вместо дров использовать древесный уголь, то примесей на выходе газогенератора будет значительно меньше, что хорошо для двигателя. Такое топливо выжигается из дерева по простой технологии – в закрытой бочке или яме.

Подключение и запуск ДВС

Поскольку теплотворная способность генерируемого из дров топлива гораздо ниже, чем у бензина, то для нормальной работы мотора соотношение воздух/горючее нужно изменить. Для этого придется смастерить смеситель и поставить его на впускном тракте. Простейший вид смесителя – воздушная заслонка, управляемая тягой из салона.

Завести холодный мотор на дровах – та еще задачка. Поэтому не стоит полностью отказываться от бензина, а подавать его только во время запуска, а потом переходить на горючее, вырабатываемое газгеном. Чтобы реализовать переключение на разные виды топлива, изготовьте смеситель по схеме, предложенной в книге И. С. Мезина «Транспортные газогенераторы»:

Примечание. В этой же книге вы найдете массу полезной информации касательно получения газообразного топлива из различных видов древесины и угля.

Теперь про особенности пуска и работы ДВС на древесине и угле:

размер дров, загружаемых в бункер, не должен превышать 6 см;
сырую древесину применять нельзя, поскольку вся выделяемая теплота уйдет на испарение воды и процесс пиролиза будет крайне вялым;
розжиг производится через специальное отверстие с обратным клапаном при включенном вентиляторе не позже чем за 20 минут до поездки;
мощность мотора снижается примерно на 50% по сравнению с ездой на бензине;
из предыдущего пункта вытекает, что ресурс работы двигателя на самодельном горючем тоже уменьшается.

Примечательно, что после кратковременных стоянок машина спокойно заводится от газгена, без перехода на бензин. После длительного простоя потребуется 5—10 минут на повторный розжиг установки. Как происходит запуск двигателя авто от самодельного газогенератора на дровах, смотрите в следующем видеоматериале:

Заключение

Дровяные газогенераторы, сделанные своими руками, можно не только ставить на автомобили, но и применять для домашних нужд. Про отопительные котлы мы уже говорили. Также многие домовладельцы пользуются бытовыми электрогенераторами, работающими от дизельных или бензиновых двигателей. Если их перевести на дрова, то получаемая от электростанции энергия станет гораздо дешевле.