Первая российская "домашняя" микро-ТЭЦ:
- обеспечивает автономное электричество и отопление
- использует любое сгораемое топливо (в т.ч. твердое)
- работает на инновационном паровом двигателе
эл. почта
контакты:
ВКонтакте
Новости проекта "КРОПАТ"
03.09.2023
На днях были проведены первые испытания парового котла для будущего паромобиля ПА-1. В качестве испытательного стенда использовалась паровая электростанция ВТЭС-1, к которой был подсоединен котел паромобиля вместо штатного котла. Испытания показали, что котел может функционировать в запланированных рабочих режимах. Далее будут проведены дополнительные испытания и проверки всех систем мобильной паровой установки, а затем приступим к монтажу котла и парового двигателя на шасси ПА-1.
Ниже можно посмотреть краткий видеоролик о прошедших испытаниях.
Новости
21.05.2023
Закончена сборка котлового агрегата для парового автомобиля ПА-1. Это модульный паровой котел универсального назначения. На первом этапе он будет применен в двухтопливном варианте: на газе и на пеллетах. В скором времени будут проведены испытания котла, а потом планируется монтаж на шасси ПА-1.
Ниже приведено фото котлоагрегата.
Новости
18.02.2023
Продолжается работа над проектом парового автомобиля ПА-1. Идет разработка всех компонентов будущего паромобиля: двигателя, котла, вспомогательных агрегатов. Выбрано и дорабатывается шасси паромобиля на основе легкого грузовика ВИС. Ниже приведены фото шасси.
Новости
09.08.2022
На днях была закончена сборка парового двигателя для паромобиля ПА-1 "КРОПАТ". На текущем этапе проекта в качестве парового котла используется котел от прототипа паровой электростанции ВТЭС-1.
Был проведен первый пробный запуск, который показал работоспособность двигателя и его соответствие расчетным параметрам по вибрации. Ниже размещен видеоролик этого запуска.
Новости
02.10.2021
К настоящему моменту в целом завершена разработка первой модели проекта "КРОПАТ" - домашней электростанции ВТЭС-1. Собран прототип ВТЭС-1, проведены его испытания при работе в различных режимах и на разном топливе. Дальнейшие доработки прототипа и создание серийного образца планируются в сотрудничестве с заинтересованными компаниями-производителями автономных электростанций.
Теперь начат проект по разработке и созданию действующего парового автомобиля под названием ПА-1 "КРОПАТ". Паровой двигатель автомобиля будет создан на основе технологий, разработанных для ВТЭС. Шасси для ПА-1 предполагается использовать типовое, от одного из серийных автомобилей. Параметры ПА-1, согласно техническому заданию: тип - легкий грузовик, грузоподъемность - до 1 тонны, вид топлива - дрова, контрольный расход топлива - до 30 кг/100 км, запас хода по воде - неограничен.
Новости
14.07.2021
На этой неделе вышел очередной выпуск №29 журнала "Эксперт", в котором размещена статья "На дровах и на всех парах" о нашем проекте "КРОПАТ". В этой статье подробно рассказывается о текущей ситуации с проектом, о критике проекта (с нашими комментариями в ответ), и о перспективах проекта.
Новости
02.07.2021
Сегодня прошли испытания ВТЭС-1, имитирующие его эксплуатацию в качестве автономной домашней электростанции.
Для имитации домашней электрической сети использовался набор из 4-х лампочек по 100 Ватт каждая. Отдельный модуль системы управления включал и выключал лампочки так, чтобы электрическая нагрузка менялась периодами по нарастающей от 0 до 100%. Прототип при этом работал на постоянном уровне мощности, а вырабатываемая электроэнергия направлялась в зависимости от текущего потребления либо на лампочки, либо в буферный аккумулятор, либо на балластные ТЭНы. В качестве буферного использовался AGM-аккумулятор емкостью 100 А*ч.
Система управления настроена так, чтобы приоритетно направлять вырабатываемую электроэнергию на "домашнее" потребление, то есть на лампочки. Если потребление меньше выработки, то избыток направляется в аккумулятор. Если выработка превышает и потребление, и зарядку аккумулятора, то остаток идет на ТЭНы для рассеивания в атмосфере в виде тепла. Если же потребление превышает выработку, то недостаток восполняется от аккумулятора.
Испытания показали, что в целом прототип работает успешно и ВТЭС-1 может использоваться в качестве домашней электростанции круглосуточно, независимо от текущего энергопотребления домохозяйства. Но выяснилось, что AGM-аккумулятор имеет слишком низкий уровень максимального зарядного тока, и не может принять нужную электрическую мощность при отсутствии потребления электричества. В таком случае большая часть электроэнергии рассеивается через балластные ТЭНы. Для полного использования электроэнергии нужны аккумуляторы, способные принимать 100% вырабатываемого электричества. Для этого запланирована сборка буферной системы, состоящей из нескольких литиевых аккумуляторов с большим зарядным током. Когда сборка будет закончена, пройдут новые испытания, целью которых будет добиться 100% использования электричества, вырабатываемого прототипом.
Ниже можно посмотреть видеоролики прошедших испытаний.
Новости
25.05.2021
Вчера прошли испытания прототипа ВТЭС-1, оснащенного системой аккумуляции электроэнергии. Это последний недостающий элемент в готовом рабочем образце ВТЭС-1, чтобы использовать его в реальной эксплуатации в качестве автономной домашней электростанции.
Система аккумуляции позволяет ВТЭС работать в режиме постоянной мощности, а вырабатываемую электроэнергию направлять либо на текущее потребление электричества, либо запасать в буферном аккумуляторе. Соответственно, потребитель получает возможность по своему желанию использовать электроэнергию большей мощности, чем мощность постоянного режима ВТЭС - с учетом запасенной энергии в аккумуляторе.
Позже будет выложен видеоролик с демонстрацией работы ВТЭС с использованием системы аккумуляции.
Новости
07.04.2021
На днях прошли испытания системы поддержания постоянного выходного напряжения (СПН) генератора на уровне, заданном системой управления ВТЭС. СПН - это система, по функционалу аналогичная регулятору оборотов в обычном дизель- или бензогенераторе. Например, когда к работающему бензогенератору подключаются дополнительные электрические потребители, двигатель не справляется с возросшей нагрузкой, его обороты падают и выходное напряжение на генераторе уменьшается. Тогда регулятор увеличивает подачу топлива, мощность двигателя возрастает до уровня мощности текущего потребления вырабатываемого электричества, обороты двигателя (и генератора) растут и возвращаются к номинальным значениям (чаще всего 3000 об/мин и 220 Вольт соответственно). Обычно применяется механический регулятор центробежного типа, и ДВС достаточно быстро реагирует на изменение подачи топлива, чтобы бензогенератор работал в штатном режиме.
Но такой регулятор нельзя применить в паровой электростанции, так как паровой двигатель сравнительно медленно реагирует на изменение подачи топлива в паровом котле. Поэтому было необходимо разработать отдельную систему (СПН), которая смогла бы поддерживать рабочее напряжение генератора ВТЭС (от 12 до 14 Вольт) даже при резком изменении электрической нагрузки от 0 до максимального значения и обратно. Если же генератор выдаст слишком низкое (или слишком высокое) напряжение, то инвертор отключится и надолго прекратит подачу 220 Вольт.
Таким образом, задача СПН - удержать постоянное напряжение генератора, пока подача топлива не изменится в соответствии с новым уровнем мощности потребляемого электричества, и рабочий пар не выйдет на необходимые для этого параметры.
Тестирование СПН прошло успешно, и ниже можно посмотреть краткий видеофрагмент об этих испытаниях. На видео показан момент изменения нагрузки (включение-выключение нескольких лампочек по 100 Ватт), и дисплей (синяя индикация) с показаниями напряжения генератора.
Новости
30.03.2021
Сегодня прошел первый запуск модифицированного прототипа ВТЭС-1. Главное новшество - интеграция всей системы управления в единой корпус вместе с другими компонентами прототипа. Ранее система управления размещалась отдельно в виде настенных блоков. Теперь можно представить в общем виде, как будет выглядеть электростанция ВТЭС-1, хотя отдельные внешние элементы будут улучшены в плане дизайна, особенно блоки управления. Эти блоки можно видеть на верхней передней панели прототипа. Левый блок - это система автоматического управления, и с помощью ее можно будет регулировать обычный режим работы ВТЭС. Средний и правый блоки с черными кнопками - это резервная система ручного управления. Она будет использована в случае выхода из строя автоматической системы управления.
Запуск прототипа прошел успешно, все системы работали в штатном режиме, выработка электрической и тепловой энергии происходила в заданных параметрах. Результаты теста показали, что после модифицирования прототип стал опытным образцом ВТЭС. Это значит, что прототип обладает всеми свойствами и характеристиками, запланированными для будущей серийной модели ВТЭС-1, и может быть использован для испытаний с целью принятия решения о внедрении в производство. Прототип построен по модульной схеме, и для серийной модели можно выбирать любые компоненты от других производителей взамен использующихся сейчас (двигатель, генератор и т.д.), но в рамках проектных технических требований. Также допустимы значительные изменения во внешнем дизайне ВТЭС и пользовательском интерфейсе системы управления.
Ниже размещен видеофрагмент запуска модифицированного прототипа.
Новости
08.02.2021
На нашем сайте размещена новая страница "Области применения". На ней рассказывается о возможных применениях парового двигателя из проекта КРОПАТ в различных промышленных установках, агрегатах и других технических устройствах. Основной аргумент в пользу внедрения нашего двигателя - способность работать на недорогом твердом топливе. Например, топливные расходы на транспортные средства (автомобили, суда, сельхозтехника) можно сократить в несколько раз.
Новости
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.