Термоэлектрическая генерация электроэнергии, «Изделие 2ТТ44-10-25»

27.04.2026

       Ошибочно полагать, что в 21-ом веке твердотопливная печь — это экзотика из далекого прошлого или атрибут для длительных путешествий в необжитые человеком места. Сотни миллионов человек в странах Африки и Азии полагаются на заготовку лесной древесины в качестве основного источника энергии для отопления и традиционного приготовления пищи. Для оценки количества пользователей печей в нескольких европейских странах было принято, что в ЕС, бытовых приборов сгорания, использующих твердое топливо составляет около 65 миллионов. Прибавьте сюда сотни тысяч пользователей таких приборов в местах стихийных бедствий, техногенных катастроф, зонах военных действий и т. п.

    Сжигание угля и биомассы в бытовых очагах и обычных печах является одной из основных причин загрязнения окружающего воздуха и сегодня рассматривается Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) как основной глобальный риск для здоровья людей и загрязнения окружающей среды. Вредное воздействие токсичных газов от сжигания древесины повышается в жилых помещениях с плохой вентиляцией и нередко может приводить к летальному исходу.
     В настоящее время на международном уровне обсуждаются новые политические меры по смягчению регионального и глобального воздействия сжигания угля и биомассы в жилых домах на качество окружающего воздуха и климат, в частности переход с угля или влажной древесины на сухое древесное топливо и установка нового энерго-эффективного отопительного оборудования и модернизация старого по всему миру,

      Одними из мер борьбы с климатическими и медицинскими рисками является усовершенствование печей, что может улучшить качество воздуха в помещении, а также улучшения вентиляции помещений путем использования дымоходов и приточных каналов с принудительной конвекцией, снижающие риск отравления токсичными газами и вредным воздействием на природу продуктов сгорания. 

    ООО НПО «Кристалл», один из ключевых мировых производителей термоэлектрических устройств в рамках многолетнего ОКР разработал миниатюрную печь для эффективного сжигания твердого топлива и укомплектованную 2-мя термоэлектрическими генераторами ТТ44 на базе термоэлектрических генераторных модулей собственного производства. Генераторный модуль представляет собой две керамические пластины, между которыми смонтированы электрически последовательно, а по тепловому потоку — параллельно термоэлектрические элементы n- и p-типа. Выводные провода модуля подсоединяются к нагрузке. Если между двумя сторонами модуля создать разность температур, то на термоэлектрических элементах возникает термо-эдс (эффект Зеебека) прямо пропорционально образовавшейся разности температур и напряжение на выводных контактах используется для питания вентилятора и других устройств. В разработанной печи рост разности температур приводит к повышению напряжения на вентиляторах и обеспечивается больший приток кислорода в зону нахождения людей и расходуемого также на окисление топлива путем горения. Кроме того, предотвращается перегрев термоэлектрических модулей, путем более интенсивного охлаждения за счет обдува радиатора воздухом с более высокой скоростью.

    Конструктивных инновации генераторов позволяет создавать разницу температур до 170С вырабатывать 30 Ватт электроэнергии из которых 8 Ватт расходуются на работу 2-х основных вентиляторов для:

- достижения большой разницы температур на генераторном модуле,

- принудительного притока свежего воздуха и удаление продуктов сгорания, если печь установлена в помещении,

- принудительной конвекции тепла с радиаторов термоэлектрических генераторов.

    Оставшиеся 22 Ватт электрической мощности стабилизированного постоянного тока 5V могут быть использованы для:

 -  подзарядки аккумуляторов дивайсов с напряжением зарядки 5 VDC, фонарей, телефонов, сигнальных маяков и т.д.,

  - электропитания вентиляторов дополнительных теплообменных блоков, устанавливаемых на варочной поверхности,

 -    электропитания ультразвуковых увлажнителей, используемых для капсульных саун,

- электропитания портативных ультразвуковых стиральных машин,

- электропитании миниатюрных насосов в составе жидкостных контуров отопления,

- электропитание сигнализации наличия в помещении токсичных газов,

- электропитания осветительных приборов.

Все вышеперечисленные полезные свойства в дополнении к основным функциям печи:

-отопление помещения и приготовление горячей пищи, существенно повышаю общий КПД прибора.

В разработанной печи решены и реализованы основные требования тех. задания ОКР: мобильность, возможность работы основных вентиляторов на холодной печи от внешнего аккумулятора (power bank) с автоматическим переходом на электропитания от термоэлектрических генераторов при разогреве, компактность и длительный ресурс работы:

- размер топочной камеры – 10 литров

- габариты включая выходной патрубок дымоотводящей трубы с шибером –820х390х490мм.

- вес, включая блок управления генераторами для стабилизации напряжения и подключения дивайсов с напряжением питания или зарядки 5 VDC – 22кг.

- материал корпуса – нержавеющая сталь,

- материал конфорочных колец варочной поверхности (1 кольцо D160/110 и заглушка) – чугун,

- материал колосниковой решетки – чугун,

- материал сборника золы – нержавеющая сталь,

- загрузка сжигаемого топлива основная - горизонтальная, дополнительная – вертикальная.

Возможность масштабирования позволяет разработать печь с мощность термоэлектрической генерацией 50 Вт при объеме топочной камеры 25-30 литров.