Вихревые теплогенераторы

Вихревые теплогенераторы

Вихретоковый теплогенератор – это устройство, которое получает тепловую энергию в специальном устройстве путем преобразования электрической энергии.

Изготовление первых вихревых теплогенераторов относится к первой половине ХХ века, когда французский инженер Жозеф Ранк столкнулся с неожиданной проблемой при изучении свойств искусственно создаваемых вихрей в разработанном им устройстве — вихревом эффекте. Сущность наблюдаемого эффекта заключается в том, что на выходе из вихревой трубы наблюдается разделение потока сжатого воздуха на горячий и холодный поток.

Немецкий изобретатель Роберт Хирш продолжил исследования в этой области. В 1940-х годах он усовершенствовал конструкцию вихревой трубы Ранке и добился увеличения разницы температур между двумя потоками воздуха на выходе из трубки. Однако и Ранк, и Хилш не смогли теоретически подтвердить наблюдаемые эффекты, что отложило их практическое применение на десятилетия. Следует отметить, что более или менее удовлетворительного теоретического объяснения эффекта Ранка-Хилша с классической аэродинамической точки зрения до сих пор не найдено.

Одним из первых ученых, предложивших запустить жидкость в трубку Ранке, был российский ученый Александр Меркулов, профессор Куйбышевского (ныне Самарского) государственного аэрокосмического университета, известный своими разработками новых фундаментальных технологий теория. Основанная Меркуловым в конце 1950-х годов Промышленная научно-исследовательская лаборатория тепловых двигателей и холодильных машин провела большое количество теоретических и экспериментальных исследований по вихретоковому эффекту.

Идея использовать воду вместо сжатого воздуха в качестве рабочего тела в вихревой трубе была революционной, поскольку вода, в отличие от газов, несжимаема. Поэтому эффект разделения воздушного потока на холодный и горячий поток непредсказуем. Однако результаты превзошли все ожидания: вода при прохождении через «улитку» быстро нагревалась (КПД превысила 100%).

Ученые затрудняются объяснить, насколько эффективен этот процесс. Некоторые исследователи полагают, что аномальное повышение температуры жидкости вызвано процессом микрокавитации — «схлопыванием» микрополостей (пузырей), заполненных газом или паром, образующихся при вращении воды в циклоне. Из-за невозможности объяснить столь высокую эффективность наблюдаемых процессов с позиций традиционной физики, вихретоковая теплотехника прочно закрепилась в области «лженауки.

В то же время этот принцип был принят, что привело к разработке рабочих моделей тепловых генераторов и генераторов, реализовавших вышеуказанные принципы. В настоящее время в России, ряде республик бывшего СССР и многих зарубежных странах успешно эксплуатируются сотни вихретоковых теплогенераторов различной мощности производства многих отечественных научно-исследовательских и производственных предприятий.

рис. 1. Принципиальная схема вихретокового теплогенератора

В настоящее время промышленные предприятия выпускают вихретоковые теплогенераторы различных конструкций.

рис. 2. Вихретоковый теплогенератор «обязательно»

Тверская научно-исследовательская компания «Ангстрем» разработала преобразователь, преобразующий электрическую энергию в тепловую – вихретоковый теплогенератор «МАСТ». Принцип его работы запатентован Р.И. Мустафаевым (патент 2132517) и позволяет получать тепловую энергию непосредственно из воды. В конструкции нет нагревательных элементов, только насосы, откачивающие воду, работают от электричества. Основной корпус вихревого теплогенератора оснащен набором ускорителей движения жидкости и тормозным устройством. Он состоит из нескольких вихревых трубок специальной конструкции. Изобретатель утверждает, что ни одно устройство, предназначенное для этих целей, не имеет более высокого коэффициента.

Читайте также статью: как восстановить входную дверь металлическую

Высокий КПД – не единственное преимущество новых преобразователей. Разработчики считают, что их вихревые теплогенераторы особенно перспективны для использования в новых объектах и ​​объектах, расположенных вдали от центрального отопления. Вихретоковые теплогенераторы MUST могут устанавливаться непосредственно в существующие внутренние тепловые сети объектов, а также в технологические производственные линии.

Надо сказать, что новинка пока дороже традиционных котлов. «Ангстрем» уже предлагает клиентам разнообразные генераторы MUST мощностью от 7,5 до 37 кВт. Они способны отапливать помещения площадью от 600 до 2200 м² соответственно.

Коэффициент электрического преобразования равен 1,2, но может достигать 1,5. Всего в России работает около ста вихревых теплогенераторов MUST. Теплогенераторы MUST выпускают модели, способные обогревать помещения объемом до 11 000 куб.м. Диапазон установленной массы составляет от 70 до 450 кг. Тепловая мощность прибора MUST 5.5 составляет 7112 ккал/ч, а прибора MUST 37 – 47840 ккал/ч. ОБЯЗАТЕЛЬНО В качестве теплоносителя, используемого в вихревых теплогенераторах, может использоваться вода, антифриз, полиэтиленгликоль или любая другая незамерзающая жидкость.

Рис. 3. Вихревой теплогенератор «ВТГ»

Вихревой теплогенератор ВТГ представляет собой цилиндр, оснащенный циклонным сепаратором (улитка с тангенциальным входом) и гидравлическим тормозом. Рабочая жидкость под давлением подается на вход циклона, затем следует по сложной траектории через циклон и тормозится в тормозном устройстве. Никакого дополнительного давления в трубах теплосети не создается. Система работает в импульсном режиме для обеспечения заданного температурного диапазона.

Видео: Вихревой теплогенератор для отопления (вихревая труба). Тест на нагрев 31-08-2020

В зависимости от климатической зоны в качестве охлаждающих жидкостей в ВТГ применяется вода или другие неагрессивные жидкости (тосол, антифриз). Процесс нагрева жидкости происходит за счет вращения жидкости по определенным физическим законам, а не под действием нагревательного элемента.

Коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую энергию вихретокового теплогенератора ВТГ первого поколения составляет не менее 1,2 (т.е. КПЭ не менее 120%). В ветряных турбинах вода перекачивается только электрическими насосами, при этом вода выделяет дополнительную тепловую энергию.

С учетом температуры окружающей среды установка работает в автоматическом режиме. Режимы работы контролируются надежной автоматикой. Например, жидкость можно нагревать напрямую (без замкнутого контура) для получения горячей воды. Время обогрева 1-2 часа, в зависимости от наружной температуры и объема отапливаемого помещения. Коэффициент преобразования электрической энергии (КЭЭ) в тепловую энергию значительно превышает 100%.

Вихревые теплогенераторы ВТГ прошли испытания в нескольких научно-исследовательских институтах, в том числе имени РКК «Энергия». Имя С.П. Королеву присвоено в честь Центрального аэродинамического института (ЦАГИ) в 1994 году. Испытан Жуковским в 1999 году. Испытания подтвердили высокую эффективность вихревых теплогенераторов ВТГ по сравнению с другими типами нагревателей (электрическими, газовыми и нагревателями, работающими на жидком и твердом топливе). При той же тепловой мощности, что и традиционный тепловой агрегат, кавитационный вихретоковый термогенератор потребляет меньше электроэнергии.

Агрегат отличается высочайшей эффективностью работы, простотой обслуживания и сроком службы более 10 лет. Вихретоковые теплогенераторы ВТГ характеризуются небольшими размерами: в зависимости от типа установки теплогенератора они занимают площадь 0,5-4 квадратных метра. По требованию заказчика генераторы могут быть изготовлены для работы в суровых условиях. Другие компании также производят вихретоковые теплогенераторы различной мощности.

• Что такое сварочный инвертор и как он работает
• 7 способов зарядить телефон в дороге
• Электрический камин в квартире как альтернатива открытому огню

Надеюсь, эта статья была вам полезна. См также Электрическая энергия в повседневной жизни и работе » Другие статьи в категории Интересные инновации в электротехнике

Подписывайтесь на наш Telegram-канал: Бытовая техника

Здесь можно оставлять комментарии, задавать вопросы и общаться:
Обсудить электротехнические темы

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Видео: Вся правда о кавитационых вихревых теплогенераторах, подробный и честный замер

Видео: Вихревые теплогенераторы — саморазогрев теплоносителя в системе отопления

Читайте также статью: Ремонт котлов Baxi: особенности, проблемы и решения