Генераторы тепла – Теплогенераторы газовые для воздушного отопления газовое воздушное отопление на примерах фото и видео

Теплогенераторы для частных домов и квартир

Теплогенераторы для водяного отопления
Для обогрева частного дома или квартиры обычно используют один теплогенератор. А для систем центрального отопления требуется не менее двух котлов. Такой прибор должен обладать главным качеством — надежностью.

Квартирные теплогенераторы снабжены дымовой трубой (высотой 5-7 м), через которую происходит вывод газов. Тяга в трубе невелика, и, чтобы избежать выхода дыма из топки, газовое сопротивление должно быть минимальным.

Теплогенераторы должны быть надежными и обладать наименьшим гидравлическим сопротивлением.

С целью увеличения циркуляционного давления теплогенератор располагают как можно ниже.

При обычном размещении прибор ставят на полу, создавая тем самым минимальную высоту. Топливо засыпают в топку через 3-5 ч, а прочищают ее несколько (1-2) раз в сутки.

Большой популярностью пользуются теплогенераторы, сделанные из чугуна или стали. Они используются в комплекте с бытовыми плитами. Если приходится выбирать между чугунным и стальным котлом, лучше предпочесть первый.

Чугунный котел обладает не только прочностью, но и относительно недорогой стоимостью.

К тому же котлы собирают из отдельных частей. При ремонте можно ограничиться заменой старой секции на новую.

Гарантийный срок службы чугунного котла — не менее 20 лет (остальные — до 10 лет).

Как уже было сказано, теплогенераторы выпускают в комплекте. В него входят: расширительный бачок, термометр в оправе и ерш для очистки газоходов. Если котел рассчитан на отопление твердым топливом, прилагаются также резак, кочерга и совок для угля.

Выпускаются также универсальные котлы. Они работают как на жидком, так и на газообразном топливе. В этом случае в комплект входит горелка с автоматом безопасности.

Для отапливания в теплогенераторах используют уголь, антрацит, кокс или малозольное топливо (в брикетах). Пользуются только топкой верхнего горения. Если для обогрева применяют дрова, необходимо увеличить высоту топки. А при отапливании газом или жидким топливом обязательно заменяют топливник.

Как правило, небольшие по объему котлы имеют маленькие конвективные поверхности. Это напрямую связано с коэффициентом полезного действия. Чтобы увеличить КПД и снизить температуру отходящих газов, котел соединяют с дымовой трубой через отопительный щиток.

При ухудшении тяги (обычно это происходит при растапливании котла) открывают заслонку прямого хода и газы идут в прямую трубу. Аналогичным образом поступают в начале отопительного сезона, т. е. перед первой топкой. Заслонку закрывают при нормальной тяге.

Сейчас чаще всего используют чугунные котлы марок КЧММ, КЧММ-2 и т. д.

Подобное устройство состоит из трех секций, на двух из них (крайних) расположена необходимая гарнитура. Сверху секции оснащены кожухом из листовой стали. Между кожухом и чугунными секциями находится теплоизоляция из листового асбеста. Колосниковая решетка этого котла частично охлаждается и имеет шуровочное устройство.

Другие разновидности котлов отличаются количеством секций и структурой колосниковой решетки.

Все котлы работают на подогреве воды до температуры 90-95 °С и с давлением до 200 кПа.

У котлов, выполненных из чугуна, есть свои минусы.

Они требуют ручной поддержки постоянной толщины слоя топлива на колосниковой решетке. Кроме того, такие котлы тяжелы и трудно поддаются монтажу.

Стальные сварные котлы выпускают в виде прямоугольной тумбы. Внутреннюю топку окружает так называемая водяная рубашка. В нижней части устройства находится колосниковая решетка с зольниковой дверцей, а наверху расположен загрузочный люк.

Существует несколько марок стальных котлов -КС-1, КС-2, КС-3 и КС-4. Все они работают на угле, антраците, а также на жидком топливе. При сжигании в таких котлах твердого топлива возникают некоторые трудности с розжигом. Чтобы избежать этого, в доме с горелкой на баллоном (сжиженном) газе используют специальное растопочное средство.

Стальной котел устроен следующим образом.
На верху котла находится отвод для продуктов сгорания. Первичный воздух подается через колосниковую решетку, а вторичный проходит над слоем дров. Первичный воздух необходим для горения твердого топлива, вторичный разлагает оставшуюся часть.

Главной отличительной чертой стального котла является его многофункциональность. Подобное устройство применяют не только для отопления помещения, но и для горячего водоснабжения.

Для отопления малоэтажных домов и отдельных квартир используют стальные газовые теплогенераторы.

Они имеют небольшое гидравлическое сопротивление, поэтому могут применяться в системах водяного отопления с естественной циркуляцией.

Подобный аппарат состоит из вертикального цилиндрического резервуара, кожуха, газовой горелки с запальником и газоотводящим устройством. Между резервуаром и кожухом находится изоляция, в качестве которой используют стекловату.

Непосредственно над выходным отверстием жаровой трубы имеется тягопрерыватель. В нижней части — горелка низкого давления с закрепленным
на кронштейне запальником. Он имеет два языка пламени, один из них служит для зажигания основной горелки, а другой нагревает спай термопары.

Устройство оснащено автоматическими системами безопасности и регулирования.

Водонагреватель запускают в работу только после заполнения его водой. Для этого открывают любой из водоразборных кранов горячей воды и проверяют, вытекает ли вода из него под напором.

Затем отвинчивают кран на газоходе, подносят зажженную спичку к запальнику и открывают кран. Через несколько минут кнопку электромагнита оттягивают до отказа (оставляя ее на прежнем месте). Если запальник горит, открывают кран основной горелки и зажигают ее. В случае, когда горелка не горит, а запальник тухнет, его снова поджигают только через 2-3 мин.

Запустив водонагреватель, закрывают дверцу и проверяют наличие разрежения в дымоходе. Для этого туда вводят зажженную спичку. Если в дымоходе нет разрежения, пользоваться устройством нельзя.

Терморегулятор прекращает подачу газа, когда вода нагревается до определенной температуры. Работа возобновляется при снижении температуры на 5-10 °С. Установить необходимую температуру можно посредством вращения правой нижней гайки блока автоматики. Так, при повышении гайку поворачивают вверх, а при понижении — вниз.

Для того чтобы выключить водонагреватель, следует закрыть кран запальника и кран основной горелки. После этого завинтить кран на газопроводе перед прибором.

Самым качественным прибором в настоящее время считается АОЖВ-9.
Прибор представляет собой напольный металлический шкаф с откидными крышками. Его передняя крышка открывает доступ для управления. Сверху «шкаф» накрывается теплоизолирующей крышкой с экраном. На задней стенке водяной рубашки теплообменника имеется дымовой короб. На нем находится шибер, предназначенный для изменения направления движения газов.

Прибор имеет ряд преимуществ перед остальными теплогенераторами.
Он отличается высокой теплоотдачей, не допускает возникновения холодных и горячих участков в квартире, равномерно распределяет тепло по всему помещению.

Наконец, аппарат легко очищается от нагара и сажи. Для этого достаточно снять крышку камеры сгорания и с помощью скребка удалить грязь.
Смешанные отопительно-варочные теплогенераторы
В небольшом частном доме или на даче можно установить котел для водяного отопления и плиту для приготовления пищи.

Плита и обогревательное устройство работают отдельно друг от друга, т. к. оснащены самостоятельными топливниками и дымоходами.
Выгоднее и удобнее использовать приборы со смешанной конструкцией.

Они представлены в виде водяных коробок и змеевиков, которые встраиваются в дымоход печи или плиты.

Теплогенератор работает на твердом топливе, и пригоден он не только для обогрева помещений площадью 50 мг, но и для приготовления еды.

Генератор выполнен в виде прямоугольной тумбы с эмалированными боковыми поверхностями.

Состоит такой механизм из сборной топки, задней и боковых стенок, сварного трубчатого теплообменника, водогрейного бочка, духовки и настила. Последний разделен на две плиты, выполненные из чугуна. Внизу находятся специальные ящики для хранения топлива.

Движение газов двухтопочной системы можно регулировать в зависимости от времени года.

Зимой газы пускаются в дымообороты, не попадая в духовку, а летом после духовки направляются в дымовую трубу, минуя дымообороты.
Отопительную и варочную части можно использовать как вместе, так и раздельно, что очень удобно в любых условиях.

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Вихревые генераторы, выпускаемые компанией ТЕПЛО XXI ВЕКА

Служит своеобразным катализатором, в присутствии которого имеет место перераспределение энергий, изначально свойственных самой воде. В процессе этого перераспределения, конфигурация различных видов энергий в структуре теплоносителя меняется таким образом, что это приводит к росту температуры воды.

Выдвигаемая ниже версия этих процессов является прямым следствием современных представлений о температуре и теплоте, предлагаемых независимыми исследователями. Приведем вкратце тезисы этой теории:

1. Температура тела – это не показатель содержания энергии в теле. Это параметр, характеризующий распределение различных видов энергии в объекте. Суммарно общее количество энергий объекта не изменяется и сохраняется постоянным при любой температуре.
2. Во время теплового контакта двух тел с разными температурами тепловая энергия не переходит от горячего тела к холодному, несмотря на то, что их температура выравнивается и устанавливается равной для обоих. В действительности, в каждом из тел имеет место перераспределение своих внутренних энергий.
3. Температуру объекта можно повысить без передачи ему энергии со стороны и, не совершая работы над ним.

Вероятно, такой нагрев теплоносителя происходит во время функционирования вихревых теплогенераторов благодаря кавитации. В таком случае, потребляемая мощность из электросети, расходуется на понижение давления в воде локально. По этой причине в воде формируются кавитационные агрегаты молекул. Следующий этап трансформации этих молекул не связан с потреблением электроэнергии или ее мощностью. Как было описано ранее, нагрев кавитационных объектов-молекул, приводящий к эффективному тепловому результату, не нуждается в дополнительных интервенциях электроэнергии извне. Соответственно, так как тепловая энергия на выходе оборудования здесь не зависит от электрической мощности на входе, то какие-либо запреты на превышение полезной мощности над потребляемой отсутствуют.  Собственно, положения данной теории успешно воплощены в кавитационных вихревых теплогенераторах, а ее тезисы достигаются в правильно подобранных функциональных режимах.

Поэтому «запредельный» КПД (более 100%)  этих режимов, в соответствии с предлагаемой теорией, совершенно не противоречит классическому закону сохранения энергии. В пример, можно привести аналогию с функционированием слаботочного реле, которое переключает высокоамперные токи. Либо работу детонатора, которая приводит к мощному взрыву.

Надо отметить, что работа именно вихревого теплогенератора стала своеобразным маркером, который столь ярко и наглядно демонстрирует «сверхединичность» процессов преобразования энергии, вразрез с устоявшимися академическими догмами. Предлагаем взглянуть на «сверхединичность» с иной позиции: если соответствующее оборудование не дотягивает до «сверхединичности», то это говорит о несовершенной конструкции изделия или о неверно выбранном режиме функционирования.

Отметим важное положительное практическое свойство вихревого теплогенератора: удачная конструкция, которая формирует кавитационные агрегаты молекул, вызывая их взрывную конденсацию, не приводит их в соприкосновение с рабочими частями изделия и даже близко к ним. Кавитационные пузырьки двигаются в свободном объёме воды. В результате, в ходе многолетней эксплуатации вихревого оборудования, практически полностью отсутствуют симптомы кавитационной эрозии. В тоже время, это очень существенно снижает уровень акустического шума, возникающего вследствие кавитации.

Купить вихревой теплогенератор

Приобрести требуемую модель вихревого теплогенератора или согласовать условия поставки, монтажа, получить примерную смету затрат Вы можете, связавшись с нами по любой контактной форме на этой странице.

Справочно, приводим актуальные цены на действующие модели:

принцип работы, применение, как сделать

Согласно мировой статистике, от общего числа выработанной электроэнергии, на ТЭС приходится более 60%. Как известно, для работы тепловых электростанций необходимо органическое топливо, запасы которого не бесконечны. Помимо того, положенный в основу техпроцесс не является экологически чистым. Но низкая стоимость оргтоплива и высокий КПД ТЭС, позволяет получать «дешевое» электричество, что оправдывает применение данной технологии. Выход из сложившейся ситуации – альтернативные источники энергии, к таковым относятся термоэлектрические генераторы (далее ТЭГ), о них и пойдет речь в этой статье.

Что такое термоэлектрический генератор?

Так принято называть устройство, позволяющее преобразовать тепловую энергию в электрическую. Следует уточнить, что термин «Тепловая» не совсем точен, поскольку тепло, это способ передачи, а не отдельный вид энергии. Под данным определением подразумевается общая кинетическая энергия молекул, атомов и других структурных элементов, из которых состоит вещество.

Несмотря на то, что на ТЭС сжигается топливо для получения электричества, ее нельзя отнести к ТЭГ. На таких станциях тепловая энергия вначале преобразуется в кинетическую, а она уже в электрическую. То есть, топливо сжигается для получения из воды пара, который вращает турбину электрического генератора.

Схема работы ТЭС

Исходя из выше изложенного, следует уточнить, что ТЕГ должен генерировать электроэнергию без промежуточных преобразований.

Принцип работы

В основе ТЭГ лежит термоэлектрическое явление, описанное в начале 20-х годов XIX века немецким ученым-физиком Томасом Иоганном Зеебеком. Он обнаружил появление ЭДС в цепи замкнутого типа, состоящей из проводника и сурьмы, при условии создания разности температур в местах, где эти материалы контактируют. Изображение устройства, при помощи которого был зафиксирован данный эффект, представлено ниже.

Термопара из опыта Зеебека

Обозначения:

• 1 – медный проводник.
• 2 – проводник из сурьмы.
• 3 – стрелка компаса.
• А и В – места контакта двух проводников.

При нагревании одного из контактов стрелка отклонялась, что свидетельствовало о наличии магнитного поля, вызванного ЭДС. При нагреве другого контакта, направление ЭДС менялось на противоположное. Соответственно, при разрыве цепи, можно зафиксировать разность потенциалов на ее концах.

Через 12 лет, после публикации Зеебеком результатов своих опытов, французским физиком Жаном Пельтье был обнаружен обратный эффект. Если через цепь термопары пропускать ток, то в местах контакта этих веществ возникает разность температур. Мы не будем приводить описание опыта Пельтье, а также данные по современным одноименным элементам, эту информацию можно найти на нашем сайте.

По сути, оба эти эффекта обратные стороны одного термоэлектрического явления, позволяющего напрямую получать электричество из тепловой энергии. Но, до открытия полупроводников, термоэлектрический эффект не находил практического применения, ввиду неприемлемо низкого КПД. Поднять его до 5% удалось только в середине пошлого века. К сожалению, даже у современных полупроводниковых элементов, этот показатель остается на уровне 8%-12%, что не позволяет рассматривать генераторы данного типа в качестве серьезных конкурентов ТЭС.

Современный элемент Пельтье с указанием размеров

Перспективы

В настоящее время продолжаются опыты по подбору оптимальных термопар, что позволит увеличить КПД. Проблема заключается в том, что под данные исследования затруднительно подвести теоретическую базу, поэтому приходится полагаться только на результаты экспериментов. Учитывая, что на эффект влияет процентное соотношение и состав сплавов материала для термопар, говорить о ближайших перспективах неблагодарное занятие.

Велика вероятность, что в ближайшее время для повышения добротности термоэлементов, разработчики перейдут на другой уровень изготовления сплава для термопар, с использованием нано-технологий, ям квантования и т.д.

Вполне возможно, что будет разработан совершенно иной принцип с использованием нетрадиционных материалов. В качестве примера можно привести эксперименты, проводимые в Калифорнийском университете, где для замены термопары использовалась искусственная синтезированная молекула, которая соединяла два золотых микро проводника.

Молекула вместо термопары

Первые опыты показали возможность реализации идеи, насколько она перспективна, покажет время.

Сфера применения и виды термоэлектрических генераторов

В виду низкого КПД для ТЭГ остается два варианта применения:

1. В местах, где недоступны другие источники электроэнергии.
2. В процессах, где имеется избыток тепла.

Приведем несколько примеров таких устройств.

Энергопечи

Данные, устройства, совмещающие в себе следующие функции:

• Варочной поверхности.
• Обогревателя.
• Источника электроэнергии.

Это прекрасный образец, объединяющий все оба варианта применения.

Индигирка – три в одном

У представленной на рисунке энергопечи следующие параметры:

• Вес – чуть больше 50 килограмм (без учета топлива).
• Размеры: 65х43х54 см (с разобранным дымоходом).
• Оптимальная загрузка оргтоплива – 30 литров. Допускается использование лиственной древесины, торфа, бурового (не каменного!) угля.
• Средняя тепловая мощность устройства около 4,5 кВт.
• Мощность электронагрузки от 45-50 Вт.
• Стабилизированное постоянное напряжение на выходе – 12 В.

Как видите, эти параметры вполне приемлемы для условий, где нет электричества, отопления и газа. Что касается небольшой электрической мощности, то ее вполне достаточно для зарядки мобильных устройств или питания других гаджетов, через адаптер от автомобильного прикуривателя.

Радиоизотопные ТЭГ

В качестве источника тепла для ТЭГ может выступать тепловая энергия, выделяющаяся в процессе распада нестабильных элементов. Такие источники называют радиоизотопными. Основное их преимущество заключается в том, что не требуется постоянная загрузка топлива. Недостаток – необходимость установки защиты от ионизирующего излучения, невозможность перезаправки топлива и необходимость утилизации.

Срок эксплуатации таких источников напрямую зависит от периода полураспада вещества, используемого в качестве топлива. К последнему предъявляется следующий ряд требований:

• Высокий коэффициент объемной активности, то есть небольшое количество вещества должно обеспечивать нужный уровень выделения энергии.
• Поддержка необходимого уровня мощности в течение длительного времени. На этот параметр отвечает, как было отмечено выше, влияет период полураспада, например у стронция-90 он 29 лет, следовательно, источник через это время потеряет половину своей мощности.
• Ионизирующее излучение должно быть удобным для утилизации, то есть в нем должны преобладать α-частицы.
• Необходимый уровень безопасности. То есть ионизирующее излучение не должно нанести вред экологии (в случае эксплуатации на земле) и питающемуся от такого источника оборудованию.

Таким критериям отвечают изотопы кюрия-244, плутония-238 и упоминавшийся выше стронций-90.

Сфера применения РИТЕГ

Несмотря на серьезные требования к таким источникам, сфера их применения довольно разнообразна, они используются как в космосе, так и на земле. Ниже на фото, изображен РИТЕГ, работавший на космическом аппарате Кассини. В качестве топлива использовался изотоп плутония-238. Период полураспада этого элемента чуть больше 87 лет. Под конец 20-ти летней мисси источник вырабатывал 650 Вт электроэнергии.

Радиоизотопное «сердце» Кассини

Кассини была приведена в качестве примера, а на счет массовости можно констатировать, что, практически, все КА для электропитания оборудования используют РИТЕГ. К сожалению, характеристики радиоизотопных источников энергии космических аппаратов, как правило, не публикуются.

На земле ситуация приблизительно такая же. Технология РИТЕГ как бы известна, но ее детали относятся к закрытой информации. Достоверно известно, что такие установки применяются в качестве источника питания навигационного оборудования в местности, где по техническим причинам невозможно получать электроэнергию другим способом. То есть, речь идет о труднодоступных регионах.

К сожалению, такие источники не самая подходящая альтернатива ТЭС с экологической точки зрения.

РИТЕГ поднятый с 14-митровой глубины возле Сахалина

Как сделать термоэлектрический генератор своими руками?

В завершении расскажем, как сделать ТЕГ, которым можно пользоваться в турпоходе, на охоте или рыбалке. Естественно, мощность таких устройств будет уступать радиоизотопным генераторам энергии, но ввиду труднодоступности плутония, и его неприятным свойством наносить вред человеческому организму придется довольствоваться малым.

Нам понадобится термоэлектрический элемент, например, ТЕС1 12710. Желательно использовать несколько элементов, подключенных параллельно, для увеличения мощности. К сожалению, тут есть очень серьезный нюанс, потребуется подобрать элементы со сходными параметрами, что у китайской продукции практически не реально, а использовать брендовую дорого, проще купить готовый генератор. Если использовать один модуль Пельте, то его мощности едва хватит для зарядки телефона или другого гаджета. Нам также понадобится металлический корпус, например, отслужившего блока питания ПК и радиатор от процессора.

Основные моменты сборки:

Наносим на корпус термопасту в месте, где будет крепиться термоэлектрический элемент, прислоняем его и фиксируем радиатором. В результате у нас получается конструкция, как на нижнем рисунке.

Туристический ТЭГ

В качестве топлива лучше всего использовать «сухой спирт».

Теперь необходимо подключить к нашему источнику стабилизатор напряжения (схему можно найти на нашем сайте или в других тематических источниках).

Конструкция готова, можно приступать к проверке.

Простая тепловая электростанция своими руками

Как с помощью свечки зарядить сотовый телефон? Очень просто — для этого можно собрать простейшую тепловую электростанцию всего из нескольких очень доступных элементов.
Вещица эта довольно крутая, её можно взять с собой в поход или на рыбалку и в любой ситуации иметь возможность зарядить мобильное устройство, будь-то телефон или планшет.
В отличии от Power Bank этот генератор не имеет ограничения и может работать постоянно. В качестве источника тепла можно использовать не только свечу, но и щепки дров или бумагу.

Детали тепловой электростанции

Изготовление теплогенератора своими руками

Первое что нужно сделать это найти консервную банку. Отрезать у неё дно и по всей боковой поверхности просверлить множественные мелкие отверстия. Большие отверстия делать не стоит, иначе в ветреную погоду огонь будет тухнуть от сильного ветра.

Затем, ножницами по металлу вырезаем окно для свечки внизу банки.


Обязательно после отрезки зачищаем острые края напильником или надфилем.

Вот само сердце теплового генератора — элемент Пельтье. Он будет вырабатывать ток при разности температуры его поверхностей. То есть, одну сторону мы будем нагревать свечкой, а вторую будем охлаждать радиатором от компьютера.

Чтобы обеспечить надежную передачу тепла элементу Пельтье, нанесем на его стороны теплопроводящую мазь.

Мажем тонким слоем одну сторону.

Прикладываем к банке.

Мажем вторую сторону

Чтобы в периоде эксплуатации провода не поплавились о раскаленную банку, необходимо одеть стекловолоконные отрезки трубки — кембрики.

И уже сверху устанавливаем радиатор от процессора компьютера. Кулера с верху не будет, все будет охлаждаться естественно. Тем более на природе небольшой ветерок сделает свое дело.

Элемент Пельтье вырабатывает не большое напряжение, около вольта, но зато сила тока у него имеет достаточное значение для наших целей. Поэтому для того, чтобы обменять значения на нужные нам мы будем использовать повышающий преобразователь, который повысит и стабилизирует выходное напряжение до 5 В.

Припаиваем вывода элемента ко входу преобразователя.

На выходе преобразователя уже стоит USB розетка для подключения, поэтому больше ничего паять не нужно.

Проверка теплового генератора

Зажигаем свечку.

Вставляем в наш реактор)).

Пробуем зарядить мобильный телефон. Через несколько секунд напряжение достигло уровня.


И зарядка телефона началась.

Тепловая электростанция отлично справляется со своим делом — выработка электричества.

При желании можно добавить и вентилятор, подключив его к выходу преобразователя. Пяти вольт хватит, чтобы раскрутить и двенадцати вольтовый кулер.
Для надежности банку с радиатором можно скрепить между собой тонкой проволокой или же тонкими длинными болтами, предварительно просверлив отверстия и там и там.

Заключение

Вот у нас часто отключают свет дома. И когда это происходит, я достаю тепловой генератор. Он дает электричество и свет от свечи, убивая сразу двух зайцев. Ну а если света недостаточно к USB можно подключить и мини LED лампу. Радует ещё то, что данное устройство всегда готово к работе, а по сему, неожиданных неприятностей быть не может.

Смотрите видео

Вихревой теплогенератор – новый источник тепла в доме

Множество полезных изобретений осталось невостребованными. Это происходит из-за человеческой лени или из-за страха перед непонятным. Одним из таких открытий долгое время был вихревой теплогенератор. Сейчас на фоне тотальной экономии ресурсов, стремлению к использованию экологически чистых источников энергии, теплогенераторы стали применять на практике для отопления дома или офиса. Что же это такое? Прибор, который раньше разрабатывался только в лабораториях, или новое слово в теплоэнергетике.

Система отопления с вихревым теплогенератором

Принцип действия

Основой работы теплогенераторов является преобразование механической энергии в кинетическую, а затем – в тепловую.

Еще в начале ХХ столетия Жозеф Ранк обнаружил сепарацию вихревой струи воздуха на холодную и горячую фракции. В середине прошлого века немецкий изобретатель Хилшем модернизировал устройство вихревой трубы.  Спустя немного времени, русский ученый А. Меркулов запустил в трубу Ранке вместо воздуха воду. На выходе температура воды значительно повысилась. Именно этот принцип лежит в основе работы всех теплогенераторов.

Проходя  через водяной вихрь, вода образует множество воздушных пузырьков. Под воздействием давления жидкости пузырьки разрушаются. Вследствие этого освобождается какая-то часть энергии. Происходит нагрев воды. Этот процесс получил название кавитация. На принципе кавитации рассчитывается работа всех вихревых теплогенераторов. Генератор такого типа называется «кавитационный».

Виды теплогенераторов

Все теплогенераторы делятся на два основных вида:

1. Роторный. Теплогенератор, в котором вихревой поток создается при помощи ротора.
2. Статический. В таких видах водяной вихрь создается при помощи специальных кавитационных трубок. Давление воды производит центробежный насос.

Каждый вид обладает своими преимуществами и недостатками, на которых следует остановиться подробнее.

Роторный теплогенератор

Статором в данном устройстве служит корпус центробежного насоса.

Роторы могут быть различные. В интернете представлено множество схем и инструкций по их выполнению. Теплогенераторы – скорее научный эксперимент, постоянно находящийся в процессе разработки.

Конструкция роторного генератора

Наиболее простой принято считать конструкцию с диском. По всей поверхности ротора просверливается некоторое число отверстий. Их глубина и диаметр рассчитываются в соответствии с мощностью ротора.

Корпусом является пустотелый цилиндр. Расстояние между корпусом и вращающейся частью рассчитывается индивидуально (1.5-2 мм).

Нагревание среды происходит благодаря ее трению с корпусом и ротором. Помогают этому пузырьки, которые образуются за счет кавитации воды в ячейках ротора. Производительность таких устройств на 30% выше статических. Установки довольно шумные. Имеют повышенную изношенность деталей, за счет постоянного воздействия агрессивной среды. Требуется постоянный контроль: за состоянием сальников, уплотнителей и др. Это значительно усложняет и удорожает обслуживание. При их помощи редко монтируют отопление дома, им нашли немного другое применение – обогрев больших производственных помещений.

Модель промышленного кавитатора

Статический теплогенератор

Основной плюс данных установок в том, что в них ничего не вращается. Электроэнергия тратится только на работу насоса. Кавитация происходит при помощи естественных физических процессов в воде.

КПД таких установок иногда превышает 100%. Средой для генераторов может быть жидкость, сжатый газ, тосол, антифриз.

Разница между температурой входа и выхода может достигать 100⁰С. При работе на сжатом газе, его вдувают по касательной в вихревую камеру. В ней он ускоряется. При создании вихря, горячий воздух проходит сквозь коническую воронку, а холодный возвращается. Температура может достигать 200⁰С.

Достоинства:

1. Может обеспечить большую разность температур на горячем и холодном концах, работать при низком давлении.
2. КПД не ниже 90%.
3. Никогда не перегревается.
4. Пожаро,- и взрывобезопасен. Может использоваться во взрывоопасной среде.
5. Обеспечивает быстрый и эффективный нагрев всей системы.
6. Может использоваться как для обогрева, так и для охлаждения.

В настоящее время применяется недостаточно часто. Используют кавитационный теплогенератор, чтобы удешевить отопление дома или производственных помещений при наличии сжатого воздуха. Недостатком остается довольно высокая стоимость оборудования.

Теплогенератор Потапова

Популярным и более изученным является изобретение теплогенератора Потапова. Он считается статическим устройством.

Сила давления в системе создается центробежным насосом. Струя воды подается с большим напором в улитку. Жидкость начинает разогреваться благодаря вращению по изогнутому каналу. Она попадает в вихревую трубу. Метраж трубы должен быть больше ширины в десятки раз.

Схема устройства генератора

1. Патрубок
2. Улитка.
3. Вихревая труба.
4. Верхний тормоз.
5. Выпрямитель воды.
6. Соединительная муфта.
7. Нижнее тормозное кольцо.
8. Байпас.
9. Отводная линия.

Вода проходит по расположенной вдоль стенок винтовой спирали. Дальше поставлено тормозное устройство для выведения части горячей воды. Струя немного разравнивается пластинами, прикрепленными к втулке. Внутри имеется пустое пространство, соединенное с еще одним тормозным устройством.

Вода с высокой температурой поднимается, а холодный вихревой поток жидкости спускается по внутреннему пространству. Холодный поток соприкасается с горячим через пластины на втулке и нагревается.

Теплая вода спускается к нижнему тормозному кольцу и еще подогревается благодаря кавитации. Подогретый поток от нижнего тормозного устройства проходит через байпас в отводящий патрубок.

Верхнее тормозное кольцо имеет проход, диаметр которого равен поперечнику вихревой трубы. Благодаря ему горячая вода может попасть в патрубок. Происходит смешивание горячего и теплого потока. Дальше вода используется по назначению. Обычно для обогрева помещений или бытовых нужд. Обрат присоединяется к насосу. Патрубок – к входу в систему отопления дома.

Чтобы установить теплогенератор Потапова, необходима диагональная разводка. Горячий теплоноситель нужно подавать в верхний ход батареи, а из нижнего будет выходить холодный.

Генератор Потапова собственными силами

Существует много промышленных моделей генератора. Для опытного мастера не составит труда изготовить вихревой теплогенератор своими руками:

1. Вся система должна быть надежно закреплена. При помощи уголков изготавливают каркас. Можно использовать сварку или болтовое соединение. Главное, чтобы конструкция была прочной.
2. На станине укрепляют электродвигатель. Его подбирают соответственно площади помещения, внешним условиям и имеющемуся напряжению.
3. На раме крепится водяной насос. При его выборе учитывают:

• насос необходим центробежный;
• у двигателя хватит сил для его раскрутки;
• насос должен выдерживать жидкость любой температуры.

4. Насос присоединяется к двигателю.
5. Из толстой трубы диаметром 100 мм изготавливается цилиндр длиной 500-600 мм.
6. Из толстого плоского металла необходимо изготовить две крышки:

• одна должна иметь отверстие под патрубок;
• вторая под жиклер. На краю делается фаска. Получается форсунка.

7. Крышки к цилиндру лучше крепить резьбовым соединением.
8. Жиклер находится внутри. Его диаметр должен быть в два раза меньше ¼ части диаметра цилиндра.

Очень маленькое отверстие приведет к перегреву насоса и быстрому износу деталей.

9. Патрубок со стороны форсунки подключается к подаче насоса. Второй подключают к верхней точке системы отопления. Остывшая вода из системы подключается к входу насоса.
10. Вода под давлением насоса подается в форсунку. В камере теплогенератора ее температура увеличивается благодаря вихревым потокам. Потом она подается в отопление.

Схема кавитационного генератора

1. Жиклер.
2. Вал электродвигателя.
3. Вихревая труба.
4. Входящая форсунка.
5. Отводящий патрубок.
6. Гаситель вихрей.

Для регулирования температуры, за патрубком ставят задвижку. Чем меньше она открыта, тем дольше вода в кавитаторе, и тем выше ее температура.

При прохождении воды через жиклер, получается сильный напор. Он бьет в противоположную стену и за счет этого закручивается. Поместив в середину потока дополнительную преграду, можно добиться большей отдачи.

Гаситель вихрей

На этом основана работа гасителя вихрей:

1. Изготавливается два кольца, ширина 4-5 см, диаметр немного меньше цилиндра.
2. Из толстого металла вырезается 6 пластин длиной ¼ корпуса генератора. Ширина зависит от диаметра и подбирается индивидуально.
3. Пластины закрепляются внутрь колец друг напротив друга.
4. Гаситель вставляется напротив сопла.

Разработки генераторов продолжаются. Для увеличения производительности с гасителем можно экспериментировать.

В результате работы происходят теплопотери в атмосферу. Для их устранения можно изготовить теплоизоляцию. Сначала ее делают из металла, а поверх обшивают любым изолирующим материалом. Главное, чтобы он выдерживал температуру кипения.

Для облегчения введения в эксплуатацию и обслуживания генератора Потапова необходимо:

• окрасить все металлические поверхности;
• изготавливать все детали из толстого металла, так теплогенератор дольше прослужит;
• во время сборки есть смысл изготовить несколько крышек с различным диаметром отверстий. Опытным путем подбирается оптимальный вариант для данной системы;
• до подключения потребителей, закольцевав генератор, необходимо проверить его герметичность и работоспособность.

Гидродинамический контур

Для правильного монтажа вихревого теплогенератора необходим гидродинамический контур.

Схема подключения контура

 Для его изготовления необходимы:

• выходной манометр, для измерения давления на выходе из кавитатора;
• термометры для измерения температуры до и после теплогенератора;
• сбросной кран для удаления воздушных пробок;
• краны на входе и выходе;
• манометр на входе, для контроля давления насоса.

Гидродинамический контур упростит обслуживание и контроль за работой системы.

При наличии однофазной сети, можно использовать частотный преобразователь. Это позволит поднять скорость вращения насоса, подобрать правильную.

Вихревой теплогенератор применяется для отопления дома и подачи горячей воды. Имеет ряд преимуществ перед другими обогревателями:

• установка теплогенератора не требует разрешительных документов;
• кавитатор работает в автономном режиме и не требует постоянного контроля;
• является экологически чистым источником энергии, не имеет вредных выбросов в атмосферу;
• полная пожаро,- и взрывобезопасность;
• меньший расход электричества. Неоспоримая экономичность, КПД приближается к 100%;
• вода в системе не образует накипи, не требуется дополнительная водоподготовка;
• может использоваться как для отопления, так и для подачи горячей воды;
• занимает мало места и легко монтируется в любую сеть.

С учетом всего этого, кавитационный генератор становится более востребованным на рынке. Такое оборудование с успехом применяют для отопления жилых и офисных помещений.

Видео. Вихревой теплогенератор своими руками.

Налаживается производство таких генераторов. Современная промышленность предлагает роторные генераторы и статические. Они оборудованы приборами контроля и датчиками защиты. Можно подобрать генератор, чтобы смонтировать отопление помещений любой площади.

Научные лаборатории и народные умельцы продолжают эксперименты по усовершенствованию теплогенераторов. Возможно, скоро вихревой теплогенератор займет свое достойное место среди приборов отопления.

Оцените статью:

ENERGOINFORM.ORG — Опыт профессионалов — Вихревые теплогенераторы

Энергоинформ / Опыт профессионалов / Теплогенераторы: Вихревые теплогенераторы

Вихревые теплогенераторы

В данной статье рассмотрена история создания вихревых теплогенераторов, принципы их работы, а также приведены основные технические характеристики моделей вихревых теплогенераторов, производимых российскими фирмами на данный момент.

История создания вихревых теплогенераторов уходит корнями в первую треть двадцатого века, когда французский инженер Жозеф Ранк столкнулся с неожиданным эффектом, исследуя свойства искусственно создаваемого вихря в разработанном им устройстве — вихревой трубе. Сущность наблюдаемого эффекта заключалась в том, что на выходе вихревой трубы наблюдалось разделение сжатого воздушного потока на теплую и холодную струю.

Исследования в данной области были продолжены немецким изобретателем Робертом Хилшем, который в сороковых годах прошлого столетия улучшил конструкцию вихревой трубы Ранка, добившись увеличения разности температур двух воздушных потоков на выходе из трубы. Однако как Ранку, так и Хилшу не удалось теоретически обосновать наблюдаемый эффект, что отсрочило его практическое применение на многие десятилетия. Следует отметить, что более-менее удовлетворительное теоретическое объяснение эффекта Ранка — Хилша с точки зрения классической аэродинамики не найдено до сих пор.

Одним из первых ученых, которому пришла в голову идея запустить в трубу Ранка жидкость, является российский ученый Александр Меркулов, профессор Куйбышевского (ныне Самарского) государственного авиакосмического университета, которому принадлежит заслуга в развитии основ новой теории. Созданная Меркуловым в конце 50-х годов Отраслевая научно-исследовательская лаборатория тепловых двигателей и холодильных машин провела огромный объем теоретических и экспериментальных исследований вихревого эффекта. Идея использовать в качестве рабочего тела в вихревой трубе не сжатый воздух, а воду, была революционной, поскольку вода, в отличие от газа, несжимаема. Следовательно, эффекта разделения потоков на холодный и горячий ожидать не стоило. Однако результаты превзошли все ожидания: вода при прохождении по «улитке» быстро нагревалась (с эффективностью, превышавшей 100%). Ученый затруднялся объяснить подобную эффективность процесса. По мнению некоторых исследователей, аномальное повышение температуры жидкости вызвано микрокавитационными процессами, а именно «схлопыванием» микрополостей (пузырьков), заполненных газом или паром, которые образуются в ходе вращения воды в циклоне. Невозможность объяснить столь высокий КПД наблюдаемого процесса с точки зрения традиционной физики привела к тому, что вихревая теплоэнергетика прочно обосновалась в списке «псевдонаучных» направлений.

Между тем, данный принцип был взят на вооружение предпринимателями, что привело к разработке работающих моделей тепло-и электрогенераторов, реализующих описанный выше принцип. В данный момент времени на территории России, некоторых республик бывшего Советского Союза и ряда зарубежных стран успешно функционируют сотни вихревых теплогенераторов различной мощности, произведенных рядом отечественных научно-производственных предприятий. Некоторые из них будут рассмотрены в данной статье.

Вихревые теплогенераторы «ЮСМАР»

ООО «ЮСМАР»,
г. Кишинев, ул. Фередеулуй, 4, Молдова, MD-2005
тел: 8 10 373 22 545043
факс: 8 10 373 22 540272
e-mail: [email protected]

Заслуга в создании теплогенераторов «Юсмар» принадлежит Ю.С. Потапову. В 1992 им была создана научно-техническая фирма «Юсмар», которая занимается производством теплогенераторов, предназначеных для отопления и горячего водоснабжения жилых, производственных и складских помещений в местах, удаленных от тепло-и газопроводов. Эффективность теплогенераторов «Юсмар», превышающая 100%, была доказана рядом практических исследований. Получены патенты Молдавии N167 от 18.03.1993, патент России N2045715 от 26.04.1993, патент Франции N 9310527 от 9.09.1993.

Модельный ряд установок «Юсмар» включает в себя четыре модели (ЮСМАР 1,2,3 и 4), которые различаются по вырабатываемой мощности и производительности. Теплогенераторы «Юсмар» имеют мощность 2,8,4,0, 11, 45 и 65 кВ, выпускаются с 1993 года. Их теплопроизводительность — от 6900 до 66200 ккал/час. Частота вращения электродвигателя составляет 2900 об/мин для всех моделей при одинаковой температуре теплоносителя (воды), равной 90 °С. Масса установок составляет от 150 до 400 кг. Теплогенераторы «Юсмар» позволяют обогревать помещения объемом до 2500 м3. Все установки работают в автоматическом режиме. В Москве с Ю.С. Потаповым можно связаться через компанию «РУФИКО», тел: (095) 268 25 24

Вихревые проточные термогенераторы «НТК»

ООО «Нотека-С»,
ул. Жуковского, 1, г. Жуковский, Московская область, Россия, 140160
Тел: (095) 556-32-30
Факс: (095) 556-95-04
e-mail: [email protected]
www.noteka.narod.ru

Термогенераторы «НКТ» производятся фирмой «Нотека-С», которая была создана в 1998 году как внедренческая, использующая новейшие российские разработки в области нетрадиционной вихревой энергетики. За четыре года ООО «Нотека-С», начав с дилерских отношений с молдавской фирмой «ЮСМАР», стала компанией, владеющей собственным производством и испытательной базой для отработки новых видов продукции. Научно-внедренческая фирма «НОТЕКА» занимается разработкой и внедрением экологически чистых энергетических систем на основе применения принципов нетрадиционной вихревой энергетики. Основной продукцией фирмы являются локальные тепловые узлы на основе вихревых гидравлических теплогенераторов «НТК» (Рис.1)

Теплогенератор «НТК» предназначен для преобразования энергии движущейся в нем жидкости в тепловую, используемую для обогрева в заданных диапазонах температур жилых, производственных и складских помещений, а также теплиц и других зданий и сооружений сельскохозяйственного назначения. Рабочей жидкостью, используемой в системе для центральных и южных климатических поясов является вода, тогда как в холодных районах страны может использоваться антифриз.

Модельный ряд термогенераторов «НТК» включает в себя пять модификаций: НТК 11, НТК 22, НТК 37, НТК 55 и НТК 75. Индекс в названии указывает Рис. 1 на установленную мощность установки (в кВт). В ходе работы установки потребляют 10,21,37,55 и 75 кВт энергии соответственно. Все модели имеют одинаковую частоту вращения электродвигателя — 2900 об/мин и позволяют обогревать помещения объемом до 3500 м3. Теплопроизводительность установки НТК 11 составляет 8600 ккал/час, тогда как теплопроизводительность термогенератора НТК 75 составляет 65000 ккал/час. Термогенераторы НТК работают, используя большую, чем в теплогенераторах «Юсмар», температуру теплоносителя — до 115 ° С. Масса установок составляет от 160 до 700 кг. Все термогенераторы НТК работают в автоматическом режиме.

Вихревые теплогенераторы «ВТГ-5″

Рис.1 Вихревые теплогенераторы «ВТГ-5»

НПП «Альтернативные Технологии Энергетики и Коммуникации», г.Москва
тел: (095)9770549
факс: (095) 9155545, 4960136
e-mail: [email protected]

Вихревые теплогенераторы «ВТГ-5» производятся НПП «АТЭК» и имеют двенадцать модификаций — ВТГ-5/1…12. Коэффициент преобразования потребляемой генератором энергии в тепловую -1,9…2,4. Также НПП «АТЭК» выполняет именные заказы на разработку и изготовление бестопливных автономных квантовых вихревых теплоэлектростанций мощностью от 50 до 8000 кВт.

Вихревые теплогенераторы «МУСТ»

Научно-производственное предприятие «Ангстрем»,
170017, Тверь, пос. Б Перемерки, а/я 157
тел: (0822) 331844
http://www.ptechnology.ru/MainPart/Energy/EnergT.html

Рис. 2	Рис. 3
Вихревые теплогенераторы «МУСТ»

Вихревые теплогенераторы «МУСТ» (Рис.2) производятся НПП «Ангстрем», г.Тверь. Директором НПП «Ангстрем» и разработчиком теплогенерато-ра «МУСТ» является кандидат физико-математических наук Р.И. Мустафаев. Принцип действия данного типа вихревого теплогенератора основан на изобретении Мустафаева (патент РФ № 2132517), которое позволяет получать тепловую энергию непосредственно из воды, воздействуя на неё механическим способом. В данном случае механическое воздействие — это приведение воды в вихревое движение. Принципиальное отличие генератора «МУСТ» от других теплогенераторов, преобразующих электрическую энергию в тепловую, состоит в том, что энергия подаётся только на насос, прокачивающий воду. Коэффициент преобразования электроэнергии равен 1,2, но может достигать и 1,5. Всего в России работает около ста вихревых теплогенераторов «МУСТ». Выпускаемые модели теплогенераторов «МУСТ» позволяют обогревать помещения объемом до 11,000 м3. Масса установки составляет от 70 до 450 кг. Тепловая мощность установки МУСТ 5,5 составляет 7112 ккал/час, тогда как тепловая мощность установки МУСТ 37 — 47840 ккал/час. Теплоносителем, используемым в вихревом теплоге-нераторе МУСТ может выступать вода, тосол, полигликоль, либо любая другая незамерзающая жидкость.

Вихревые термогенераторы «ТМГ»

ОАО «Завод КОММАШ»,
ул. Ставского, 4, г. Пенза, Россия, 440600
Коммерческая служба (8412) 63-47-08
Тел./факс (8412) 63-49-39, 63-35-44
http://www.kommash.itbc.ru/termovihr.htm
ООО «Термовихрь»
ул. Ставского, 4, г. Пенза, Россия, 440600,
Тел.:(8412) 63-38-28
Факс:(8412)63-39-16
E-mail: [email protected]

Вихревой термогенератор «ТМГ» производится на Пензенском Заводе Коммунального Машиностроения (КОММАШ). Модельный ряд включает в себя вихревые термогенераторы, установленная мощность которых составляет от 1 до 45 кВт.

Рис.4 Термогенератор ТМГ накопительного типа		Рис.5 Термогенератор ТМГ (промышленный) Объем обогреваемых помещений составляет до 1650 м3.

Теплопроизводительность термогенераторов ТМГ составляет от 2000 до 34800 ккал/час. Все термогенераторы функционируют в автономном режиме. Частота вращения электродвигателя составляет 2900 об/мин и является универсальной для всех моделей. На основе вихревых термогенераторов ТМГ производится монтаж автономных отопительных систем для отопления жилых домов, торговых объектов, школ, больниц и других жилых, общественных и производственных помещений. Наибольшую актуальность использование подобных термосистем приобретает в условиях, где отсутствует централизованное теплоснабжение, а подвод магистрали природного газа требует капиталовложений или невозможен.

Вихревые генераторы тепла «ГТ»

e-mail: [email protected], [email protected]

Вихревые генераторы тепла «ГТ» имеют следующие модификации: ГТ 1,2,3,4 и 5. Минимальная мощность электродвигателей насосной установки составляет 0,6 кВт (ГТ 1), максимальная — 180 кВт (ГТ 5). Минимальная масса генератора тепла (без рабочей жидкости) составляет 12 кг, максимальная — 367 кг. Диапазон рабочих температур составляет от 40 до 95°С. Минимальный расход рабочего тела при циркуляции составляет 3 м3/час, максимальный — 350 м3/час. Номинальная тепловая мощность генератора ГТ 1 составляет 4,85 кВт; генератора ГТ 5 — 107,5 кВт.

Вихревые тепловые генераторы «ТГВ»

Рис. 6

ООО «Центр-Лес»,
г. Москва, ул. Складочная, д.1, стр.9
тел: (095) 517 90 80, 771 34 63

Вихревой тепловой генератор (ТГВ) предназначен для отопления и горячего водоснабжения жилых домов, общественных зданий, производственных помещений и сельскохозяйственных комплексов. Энергетическая эффективность генераторов ТГВ (Рис.6) составляет от 1.16 до 1.2 в зависимости от режима работы насоса. Модельный ряд вихревых теплогенераторов ТГВ представлен шестью моделями: ТГВ 3, ТГВ 5, ТГВ 7, ТГВ 11, ТГВ 11, ТГВ 22, ТГВ 37.

Использование данных теплогенераторов позволяет обогревать помещение объемом от 150 до 1850 м3. Мощность используемого в модели ТГВ 3 двигателя составляет от 3 до 4,5 кВт, тогда как наиболее мощная модель ТГВ 37 оснащена двигателем мощностью 37 кВт. Диапазон температур рабочей жидкости составляет от 65 до 90° С. Максимальный Рис. 6 объем потребляемой энергии (генератором ТГВ 37) — 22 кВт/ч. При этом его теплопроизводительность равна 31800 ккал/ч. Все типы вихревого теплогенератора ТГВ функционируют в автоматическом режиме.

Вихревой теплогенератор «ВИТА-15″

ООО УК «ОРБИ»,
бульвар Мира, д. 12, г. Н. Новгород, Россия, 603086

В Нижнем Новгороде компанией «ОРБИ» было налажено производство вихревых теплогенераторов «ВИТА-15». По словам Бориса Поташника, генерального директора управляющей компании «ОРБИ», в ходе испытаний данного теплогенератора с 1 кВт затраченной электроэнергии было получено 1,35 кВт тепла (газета Биржа плюс свой дом, №42 от 11.03.2003).

Кавитационный генератор Николая Петракова

В одном из номеров «Российской газеты» была опубликована информация об изобретении алтайского механика Николая Петракова. Он создал сверхэкономичную установку для обогрева помещений, расходующую в полтора раза меньше энергии, чем лучшие отечественные системы. В основе его изобретения также лежит эффект кавитации, при котором происходит быстрый нагрев воды почти до температуры кипения за счет «схлопывания» большого количества пузырьков, образующихся вследствие вращения электродвигателем крыльчатки насоса. «Ноу-хау» изобретения Петракова, давшее существенный прирост КПД, заключается в оригинальной конструкции впускных и выпускных клапанов.

Теплогенератор «VIP»

INTERENERGORESURS Ltd,
ул. Фучикова, 16, 979 01, Римавска Собота, Словакия
Тел.: 00421 47 563 14 32
Тел./факс: 00421 47 563 11 44
e-mail: [email protected]

Теплогенераторы «VIP» (Рис.7) производятся в Словакии фирмой INTERENERGORESURS Ltd. Их установленная потребляемая мощность (кВт) модифицируется по техническому заданию заказчика. Генераторы изготавливаются по соответствующим параметрам насоса с мотором; безтопливные тепловые установки VIP могут иметь установленную потребляемую мощность от 3 кВт до 150 кВт. Частота вращения вала двигателя -2950 об/мин. Потребляемый ток — 380 В, 50 герц. Максимально допустимая температура теплоносителя в тепловом генераторе составляет не более 95°С. Тепловая эффективность установки 20 кВт. Режим работы — автоматический.

Как утверждает директор фирмы, господин Павловский, проверки теплогенераторов «VIP» осуществлялись в г. Донецк, ОАО Проектно-конструкторский и технологический институт «Газоаппарат». Испытательный центр «Газоаппарат», 1996 год. Была достигнута максимальная эффективность 155 % (Протокол П-ОВА-19/96 Испытаний теплоустановки безтопливной ТБ-2-6,9 ТУ У 240070270.001-96). Зарегистрировано в Государственном Комитете Украины по стандартизации и метрологии 13.06.1996 г. №086/003488. Испытания также проводились в г. Киев, НПО «Холод». Испытательный стенд, 1997 год, эффективность 180 %, и в г. Превидза, Словакия — VANSOFT

s.r.o. Установка VIP, с погруженным насосом и тепловым генератором. Испытательный стенд. 1998 год, эффективность 126 %.

Как заявляет Павловский, теплогенераторы «VIP» успешно работают в г. Киев, НПО «Холод», на стенде которого проходили испытания установки, Донецк, Краматорск, Перевальск (Банк «Украина»), Полтава, Селидово, Луганск, Феодосия (Картинная галерея Айвазовского), Черкассы, Днепропетровск.

Примечание редакции (журнала «Новая энергия»): Растущая конкуренция в сфере новых технологий, в частности, в области разработки и производства вихревых теплогенераторов зачастую приводит к возникновению конфликтных ситуаций. Так, автором-разработчиком теплогенераторов «VIP», производимых в Словакии фирмой «Интерэнергоресурс», является Г. Г. Иваненко (технический директор компании). Известно, что ранее он долгое время работал с Ю.С. Потаповым. Однако никакого упоминания о Ю.С. Потапове и его разработках на интернет-сайте компании нами обнаружено не было.

Мы связались с Ю.С.Потаповым. По его мнению, эффективность всех теплогенераторов Иваненко «VIP» не превышает 95%.

Нами был послан запрос генеральному директору компании «Interenergoresours», Михаилу Павловскому, и вскоре от него был получен ответ в форме емайл, начинающегося злой критической цитатой Круглякова из «комиссии РАН по борьбе со лженаукой», и нам стало ясно с кем связан господин Павловский. Он утверждает, что Ю.С. Потапов не только не имеет ни одного реального протокола испытаний вихревых теплогенераторов с эффективностью более 100%, но и вообще Потапов никогда не имел такого изобретения, как «вихревой теплогенератор». Павловский ссылается на книгу Базиева, автора теории «электрино», в которой Базиев пишет, что проведенный им расчет тепловых установок «Юсмар» показал эффективность всего 13%. По мнению теоретика Базиева, теплогенераторы «Юсмар» хуже обычных электронагревателей.

Павловский утверждает, что испытания двух теплогенераторов «Юсмар», проведенных в Кишиневе с участием эксперта из кишиневского института на средства заинтересованного инвестора, закончились неудачей — первый теплогенератор сгорел еще до начала испытаний, тогда как второй показал эффективность всего 36% и также сгорел. Павловский ссылается на информацию о том, что разработки Ю.С. Потапова, а также эксплуатация самих установок «Юсмар» якобы запрещена постановлением правительства Республики Молдова. Однако, номер и дату этого постановления Павловский не дает.

Возможно, что проблемы Павловского в том. что он не договорился с Потаповым о покупке «ноу-хау», и пытается производить теплогенераторы, не понимая принципов их работы.

Таким образом, можно сделать вывод, что инвесторам нужна серьезная юридическая экспертиза, которая позволит выявить истинного патентообладателя изобретения «вихревой теплогенера-тор», решить проблему авторства и лицензирования. Хотя, с другой стороны, принцип вихревой трубы Ранка, реализованной в конкретном устройстве, имеющем новизну (отличия от других изобретений), может быть основанием для получения патента любым разработчиком.

Рис. 8	Рис. 9
Установка VIP-1-7,5 (без Рис.9 Схема подключения теплогенератора VIP теплоизолирующего корпуса) для воздушно-вентиляционного отопления. Эффективность преобразования электрической энергии в тепловую — до 300%

Итак, остается пожелать изобретателям удачи и сказать «сделай сам»!

Новая Энергетика N 2(17), 2004
Обзор по материалам Интернет подготовил Н. Овчаренко

Термогенератор, получаем электричество из тепла

Для того, чтобы получить электричество непосредственно от газовой горелки или другого источника тепла, применяется термогенератор. Так же, как и у термопары, его принцип действия основан на эффекте Зеебека, открытом в 1821 году. Упомянутый эффект состоит в том, что в замкнутой цепи из двух разнородных проводников появляется ЭДС, если места спаев проводников находятся при разных температурах. Например, один спай находится в сосуде с кипящей водой, а другой в чашке с тающим льдом.

Эффект возникает от того, что энергия свободных электронов зависит от температуры. При этом электроны начинают перемещаться от проводника, где они имеют более высокую энергию в проводник, где энергия зарядов меньше. Если один из спаев нагрет больше другого, то разность энергий зарядов на нем, больше, чем на холодном. Поэтому, если цепь замкнута, в ней возникает ток, именно та самая термоэдс. 

Приблизительно величину термоэдс можно определить по простой формуле:

E = α * (T1 – T2). Здесь α — коэффициент термоэдс, который зависит только от металлов, из которых составлена термопара или термоэлемент. Его значение обычно выражается в микровольтах на градус. Разность температур спаев в этой формуле (T1 – T2): T1 – температура горячего спая, а T2, соответственно, холодного.

Приведенную формулу достаточно наглядно иллюстрирует рис. 1.

   Рис. 1. Принцип работы термопары

Рисунок этот классический, его можно найти в любом учебнике физики. На рисунке показано кольцо, составленное из двух проводников А и Б. Места соединения проводников называются спаями. Как показано на рисунке, в горячем спае T1 термоэдс имеет направление из металла Б в металл А. А в холодном спае Т2 из металла А в металл Б. Указанное на рисунке направление термоэдс справедливо для случая, когда термоэдс металла А положительна по отношению к металлу Б.

Как определить термоэдс металла

Термоэдс металла определяется по отношению к платине. Для этого термопара, одним из электродов которой является платина (Pt), а другим испытуемый металл, нагревается до 100 градусов Цельсия. Полученное значение в милливольтах для некоторых металлов, показано ниже. Причем следует обратить внимание на то, что изменяется не только величина термоэдс, но и ее знак по отношению к платине.

Платина в этом случае играет такую же роль, как 0 градусов на температурной шкале, а вся шкала величин термоэдс выглядит следующим образом:

• Сурьма   +4,7
• Железо   +1,6
• Кадмий   +0,9
• Цинк   +0,75
• Медь   +0,74
• Золото   +0,73
• Серебро   +0,71
• Олово   +0,41
• Алюминий   +0,38
• Ртуть   0
• Платина   0

После платины идут металлы с отрицательным значением термоэдс:

• Кобальт   -1,54
• Никель   -1,64
• Константан (сплав меди и никеля)   -3,4
• Висмут   -6,5

Пользуясь этой шкалой очень просто определить значение термоэдс развиваемое термопарой, составленной из различных металлов. Для этого достаточно подсчитать алгебраическую разность значений металлов, из которых изготовлены термоэлектроды. Например, для пары сурьма – висмут это значение будет +4,7 – ( — 6,5) = 11,2 мВ. Если в качестве электродов использовать пару железо – алюминий, то это значение составит всего +1.6 – (+0,38) = 1,22 мВ, что меньше почти в десять раз, чем у первой пары.

Если холодный спай поддерживать в условиях постоянной температуры, например 0 градусов, то термоэдс горячего спая будет пропорциональна изменению температуры, что и используется в термопарах.

Как создавались термогенераторы

Уже в середине 19 века делались многочисленные попытки для создания термогенераторов – устройств для получения электрической энергии, то есть для питания различных потребителей. В качестве таких источников предполагалось использовать батареи из последовательно соединенных термоэлементов. Конструкция такой батареи показана на рис. 2.

   Рис. 2. Термобатарея, схематическое устройство

Первую термоэлектрическую батарею создали в середине 19 века физики Эрстед и Фурье. В качестве термоэлектродов использовались висмут и сурьма, как раз та самая пара из чистых металлов, у которой максимальная термоэдс. Горячие спаи нагревались газовыми горелками, а холодные помещались в сосуд со льдом. В процессе опытов с термоэлектричеством позднее были изобретены термобатареи, пригодные для использования в некоторых технологических процессах и даже для освещения. В качестве примера можно привести батарею Кламона, разработанную в 1874 году, мощности которой вполне хватало для практических целей: например для гальванического золочения, а также применения в типографии и мастерских гелиогравюры. Примерно в то же время исследованием термобатарей занимался и ученый Ноэ, его термобатареи в свое время также были распространены достаточно широко.

Но все эти опыты, хотя и удачные, были обречены на провал, поскольку термобатареи, созданные на основе термоэлементов из чистых металлов, имели весьма низкий КПД, что сдерживало их практическое применение. Чисто металлические пары имеют КПД лишь несколько десятых долей процента. Намного большим КПД обладают полупроводниковые материалы: некоторые окислы, сульфиды и интерметаллические соединения.

Полупроводниковые термоэлементы

Подлинную революцию в создании термоэлементов произвели труды академика А.И. Иоффе. В начале 30 – х годов XX столетия он выдвинул идею, что с помощью полупроводников возможно превращение тепловой энергии, в том числе и солнечной, в электрическую. Благодаря проведенным исследованиям уже в 1940 году был создан полупроводниковый фотоэлемент для преобразования световой солнечной энергии в электрическую. Первым практическим применением полупроводниковых термоэлементов следует считать, по-видимому, «партизанский котелок», позволявший обеспечить питанием некоторые портативные партизанские радиостанции.

Основой термогенератора служили элементы из константана и SbZn. Температура холодных спаев стабилизировалась кипящей водой, в то время как горячие спаи нагревались пламенем костра, при этом обеспечивалась разница температур не менее 250…300 градусов. КПД такого устройства был не более 1,5…2,0 %, но мощности для питания радиостанций вполне хватало. Конечно, в те военные времена конструкция «котелка» была государственным секретом, и даже сейчас на многих форумах в интернете обсуждается его устройство.

Бытовой термогенератор

Уже в послевоенные пятидесятые годы советская промышленность начала выпускать термогенератор ТГК – 3. Основное его назначение состояло в питании батарейных радиоприемников в не электрифицированной сельской местности. Мощность генератора составляла 3 Вт, что позволяло питать батарейные приемники, такие как «Тула», «Искра», «Таллин Б-2», «Родина – 47», «Родина – 52» и некоторые другие.

Внешний вид термогенератора ТГК-3 показан на рис. 3.

 

   Рис. 3. Термогенератор ТГК-3

Конструкция термогенератора

Как уже было сказано, термогенератор предназначался для использования в сельской местности, где для освещения использовались керосиновые лампы «молния». Такая лампа, оснащенная термогенератором, становилась не только источником света, но и электричества. При этом дополнительных затрат топлива не требовалось, ведь в электричество превращалась именно та часть керосина, которая просто улетала в трубу. К тому же, такой генератор был всегда готов к работе, конструкция его была такова, что ломаться в нем просто нечему. Генератор мог просто лежать без дела, работать без нагрузки, не боялся коротких замыканий. Срок службы генератора, по сравнению с гальваническими батареями, казался просто вечным.

Роль вытяжной трубы у керосиновой лампы «молния» играет удлиненная цилиндрическая часть стекла. При использовании лампы совместно с термогенератором стекло делалось укороченным, и в него вставлялся металлический теплопередатчик 1, как показано на рис. 4.

   Рис. 4. Керосиновая лампа с термоэлектрическим генератором

Внешняя часть теплопередатчика имеет форму многогранной призмы, на которой установлены термобатареи. Чтобы увеличить эффективность теплоотдачи теплопередатчик внутри имел несколько продольных каналов. Проходя по этим каналам горячие газы уходили в вытяжную трубу 3, попутно нагревая термобатарею, точнее, ее горячие спаи. Для охлаждения холодных спаев использовался радиатор воздушного охлаждения. Он представляет собой металлические ребра, прикрепленные к внешним поверхностям блоков термобатарей.

Термогенератор – ТГК3 состоял из двух независимых секций. Одна из них вырабатывала напряжение 2В при токе нагрузки до 2А. Эта секция использовалась для получения анодного напряжения ламп с помощью вибропреобразователя. Другая секция при напряжении 1,2В и токе нагрузки 0,5А использовалась для питания нитей накала ламп.

Нетрудно подсчитать, что термогенератор имел мощность не превышающую 5 Ватт, но для приемника ее вполне хватало, что позволяло скрашивать долгие зимние вечера. Сейчас, конечно, это кажется просто смешным, но в те далекие времена такое устройство было, несомненно, чудом техники.

Видео

 

Смотрите также по теме:

   Ветрогенератор. Как выбрать, смонтировать и избежать разочарования?

   Безлопастной ветрогенератор. Устройство и принцип работы.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]