Вихревой теплогенератор – нове джерело тепла в будинку

Безліч корисних винаходів залишилося незатребуваними. Це відбувається через людській ліні або через страх перед незрозумілим. Одним з таких відкриттів довгий час був вихровий теплогенератор. Зараз на тлі тотальної економії ресурсів, прагненню до використання екологічно чистих джерел енергії, теплогенератори стали застосовувати на практиці для опалення будинку або офісу. Що ж це таке? Прилад, який раніше розроблявся тільки в лабораторіях, або нове слово в теплоенергетиці.

Система опалення з вихровим теплогенератором

Принцип дії

Основою роботи теплогенераторів є перетворення механічної енергії в кінетичну, а потім – в теплову.

Ще на початку ХХ століття Жозеф Ранк виявив сепарацію вихровий струменя повітря на холодну і гарячу фракції. В середині минулого століття німецький винахідник Хілшем модернізував пристрій вихровий труби. Через деякий час, російський вчений А. Меркулов запустив в трубу Ранке замість повітря воду. На виході температура води значно підвищилася. Саме цей принцип лежить в основі роботи всіх теплогенераторів.

Проходячи через водяний вихор, вода утворює безліч повітряних бульбашок. Під впливом тиску рідини бульбашки руйнуються. Внаслідок цього звільняється якась частина енергії. Відбувається нагрів води. Цей процес отримав назву кавітація. На принципі кавітації розраховується робота всіх вихрових теплогенераторів. Генератор такого типу називається «кавітаційний».

види теплогенераторів

Все теплогенератори діляться на два основних види:

  1. Роторний. Теплогенератор, в якому вихровий потік створюється за допомогою ротора.
  2. Статичний. У таких видах водяний вихор створюється за допомогою спеціальних кавітаційних трубок. Тиск води виробляє відцентровий насос.

Кожен вид має свої переваги й недоліки, на яких слід зупинитися докладніше.

роторний теплогенератор

Статором в цьому пристрої служить корпус відцентрового насоса.

Ротори можуть бути різні. В інтернеті представлено безліч схем та інструкцій щодо їх виконання. Теплогенератори – швидше за науковий експеримент, який постійно перебуває в процесі розробки.

Конструкція роторного генератора

Найбільш простий прийнято вважати конструкцію з диском. По всій поверхні ротора просверливается деяке число отворів. Їх глибина і діаметр розраховуються відповідно до потужності ротора.

Корпусом є порожнистий циліндр. Відстань між корпусом і обертається частиною розраховується індивідуально (1.5-2 мм).

Нагрівання середовища відбувається завдяки її тертя з корпусом і ротором. Допомагають цьому бульбашки, які утворюються за рахунок кавітації води в осередках ротора. Продуктивність таких пристроїв на 30% вище статичних. Установки досить гучні. Мають підвищену зношеність деталей, за рахунок постійної дії агресивного середовища. Потрібен постійний контроль: за станом сальників, ущільнювачів і ін. Це значно ускладнює і здорожує обслуговування. За їх допомогою рідко монтують опалення будинку, їм знайшли трохи інше застосування – обігрів великих виробничих приміщень.

Модель промислового кавітатора

статичний теплогенератор

Основний плюс даних установок в тому, що в них нічого не обертається. Електроенергія витрачається тільки на роботу насоса. Кавітація відбувається за допомогою природних фізичних процесів у воді.

ККД таких установок іноді перевищує 100%. Середовищем для генераторів може бути рідина, стиснений газ, тосол, антифриз.

Різниця між температурою входу і виходу може досягати 100 ° С. При роботі на стиснутому газі, його вдувають по дотичній в вихрову камеру. У ній він прискорюється. При створенні вихору, гаряче повітря проходить крізь конічну воронку, а холодний повертається. Температура може досягати 200 ° С.

переваги:

  1. Може забезпечити велику різницю температур на гарячому і холодному кінцях, працювати при низькому тиску.
  2. ККД не нижче 90%.
  3. Ніколи не перегрівається.
  4. Пожежо, – і вибухобезпечний. Може використовуватися у вибухонебезпечному середовищі.
  5. Забезпечує швидкий і ефективний нагрів всієї системи.
  6. Може використовуватися як для обігріву, так і для охолодження.

В даний час застосовується недостатньо часто. Використовують кавітаційний теплогенератор, щоб здешевити опалення будинку або виробничих приміщень при наявності стисненого повітря. Недоліком залишається досить висока вартість обладнання.

теплогенератор Потапова

Популярним і більш вивченим є винахід теплогенератора Потапова. Він вважається статичним пристроєм.

Сила тиску в системі створюється відцентровим насосом. Струмінь води подається з великим напором в равлика. Рідина починає розігріватися завдяки обертанню по вигнутому каналу. Вона потрапляє в вихрову трубу. Метраж труби повинен бути більше ширини в десятки разів.

Схема пристрою генератора

  1. патрубок
  2. Равлик.
  3. Вихрова труба.
  4. Верхній гальмо.
  5. Випрямляч води.
  6. З’єднувальна муфта.
  7. Нижня гальмівне кільце.
  8. Байпас.
  9. Отводная лінія.

Вода проходить по розташованої уздовж стінок гвинтовий спіралі. Далі поставлено гальмівний пристрій для виведення частини гарячої води. Струмінь трохи розрівнюється пластинами, прикріпленими до втулки. Усередині є порожній простір, поєднане з ще одним гальмівним пристроєм.

Вода з високою температурою піднімається, а холодний вихровий потік рідини спускається по внутрішньому простору. Холодний потік стикається з гарячим через пластини на втулці і нагрівається.

Тепла вода спускається до нижнього гальмівного кільцю і ще підігрівається завдяки квітці. Підігрітий потік від нижнього гальмівного пристрою проходить через байпас в відвідний патрубок.

Верхнє гальмівне кільце має прохід, діаметр якого дорівнює діаметру вихровий труби. Завдяки йому гаряча вода може потрапити в патрубок. Відбувається змішування гарячого і теплого потоку. Далі вода використовується за призначенням. Зазвичай для обігріву приміщень або побутових потреб. Обрат приєднується до насоса. Патрубок – до входу в систему опалення будинку.

Щоб встановити теплогенератор Потапова, необхідна діагональна розводка. Гарячий теплоносій потрібно подавати в верхній хід батареї, а з нижнього буде виходити холодний.

Генератор Потапова власними силами

Існує багато промислових моделей генератора. Для досвідченого майстра не складе труднощів виготовити вихровий теплогенератор своїми руками:

  1. Вся система повинна бути надійно закріплена. За допомогою куточків виготовляють каркас. Можна використовувати зварювання або болтове з’єднання. Головне, щоб конструкція була міцною.
  2. На станині зміцнюють електродвигун. Його підбирають відповідно площі приміщення, зовнішніх умов і наявного напрузі.
  3. На рамі кріпиться водяний насос. При його виборі враховують:
  • насос необхідний відцентровий;
  • у двигуна вистачить сил для його розкрутки;
  • насос повинен витримувати рідина будь-якої температури.
  1. Насос приєднується до двигуна.
  2. З товстої труби діаметром 100 мм виготовляється циліндр довжиною 500-600 мм.
  3. З товстого плоского металу необхідно виготовити дві кришки:
  • одна повинна мати отвір під патрубок;
  • друга під жиклер. На краю робиться фаска. Виходить форсунка.
  1. Кришки до циліндра краще кріпити різьбових з’єднань.
  2. Жиклер знаходиться всередині. Його діаметр повинен бути в два рази менше? частини діаметра циліндра.

Дуже маленький отвір призведе до перегріву насоса і швидкого зносу деталей.

  1. Патрубок з боку форсунки підключається до подачі насоса. Другий підключають до верхньої точки системи опалення. Захолола вода з системи підключається до входу насоса.
  2. Вода під тиском насоса подається в форсунку. У камері теплогенератора її температура збільшується завдяки вихровим потокам. Потім вона подається в опалення.

Схема кавитационного генератора

  1. Жиклер.
  2. Вал електродвигуна.
  3. Вихрова труба.
  4. Вхідна форсунка.
  5. Відвідний патрубок.
  6. Гаситель вихорів.

Для регулювання температури, за патрубком ставлять засувку. Чим менше вона відкрита, тим довше вода в кавітатор, і тим вище її температура.

Коли вода проходить через жиклер, виходить сильний напір. Він б’є в протилежну стіну і за рахунок цього закручується. Помістивши в середину потоку додаткову перешкоду, можна домогтися більшої віддачі.

гаситель вихорів

На цьому заснована робота гасителя вихорів:

  1. Виготовляється два кільця, ширина 4-5 см, діаметр трохи менше циліндра.
  2. З товстого металу вирізається 6 пластин довжиною? корпусу генератора. Ширина залежить від діаметра і підбирається індивідуально.
  3. Пластини закріплюються всередину кілець один навпроти одного.
  4. Гаситель вставляється навпаки сопла.

Розробки генераторів тривають. Для збільшення продуктивності з гасителем можна експериментувати.

В результаті роботи відбуваються тепловтрати в атмосферу. Для їх усунення можна виготовити теплоізоляцію. Спочатку її роблять з металу, а поверх обшивають будь-яким ізолюючим матеріалом. Головне, щоб він витримував температуру кипіння.

Для полегшення введення в експлуатацію та обслуговування генератора Потапова необхідно:

  • пофарбувати всі металеві поверхні;
  • виготовляти всі деталі з товстого металу, так теплогенератор довше прослужить;
  • під час складання є сенс виготовити кілька кришок з різним діаметром отворів. Дослідним шляхом підбирається оптимальний варіант для даної системи;
  • до підключення споживачів, закільцьовуючи генератор, необхідно перевірити його герметичність і працездатність.

гідродинамічний контур

Для правильного монтажу вихрового теплогенератора необхідний гідродинамічний контур.

Схема підключення контуру

 Для його виготовлення необхідні:

  • вихідний манометр, для вимірювання тиску на виході з кавітатора;
  • термометри для вимірювання температури до і після теплогенератора;
  • скидний кран для видалення повітряних пробок;
  • крани на вході і виході;
  • манометр на вході, для контролю тиску насоса.

Гідродинамічний контур спростить обслуговування та контроль за роботою системи.

При наявності однофазної мережі, можна використовувати частотний перетворювач. Це дозволить підняти швидкість обертання насоса, підібрати правильну.

Вихровий теплогенератор застосовується для опалення будинку та подачі гарячої води. Має ряд переваг перед іншими обігрівачами:

  • установка теплогенератора не вимагає дозвільних документів;
  • кавітатор працює в автономному режимі і не вимагає постійного контролю;
  • є екологічно чистим джерелом енергії, не має шкідливих викидів в атмосферу;
  • повна пожежо, – і вибухонебезпечність;
  • менша витрата електрики. Незаперечна економічність, ККД наближається до 100%;
  • вода в системі не утворює накипу, не потрібна додаткова водопідготовка;
  • може використовуватися як для опалення, так і для подачі гарячої води;
  • займає мало місця і легко монтується в будь-яку мережу.

З урахуванням всього цього, кавітаційний генератор стає більш затребуваним на ринку. Таке обладнання з успіхом застосовують для опалення житлових і офісних приміщень.

Відео. Вихровий теплогенератор своїми руками.

Налагоджується виробництво таких генераторів. Сучасна промисловість пропонує роторні генератори і статичні. Вони обладнані приладами контролю і датчиками захисту. Можна підібрати генератор, щоб змонтувати опалення приміщень будь-якої площі.

Наукові лабораторії і народні умільці продовжують експерименти з удосконалення теплогенераторів. Можливо, скоро вихровий теплогенератор займе своє гідне місце серед приладів опалення.

Ссылка на основную публикацию