СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛА

СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛА
Проблема отопления жилых и общественных зданий, объектов социального,
производственного и перерабатывающего комплекса всегда остро стояла в РФ. Большая
часть затрат на эти нужды вызвана низкой энергоэффективностью применяемых
технологий и повышенной изношенностью оборудования. Быстрый и качественный
переход к новой концепции отопления, с применением новых энергосберегающих
технологий невозможен
без научно-технической теоретической проработки данного
вопроса. В данной статье автор предлагает рассмотреть новый способ получения тепловой
энергии из механической, обсудить преимущества данного способа отопления и развеять
мифы о выработке дополнительной энергии большей, чем потребляемая всеми подобными
новаторскими устройствами.
В настоящее время известны несколько типов устройств, которые используют
способ преобразования
механической энергии перемещения жидкости в тепловую
энергию, многие их которых
не только предлагают новый способ, но и заявляют о
появлении уникальных свойств. Среди самых известных с середины 90-х годов можно
назвать вихревую систему отопления, отопительная система с ускорителем в виде
циклона, так называемый Теплогенератор. Подобные работы велись не только в РФ,
например в США, успешно в течение многих лет работает Hydro Dynamics Company,
применяющая схожую технологию.
Давайте кратко рассмотрим основные принципы действия данных конструкций,
их недостатки и достоинства, а также поймем, почему они не получили до сих пор
широкого распространения. Ведь данные конструкции обладают
целым рядом
несомненных преимуществ, но они избыточно сложны в производстве, хотя и используют
действительно принципиально новый способ нагрева.
Автором разработан способ (ПАТЕНТ № 2241919) получения тепловой
энергии из механической путем напорного перемещения преимущественно капельной
жидкости, который может быть использован в системах теплоснабжения различных сфер
народного хозяйства (промышленность, сельское хозяйство, оборонные, транспортные и
бытовые объекты).
Способ предусматривает непосредственный нагрев жидкости, и
относиться к отопительным системам, не содержащим нагревательных элементов,
температура которых превышает температуру жидкости, и преобразующим энергию
напорного перемещения главным образом капельной жидкости в тепловую энергию по
всей трассе ее
циркуляции.
В настоящее время известны устройства, в которых используется способ
преобразование механической энергии напорного перемещения жидкости в тепловую,
например вихревая система отопления (патент РФ № 2089795, F 25 B 29/00,приоритет
29.12.93, опубликовано 10.09.97), которая содержит теплообменный резервуар, внутри
которого установлена вихревая труба. К сопловому вводу присоединен рабочий орган
насоса, соединенного с электродвигателем. На входе насоса и выходе вихревой трубы
установлен эжектор. Рабочий орган насоса при включении электродвигателя всасывает
циркулирующую жидкость и нагнетает ее через сопловой ввод в камеру вихревой трубы.
Кроме того, патент № 2177591 под названием "Теплогенератор ". Теплогенератор
содержит цилиндрический корпус с тангенциальным сопловым вводом, выходом на
одном конце и тормозным устройством и вторым выходом на другом конце. Корпус
помещен
в
цилиндрическую
теплообменную
обойму,
на
поверхности
которой
расположены герметизированное отверстие для тангенциального соплового ввода и
выходной патрубок. А также отопительная система (патент № 2045715, F 25 B 29/00,
приоритет 26.04.93)под названием "Теплогенератор и устройство для нагрева жидкостей".
Теплогенератор содержит корпус с цилиндрической частью. Он оснащен ускорителем
движения жидкости, выполненным в виде циклона, торцевая сторона которого соединена
с цилиндрической частью корпуса. В способе нагрева производят завихрение, ускорение,
торможение жидкости, и
тем самым
происходит
нагрев жидкости в емкости
термогенератора.
Недостатком этих систем является сложность конструкции, что ведет к
неоправданным затратам средств, они создают шум, например при реализации тепло
генератора по патенту № 2045715, как отмечено в статье "Энергия из нечего" в журнале
"Изобретатель и рационализатор" № 10 за 2000 г., наблюдался свист для борьбы с
которым, вводились дополнительные устройства. А в США фирмой Hydro Dynamics
Company подобное устройство названо « поющая труба ».
Предполагаемый вниманию способ преобразования механической энергии в
тепловую путем нагрева жидкости исключает сложную обработку ее. Тем самым,
исключается сложность конструкции и снижается уровень шума, а так же уменьшается
себестоимость устройств для осуществления нагрева. При этом сохраняются все
преимущества такого нагрева: нет элементов, температура которых превышает
температуру жидкости, что обеспечивает безопасность к возгоранию, и образованию
накипи и т.д. Появляются дополнительные преимущества, вызванные
полным
отсутствием котла и емкости термогенератора как элементов, в которых происходит
локальный нагрев, что приводит к снижению габаритов и веса установок, более
равномерному нагреву жидкости по всей
системе, снижает инерционность прогрева
системы т.к. прогрев всей системе происходит одновременно, упрощает
регулировку
температуры и т.д.
Способ включает циркуляцию жидкости в нагревательной установке насосом,
на выходе которого жидкость дросселируют, а на входе насоса перед всасыванием
жидкости давления стравливают. Исходя из основных законов физики и частных законов
термодинамики можно придти к выводу, что механическая энергия, полученная насосом
от двигателя, расходуется на нагрев элементов устройств, жидкости, окружающих
предметов, воздуха и т.д. Т.е. вся энергия, полученная насосом, расходуется на нагрев в
том числе и жидкости, которая в конечном итоги может быть использована для отопления
или другие нужды.
Это
дает
возможность
простым
способом
получить
и
высвободит
гидравлическую энергию от привода насоса в виде только тепловой энергии т.к. при этом
не совершается работа над внешними объектами.
Надо отметить, что любой насос имеет гидравлический кпд, а значит, часть
энергии сразу переходит в тепло и тем же путем циркулирует в системе. Поэтому
требования к насосу могут быть понижены, что приведет снижению себестоимости
теплогенератора и увеличению ресурса работы его. Кпд всей системы определяется кпд
двигателя. Мощность насоса подбирается исходя из необходимой мощности для
отопления, а мощность привода должна подбираться с учетом его кпд.
Способ опробован на стендовой установке. Стенд содержал насос PKm60,
производства Pedrollo (Италия), номинальной мощностью 375 вт (максимальной 500 вт),
радиатор из двух секции отдаваемой мощностью при температуре воды 70 оС 430 вт,
дроссель, расширительный сосуд. На установке производились замеры температур на
входе и выходе из насоса и на входе и выходе из радиатора, а так же расход жидкости
через радиатор. Определялась рассеиваемая мощность радиатором. Эксперименты
показали, что метод определения рассеиваемой мощности на радиаторе путем замера
перепада температур жидкости на входе и выходе радиатора и расхода ее через радиатор
дает значительную
ошибку и зависит от степени дросселирования. Ошибка может
превышать более полутора раз.
Теперь несколько слов об эффекте возникновения из ничего дополнительной
энергии. Очень часто, особенно при применении новых неописанных ранее явлений, в
силу отсутствия опыта и наработанной практики расчета показателей и коэффициентов, а
зачастую и ввиду невозможности применения старых опробованных методик в частном
конкретном случае, появляются публикации о достижениях прямо противоречащих
здравому смыслу и законам физики явлений. Однако в данном случае, все объясняется
явлением, называемым кавитацией, мало пока изученным и описанным автором
объяснения
возникновения
эффекта,
выделения
большей
энергии,
чем
для
энергия
потребления.
В связи с явлением возникновения дополнительного перепада температуры
рассмотрим статьи, опубликованные в ИР "Энергия из нечего " и "Энергии из нечего
стало больше". Например, к выдержке:
Поставлены на поток компактные тепловые
электростанции КТЭС-1—КТЭС-7 тепловой мощностью от 300 до 9000 кВт. Они выдают
тепловой энергии в 1,5 раза больше, чем потребляют, да еще вырабатывают
электрическую мощность соответственно от 70 до 2000 кВт. Электроэнергию
вырабатывает роторное колесо, вращаемое потоком горячей воды, поставляемой
теплогенератором, и, в свою очередь, вращающее вал электрогенератора. Например,
КТЭС-4 при потребляемой электрической мощности 600 кВт (это мощность насоса
холодной воды) выдает горячей воды на 800—900 кВт, да еще вырабатывает 200 кВт
электрической мощности (переменный ток напряжением 380 В). Можно с уверенностью
сказать, что энергия из нечего результат ошибки метода измерения. Ошибка возникает
вследствие того, что при дросселирование идет резкое падение давления в жидкости, что
приводит к испарению части ее и поглощению тепловой энергии и снижению
температуры. Это снижения и приводит к мнимой выделенной тепловой энергии. Для
установок, в которых наблюдается кавитация, необходима разработка других методов
определения теплоотдачи нагревателей.
Эффект назван автором «эффектом кавитационного изменения перепада
температуры» приводит к неверному толкованию о выделении дополнительного тепла из
ничего. В статье «Пузыри могут обогревать» (журнал ИР № 7 / 2005 г.) авторы патента №
2212597 полагают, что выделения тепла в 1.2 –1.5 раза больше, чем в самом современном
традиционном электронагревательном котле такой же мощности. На самом деле этот
эффект возникает на участках, где образуются пузырьки пара за счет отбора тепла от
жидкости на ее испарения, и тем самым влияет на замер разности температур на входе и
выходе нагревателей (радиаторов).
Предлагаемый автором способ может быть применен в различных областях,
например на автомобиле для быстрого прогрева двигателя, салона. Так установив насос
на вал двигателя можно отбирать тепловую энергию равную вплоть до максимальной
мощности двигателя. Для мобильных средств, с валом для отбора мощности, позволит
установить теплогенератор и прогревать помещения при ликвидации неисправностей
теплосетей. Используя в качестве нагревателя гибкий трубопровод можно прогревать им
теплицу при резком снижении температуры в весенний период, подавать тепло в завалы
или создавать обогрев временных сооружении при проведении спасательных работ в
районах с низкими температурами.
Возможно
использования
ветровой
установки
для
непосредственного
получения тепловой энергию для обогрева помещений. Прокачку теплоносителя можно
производить с большой скоростью при непосредственном контакте труб малого диаметра
идущих от входа и выхода насоса. Так же и радиаторы могут иметь большее
гидравлическое сопротивление, что снизит количество теплоносителя необходимого для
заполнения системы. Там где есть реки можно так же непосредственно получать тепловую
энергию с помощью такого теплогенератора.
. Наибольший интерес такого способа нагрева теплоносителя может быть там,
где есть даровая энергия быстрые реки или постоянные ветра.
Рассмотрим и преимущество установок с электрическими двигателями. В нем
механическая энергия электродвигателя преобразуется в тепло и нагревает теплоноситель.
Оборудование для котельных, в которых теплоноситель разогревается с помощью ТЭНов
или электродов имеют простую конструкцию. Экологически они чище даже газовых
котельных. И хотя электричество сегодня отнюдь не дешево, электронагревательные
системы многие предпочитают другим. Однако электроды или ТЭНы надо часто менять и
постоянно обслуживать. Теплоноситель (ту же воду) надо серьезно очищать и умягчать.
Требуются серьезные меры по защите персонала и оборудования от поражения
электричеством. Электроды и ТЭНы часто зарастают всевозможными отложениями солей.
При электродном разогреве, когда проводником является сама жидкость, увеличение
температуры ее приводит к росту проводимости,
и
мощность котла стремительно
увеличивается при этом необходимо принимать меры по снижению мощности.
Все устройства для нагрева теплоносителей преследуют, на мой взгляд, одну и
ту же цель, а именно увеличить поверхность для передачи тепла от нагревателя к
теплоносителю. Так как все недостатки связаны с большим количеством переданного
тепла единицей площади нагревателя. Устройства, созданные по предлагаемому способу,
производят непосредственный нагрев
устройстве
жидкости по всему контору ее циркуляции. В
нет котла, используются трубы малого диаметра, и радиаторы меньших
размеров (так как при увеличении скорости теплоносителя в радиаторах их теплоотдача
так же повышается).
Эта работа позволит разработчикам по-новому взглянут на теплогенераторы,
расширить область их применения, а производителям значительно снизить затраты на их
изготовления.