|
|
Легенды и мифы о термовихревых установках. Часть 2
В 1990-е гг. в России стремительно завоевывали популярность электрические отопительные установки с почти вечным двигателем. Подавляющее большинство этих установок сегодня не работает, а общество испытывает к ним явное недоверие. Всю правду о таких установках мы постарались узнать у Генерального директора НПО "Термовихрь” Агафонова Сергея Сергеевича.
С. С. Агафонов: Если сегодня оглядеть рынок гидродинамических установок нагрева жидкостей, то несложно обнаружить, что они делятся на 2 вида: роторные и вихревые трубы, далее подробно о каждом виде по отдельности.
Вихревые трубы отличаются от роторных установок отсутствием подвижных частей. Они полностью статичны: движется только вода, проходящая через них. Используются стандартные насосы. Главный отличительный признак – это конструктивное решение самой трубы.
Здесь примерно такая же картина, как и у роторных установок: много различных производителей, чьи конструкции повторяют друг друга. Наиболее известны (в свое время велась агрессивная пропаганда) вихревые трубы Ю.С. Потапова, изобретателя из Молдавии, заявлявшего о КПД своих устройств 200%, 500%. Вообще вопрос о КПД очень спорный: можно лишь констатировать, что его трубы работали, но… отличались не стабильной работой, и к тому же, через какое-то время теряли работоспособность. На мой взгляд, недостатком этих труб является недостаточная проработка оптимального соотношения размеров отдельных элементов трубы. Кроме того, применение улитки на входе трубы, с помощью которой создавался вихревой поток, является причиной нестабильной работы, казалось бы, одинаковых труб. Для работоспособности трубы требуется полная соосность самой трубы и улитки; при рассогласовании, эффективность работы трубы уменьшалась, либо труба не работала совсем. К недостаткам улитки так же можно отнести потерю механической энергии потока жидкости из-за сил трения о стенки улитки на входе трубы. Из-за кавитации и в силу других причин происходит разрушение улитки в месте выхода вихревого потока, в результате чего вихревой поток не образуется, труба не работает. На сегодняшний день большинство производителей вихревых труб с улиткой отказались от их производства, но встречаются и те, кто упорно продолжает их производить и реализовывать.
AEnergy.ru: Расскажите, пожалуйста, о вашей компании, ваших разработках, вашей команде.
С. С. Агафонов: Я горжусь, что работаю в коллективе талантливых и одаренных людей, по-настоящему любящих свое дело. Возглавляет наш научный коллектив Курносов Николай Ефимович – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой "Транспортно-технологические машины и оборудование” Пензенского Государственного Университета, член-корреспондент академии инженерных наук им. А.М. Прохорова, изобретатель СССР, лауреат Всероссийского конкурса "Инженер года РФ – 2007″. Автор около 50 патентов. Первый патент по вихревым устройствам был им получен в 1993 г. за № 2042089 "Вихревая труба”. С тех пор было зарегистрировано 20 патентов по вихревым устройствам, из них 7 по устройствам для нагрева жидкости (термогенератор, термогенерирующая установка и т.д.). Федеральным институтом промышленной собственности патенты RU № 2190162 "Термогенерирующая установка2, RU № 2213910 "Кондиционер” включены в перечень перспективных разработок Российской Федерации, а патент RU № 2177591 "Термогенератор” – в перечень 100 лучших изобретений России. В 2007 г. получен Европейский патент "Кавитационный термогенератор и способ получения тепла” № 06425768.6-1266.
Отличительная особенность наших разработок заключается в том, что это – продукт долгого труда и научной работы; от науки мы пришли к производству. Нашим научным коллективом несколько лет велась трудоемкая работа по изучению процессов, проходящих в вихревых потоках, влияния геометрических размеров вихревой трубы и ее элементов на эффективность работы устройства. В результате теоретических и экспериментальных исследований найдено простое и надежное конструктивное решение. Термогенератор имеет тангенциальный сопловой вход, через него жидкость, под напором попадая в трубу, естественным образом закручивается в вихревой поток, кавитация, возникающая в нем, происходит внутри объема жидкости, не взаимодействуя с поверхностью трубы. Таким образом, не происходит разрушения поверхностей трубы. Конструктивное решение нашей трубы уникально, и мы следим, чтобы никто не повторял нашу конструкцию, а если что, то будем "биться до последнего”, отстаивая свои авторские права.
AEnergy.ru: И все-таки, как работает ваша вихревая труба?
С. С. Агафонов: При движении вихревого потока жидкости происходит ее дегазация, образуются воздушные пузырьки в центре трубы (вспомните любой фильм о кораблях, когда показывают подводную съемку, – вокруг винта корабля облако воздушных пузырьков), они сразу схлопываются (происходит мини взрыв, теоретически считается, что его температура 600-1000°С).
Интенсифицируя кавитацию в плотном потоке и малом объеме, мы получаем выделение большого количества тепловой энергии. Также, если вы обратите внимание на видео демонстрацию на нашем сайте, то увидите, что в трубе потоки разной направленности и скорости. Следовательно, присутствует трение между потоками, что, в свою очередь, тоже приводит к выделению тепла. Также доказано, что трение происходит и на молекулярном уровне, не надо и сбрасывать со счетов и гравитационные силы, присутствующие во вращательном движении. Совокупность всех этих явлений и дает в результате выделение большого количества тепловой энергии. Механическая энергия жидкости, получаемая на выходе насоса в вихревой трубе, преобразуется в тепловую энергию – поэтому вихревые трубы называют еще энергопреобразователями.
AEnergy.ru: Каковы эксплуатационные характеристики термогенератора?
С. С. Агафонов: Термогенератор является самым низким по себестоимости среди электрических источников тепла. Замеренный экспериментально расход на установке ТМГ-11 – на производство 1 Гкал тепла, требуется потратить 1116кВт электроэнергии (в процессе работы установки). Но нужно учитывать и явления наблюдаемые на всех выпущенных нами установках, таких как: температура воды в бойлере, нагреваемого термогенератором, продолжает расти после отключения работы термогенератора (при нагреве бойлера 50 л, ТМГ-3, после отключения насоса температура еще в течении 5 мин. выросла на 5ºС), и чем мощнее установка и больше емкость бойлера, тем это явление ощутимей, (теоретического доказательства описывающего этот процесс полностью на сегодняшний день нет). Также немаловажен и тот фактор, что у термогенератора нет линейной зависимости расхода электрической энергии от объема нагреваемой жидкости, как у традиционных тэновых или электродных котлов. Чем больший объем жидкости нагревается одной и той же установкой, тем меньше электрической энергии тратится на нагрев каждого литра жидкости. Таким образом, создавая систему отопления с использованием бойлера, где термогенератор работает на поддержание заданной температуры в бойлере, а система отопления отдельным контуром забирает требуемое количество тепла из него, мы создаем оптимальныю систему с точки зрения энергопотребления. Практика показала, что у таких систем потребление электрической энергии до 2 раз ниже, чем у традиционных электрокотлов (тэновые, электродные), работающих напрямую в контуре отопления.
Казалось бы, что показатели КПД у вихревой трубы и тэна близки, но возьмем тэн и нагреем им 2 ведра воды: в одном ведре пресная вода, в другом морская – на одинаковое количество градусов эти ведра нагреются за разное время. Изменилось КПД? Нет, на процесс нагрева влияют свойства жидкости, у нас уже не закрытая система, в которой определенное КПД, а открытая, следовательно, нужно говорить об эффективности работы всей системы. Так же и в отопительных системах, на их эффективность влияют множество факторов. Тот же тэн требует постоянной циркуляции жидкости и теплопередачи, работает, как правило, в прямом контуре отопления, расходует много лишней энергии. Тэн все время находится в агрессивной для себя среде, которой является жидкость (коррозия и накипь очень быстро приводят к разрушению тэна). В случае использования специальных жидкостей образование накипи, конечно, значительно уменьшается, но она все равно образуется, но только в меньшей степени, что продлевает службу тэна, с 1 года, возможно, до 3 лет. В более жестких условиях эксплуатации, например, в различных технологических ваннах, в том числе с простой водой, срок службы тэнов обычно не превышает полгода.
Использование тэна в системах отопления не оптимально: он расходует много лишней энергии. Практика показывает, что в лучшем случае тэн "трудится” 15-20 часов в сутки, в зависимости от теплопотерь, а впоследствии количество рабочих часов в сутки доходит до 20-24.
Термогенератор тратит до 2 раз меньше электроэнергии, чем тэновый котел одинаковой с ним мощности, не благодаря каким-то волшебным свойствам (его КПД 94-98%, в зависимости от мощности, который очень легко высчитывается на любой нашей установке, зная затраченную энергию, объем нагреваемой жидкости и дельту, на которую выросла температура), а как раз из-за неоптимальной работы самих тэнов. В среднем считается, что КПД нового тэнового котла составляет не более 80%, и при его дальнейшей работе, КПД только падает.
Мы же, создавая системы отопления с использованием термогенератора и бойлера, используя те явления, о которых говорилось выше, доводим колличество рабочих часов в сутки до 5-10 часов, используя установки и для отопления и для горячего водоснабжения, таким образом снижая эксплуатационные показатели. Отсюда и экономия в эксплуатации: тэновый котел работает 15-20 часов в сутки, а термогенератор 5-10.
Термогенератор представляет собой цельнометаллическую конструкцию, сваренную из стандартных стальных труб и жестко закрепленную на электронасосе. В нем используется запатентованное конструктивное оптимальное решение, обеспечивающее наибольшую простоту и надежность конструкции. Так как термогенератор полностью статичен, т.е. в нем нет ни одной подвижной детали, а движется только жидкость, прокачиваемая через него, он является практически "вечным” по надежности устройством. Термогенератор является полностью пожаробезопасным устройством (нет нагревательного элемента и отсутствие электрического контакта с нагреваемой средой), не требует технического обслуживания. В его приводе применяются стандартные электронасосные агрегаты типа К и КМ с торцевым уплотнением, только импортного производства, отличающиеся высокими техническими характеристиками, низким уровнем шума, высокой надежностью и долговечностью. На сегодняшний день разработаны и выпускаются модели термогенераторов мощностью от 3кВт до 200 кВт.
Хотел бы вас еще раз предостеречь – будьте внимательны и рассудительны при выборе котельного оборудования, не верьте, когда вам обещают обогреть теплицу самоваром или отопить одной свечей пусть маленький, но сарай. Помните, что для средней полосы России в соответствии с существующими нормативами, рассчитанными на наружную температуру –26°С и в помещении +18°С, для отопления 1 м² помещения необходимо 100-120 Вт, или 1 кВт на 10 м², при высоте потолков 250–270 см.
|
| Категория: Энергосбережение | Добавил: Vagon (20.03.2010)
|
| Просмотров: 1733 | Комментарии: 1
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
|
|
