Generatoare de căldură Vortex

Generatoare de căldură Vortex sunt instalații care vă permit să primiți energie termică în dispozitive speciale, prin conversia energiei electrice.

Istoria primului generatoare de căldură de vârtej înrădăcinată în prima treime a secolului XX, când inginerul francez Joseph Rank a întâmpinat un efect neașteptat, explorând proprietățile unui vortex creat artificial în dispozitivul pe care l-a dezvoltat - un tub vortex. Esența efectului observat a fost că la ieșirea tubului vortex s-a observat o separare a fluxului de aer comprimat într-un flux cald și rece.

Cercetările în acest domeniu au fost continuate de inventatorul german Robert Hillsch, care în anii patruzeci ai secolului trecut a îmbunătățit designul tubului vortex Rank, obținând o creștere a diferenței de temperatură a celor două fluxuri de aer la ieșirea conductei. Cu toate acestea, atât Rank, cât și Hilsch nu au reușit să demonstreze teoretic efectul observat, ceea ce a întârziat aplicarea sa practică timp de mai multe decenii. Trebuie menționat că nu a fost încă găsită o explicație teoretică mai mult sau mai puțin satisfăcătoare a efectului Rank-Hills din punctul de vedere al aerodinamicii clasice.

Unul dintre primii oameni de știință care a venit cu ideea de a pune lichidul în conducta Rank este omul de știință rus Alexander Merkulov, profesor la Universitatea Aerospațială de Stat din Kuybyshevsky (acum Samara), căruia i se atribuie dezvoltarea fundamentelor noii teorii. Creat de Merkulov la sfârșitul anilor '50, Laboratorul de cercetare industrială a motoarelor de căldură și mașini de refrigerare a efectuat o cantitate imensă de cercetări teoretice și experimentale asupra efectului vortex.

Ideea de a folosi aerul nu comprimat, ci apa ca fluid de lucru într-un tub vortex a fost revoluționară, deoarece apa, spre deosebire de gaz, este incompresibilă. În consecință, efectul separării fluxurilor în frig și cald nu ar trebui să fie așteptat. Cu toate acestea, rezultatele au depășit toate așteptările: apa care trece prin „cochlea” s-a încălzit rapid (cu o eficiență care depășește 100%).

Omul de știință a fost dificil să explice eficiența similară a procesului. Potrivit unor cercetători, creșterea anormală a temperaturii lichidului este cauzată de procesele de microcavitare, și anume „prăbușirea” microcavităților (bule) umplute cu gaz sau abur, care se formează în timpul rotirii apei într-un ciclon. Incapacitatea de a explica o eficiență atât de ridicată a procesului observat din punct de vedere al fizicii tradiționale a dus la faptul că energia termică vortex s-a stabilit ferm pe lista direcțiilor „pseudosciente”.

Între timp, acest principiu a fost adoptat, ceea ce a dus la dezvoltarea de modele de lucru ale generatoarelor de căldură și energie care implementează principiul descris mai sus. În prezent, sute de generatoare de căldură vortex de diferite capacități produse de o serie de întreprinderi interne de cercetare și producție operează cu succes în Rusia, unele republici ale fostei Uniuni Sovietice și o serie de țări străine.

Fig. 1. Schemă a generatorului de căldură vortex

În prezent, întreprinderile industriale produc generatoare de căldură cu vortex de diferite modele.

Fig. 2. Generator de căldură Vortex „TREBUIE”

Întreprinderea de cercetare și dezvoltare Angstrem Tver a dezvoltat un convertor de energie electrică în căldură - generator de căldură vortex "TREBUIE". Principiul acțiunii sale este brevetat de R.I. Mustafayev (Pat. 2132517) și vă permite să primiți energie termică direct din apă. Proiectarea nu are elemente de încălzire și doar o pompă care pompează apă este alimentată de electricitate.Un bloc de acceleratoare de fluid și un dispozitiv de frână sunt amplasate în corpul generatorului de căldură vortex. Este format din mai multe tuburi vortex cu un design special. Inventatorul susține că niciunul dintre dispozitivele proiectate în acest scop nu are un coeficient mai mare.

Eficiența ridicată nu este singurul avantaj al noului convertor. Dezvoltatorii consideră că este deosebit de promițător să-și folosească generatorul de căldură cu vortex la construcții nou construite, precum și obiecte aflate la distanță de încălzirea urbană. Generatorul de căldură MUST trebuie să fie montat direct în rețelele interne de încălzire ale obiectelor, precum și în liniile tehnologice.

Este imposibil să nu spunem că noutatea este încă mai scumpă decât cazanele tradiționale. Angstrom oferă deja clienților săi mai multe generatoare TREBUIE cu capacități de la 7,5 până la 37 kW. Acestea sunt capabile să încălzească încăperile între 600 și 2200 de metri pătrați.

Rata de conversie a energiei electrice este de 1,2, dar poate atinge 1,5. În total, aproximativ o sută de generatoare de căldură trebuie să funcționeze în Rusia. Modelele produse de generatoare de TREBUIE permit încălzirea camerelor de până la 11.000 m3. Greutatea instalației este de la 70 la 450 kg. Puterea termică a instalației MUST 5.5 este de 7112 kcal / h, puterea termică a instalației MUST 37 este de 47840 kcal / h. Suportul de căldură utilizat în generatorul de căldură MUST trebuie să fie apa, antigel, poliglicol sau orice alt lichid care nu îngheață.

Fig. 3. Generator de căldură Vortex "VTG"

Generator de căldură vortex VTG Este un corp cilindric echipat cu un ciclon (melc cu intrare tangențială) și un dispozitiv de frânare hidraulic. Lichidul de lucru sub presiune este furnizat la intrarea ciclonului, după care trece prin el pe o cale complexă și este frânat în dispozitivul de frână. Nu este creată o presiune suplimentară în conductele rețelei de încălzire. Sistemul funcționează într-un mod pulsat, oferind un mod de temperatură predeterminat.

Apa sau alte lichide neagresive (antigel, antigel) sunt utilizate ca purtător de căldură în VTG, în funcție de zona climatică. Procesul de încălzire a unui lichid are loc datorită rotirii acestuia conform anumitor legi fizice, și nu sub influența unui element de încălzire.

Coeficientul de conversie a energiei electrice în căldură de la generatorul de căldură vortex VTG din prima generație a fost de cel puțin 1,2 (adică KPI a fost de cel puțin 120%). În VTG, se consumă numai pe o pompă electrică care pompează apă, iar apa eliberează energie termică suplimentară.

Instalarea funcționează în regim automat, ținând cont de temperatura ambientală. Modul de operare este controlat printr-o automatizare fiabilă. Încălzirea cu flux direct a lichidului este posibilă (fără o buclă închisă), de exemplu, pentru a produce apă caldă. Încălzirea are loc în 1-2 ore, în funcție de temperatura exterioară și de volumul camerei încălzite. Coeficientul de conversie a energiei electrice (KPI) în căldură este mult mai mare de 100%.

Generatoarele de căldură cu vortex VTG au fost testate la diferite institute de cercetare, inclusiv la RSC Energia numită după SP Korolev în 1994, la Institutul Central de Aerodinamică (TsAGI). Zhukovsky în 1999. Testele au confirmat eficiența ridicată a generatorului de căldură vortex VTG, în comparație cu alte tipuri de încălzitoare (electrice, cu gaze și, de asemenea, care lucrează pe combustibili lichizi și solizi). La aceeași putere de căldură cu cea a instalațiilor de încălzire tradiționale, unități generatoare de căldură pentru vortex cavitație consumă mai puțină energie electrică.

Instalarea este caracterizată de cele mai mari performanțe generale, ușor de întreținut și are o durată de viață de peste 10 ani. Generatorul de căldură turbinic VTG se remarcă prin dimensiunile mici: suprafața ocupată, în funcție de tipul generatorului de căldură, este de 0,5-4 mp. La cererea clientului, este posibilă fabricarea unui generator pentru funcționare în medii agresive. Generatoare de căldură Vortex de diferite capacități sunt, de asemenea, produse de alte întreprinderi.