Много полезни изобретения останаха непотърсени. Това се случва поради човешкия мързел или поради страха от непонятното. Едно от тези открития за дълго време беше вихров топлинен генератор. Сега, на фона на тотална икономия на ресурси, желанието за използване на екологично чисти енергийни източници, топлогенераторите са въведени на практика за отопление на дом или офис. Какво е? Устройство, което преди е разработено само в лаборатории, или нова дума в топлоенергетиката.

Отоплителна система с вихров топлогенератор

Принцип на действие

Основата на работата на топлогенераторите е преобразуването на механичната енергия в кинетична енергия, а след това в топлинна енергия.

Още в началото на 20-ти век Джоузеф Ранк открива разделянето на вихрова въздушна струя на студена и гореща фракции. В средата на миналия век немският изобретател Хилшам модернизира устройството на вихровата тръба. След известно време руският учен А. Меркулов пусна вода в тръбата на Ранке вместо въздух. На изхода температурата на водата се повиши значително. Именно този принцип е в основата на работата на всички топлогенератори.

Преминавайки през водния вихър, водата образува много въздушни мехурчета. Под въздействието на налягането на течността мехурчетата се разрушават. В резултат на това част от енергията се освобождава. Водата се нагрява. Този процес се нарича кавитация. Работата на всички вихрови топлогенератори се изчислява на принципа на кавитацията. Този тип генератор се нарича "кавитационен".

Видове топлогенератори

Всички топлогенератори са разделени на два основни типа:

1. въртящ се. Топлинен генератор, в който се създава вихров поток с помощта на ротор.
2. Статично. При такива типове воден вихър се създава с помощта на специални кавитационни тръби. Налягането на водата се произвежда от центробежна помпа.

Всеки вид има своите предимства и недостатъци, които трябва да бъдат обсъдени по-подробно.

Ротационен генератор на топлина

Статорът в това устройство е корпусът на центробежната помпа.

Роторите могат да бъдат различни. В интернет има много схеми и инструкции за тяхното изпълнение. Топлогенераторите са по-скоро научен експеримент, който непрекъснато се разработва.

Дизайн на ротационен генератор

Тялото е кух цилиндър. Разстоянието между корпуса и въртящата се част се изчислява индивидуално (1,5-2 mm).

Нагряването на средата възниква поради триенето й с корпуса и ротора. За това помагат мехурчетата, които се образуват поради кавитация на вода в клетките на ротора. Производителността на такива устройства е с 30% по-висока от статичните. Уредите са доста шумни. Имат повишено износване на частите поради постоянното излагане на агресивна среда. Необходим е постоянен мониторинг: за състоянието на уплътненията, уплътненията и др. Това значително усложнява и оскъпява поддръжката. С тяхна помощ те рядко инсталират отопление у дома, те са намерили малко по-различно приложение - отопление на големи промишлени помещения.

Индустриален модел кавитатор

Статичен генератор на топлина

Основното предимство на тези инсталации е, че в тях нищо не се върти. Електричеството се използва само за работа на помпата. Кавитацията възниква чрез естествени физични процеси във водата.

Ефективността на такива инсталации понякога надхвърля 100%. Средата за генераторите може да бъде течна, сгъстен газ, антифриз, антифриз.

Разликата между температурата на входа и на изхода може да достигне 100⁰С. При работа със сгъстен газ той се издухва тангенциално във вихровата камера. В него се ускорява. При създаването на вихър горещият въздух преминава през коничната фуния, а студеният въздух се връща обратно. Температурата може да достигне 200⁰С.

предимства:

1. Може да осигури голяма температурна разлика в горещия и студения край, да работи при ниско налягане.
2. Ефективност не по-малко от 90%.
3. Никога не прегрява.
4. Устойчив на пожар и експлозия. Може да се използва в експлозивни среди.
5. Осигурява бързо и ефективно отопление на цялата система.
6. Може да се използва както за отопление, така и за охлаждане.

В момента не се използва широко. Кавитационният топлогенератор се използва за намаляване на разходите за отопление на къща или промишлени помещения при наличие на сгъстен въздух. Недостатъкът е доста високата цена на оборудването.

Топлогенератор Потапов

Популярно и по-проучено е изобретението на топлогенератора на Потапов. Счита се за статично устройство.

Силата на налягане в системата се създава от центробежна помпа. В охлюва се подава струя вода с високо налягане. Течността започва да се затопля поради въртене по извития канал. Тя влиза във вихровата тръба. Кадърът на тръбата трябва да бъде десет пъти по-голям от ширината.

Схема на устройството на генератора

1. Тръбен клон
2. охлюв.
3. Вихрова тръба.
4. Горна спирачка.
5. Изправител за вода.
6. Съединител.
7. Долен спирачен пръстен.
8. Околовръстен път.
9. Изходна линия.

Водата преминава по спиралата, разположена по стените. След това беше инсталирано спирачно устройство за отстраняване на част от топлата вода. Струята е леко изравнена от плочи, прикрепени към ръкава. Вътре има празно пространство, свързано с друго спирачно устройство.

Водата с висока температура се издига и студен въртящ се флуиден поток се спуска през вътрешността. Студеният поток влиза в контакт с горещия поток през плочите на ръкава и се нагрява.

Топлата вода се спуска към долния спирачен пръстен и допълнително се нагрява чрез кавитация. Нагретият поток от долното спирачно устройство преминава през байпаса към изходната тръба.

Горният спирачен пръстен има проход, чийто диаметър е равен на диаметъра на вихровата тръба. Благодарение на него горещата вода може да попадне в тръбата. Има смесване на горещ и топъл поток. Освен това водата се използва по предназначение. Обикновено за отопление на помещения или битови нужди. Връщането е свързано към помпата. Разклонителна тръба - до входа на отоплителната система на къщата.

За да инсталирате топлогенератора Потапов, е необходимо диагонално окабеляване. Горещата охлаждаща течност трябва да се подава към горния ход на батерията, а студената ще излезе от долната.

Генератор на Потапов самостоятелно

Има много модели индустриални генератори. За опитен майстор няма да е трудно да направите вихров топлогенератор със собствените си ръце:

1. Цялата система трябва да бъде здраво закрепена. С помощта на ъгли се прави рамка. Можете да използвате заваряване или болтове. Основното е, че дизайнът е силен.
2. На рамката е фиксиран електрически двигател. Избира се според площта на помещението, външните условия и наличното напрежение.
3. Към рамката е прикрепена водна помпа. Когато го избирате, имайте предвид:

• необходима е центробежна помпа;
• двигателят има достатъчно сила, за да го завърти;
• Помпата трябва да може да издържи течност при всяка температура.

1. Помпата е свързана към двигателя.
2. Цилиндър с дължина 500-600 mm е направен от дебела тръба с диаметър 100 mm.
3. От дебел плосък метал е необходимо да се направят две капаци:

• трябва да има дупка за тръбата;
• вторият под струята. На ръба се прави фаска. Оказва се дюзата.

1. По-добре е да закрепите капаците към цилиндъра с резбова връзка.
2. Струята е вътре. Диаметърът му трябва да бъде два пъти по-малък от ¼ от диаметъра на цилиндъра.

Много малък отвор ще доведе до прегряване на помпата и бързо износване на частите.

1. Разклонителната тръба от страната на дюзата е свързана към захранването на помпата. Вторият е свързан към горната точка на отоплителната система. Охладената вода от системата е свързана към входа на помпата.
2. Вода под налягане на помпата се подава към дюзата. В камерата на топлогенератора температурата му се повишава поради вихрови потоци. След това се подава в отоплението.

Схема на генератора на кавитация

1. Jet.
2. Вал на двигателя.
3. Вихрова тръба.
4. входяща дюза.
5. Изходяща тръба.
6. Вихров амортисьор.

За да се контролира температурата, зад дюзата се поставя клапан. Колкото по-малко е отворен, толкова по-дълго е водата в кавитатора и толкова по-висока е неговата температура.

Когато водата преминава през струята, се получава силно налягане. Той удря отсрещната стена и се завърта поради това. Като поставите допълнителна бариера в средата на потока, можете да постигнете по-голяма възвръщаемост.

Амортисьор на джакузи

Работата на вихровия амортисьор се основава на това:

1. Правят се два пръстена с ширина 4-5 см, диаметър малко по-малък от цилиндъра.
2. 6 пластини ¼ от тялото на генератора са изрязани от дебел метал. Ширината зависи от диаметъра и се избира индивидуално.
3. Плочите са фиксирани вътре в пръстените една срещу друга.
4. Амортисьорът се поставя срещу дюзата.

Разработката на генератора продължава. Можете да експериментирате с абсорбера, за да увеличите производителността.

В резултат на работата възникват топлинни загуби в атмосферата. За да ги премахнете, можете да направите топлоизолация. Първо, той е изработен от метал и обшит отгоре с всякакъв изолационен материал. Основното е, че може да издържи точката на кипене.

За да се улесни пускането в експлоатация и поддръжката на генератора на Потапов, е необходимо:

• боядисвайте всички метални повърхности;
• направете всички части от дебел метал, така че топлогенераторът ще продължи по-дълго;
• по време на монтажа има смисъл да се направят няколко капака с различен диаметър на отвора. Емпирично се избира най-добрият вариант за тази система;
• преди да свържете консуматорите, след като свържете генератора, е необходимо да проверите неговата херметичност и работоспособност.

Хидродинамична верига

Необходима е хидродинамична верига за правилния монтаж на вихровия топлогенератор.

Диаграма на свързване с контур

За производството му са необходими:

• изходен манометър за измерване на налягането на изхода на кавитатора;
• термометри за измерване на температурата преди и след топлогенератора;
• релефен кран за отстраняване на въздушните джобове;
• кранове на входа и изхода;
• манометър на входа, за контрол на налягането на помпата.

Хидродинамичната верига ще опрости поддръжката и контрола на системата.

При наличието на еднофазна мрежа можете да използвате честотен преобразувател. Това ще повиши скоростта на въртене на помпата, изберете правилната.

Вихровият топлогенератор се използва за отопление на къщата и захранване с топла вода. Той има няколко предимства пред другите нагреватели:

• инсталирането на топлогенератор не изисква разрешителни;
• кавитаторът работи офлайн и не изисква постоянно наблюдение;
• е екологично чист източник на енергия, няма вредни емисии в атмосферата;
• пълна пожарна и експлозивна безопасност;
• по-малко потребление на електроенергия. Безспорна ефективност, ефективност се приближава до 100%;
• водата в системата не образува котлен камък, не е необходима допълнителна обработка на водата;
• може да се използва както за отопление, така и за топла вода;
• заема малко място и е лесен за монтиране във всяка мрежа.

Имайки предвид всичко това, кавитационният генератор става все по-търсен на пазара. Такова оборудване се използва успешно за отопление на жилищни и офис помещения.