Γεννήτριες θερμότητας Vortex

Οι γεννήτριες θερμότητας Vortex είναι εγκαταστάσεις που σας επιτρέπουν να λαμβάνετε θερμική ενέργεια σε ειδικές συσκευές μετατρέποντας την ηλεκτρική ενέργεια.

Ιστορία του πρώτου γεννήτριες θερμότητας στροβιλισμού ριζωμένη στο πρώτο τρίτο του εικοστού αιώνα, όταν ο Γάλλος μηχανικός Joseph Rank αντιμετώπισε ένα απροσδόκητο αποτέλεσμα, εξερευνώντας τις ιδιότητες ενός τεχνητά δημιουργούμενου στροβίλου στη συσκευή που ανέπτυξε - ένα στρόβιλο σωλήνα. Η ουσία του παρατηρούμενου αποτελέσματος ήταν ότι στην έξοδο του σωλήνα στροβιλισμού παρατηρήθηκε ένας διαχωρισμός της ροής πεπιεσμένου αέρα σε ένα ζεστό και κρύο ρεύμα.

Η έρευνα στον τομέα αυτό συνεχίστηκε από τον Γερμανό εφευρέτη Robert Hillsch, ο οποίος στις σαράντα του περασμένου αιώνα βελτίωσε το σχεδιασμό του σωλήνα στροβίλου Rank, επιτυγχάνοντας αύξηση της διαφοράς θερμοκρασίας των δύο ροών αέρα στην έξοδο του σωλήνα. Ωστόσο, τόσο η Rank όσο και η Hilsch απέτυχαν θεωρητικά να τεκμηριώσουν την παρατηρούμενη επίδραση, η οποία καθυστέρησε την πρακτική εφαρμογή της για πολλές δεκαετίες. Πρέπει να σημειωθεί ότι δεν έχει ακόμη βρεθεί μια περισσότερο ή λιγότερο ικανοποιητική θεωρητική εξήγηση του αποτελέσματος Rank-Hills από την άποψη της κλασσικής αεροδυναμικής.

Ένας από τους πρώτους επιστήμονες που ήρθε με την ιδέα να βάλει υγρό στο σωλήνα της Rank είναι ο Ρώσος επιστήμονας Αλέξανδρος Μέρκουλοφ, καθηγητής στο Κρατικό Αεροδιαστημικό Πανεπιστήμιο Kuybyshevsky (τώρα Σαμάρα), ο οποίος πιστώνεται με την ανάπτυξη των θεμελίων της νέας θεωρίας. Δημιουργήθηκε από τον Merkulov στα τέλη της δεκαετίας του '50, το Εργαστήριο Βιομηχανικών Ερευνών Θερμομηχανών και Ψυτικών Μηχανών πραγματοποίησε τεράστιο όγκο θεωρητικής και πειραματικής έρευνας για το αποτέλεσμα των δονήσεων.

Η ιδέα να μην χρησιμοποιείται πεπιεσμένος αέρας αλλά το νερό ως εργαζόμενο υγρό σε ένα στρόβιλο σωλήνα ήταν επαναστατικό, επειδή το νερό, σε αντίθεση με το αέριο, είναι ασυμπίεστο. Κατά συνέπεια, δεν πρέπει να αναμένεται η επίδραση του διαχωρισμού των ροών σε κρύο και ζεστό. Ωστόσο, τα αποτελέσματα υπερέβησαν όλες τις προσδοκίες: το νερό που διέρχεται από το "κοχλία" γρήγορα θερμαίνεται (με απόδοση που υπερβαίνει το 100%).

Ο επιστήμονας δυσκολεύτηκε να εξηγήσει μια παρόμοια αποτελεσματικότητα της διαδικασίας. Σύμφωνα με ορισμένους ερευνητές, η ανώμαλη αύξηση της θερμοκρασίας του υγρού προκαλείται από μικροκάλασσες, δηλαδή την «κατάρρευση» των μικροσωματιδίων (φυσαλίδων) γεμισμένων με αέριο ή ατμό, τα οποία σχηματίζονται κατά την περιστροφή του νερού σε κυκλώνα. Η αδυναμία εξηγήσεως μιας τέτοιας υψηλής απόδοσης της παρατηρούμενης διαδικασίας από την άποψη της παραδοσιακής φυσικής έχει οδηγήσει στο γεγονός ότι η ενέργεια θερμότητας στροβίλου έχει εδραιωθεί σταθερά στον κατάλογο των «ψευδοεπιστημονικών» κατευθύνσεων.

Εν τω μεταξύ, υιοθετήθηκε αυτή η αρχή, η οποία οδήγησε στην ανάπτυξη μοντέλων εργασίας των παραγωγών θερμότητας και ηλεκτρισμού που εφαρμόζουν την αρχή που περιγράφηκε παραπάνω. Επί του παρόντος, εκατοντάδες γεννήτριες θερμότητας στροβίλου διαφόρων δυνατοτήτων που παράγονται από πολλές εγχώριες επιχειρήσεις έρευνας και παραγωγής λειτουργούν με επιτυχία στη Ρωσία, σε ορισμένες δημοκρατίες της πρώην Σοβιετικής Ένωσης και σε πολλές ξένες χώρες.

Το Σχ. 1. Σχηματικό διάγραμμα της γεννήτριας θερμότητας στροβίλου

Επί του παρόντος, οι βιομηχανικές επιχειρήσεις παράγουν γεννήτριες θερμότητας στροβίλου διαφόρων σχεδίων.

Το Σχ. 2. Γεννήτρια θερμότητας "MUST"

Στην επιχείρηση έρευνας και ανάπτυξης Tver "Angstrom" αναπτύχθηκε ένας μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα - γεννήτρια θερμότητας με στροβιλισμό "MUST". Η αρχή της δράσης της είναι κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον R. I. Mustafayev (Pat 2132517) και σας επιτρέπει να λαμβάνετε θερμική ενέργεια απευθείας από το νερό. Ο σχεδιασμός δεν έχει στοιχεία θέρμανσης και μόνο μια αντλία που αντλεί νερό τροφοδοτείται από ηλεκτρισμό.Ένα μπλοκ επιταχυντών υγρών και μια διάταξη φρένων βρίσκονται στο σώμα της γεννήτριας θερμότητας στροβίλου. Αποτελείται από πολλούς σωλήνες στροβιλισμού ειδικού σχεδιασμού. Ο εφευρέτης ισχυρίζεται ότι καμία από τις συσκευές που έχουν σχεδιαστεί για αυτούς τους σκοπούς δεν έχει υψηλότερο συντελεστή.

Η υψηλή απόδοση δεν είναι το μόνο πλεονέκτημα του νέου μετατροπέα. Οι προγραμματιστές θεωρούν ιδιαίτερα ελπιδοφόρα τη χρήση της γεννήτριας θερμότητας σε νέες εγκαταστάσεις, καθώς και αντικείμενα μακριά από την τηλεθέρμανση. Η γεννήτρια θερμότητας MUST μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στα διαμορφωμένα εσωτερικά δίκτυα θέρμανσης αντικειμένων καθώς και σε τεχνολογικές γραμμές.

Είναι αδύνατο να μην πούμε ότι η καινοτομία είναι ακόμα πιο ακριβή από τους παραδοσιακούς λέβητες. Η Angstrom προσφέρει ήδη στους πελάτες της αρκετές γεννήτριες MUST με χωρητικότητες από 7,5 έως 37 kW. Είναι σε θέση να θερμάνουν δωμάτια από 600 έως 2200 τετραγωνικά μέτρα, αντίστοιχα.

Ο λόγος μετατροπής ηλεκτρικής ενέργειας είναι 1,2, αλλά μπορεί να φθάσει το 1,5. Συνολικά, στη Ρωσία λειτουργούν περίπου εκατό γεννήτριες θερμότητας που πρέπει να στροβιλίζονται. Τα παραγόμενα μοντέλα γεννητριών θερμότητας MUST επιτρέπουν τη θέρμανση χώρων μέχρι 11.000 m3. Το βάρος εγκατάστασης είναι από 70 έως 450 kg. Η θερμική ισχύς της εγκατάστασης MUST 5.5 είναι 7112 kcal / h, η θερμική ισχύς της εγκατάστασης MUST 37 είναι 47840 kcal / h. Ο φορέας θερμότητας που χρησιμοποιείται στη γεννήτρια θερμότητας MUST με στροβιλισμό μπορεί να είναι νερό, αντιψυκτικό, πολυγλυκόλη ή οποιοδήποτε άλλο μη-ψυκτικό υγρό.

Το Σχ. 3. Γεννήτρια θερμότητας "VTG"

Γεννήτρια θερμότητας VTG Είναι κυλινδρικό σώμα εξοπλισμένο με κυκλώνα (σαλιγκάρι με εφαπτόμενη είσοδο) και υδραυλική διάταξη πέδησης. Το εργαζόμενο ρευστό υπό πίεση τροφοδοτείται στην είσοδο του κυκλώνα, μετά το οποίο διέρχεται διαμέσου αυτού σε πολύπλοκη διαδρομή και φρενάρει στη διάταξη φρένων. Δεν δημιουργείται πρόσθετη πίεση στους σωλήνες του δικτύου θέρμανσης. Το σύστημα λειτουργεί σε παλμικό τρόπο, παρέχοντας μια προκαθορισμένη λειτουργία θερμοκρασίας.

Το νερό ή άλλα μη επιθετικά υγρά (αντιψυκτικό, αντιψυκτικό) χρησιμοποιούνται ως φορέας θερμότητας σε VTG, ανάλογα με την κλιματική ζώνη. Η διαδικασία θέρμανσης ενός υγρού συμβαίνει λόγω της περιστροφής του σύμφωνα με ορισμένους φυσικούς νόμους και όχι υπό την επίδραση ενός θερμαντικού στοιχείου.

Ο συντελεστής μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα από τη γεννήτρια θερμότητας VTG πρώτης γενιάς ήταν 1,2 τουλάχιστον (δηλ., Ο KPI ήταν τουλάχιστον 120%). Στο VTG, καταναλώνεται μόνο σε μια ηλεκτρική αντλία που αντλεί νερό και το νερό απελευθερώνει πρόσθετη θερμική ενέργεια.

Η εγκατάσταση λειτουργεί σε αυτόματο τρόπο, λαμβάνοντας υπόψη τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ο τρόπος λειτουργίας ελέγχεται από αξιόπιστο αυτοματισμό. Είναι δυνατή η άμεση ροή του υγρού (χωρίς κλειστό βρόχο), για παράδειγμα, για την παραγωγή ζεστού νερού. Η θέρμανση πραγματοποιείται σε 1-2 ώρες, ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία και την ένταση του θερμαινόμενου δωματίου. Ο συντελεστής μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας (KPI) σε θερμότητα είναι πολύ υψηλότερος από 100%.

Οι γεννήτριες θερμότητας VTG vortex δοκιμάστηκαν σε διάφορα ερευνητικά ιδρύματα, συμπεριλαμβανομένου του RSC Energia που ονομάστηκε μετά S.P. Korolev το 1994, στο Κεντρικό Αεροδυναμικό Ινστιτούτο (TsAGI). Zhukovsky το 1999. Οι δοκιμές επιβεβαίωσαν την υψηλή απόδοση της γεννήτριας θερμότητας VTG στροβίλου σε σύγκριση με άλλους τύπους θερμαντήρων (ηλεκτρικά, αέρια και επίσης σε υγρή και στερεά καύσιμα). Στην ίδια παραγωγή θερμότητας με αυτή των παραδοσιακών μονάδων θέρμανσης, μονάδες παραγωγής θερμότητας στροβιλισμού στροβιλισμού καταναλώνουν λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια.

Η εγκατάσταση χαρακτηρίζεται από την υψηλότερη συνολική απόδοση, εύκολη συντήρηση και διάρκεια ζωής άνω των 10 ετών. Η γεννήτρια θερμότητας VTG διακρίνεται από τις μικρές διαστάσεις της: η κατεχόμενη περιοχή, ανάλογα με τον τύπο της γεννήτριας θερμότητας, είναι 0,5-4 τ.μ. Κατόπιν αιτήματος του πελάτη, είναι δυνατή η κατασκευή μιας γεννήτριας για λειτουργία σε επιθετικά περιβάλλοντα. Οι γεννήτριες θερμότητας Vortex διαφόρων δυνατοτήτων παράγονται επίσης από άλλες επιχειρήσεις.