Теплогенераторы для традиционного отопления

Как выполнить теплогенератор кавитационный для отапливания собственными руками и подобрать насос

Чтобы обеспечить экономное теплоснабжение жилого, подсобного или помещения для производственных нужд, хозяева применяют разные схемы и приемы получения энергии тепла. Для того чтобы собрать теплогенератор кавитационного действия собственными руками, необходимо разобраться в процессах, которые разрешают выполнить производство тепла.

Что лежит в основе работы

Кавитация означает процесс образования парообразных пузырьков в толще воды, чему помогает медлительное понижение водяного давления при высокой скорости потока. Появление каверн или полостей, заполненных паром, может быть вызвано и прохождением звуковой волны или излучением лазерного импульса. Замкнутые области воздуха, или кавитационные пустоты, перемещаются водой в область большого давления, где происходит процесс их схлопывания с излучением волны ударной силы. Явление кавитации не может появиться при отсутствии перечисленных условий.

Физический процесс кавитационного явления подобно закипанию жидкости, однако при кипении водное давление и пара в пузырьках считается средним по значению и одинаковым. При кавитации давление в жидкости больше среднего и выше парового давления. Понижение же напора носит локальный характер.

При разработке необходимых условий молекулы газа, которые всегда присутствуют в толще воды, начинают выделяться вовнутрь образующихся пузырьков. Этот явление проходит активно, так как температура газа в середине пустоты может достигать до 1200?С из-за непрерывного увеличения и сжимания пузырьков. Газ в кавитационных полостях имеет большее количество кислородных молекул и при взаимном действии с инертными материалами корпуса и прочих деталей теплогенератора приводит к их скорой коррозии и разрушению.

Исследования показывают, что губительному действию агрессивного кислорода подвержены даже инертные к этому газу материалы – золото и серебро. Более того, явление схлопывания воздушных полостей вызывает достаточно шума, что считается нежелательной трудностью.

Многие энтузиасты выполнили процесс кавитации полезным для создания отопительных теплогенераторов личного дома. Суть системы заключена в замкнутом корпусе, в котором продвигается струя воды через кавитационное устройство, для получения давления применяется обычный насос. В нашей стране на первое открытие отопительной установки был предоставлен патент в 2013 году. Процесс образования разрыва пузырьков происходит под воздействием переменного электрического поля. При этом паровые пустоты являются небольшими по размерам и не взаимодействуют с электродами. Они передвигаются в толщу жидкости, и там происходит вскрытие с выделением добавочной энергии в теле потока воды.

Виды теплогенераторов

Роторный водогрейный котел

Данное устройство собой представляет видоизмененный насос центробежного действия. В данном устройстве роль статора выполняет насосный корпус, в него поставлена входящая и выходящая труба. Ключевым производительным органом считается камера, вовнутрь которой помещен подвижный ротор, действующий по типу колеса.

За время создания кавитационных насосов конструкция ротора претерпела много перемен, но самой продуктивной считается модель Григгса, который одним из первых достиг хороших результатов в разработке теплогенератора кавитационного действия. В данном устройстве ротор сделан в форме диска, на поверхности которого учтены бесчисленные отверстия. Они глухие, с конкретным диаметром и глубиной. Кол-во ячеек зависит от частоты электротока и, следственно, вращения ротора.

Статор в теплогенераторе собой представляет цилиндр, запаянный с двоих кончиков, в котором крутится ротор. Просвет между диском ротора и стенками статора будет примерно 1,5 мм.

Ячейки ротора необходимы чтобы в толще струйки жидкости, которая регулярно трется о поверхности подвижного и статического цилиндра, появлялись завихрения для образования кавитационных полостей. В этом же зазоре и происходит нагрев жидкости. Для хорошей работы теплогенератора поперечный размер ротора обязан быть не меньше 30 см, при этом устанавливается частота вращения 3000 оборотов за 60 секунд. Если сделать ротор небольшого диаметра, тогда следует повысить колличество оборотов.

При всей видимой простоте отработка четкого действия всех частей роторного теплогенератора потребуется достаточно точная, включая балансировку подвижного цилиндра. Необходимо уплотнение вала ротора с постоянной заменой вышедших из строя материалов для изоляционных работ.

КПД аналогичных генераторов не считается потрясающим, работа сопровождается шумовым эффектом. Эксплуатационный срок непродолжителен, хотя они работают на 25% производительнее статических моделей теплогенераторов.

Статический генераторный насос

Название статического теплогенератора оборудование получило образно говоря, что связано с отсутствием деталей вращательного действия. Чтобы создать кавитационные процессы в жидкости используют конструкцию из сопел.

Воспроизведение явления кавитации просит оснащения большой скорости перемещения воды, для чего используют мощный насос центробежного принципа. Насос придаёт высокое давление потоку воды, которая устремляется во входное отверстие сопла. Выходной диаметр сопла намного уже предыдущего и жидкость получает добавочную энергию движения, скорость ее возрастает. На выходе из сопла из-за быстрого увеличения воды получаются кавитационные эффекты с образованием полостей газа в середине тела жидкости. Нагревание воды происходит по аналогичному принципу, что и в роторной модели, только результативность несколько снижена.

Теплогенераторы статического действия имеют несколько положительных качеств перед роторными моделями:

конструкция статорного прибора не просит принципиально точной балансировки и подгонки деталей ;
механическая предварительная операция не просит четкой шлифовки;
из-за отсутствия подвижных деталей намного меньше снашиваются уплотнительные материалы;
работа оборудования более долгая, до 5 лет;
в условиях прихода в непригодность сопла, его замена востребует меньше расходов, чем в роторном варианте теплогенератора, который необходимо воспроизвести снова.

Насос увеличивает водное давление и подает его в рабочую камеру, отрезок трубы которой объединен с ним с помощью фланца.

В рабочем корпусе вода должна получить большую скорость и давление, что выполняется с помощью труб разных диаметров, сужающихся по ходу потока. В самом центре рабочей камеры происходит слияние нескольких напорных потоков, приводящее к явлению кавитации.

Чтобы можно было контролировать скоростные характеристики потока воды, на выходе и ходе рабочей пустоты устанавливают тормозные устройства.

Вода передвигается к отрезку трубы в противоположном конце камеры, откуда поступает в возвратном направлении для повторного применения с помощью насоса циркуляционного действия. Нагрев и получение тепла происходит благодаря движения и резкого увеличения жидкости на выходе из узкого отверстия сопла.

Позитивные и негативные свойства теплогенераторов

Кавитационные насосы относят к простым устройствам. В них происходит переустройство механической двигательной энергии воды в тепловую, которая тратится на теплоснабжение помещения. Перед тем как выстроить кавитационный аппарат собственными руками необходимо отметить минусы и плюсы данной установки. К позитивным свойствам относят:

эффектное образование энергии тепла;
экономный в работе за счёт отсутствия топлива как такового;
недорогой вариант приобретения и изготовления собственными руками.

Теплогенераторы имеет недостатков:

шумная работа насоса и явления кавитации;
материалы для изготовления не всегда достать просто;
применяет приличную мощность для помещения в 60– 80 м2;
много занимает полезного комнатного пространства.

Изготовление теплогенератора собственными руками

Перечень деталей и устройств для создания водогрейного котла:

чтобы провести измерения давления при входе и выходе из рабочей камеры необходимы два прибора для определения величины давления;
термометр измерения температуры входной и вытекающей жидкости;
вентиль для убирания воздушных пробок из системы обогрева;
входной и выходной отрезки трубы с кранами;
гильзы под термометры.

Выбор насоса циркуляционного действия

Для этого необходимо определиться с необходимыми параметрами устройства. Первой характеристикой считается возможность работы насоса с высокотемпературными жидкостями. Если пренебречь таким требованием, то насос выйдет из строя быстро.

Дальше необходимо подобрать рабочее давление, какое может создавать насос.

Для теплогенератора достаточно, чтобы при входе жидкости говорилось давление в 4 атмосферы, можно повысить подобный показатель до 12 атмосфер, что сделает больше быстрота нагрева жидкости.

Продуктивность насоса важного воздействия на скорость нагрев оказывать не будет, так как во время работы жидкость идет через образно говоря неширокий диаметр сопла. В большинстве случаев транспортируется до 3–5 метров кубических воды в час. Намного большее воздействие на работу теплогенератора станет иметь показатель перехода электричества в энергию тепла.

Изготовление кавитационной камеры

Традиционным примером считается выполнение устройство в виде сопла Лаваля, которое модернизируется мастером, изготовляющим генератор собственными руками. Большое внимание нужно выделить выбору размера сечения проходного канала. Оно должно обеспечить самый большой перепад давления жидкости. Если устроить минимальный диаметр, то вода будет вылетать из сопла под высоким давлением, и процесс кавитации произойдет более активно.

Но тогда будет уменьшен водный поток, что приводит к смешиванию ее с холодными массами. Небольшое отверстие сопла также не прекращает работу на увеличение числа пузырьков воздуха, что повышает шум работы и может привести к тому, что пузыри начнут возникать уже в камере насоса. Это уменьшит его служебный срок. Наиболее допустимым, на практике, считается диаметр 9– 16 мм.

По форме и профилю сопла бывают цилиндрической, конусной и закругленной формы. Невозможно сказать наверняка, какой выбор станет более практичным, все может зависеть от других показателей установки. Основное, чтобы вихревой процесс возникал, уже на шаге начального входа жидкости в сопло.

Изготовление гидроконтура

Заблаговременно следует составить схематично протяженность контура и его специфики, все это перенести на пол мелом. Принципиально о контуре необходимо заявить, что он собой представляет изогнутую трубу, которая прикрепляется к выходу их кавитационной камеры, а потом жидкость подается опять на вход. В качестве добавочных приборов присоединяются два прибора для определения величины давления, две гильзы, в которые устанавливают термометр. Также в контуре есть вентиль для сбора воздуха.

Вода в контуре поступает против часовой стрелки. Для регулирования давления ставим вентиль между входом и выходом. Применяется диаметр трубы 50, что свойственно для совпадения с размерами патрубков.

Старые модели теплогенераторов работали без установки сопел, увеличение водного напора было рассчитано за счёт разгона воды в водопроводе довольно большой длине. Но в нашем случае не нужно использовать очень большую длину труб.

Тестирование генератора

Насос подсоединяют к электрике, а отопительные приборы — к отопительной системе. Как только оборудование установлено, можно приступить к испытаниям. Выполняем включение в сеть и мотор начинает работу. При этом необходимо обращать свое внимание на показание приборов для определения величины давления давления и установить необходимую разницу при помощи вентиля между входом и выходом воды. Разница атмосфер должна быть в диапазоне от 8 до 12 атмосфер.

Потом пускаем воду и смотрим за температурными параметрами. Достаточным будет нагревание в системе за десять минут на 3–5?С за 60 секунд. За короткий временной промежуток нагрев может достигать 60?с. Наша система одновременно с насосом запитана 15 литрами воды. Этого хватает для хорошей работы.

Для использования в бытовых задачах и целях теплогенераторов достаточно чуть-чуть желания и способностей сборщика, так как все устройства используются в готовом виде. А результативность не заставит себя ожидать.

Автор: Вадим Николаевич Лозинский

Вихревой теплогенератор – новый тепловой источник в доме

Главная > Резервные электростанции > Вихревой теплогенератор – новый тепловой источник в доме

Много полезных изобретений осталось неиспользуемыми. Это происходит из-за человеческой лени или из-за страха перед неясным. Одним из подобных открытий длительное время был вихревой теплогенератор. Теперь на фоне тотальной экономии ресурсов, стремлению к применению чистых в экологическом плане источников энергии, теплогенераторы начали использовать на самом деле для отапливания дома или офиса. Что же это такое? Прибор, который раньше разрабатывался только в лабораториях, или новое слово в теплоэнергетике.

Отопительная система с вихревым теплогенератором

Рабочий принцип

Основой работы теплогенераторов считается переустройство механической энергии в кинетическую, а потом – в тепловую.

Еще в начале ХХ века Жозеф Ранк обнаружил сепарацию вихревой воздушной струи на холодную и горячую фракции. В середине прошлого столетия германский изобретатель Хилшем модернизировал устройство вихревой трубы. Через мало времени, российский ученый А. Меркулов запустил в трубу Ранке взамен воздуха воду. На выходе температура воды существенно увеличилась. Конкретно данный принцип лежит в основе работы всех теплогенераторов.

Проходя через водяной вихрь, вода образовывает много пузырьков воздуха. Под влиянием давления жидкости пузыри приходят в негодность. Благодаря этому избавляется какая-либо часть энергии. Происходит нагрев воды. Данный процесс обрел название кавитация. На принципе кавитации рассчитывается работа всех вихревых теплогенераторов. Генератор данного типа именуется «кавитационный».

Виды теплогенераторов

Все теплогенераторы разделяют на два главных вида:

Роторный. Теплогенератор, в котором вихревой поток создается с помощью ротора.
Статический. В подобных видах водяной вихрь создается с помощью специализированных кавитационных трубок. Водное давление создает центробежный насос.

Каждый вид обладает собственными положительными качествами и минусами, на которых имеет смысл сделать остановку детальнее.

Роторный теплогенератор

Статором в этом устройстве служит корпус центробежного насоса.

Роторы могут быть разные. В сети интернет продемонстрировано много схем и руководств по их выполнению. Теплогенераторы – скорее научный эксперимент, регулярно который находится в процессе разработки.

Конструкция роторного генератора

Самый простой в большинстве случаев считают конструкцию с диском. По всей поверхности ротора сверлится определённое количество отверстий. Их глубина и диаметр рассчитываются соответственно с мощностью ротора.

Корпусом считается полый цилиндр. Расстояние между корпусом и вращающейся частью рассчитывается персонально (1.5-2 мм).

Нагревание среды происходит за счет ее трению с корпусом и ротором. Помогают этому пузыри, которые появляются за счёт кавитации воды в ячейках ротора. Продуктивность подобных устройств на 30% выше статических. Установки очень шумные. Имеют очень высокую изношенность деталей, за счёт систематического влияния агрессивной среды. Требуется строгий контроль: за состоянием сальников, уплотнителей и др. Это существенно затрудняет и делает дороже обслуживание. При их помощи нечасто устанавливают домашнее отопление, им нашли чуть-чуть другое использование – обогрев больших помещений для производственных нужд.

Модель промышленного кавитатора

Статический теплогенератор

Ключевой плюс таких установок в том, что в них ничего не крутится. Электрическая энергия тратится исключительно на работу насоса. Кавитация происходит с использованием природных физических процессов в водной массе.

КПД данных установок порой превосходит 100%. Средой для генераторов может быть жидкость, сжатый газ, тосол, антифриз.

Разница между температурой входа и выхода достигает 100?С. Во время работы на сжатом газе, его вдувают по касательной в вихревую камеру. В ней он убыстряется. При разработке вихря, горячий воздух проходит сквозь конусообразную воронку, а холодный идет назад. Температура достигает 200?С.

Может обеспечить большую разница температур на горячем и холодном концах, работать при невысоком давлении.
КПД не ниже 90%.
Никогда не перегревается.
Пожаро,- и взрывобезопасен. Может применяться во взрывоопасной обстановке.
Обеспечивает быстрый и хороший нагрев всей системы.
Может применяться как для обогревания, так же и для охлаждения.

Сейчас применяется недостаточно часто. Применяют кавитационный теплогенератор, чтобы удешевить домашнее отопление или помещений для производственных нужд если есть наличие сжатого воздуха. Минусом остается очень большая цена оборудования.

Теплогенератор Потапова

Распространенным и более изученным считается открытие теплогенератора Потапова. Он считается статическим устройством.

Сила давления в системе создается центробежным насосом. Водная струя подается с большим напором в улитку. Жидкость начинает нагреваться путем вращения по изогнутому каналу. Она проникает в вихревую трубу. Метраж трубы должен составлять более ширины в десятки раз.

Схема устройства генератора

Отрезок трубы
Улитка.
Вихревая труба.
Верхний тормоз.
Выпрямитель воды.
Соединительная муфта.
Нижнее тормозное кольцо.
Циркулярный насос.
Отводная линия.

Вода проходит по расположившейся вдоль стенок винтовой спирали. Дальше поставлено тормозное устройство для выведения части горячей воды. Струйка чуть-чуть равняется пластинами, прикрепленными к втулке. В середине есть свободное пространство, соединенное с дополнительным тормозным устройством.

Вода с большой температурой подымается, а холодный вихревой поток жидкости спускается по пространству внутри. Холодный поток граничит с горячим через пластины на втулке и нагревается.

Тёплая вода спускается к нижнему тормозному кольцу и еще подогревается благодаря кавитации. Подогретый поток от нижнего тормозного устройства идет через циркулярный насос в отводящий отрезок трубы.

Верхнее тормозное кольцо имеет проход, диаметр которого равён поперечнику вихревой трубы. Из-за него горячая вода может попасть в отрезок трубы. Происходит перемешивание горячего и тёплого потока. Дальше вода применяется по назначению. Обычно для обогревания помещений или домашних потребностей. Обрат прикрепляется к насосу. Отрезок трубы – к входу в систему обогрева дома.

Чтобы установить теплогенератор Потапова, нужна диагональная разводка. Горячий тепловой носитель необходимо подавать в верхний ход батареи, а из нижнего будет выходить холодный.

Генератор Потапова своими силами

Есть множество промышленных моделей генератора. Для умелого мастера не будет трудно сделать вихревой теплогенератор собственными руками:

Вся система должна быть надежно прикреплена. С помощью уголков делают каркас. Можно применять сварку или болтовое скрепление. Основное, чтобы конструкция была прочной.
На станине крепят электрический двигатель. Его выбирают исходя из этого площади помещения, внешним условиям и имеющемуся напряжению.
На раме фиксируется насос для воды. При его выборе берут во внимание:

насос нужен центробежный;
у мотора хватит сил для его раскрутки;
насос должен держать жидкость любой температуры.

Насос прикрепляется к двигателю.
Из толстой трубы у которых диаметр 100 мм делается цилиндр длиной 500-600 мм.
Из толстого плоского металла нужно сделать две крышки:

одна обязана иметь отверстие под отрезок трубы;
вторая под жиклер. На краю выполняется фаска. Выходит распылительное устройство.

Крышки к цилиндру лучше крепить крепёжным соединением в виде резьбы.
Жиклер находится в середине. Его диаметр обязан быть меньше практически вдвое ? части диаметра цилиндра.

Очень небольшое отверстие приводит к перегреву насоса и быстрому изнашиванию деталей.

Отрезок трубы со стороны распылительные устройства подсоединяется к подаче насоса. Второй подсоединяют к верхней точке системы обогрева. Остывшая вода из системы подсоединяется к входу насоса.
Вода под давлением насоса подается в распылитель. В камере теплогенератора ее температура возрастает благодаря вихревым потокам. Потом она подается в теплоснабжение.

Схема кавитационного генератора

Жиклер.
Вал электрического двигателя.
Вихревая труба.
Входящая распылительное устройство.
Отводящий отрезок трубы.
Гаситель вихрей.

Для температурного регулирования, за отрезком трубы ставят задвижку. Чем меньше она открыта, тем длительнее вода в кавитаторе, и тем выше ее температура.

При прохождении воды через жиклер, выходит крепкий напор. Он бьет в стену находящуюся напртив и благодаря этому закручивается. Поместив внутрь потока добавочную преграду, можно достичь большей отдачи.

Гаситель вихрей

На этом основана работа гасителя вихрей:

Делается два кольца, ширина 4-5 см, диаметр чуть меньше цилиндра.
Из толстого металла вырезается 6 пластин длиной ? корпуса генератора. Ширина зависит от диаметра и выбирается персонально.
Пластины крепятся вовнутрь колец друг напротив друга.
Гаситель ставится напротив сопла.

Разработки генераторов продолжаются. Для увеличения продуктивности с гасителем можно проводит эксперименты.

В результате работы выполняются потери тепла в атмосферу. Для их устранения можно сделать тепловую изоляцию. В первую очередь ее выполняют из металла, а сверху зашивают любым материалом для изоляции. Основное, чтобы он выдерживал температуру кипения.

Для облегчения введения в эксплуатирование и обслуживания генератора Потапова нужно:

окрасить все поверхности металла;
делать все детали из толстого металла, так теплогенератор длительнее отслужит;
во время сборочных работ имеется смысл сделать несколько крышек с самым разнообразным диаметром дырочек. Эксперементальным путем выбирается идеальный вариант для этой системы;
до подсоединения потребителей, закольцевав генератор, следует проанализировать его непроницаемость и трудоспособность.

Гидродинамический контур

Для качественного монтажа вихревого теплогенератора нужен гидродинамический контур.

Схема подсоединения контура

Для его изготовления нужны:

выходной прибор для определения величины давления, чтобы провести измерения давления на выходе из кавитатора;
термометры чтобы провести измерения температуры до и после теплогенератора;
сбросной кран для убирания воздушных пробок;
краны при входе и выходе;
прибор для определения величины давления при входе, для контроля давления насоса.

Гидродинамический контур упростит обслуживание и контроль за работой системы.

Если есть наличие однофазной сети, можно применять автоматический регулятор частоты. Это даст возможность поднять частота вращения насоса, выбрать правильную.

Вихревой теплогенератор применяется для отапливания дома и подачи горячей воды. Имеет ряд положительных качеств перед иными обогревательными приборами:

установка теплогенератора не просит разрешительных документов;
кавитатор не прекращает работу в независимом режиме и не просит строгого контроля;
является чистым в экологическом плане энергетическим источником, не имеет вредных выбросов в атмосферу;
полная пожаро,- и взрывобезопасность;
меньший расход электроэнергии. Очевидная экономность, КПД приближается к 100%;
вода в системе не образовывает накипи, не нужна добавочная водоподготовка;
может применяться как для отапливания, так и для обеспечения горячей воды;
места занимает очень мало и очень легко устанавливается в любую сеть.

С учетом всего этого, кавитационный генератор становится более популярным на рынке. Данное оборудование успешно применяют для отапливания офисных и жилых помещений.

Видео. Вихревой теплогенератор собственными руками.

Налаживается производство подобных генераторов. Сегодняшняя промышленность предлагает роторные резервные электростанции и статические. Они оснащены устройствами контроля и датчиками защиты. Можно выбрать генератор, чтобы собрать теплоснабжение помещений разной площади.

Научные лаборатории и домашние мастера продолжают эксперименты по усовершенствованию теплогенераторов. Возможно, в скором времени вихревой теплогенератор занимает собственное хорошее место среди отопительных систем.

Выясним все про кавитационные теплогенераторы

Разные способы экономии энергии или получения дарового электричества берегут собственную большую популярность. Вследствие развития Интернета информация о самых разных «чудо-изобретениях» становится все дешевле. Одна конструкция, потеряв востребовательность, меняется другой.

На сегодняшний день мы будем рассматривать говоря иначе вихревой кавитационный генератор — устройство, изобретатели которого обещают нам очень эффективный обогрев помещения, в котором оно установлено. Что это такое? Это устройство применяет нагревательный эффект жидкости при кавитации — нестандартном эффекте образования микропузырьков пара в зонах локального снижения давления в жидкости, происходящем либо во время вращения крыльчатки насоса, либо при влиянии на жидкость колебаний звука. Если Вам когда-нибудь приходилось пользоваться ультразвуковой ванной, то Вы могли заметить, как ее содержание ощутимо нагревается.

Реальность применения кавитации для нагрева

В сети интернет популярны публикации о вихревых генераторах роторного типа, рабочий принцип которых состоит в разработке областей кавитации во время вращения в жидкости крыльчатки неординарной формы. Жизнеспособно ли такое решение?

Начинаем с теоретических выкладок. В этом случае мы расходуем электрическую энергию на работу электрического двигателя (усредненный КПД — 88%), получившуюся энергию механического типа же отчасти тратим на трение в уплотнениях кавитационного насоса, отчасти — на нагрев жидкости вследствии кавитации. То есть при любых обстоятельствах в тепло будет преобразована только часть потраченной электрической энергии. Однако если припомнить, что КПД привычного Нагревательного элемента трубчатого типа может составлять от 95 до 97 процентов, становится понятно, что чуда не будет: намного очень дорогой и сложный вихревой насос окажется менее продуктивен, чем обычная нихромовая спираль.

Можно возразить, что при применении Нагревательных элементов трубчатого типа в систему обогрева нужно вводить вспомогательные циркулярные насосы, тогда как вихревой насос сумеет сам перекачивать тепловой носитель. Но, как ни удивительно, создатели насосов борются с появлением кавитации, не только существенно снижающей рабочая эффективность насоса, но и вызывающей его эрозию. Поэтому, насос-теплогенератор не только обязан быть мощнее специального перекачивающего насоса, но и востребует использования очень совершенных материалов и технологий для оснащения сопоставимого ресурса.

Принципиальным моментом считается тот момент, что, делая больше кавитацию, создаваемую ротором, мы увеличиваем нагрев жидкости и в тоже время уменьшаем результативность насоса. По настоящему действующий как нагреватель кавитатор уже почти не сумеет перекачивать тепловой носитель, а это означает, точно также, как и Трубчатый нагреватель, востребует использования отдельного насоса циркуляционного. При этом общая результативность вихревого насоса все равно окажется меньшей КПД его привода.

Помимо роторно-вихревых насосов, можно повстречать данное устройство, как статический теплогенератор («вихревая труба»). В нем применяется эффект кавитации, появляющийся при прохождении потока жидкости сквозь сопло Лаваля и подобающем резком изменении скорости и давления. Но по многим причинам данное устройство неэффективно в отопительных системах:

Чем больше перепад давлений, тем больше нагрев;
Для большего перепада давлений нужно уменьшение диаметра сопла, а значит — увеличение гидродинамического сопротивления системы;
Поэтому, чем эффектнее не прекращает работу сопло, тем больший запас мощности насоса циркуляционного понадобится.

Какой-нибудь расчет энергии, отбираемой кавитацией у потока жидкости, фактически нереален. Осознание невысокой эффективности данной схемы настолько просто, что она не применяется даже авторами «чудо-устройств».

Для объяснения заявляемого КПД выше единицы создатели вихревых кавитационных теплогенераторов очень часто приводят объяснения на грани комизма, аж до появления в зоне кавитации низкотемпературной ядерной реакции. Какое-либо доверие к такой технологии такие же заверения только уменьшают еще крепче. Часто встречающиеся похвальные отзывы под публикациями об аналогичных устройствах не держат критики — каких-нибудь настоящих данных, разрешающих сделать расчет эффективности систем отопления на основе вихревого насоса, они не представляют.

Самодельные теплогенераторы

Но все таки, как презентация интересного физического процесса, изготовленный собственными руками теплогенератор имеет право на жизнь.

Наиболее проста в изготовлении «вихревая трубка», или статический теплогенератор.

Конструктивно наше сопло Лаваля станет смотреться как металлический отрезок трубы с трубной резьбой на концах, позволяющей с помощью резьбовых муфт объединить его с трубопроводом. Для производства отрезка трубы потребуется станок для токарных работ.

Сама форма сопла, точнее, его выходной части, отличается по исполнению. Вариант «а» очень прост в изготовлении, а его характеристики можно варьировать изменением угла выходного конуса в границах 12-30 градусов. Однако подобный тип сопла обеспечивает небольшое сопротивление потоку жидкости, а, поэтому, и самую маленькую кавитацию в потоке.
Вариант «б» более сложен в изготовлении, однако за счёт самого большого перепада давления на выходе сопла сделает и самую большую турбулентность потока. Условия для появления кавитации в данном случае являются хорошими.
Вариант «в» — компромиссный по трудности изготовления и эффективности, благодаря этому необходимо остановиться на нем.

Изготовив сопло, можно собрать испытательный контур, который состоит из электрического насоса, соединительных патрубков, конкретно сопла и термометра, который мы применяем для определения эффективности устройства. Для снижения воздействия рассеивания тепла в среду которая нас окружает отрезки трубы прекраснее всего сделать короткими и замотать их материалом для теплоизоляции. Заполнив контур устройства водой и запомнив ее кол-во, включим насос ровно на час, чтобы по электрическому счетчику определить кол-во израсходованной электрической энергии.

Теплопроизводительность самодельного теплогенератора можно определить по следующей формуле, популярной по школьному курсу физики:

Где с — это удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг*К)), m — ее масса, T2 — температура воды по завершению работы насоса, Т1 — температура в начале. Получившуюся энергию, измеренную в джоулях. Сопоставить ее с израсходованной электрической энергией можно, взяв во внимание соотношение в 1000 Дж на 0.000277 киловатт-часов энергии. Говоря по другому, при стопроцентном КПД устройство, израсходовавшее 1 киловатт-час энергии, не сумеет создать энергии тепла больше 3600 килоджоулей.

Пример: Наше устройство нагрело за час 1 литр воды с 10 до шестидесяти градусов. Приобретаем энергию тепла в 210 килоджоулей.

Взгляните, что сообщают о данных устройствах производственники

Заключение

Не обращая внимания на громкие обещания разработчиков кавитационных теплогенераторов, их настоящая результативность при всем желании не сумеет нарушать законы физики.

Из-за этой причины к их применению необходимо относиться скорее как к демонстрации интересного физического эффекта, чем как к настоящему способу экономии электрической энергии.

Кавитационные вихревые теплогенераторы — все, что необходимо знать про технологию и о ее практическом использовании

Вот такой, кажется, простой прибор даст возможность забыть о привычном очень дорогом отоплении

Увидели, что стоимость отопления и горячего водообеспечения выросла и не знаете, что с данным делать? Решение проблемы дорогих энергоносителей — это вихревой теплогенератор. Я расскажу про то, как устроен вихревой теплогенератор и каков смысл его работы. Также Вы будете знать, можно ли собрать подобный прибор собственными руками и как это осуществить в условиях мастерской дома.

чуть чуть истории

Вихревой тепловой генератор считается перспективной и технологической разработкой. А между тем, технология не нова, так как уже практически 100 лет тому назад ученые думали над тем, как применить явление кавитации.

Труба Ранка, проникая в которую газообразная среда разделяется на холодный и горячий воздух — явление это было открыто в начале двадцатого столетия, а используется на практике на сегодняшний день

Первая действующая бывалая установка, так-называемая «вихревая труба», была сделана и запатентована французским инженером Джозефом Ранком в первой половине 30-ых годов двадцатого века.

Ранк первым заметил, что температура окружающей среды при входе в циклон (очиститель воздуха) разнится от температуры такой же струи воздуха на выходе. Тем не менее, на первых шагах стендовых испытаний, вихревую трубу проверяли не на результативность нагрева, а наоборот, на результативность охлаждения струи воздуха.

Показанный на схеме рабочий принцип вихревой трубы несложен — поток идет через камеру закрутки, где разбивается на 2 потока с различной температурой

Технология приобрела новое развитие в 60- х годах двадцатого столетия, когда советские ученые угадали улучшить трубу Ранка, запустив в нее взамен струи воздуха жидкость.

За счёт большей, по сравнению воздухом, плотности жидкой среды, температура жидкости, при прохождении через вихревую трубу, менялась наиболее интенсивнее. В конце концов, эксперементальным путем было обнаружено, что жидкая среда, проходя через улучшенную трубу Ранка, аномально быстро разогревалась с показателем изменения энергии в 100%!

К большому сожалению, надобности в дешёвых источниках энергии тепла в то время не было, и технология не нашла использования на практике. Первые действующие кавитационные установки, предназначающиеся для нагрева жидкой среды, возникли только в середине 90-х годов двадцатого столетия.

На фото показан демонстрационный вихревой генератор, в котором вода двигается в замкнутом контуре

Вереница энергетических кризисов и, как последствие, увеличивающийся интерес к экологически чистым источникам энергии послужили основой для восстановления работ над продуктивными преобразователями энергии движения водяной струйки в тепло. В результате, сейчас можно приобрести установку требуемой мощности и пользоваться ею во множестве систем отопления.

Рабочий принцип

Так смотрится рабочий генератор Потапова — водный поток из отрезка трубы очень горячий

Классически считали, что кавитация — это паразитное явление, отличающееся интенсивным образованием пузырьков, которые, во время схлопывания, провоцируют разрушение находящихся вокруг предметов.

Свойственный пример последствий кавитации — разрушение корабельных винтов или разрушение крыльчатки лопастных насосов. Теплогенератор вихревого типа — это прибор, в котором паразитное явление дает пользу.

На фото очередной теплогенератор Потапова, в ходе испытательных работ подключённый к отопительному теплообменнику

Кавитация дает возможность не давать воде тепло, а извлекать тепло из двигающейся воды, при этом нагревая ее до больших температур.

Не обращая внимания на то, что кавитация — это паразитное явление, элементы конструкции современных теплогенераторов, в отличие от тех же корабельных винтов, не мучаются. Это можно объяснить тем, что кавитационные процессы протекают не вокруг дискового активатора, а за ним.