Строительство экодома своими руками: хлорирование и кавитационный теплогенератор

Кавитационный теплогенератор своими руками чертежи устройство, генератор кавитации

Простейшим вариантом кавитационного теплогенератора является труба с соплом, через которую осуществляется перекачка жидкости. В месте сужения из-за избыточного давления возникает завихрение потока и образуются пузырьки воздуха. Газовые включения обладают поверхностным натяжением, которые при перемещении в сопле усиливаются, а после выхода в точку расширения разрываются под действием собственного давления воздуха.

Этот процесс получил название схлопывания или самостоятельного разрушения кавитационных пузырьков, в результате чего в окружающее пространство выделяется большое количество тепла, идущего на нагрев теплоносителя.

Для усиления нагревательного эффекта применяются различные методы увеличения количества генерации воздушных включений. В качестве примера на рисунке выше используется дополнительный поток в области сопла. Но, в зависимости от вида кавитационного теплогенератора технология может иметь и другую реализацию.

Немного истории

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

Труба Ранка, проникая в которую газообразная среда делится на горячий и холодный воздух — это явление было открыто в начале двадцатого века, а применяется на практике сегодня

Труба Ранка, проникая в которую газообразная среда делится на горячий и холодный воздух — это явление было открыто в начале двадцатого века, а применяется на практике сегодня

Первая действующая опытная установка, так-называемая «вихревая труба», была изготовлена и запатентована французским инженером Джозефом Ранком в 1934 году.

Ранк первым заметил, что температура воздуха на входе в циклон (воздухоочиститель) отличается от температуры той же воздушной струи на выходе. Впрочем, на начальных этапах стендовых испытаний, вихревую трубу проверяли не на эффективность нагрева, а наоборот, на эффективность охлаждения воздушной струи.

Показанный на схеме принцип работы вихревой трубы несложен — поток проходит через камеру закрутки, где разбивается на два потока с разной температурой

Технология получила новое развитие в 60- х годах двадцатого века, когда советские ученые догадались усовершенствовать трубу Ранка, запустив в нее вместо воздушной струи жидкость.

За счет большей, в сравнении воздухом, плотности жидкой среды, температура жидкости, при прохождении через вихревую трубу, менялась более интенсивно. В итоге, опытным путем было установлено, что жидкая среда, проходя через усовершенствованную трубу Ранка, аномально быстро разогревалась с коэффициентом преобразования энергии в 100%!

К сожалению, необходимости в дешёвых источниках тепловой энергии на тот момент не было, и технология не нашла практического применения. Первые действующие кавитационные установки, предназначенные для нагрева жидкой среды, появились только в середине 90-х годов двадцатого века.

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

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

Череда энергетических кризисов и, как следствие, увеличивающийся интерес к альтернативным источникам энергии послужили причиной для возобновления работ над эффективными преобразователями энергии движения водяной струи в тепло. В результате, сегодня можно купить установку необходимой мощности и использовать ее в большинстве отопительных систем.

Введение

Для экономичного, экологически более чистого сжигания угля и вовлечения низкосортных видов топлива и отходов в топливный баланс предприятий необходима разработка научных основ организации высокоэффективных технологий сжигания и накопление практического опыта в их эксплуатации.

Исследования, проводимые по данному направлению, позволили выполнить значительные работы по внедрению и опытной эксплуатации низкотемпературной вихревой технологии сжигания топлива. Особенностью разработанной технологии, получившей название «Торнадо», является совместное слоевое и факельно-вихревое сжигание, что применимо практически для любого вида твердого топлива и отходов.

Крупные фракции топлива сжигаются в слое на механизированной колосниковой решетке, а мелкие уносимые частицы аэродинамически удерживаются в топке и заполняют вихрь излучающим потоком горящих частиц. Соответственно в вихревой топке сглаживаются неравномерности тепловыделения с подавлением температурного максимума ядра факела, появляется заметная доля конвективной составляющей теплообмена, повышается степень черноты и излучательная способность топочного объема. Тепловосприятие топочных экранов заметно увеличивается, но при этом максимум тепловосприятия понижается. Тепловая нагрузка экранов повышена, но распределена равномерно, что увеличивает надежность их работы. Благодаря механизации и малой массе топлива в слое, топки не требуют особых затрат ручного труда и легко автоматизируются.

Разработанная конструкция вихревой топки имеет пережим с газовыпускным окном и системой подачи дожигающего острого дутья, которая обеспечивает низкий химический и механический недожог, снижение выбросов оксидов СО, NOх и SO2 в атмосферу. Для низкореакционнных видов топлива, типа каменных углей, под конвективным пучком устанавливается система возврата уноса.

Использование рассмотренных технических решений и принципов заметно усложняет конструкцию топочного объема и котла в целом. В частности вводятся сопла вторичного и третичного дутья, пережимной экран с газовыпускным окном или стенка, выполненная из обмуровки и др. Активная аэродинамика выдвигает повышенные требования к конструкции ограждений вихревой топки, наиболее эффективны газоплотные экраны.

С другой стороны, вихревые топки, благодаря повышенной форсировке топочных процессов, более компактны. Они могут быть вписаны в топочные объемы существующих паровых котлов путем их некоторой реконструкции. На сегодня имеется достаточно большой опыт установки вихревых топок не только в твердотопливные котлы, но и в более теплонапряженные топки газомазутных паровых котлов, с их переводом на уголь или горючие отходы.

В совокупности с применением газоплотных экранов применение вихревых топок позволяет создавать более компактные котлы, с меньшей металлоемкостью и повышенной мощностью в транспортабельных блоках с заводской готовностью. Это заметно снижает объемы строительной части, монтажных работ и сроки запуска котельных.

История изобретения

Вихревой сосуд

Вихревой сосуд

Сепарация воздуха, иначе говоря, разделение его на холодную и горячую фракции в вихревой струе – явление, которое и легло в основу вихревого теплогенератора, было открыто около ста лет назад. И как это часто бывает, лет 50 никто не мог придумать, как его использовать. Так называемую вихревую трубу модернизировали самыми разными способами и пытались пристроить практически во все виды человеческой деятельности. Однако везде она уступала и по цене и по КПД уже имеющимся приборам. Пока русский учёный Меркулов не придумал запустить внутрь воду, не установил, что на выходе температура повышается в несколько раз и не назвал этот процесс кавитацией. Цена прибора уменьшилась не намного, а вот коэффициент полезного действия стал практически стопроцентным.

Как выбрать вихревой теплогенератор: эффективные модели для частного дома и схема сборки своими руками

Часто требуется нагреть помещение, не подключенное к системе центрального отопления. С помощью какого обогревателя это сделать? Рассмотрим особенности вихревых теплогенераторов, их монтаж и принцип действия.

Принцип работы

Работает генератор следующим образом. Вода (или любой другой используемый теплоноситель) попадает в кавитатор. Электродвигатель затем раскручивает кавитатор, в котором при этом схлопываются пузырьки – это и есть кавитация, отсюда и название элемента. Так вся жидкость, которая в него попадает, начинает греться.

Электроэнергия, требуемая для работы генератора, тратится на три вещи:

  • На образование звуковых колебаний.
  • На то, чтобы преодолеть силу трения в устройстве.
  • На нагревание жидкости.

При этом как утверждают создатели устройства, в частности, сам молдаванин Потапов, для работы используется возобновляемая энергия, хотя не совсем понятно, откуда она появляется. Как бы то ни было, дополнительного излучения не наблюдается, следовательно, можно говорить чуть ли не о стопроцентном КПД, ведь почти все энергия тратится на нагрев теплоносителя. Но это в теории.

фото прибора

Для чего используется?

Приведем небольшой пример. В стране есть масса предприятий, которые по тем или иным причинам не могут позволить себе газовое отопление: или магистрали нет неподалеку, или еще что-то. Тогда что остается? Обогреть электричеством, но тарифы на такого рода отопление могут ужаснуть. Вот тут и выручает чудо-прибор Потапова. При его использовании затраты на электроэнергию останутся теми же, КПД, разумеется, тоже, так как больше сотни ему все равно не быть, а вот КПД в плане финансовом будет составлять от 200% до 300%.

Получается, что эффективность вихревого генератора – 1.2-1.5.

Виды кавитационных теплогенераторов

В попытках усилить процесс выделения тепла ученные внедрили ряд технологий, которые и легли в основу разделения кавитационных теплогенераторов на виды:

Как обустроить экодом: строительство загородного дома по экологическим стандартам

Как обустроить экодом: строительство загородного дома по экологическим стандартам

В зарубежье, в частности, в скандинавских странах, экологическое жилье стало уже привычным вариантом частного дома. Экодома комфортны для жильцов и безопасны для окружающей природы. Собственная система отопления функционирует без использования топлива, а органические отходы перерабатываются естественным путем и становятся удобрением для приусадебного участка. Рассмотрим подробнее, какие нетрадиционные технологии можно использовать в доме, чтобы он стал экологичным.

Особенности утепления и теплоснабжения

Обычно обогревательная система дома функционирует за счет сжигания органического топлива: мазута, угля, газа и даже дров. Во время процесса сгорания в воздух поступает большое количество продуктов отхода. Как этого избежать? Во-первых, следует максимально утеплить дом, во-вторых, стоит рассмотреть альтернативные источники энергии. Тепловой насос или солнечные батареи требуют немалых первоначальных вложений, а использование кавитатора – вариант достаточно экономичный, хотя и не знакомый большинству владельцев.

Экодом

Как ни странно, огромную популярность завоевали дома из глины, песка и соломы. Строения круглой формы прекрасно сохраняют тепло в южных районах, но для северных широт с суровыми зимами они не подходят

Обустройство экодома во время строительства

Экологическими материалами для строительства дома считаются любые природные богатства – древесина, камень, кирпич, сделанный, как известно, из глины, сама глина, соломенные блоки.

В северных и умеренных широтах отдают предпочтение деревянным постройкам – теплым, «дышащим», наиболее подходящим для меняющегося климата. В зависимости от типа почвы возводят свайный или ленточный фундамент, на него устанавливают сруб, для строительства которого можно использовать древесину в любом ее проявлении: круглый лес, клееный брус, оцилиндрованное бревно.

Обшивка производится древесной плитой, вагонкой, блок-хаусом. Между стенами сруба и обшивкой прокладывается теплоизоляционные маты с парозащитой. Оптимальный материал для окон – трехслойный клееный брус, обладающий теплопроводностью древесины, но более прочный. Фундамент декорируют камнем или керамикой, которые не только служат элементом украшения, но и защищают нижнюю часть здания от влаги и ветра. Таким образом, дом получился экологичным. Как можно обустроить отопительную систему, чтобы она не противоречила общей тенденции?

Дом из клееного бруса

Шпон из хвойных пород древесины, который является основой клееного бруса, придает строению необычайную прочность и износостойкость. Кроме того, брусовые дома не нуждаются в дополнительных отделочных работах, так как выглядят достаточно презентабельно

Гидродинамический бестопливный теплогенератор

Работу теплогенератора с кавитатором обеспечивает подключение к электрическому источнику, без которого невозможно функционирование двигателя насоса. Принцип кавитации основан на том, что жидкость, циркулируя в замкнутой цепи, постепенно нагревается, то есть она не требует дополнительного нагрева котлом, вследствие которого обычно образуется накипь. Современное оборудование снабжено кавитатором, установленным в контур. Он не играет роли в нагревании жидкости, но основное преобразование кинетической энергии в тепловую происходит именно в нем, к тому же он служит для защиты насоса от преждевременного износа.

Схема теплогенератора

В состав принципиальной схемы теплогенератора входят: 1 — главный насос; 2 — кавитатор; 3 — насос циркуляционный; 4 — эл/магнитный клапан; 5 — вентиль; 6 — расширительный бак; 7 — радиатор.

Эффективность работы бестопливного теплогенератора можно повысить, используя дополнительный накопитель и систему обогрева «теплый пол». Для обеспечения достаточного количества горячей воды подключают бойлер косвенного нагрева. Запасным, а в летний сезон и основным источником нагрева может стать солнечный коллектор. Благодаря гелиосистемам теплогенератор летом полностью отключают.

Теплогенератор

Чтобы подключить теплогенератор, достаточно подсоединить его к силовому кабелю и двум патрубкам отопительной системы: входа и выхода. Как видите, места он занимает немного

Использование кавитации в водоснабжении

Кавитация оказывается весьма полезной, если экодом находится вдали от цивилизации, а вода из близлежащих источников нуждается в обеззараживании. Рассмотрим для начала традиционные методы очищения воды, и убедимся, что гидродинамическая технология имеет неоспоримые плюсы.

Традиционные технологии обеззараживания воды

Некоторые из этих методик используют повсеместно, другие – изредка, но они известны всем, кто изучал курсы физики и химии в школе:

  • хлорирование;
  • ультрафиолетовое облучение;
  • озонирование;
  • йодирование;
  • ультразвуковое обеззараживание.

Наиболее популярный способ хлорирования несет столько же пользы, сколько и вреда. Мало того, что хлор уничтожает далеко не все бактерии, он участвует в синтезе новых веществ, которые токсичны и опасны для здоровья. Безусловно, об экологичности хлорирования воды для домашнего использования не может быть и речи.

Читайте также:  Тплый плинтус плинтусные радиаторы в системе отопления

Ультрафиолетовое излучение бесполезно для обезвреживания воды с мутностью и наличием взвесей, поэтому данный способ хорош только для прозрачной жидкости. Прекрасно справляется с чисткой воды озон, но для его получения требуется высокое напряжение и большое количество электроэнергии, к тому же само вещество является токсичным и взрывоопасным. Ультразвуковые технологии развиты недостаточно, основное развитие нашли пока только в медицине – для дезинфекции инструментов. Так же мало задействовано применение йода, который востребован разве что для чистки бассейнов.

Экологический гидродинамический метод

Данная технология настолько эффективна, что позволяет очищать воду в промышленных масштабах, то есть одной установки хватает на 2-3 дома (если производительность равна 500л/час). Единственное условие для полноценного обеззараживания – отсутствие взвеси. Для его выполнения водозабор происходит с верхних слоев источника (реки или озера), а затем вода дополнительно фильтруется и отстаивается в специальном резервуаре. После очистки кавитацией становятся питьевыми даже бытовые стоки, прошедшие через септик глубокой очистки.

Принцип работы кавитационной установки прост. Вода проходит через фильтр, затем теплообменник и попадает в гидродинамическую систему, где обрабатывается кавитацией. Затем возвращается для охлаждения в теплообменник, из него в конденсатор охлаждения и достигает финишного этапа – дополнительной фильтрации. Можно использовать несколько фильтров с угольными или угольно-серебряными картриджами. С помощью кавитации показатели чистоты воды достигают 100%, а потребление электроэнергии снижается на 40-50%.

Установка по очистке воды

Данная иллюстрация подтверждает безупречную работу установки по обеззараживанию воды. В одной из емкостей находится грязная канализационная вода, в другой — уже очищенная методом кавитации

Установка для обеззараживания воды

Для бесперебойного функционирования установки по обеззараживанию воды необходимо напряжение 380 В, мощность потребления 7,5 кВт, частота эл/питания 50Гц

Утилизация бытовых отходов

Вопрос утилизации стоит наиболее остро, так как именно бытовыми отходами загрязняются огромные площади земли. Некоторые материалы разлагаются в течение десятилетий, другие выделяют опасные для природы вещества, в итоге страдают животный и растительный мир, а вместе с ними и сам человек. Оказывается, в частном доме есть возможность установить оборудование для переработки и твердых, и жидких отходов.

Применение биогазовой установки

Биогазовая установка необходима для переработки твердых отходов и обеспечения зданий теплом, газом и даже электроэнергией. Внутри установки находится ферментатор, в котором происходит гниение мусора. Результатом гниения является биогаз, состоящий из углекислого газа, метана и некоторых других веществ.

Для хранения биогаз закачивают в баллоны. Процесс разложения происходит эффективнее при температуре +35°С и перемешивании примерно 6 раз в сутки. Лучше, если в сырье не будут присутствовать вещества, мешающие развитию бактерий. К ним относятся моющие средства, стиральный порошок, мыло, антибиотики. Для повышения производительности в твердые отходы небольшими порциями добавляют теплую воду.

Промышленная биогазовая установка

Промышленные биогазовые установки успешно применяют на фермах. Производительность получения биогаза так велика, что его количества хватает для обогрева теплиц, расположенных поблизости фермерских хозяйств, частных домов

Септик для переработки сливов

Переработка жидких отходов производится с помощью септиков. Данная технология уже достаточно развита, и многие отечественные компании занимаются изготовлением комплексного оборудования для очистки бытовых стоков. Наиболее известной является продукция под наименованиями «Танк», «Топас», «Тритон», ДКС, «Кедр».

Жидкие стоки из дома попадают в большой бак, разделенный на несколько резервуаров. Взвесь оседает на дне, где подвергается анаэробному воздействию. Очищенная жидкость отводится на фильтрационное поле, оттуда – для нужд приусадебного участка. После процедуры вода становится очищенной на 97-98%.

Таким образом, используя современные технологии в устройстве водоснабжения, отопительной и канализационной системы, можно построить экодом, абсолютно безопасный для окружающей природы, тем не менее, достаточно комфортный и уютный.

Кавитационный теплогенератор: устройство, виды, применение

Для отопления помещений или нагрева жидкостей зачастую применяются классические приспособления – тэны, камеры сгорания, нити накаливания и т.д. Но наряду с ними применяются устройства с принципиально иным типом воздействия на теплоноситель. К таким устройствам относится кавитационный теплогенератор, работа которого заключается в формировании пузырьков газа, за счет которых и возникает выделение тепла.

Устройство и принцип работы

Принцип действия кавитационного теплогенератора заключается в эффекте нагрева за счет преобразования механической энергии в тепловую. Теперь более детально рассмотрим само кавитационное явление. При создании избыточного давления в жидкости возникают завихрения, из-за того, что давление жидкости больше чем у содержащегося в ней газа, молекулы газа выделяются в отдельные включения – схлопывание пузырьков. За счет разности давления вода стремиться сжать газовый пузырь, что аккумулирует на его поверхности большое количество энергии, а температура внутри достигает порядка 1000 — 1200ºС.

При переходе кавитационных полостей в зону нормального давления пузырьки разрушаются, и энергия от их разрушения выделяется в окружающее пространство. За счет чего происходит выделение тепловой энергии, а жидкость нагревается от вихревого потока. На этом принципе основана работа тепловых генераторов, далее рассмотрите принцип работы простейшего варианта кавитационного обогревателя.

Простейшая модель

Принцип работы кавитационного теплогенератора

Рис. 1: Принцип работы кавитационного теплогенератора

Посмотрите на рисунок 1, здесь представлено устройство простейшего кавитационного теплогенератора, который заключается в нагнетании насосом воды к месту сужения трубопровода. При достижении водяным потоком сопла давление жидкости значительно возрастает и начинается образование кавитационных пузырьков. При выходе из сопла пузырьки выделяют тепловую мощность, а давление после прохождения сопла значительно снижается. На практике может устанавливаться несколько сопел или трубок для повышения эффективности.

Идеальный теплогенератор Потапова

Идеальным вариантом установки считается теплогенератор Потапова, который имеет вращающийся диск (1) установленный напротив стационарного (6). Подача холодной воды осуществляется с трубы расположенной внизу (4) кавитационной камеры (3), а отвод уже нагретой с верхней точки (5) той же камеры. Пример такого устройства приведен на рисунке 2 ниже:

Кавитационный теплогенератор Потапова

Рис. 2: кавитационный теплогенератор Потапова

Но широкого распространения устройство не получило из-за отсутствия практического обоснования его работы.

Основная задача кавитационного теплогенератора – образование газовых включений, а от их количества и интенсивности будет зависеть качество нагрева. В современной промышленности существует несколько видов таких теплогенераторов, отличающихся принципом выработки пузырьков в жидкости. Наиболее распространенными являются три вида:

  • Роторные теплогенераторы – рабочий элемент вращается за счет электропривода и вырабатывает завихрения жидкости;
  • Трубчатые – изменяют давление за счет системы труб, по которым движется вода;
  • Ультразвуковые – неоднородность жидкости в таких теплогенераторах создается за счет звуковых колебаний низкой частоты.

Помимо вышеперечисленных видов существует лазерная кавитация, но промышленной реализации этот метод еще не нашел. Теперь рассмотрим каждый из видов более детально.

Роторный теплогенератор

Состоит из электрического двигателя, вал которого соединен с роторным механизмом, предназначенным для создания завихрений в жидкости. Особенностью роторной конструкции является герметичный статор, в котором и происходит нагревание. Сам статор имеет цилиндрическую полость внутри – вихревую камеру, в которой происходит вращение ротора. Ротор кавитационного теплогенератора представляет собой цилиндр с набором углублений на поверхности, при вращении цилиндра внутри статора эти углубления создают неоднородность в воде и обуславливают протекание кавитационных процессов.

Конструкция генератора роторного типа

Рис. 3: конструкция генератора роторного типа

Количество углублений и их геометрические параметры определяются в зависимости от модели вихревого теплогенератора. Для оптимальных параметров нагрева расстояние между ротором и статором составляет порядка 1,5мм. Данная конструкция является не единственной в своем роде, за долгую историю модернизаций и улучшений рабочий элемент роторного типа претерпел массу преобразований.

Одной первых эффективных моделей кавитационных преобразователей был генератор Григгса, в котором использовался дисковый ротор с несквозными отверстиями на поверхности. Один из современных аналогов дисковых кавитационных теплогенераторов приведен на рисунке 4 ниже:

Дисковый теплогенератор

Рис. 4: дисковый теплогенератор

Несмотря на простоту конструкции, агрегаты роторного типа достаточно сложные в применении, так как требуют точной калибровки, надежных уплотнений и соблюдения геометрических параметров в процессе работы, что обуславливает трудности их эксплуатации. Такие кавитационные теплогенераторы характеризуются достаточно низким сроком службы – 2 — 4 года из-за кавитационной эрозии корпуса и деталей. Помимо этого они создают достаточно большую шумовую нагрузку при работе вращающегося элемента. К преимуществам такой модели относится высокая продуктивность – на 25% выше, чем у классических нагревателей.

Трубчатые

Статический теплогенератор не имеет вращающихся элементов. Нагревательный процесс в них происходит за счет движения воды по трубам, сужающимся по длине или за счет установки сопел Лаваля. Подача воды на рабочий орган осуществляется гидродинамическим насосом, который создает механическое усилие жидкости в сужающемся пространстве, а при ее переходе в более широкую полость возникают кавитационные завихрения.

В отличии от предыдущей модели трубчатое отопительное оборудование не производит большого шума и не изнашивается так быстро. При установке и эксплуатации не нужно заботиться о точной балансировке, а при разрушении нагревательных элементов их замена и ремонт обойдутся куда дешевле, чем у роторных моделей. К недостаткам трубчатых теплогенераторов относят значительно меньшую производительность и громоздкие габариты.

Ультразвуковые

Данный тип устройства имеет камеру-резонатор, настроенную на определенную частоту звуковых колебаний. На ее входе устанавливается кварцевая пластина, которая производит колебания при подаче электрических сигналов. Вибрация пластины создает волновой эффект внутри жидкости, который достигая стенок камеры-резонатора и отражается. При возвратном движении волны встречаются с прямыми колебаниями и создают гидродинамическую кавитацию.

Принцип работы ультразвукового теплогенератора

Рис. 5: принцип работы ультразвукового теплогенератора

Далее пузырьки уносятся водным потоком по узким входным патрубкам тепловой установки. При переходе в широкую область пузырьки разрушаются, выделяя тепловую энергию. Ультразвуковые кавитационные генераторы также обладают хорошими эксплуатационными показателями, так как не имеют вращающихся элементов.

Применение

В промышленности и в быту кавитационные теплогенераторы нашли реализацию в самых различных сферах деятельности. В зависимости от поставленных задач они применяются для:

  • Отопления – внутри установок происходит преобразование механической энергии в тепловую, благодаря чему нагретая жидкость двигается по системе отопления. Следует отметить, что кавитационные теплогенераторы могут отапливать не только промышленные объекты, но и целые поселки.
  • Нагревание проточной воды – кавитационная установка способна быстро нагревать жидкость, за счет чего может легко заменять газовую или электрическую колонку.
  • Смешение жидких веществ – за счет разрежения в слоях с получением мелких полостей такие агрегаты позволяют добиться надлежащего качества перемешивания жидкостей, которые естественным образом не совмещаются из-за разной плотности.

Плюсы и минусы

В сравнении с другими теплогенераторами, кавитационные агрегаты отличаются рядом преимуществ и недостатков.

К плюсам таких устройств следует отнести:

  • Куда более эффективный механизм получения тепловой энергии;
  • Расходует значительно меньше ресурсов, чем топливные генераторы;
  • Может применяться для обогрева как маломощных, так и крупных потребителей;
  • Полностью экологичен – не выделяет в окружающую среду вредных веществ во время работы.

К недостаткам кавитационных теплогенераторов следует отнести:

  • Сравнительно большие габариты – электрические и топливные модели имеют куда меньшие размеры, что немаловажно при установке в уже эксплуатируемом помещении;
  • Большая шумность за счет работы водяного насоса и самого кавитационного элемента, что затрудняет его установку в бытовых помещениях;
  • Неэффективное соотношение мощности и производительности для помещений с малой квадратурой (до 60м 2 выгоднее использовать установку на газу, жидком топливе или эквивалентной электрической мощности с нагревательным тэном).

КТГ своими руками

Наиболее простым вариантом для реализации в домашних условиях является кавитационный генератор трубчатого типа с одним или несколькими соплами для нагревания воды. Поэтому разберем пример изготовления именно такого устройства, для этого вам понадобится:

  • Насос – для нагревания обязательно выбирайте тепловой насос, который не боится постоянного воздействия высоких температур. Он должен обеспечивать рабочее давление на выходе в 4 – 12атм.
  • 2 манометра и гильзы для их установки – размещаются с двух сторон от сопла для измерения давления на входе и выходе из кавитационного элемента.
  • Термометр для измерения величины нагрева теплоносителя в системе.
  • Клапан для удаления лишнего воздуха из кавитационного теплогенератора. Устанавливается в самой верхней точке системы.
  • Сопло – должно иметь диаметр проходного отверстия от 9 до 16мм, делать меньше не рекомендуется, так как кавитация может возникнуть уже в насосе, что значительно снизит срок его эксплуатации. По форме сопло может быть цилиндрическим, коническим или овальным, с практической точки зрения вам подойдет любое.
  • Трубы и соединительные элементы (радиаторы отопления при их отсутствии ) – выбираются в соответствии с поставленной задачей, но наиболее простым вариантом являются пластиковые трубы под пайку.
  • Автоматика включения/отключения кавитационного теплогенератора – как правило, подвязывается под температурный режим, устанавливается на отключение примерно при 80ºС и на включение при снижении менее 60ºС. Но режим работы кавитационного теплогенератора вы можете выбрать самостоятельно.
Читайте также:  Шикарные ванные комнаты - элитный эксклюзивный дизайн

Перед соединением всех элементов желательно нарисовать схему их расположения на бумаге, стенах или на полу. Места расположения необходимо размещать вдали от легковоспламеняемых элементов или последние нужно убрать на безопасное расстояние от системы отопления.

Соберите все элементы, как вы изобразили на схеме, и проверьте герметичность без включения генератора. Затем опробуйте в рабочем режиме кавитационного теплогенератора, нормальным нарастанием температуры жидкости считается 3- 5ºС за одну минуту.

Альтернативное жильё: экологичный дом

Экологичный дом абсолютно безвреден для человека

Экологичный дом абсолютно безвреден для человека

Сконструировать экологичный дом можно из разных природных материалов. Для каждого ландшафта и окружающей среды надо использовать свой материал, чтобы дом вписывался в среду. Одним из главных принципов экодома – это нулевое потребление электроэнергии. Такой дом должен сам вырабатывать энергию для своей работы.

Делаем экологический дом: проект

Перед началом работ по возведению экологического дома, конечно же, надо сделать его проект. Продумать каждую деталь, как дома, так и окружающей среды, например, восходы и закаты солнца.

Для того, чтобы сделать проект дома, для начала надо проанализировать окружающую среду и ландшафт местности. Определиться с местом, куда вы хотите поставить экологический дом. Далее следует выбрать материал. Если вы видите, что окружающее вас место имеет малейшую предрасположение к пожару, то следует использовать материалы, которые устойчивы к огню.

Создавая проект экологического дома, необходимо продумать все детали

Проект экологичного дома должен быть «лёгким» в дизайне. Он не должен «нагружать» окружающую среду и смотреться вычеркнуто. Поэтому рекомендуем отдать дизайн дома в руки профессиональных дизайнеров. Они предложат сделать красивые дома разной формы. В практике даже встречался круглый экодом.

Проект жилья должен стремиться к нулевому потреблению энергии. Дом должен самостоятельно генерировать энергию для своей работы. Для этого можно устанавливать солнечные батареи на крыше дома, канализационные септики, использовать ветряные коллекторы и бестопливное генерирование энергии. Важно стремиться к экодому, который будет полностью работать на собственной энергии. Это главный принцип экологического жилья.

Тепловой насос — один из альтернативных способов обогрева. Чтобы правильно выбрать, прочитайте нашу статью: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/teplovoj-nasos

Как построить экодом, чтобы он простоял десятки лет – это вопрос, который часто задают люди, которые собираются возводить экологичные дома. При этом, важно знать особенности экодома. Они помогут сориентировать хозяина, в каком направлении строительства надо идти, чтобы построить настоящее экологичное жильё.

Главные особенности при строительстве экодома:

  • Дом должен подходить в окружение. При этом надо учитывать восходы и закаты солнца;
  • Дом должен быть энергоэффективен. Как внешне, так и внутри. В жилье необходимо установить экологичные бытовые приборы;
  • Маленькие энергопотери. Жильё должно быть сделано из материалов, которые обладают высокой теплоизоляцией;
  • Правильные окна с пониженной теплопроводностью. Для экодомов часто используют окна из дерева;
  • Использование столбчатого, ленточного фундамента с защитой от подземных вод.

При строительстве экодома необходимо учесть то, что он должен вписываться в окружающую среду

В жилье должна быть одна система управления домом. Сегодня такая система представлена в виде технологичных приложений на мобильные телефоны и компьютеры.

Учитывайте все вышеперечисленные особенности для строительства экологичного дома. Тогда вы создадите прочное, надёжное и долговечное жильё. Оно будет потреблять минимальное количество энергии, что в разы сэкономить ваши деньги.

Индукционные нагреватели нужны для экономичной работы обогревателей и бытовых приборов. Как они работают, узнаете из следующего материала: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/induktsionnyj-nagrevatel

Как сделать экодом своими руками

Экодом своими руками можно сделать в случае, если вы обладаете навыками строительства или глубоко знакомы с этой темой. В противном случае, вам придётся погрузиться в экотему с головой. Как вариант, вы можете вызвать специалистов, которые быстро и профессионально сделают экодом.

Есть несколько вариантов, чтобы сделать экодом своими руками. Каждый из них зависит от выбранных материалов. Можно сделать дом даже без специальных материалов, а используя только подручные средства.

Перед тем как выбрать материал для экологичного дома, рекомендуется проанализировать среду, в которой будет возводиться дом, тогда вы сможете подобрать нужный материал

  1. Поленья. Строительство из древесины – хороший вариант. Для его возведения применяю деревья или материалы, которые остаются после лесопилки. Для брёвен диаметром 30-90 см. можно использовать конструкции как без каркаса и с каркасом.
  2. Утрамбованная земля. Одна из старых технологий, применяемых и сегодня. По надёжности, земля практически идентична с древесными поленьями. Чтобы сделать такой дом, надо землю перемешать с глиной, гравием и бетоном. После прессовки этой смеси получается твёрдый материал. Кроме того, он может регулировать температуру дома. В холода такое жильё будет отдавать тепло, а в тёплое – прохладу. Если строим экологичный дом из земли, то оно будет ещё защищать вас от микроорганизмов.
  3. Солома. Материал обладает прочностью и хорошими свойствами теплоизоляции, несмотря на то, что это солома. Материал обычно кладут наверх фундамента из камня. Пакеты спрессованной соломы необходимо закреплять между собой шестами из бамбука. Это придаст прочность конструкции.
  4. Конопля. Используется в качестве теплоизоляционного материала. Это натуральное и нетоксично растения. Использование конопли в экодоме позволит существенно сэкономить. И на отопление вы будете тратить меньшие деньги. При этом на материале не возникает плесени или микробов.
  5. Саман. Его делают из глины, соломы и песка. Когда смесь застывает, она становится прочной и крепкой. Поэтому из них можно делать постройки любой сложности.

Это основные экологичные материалы, из которых изготавливается дом. Как видите, каждый материал имеет свои особенности.

Что такое кавитационные установки

Кавитационные установки применяются для домов, которые находятся далеко от городов, и нужны для очистки воды. Если вы живёте в экодоме, то и воды должны быть максимально чистая для потребления.

Использование кавитационных установок помогает улучшить чистоту воды в разы

В экологичное жильё обязательно надо покупать кавитационные установки. Они очистят воду от примесей и микробов.

Вода идет через фильтр, затем пересекает теплообменник и стремится в гидродинамическую систему. В это системе вода обрабатывается кавитацией. Далее она идёт обратно для охлаждения, а потом ещё раз фильтруется. Энергопотребление уменьшается на 40-50 процентов. В таком фильтре можно дополнительно использовать уголь или серебряный картридж. Они улучшат мягкость воды. Поэтому, приобретайте такие установки для вашего дома.

Эко дома строительство своими руками (видео)

Экологичных домов становится всё больше и больше. Люди хотят сохранить своё здоровье и экологию. Поэтому дома из экологически чистых материал с нулевым потреблением энергии становятся популярны в наши дни.

Обзор кавитационного генератора тепла и его самостоятельное изготовление

Кавитационный теплогенератор пользуется популярностью в качестве экономичного отопительного оборудования. Кавитация – специфический эффект с образованием микропузырьков пара в зонах локального снижения давления рабочей жидкости. Процесс предусматривает воздействие насосного агрегата или звуковых колебаний.

Конструктивные особенности и принцип работы

На основе кавитационного теплогенератора механическая энергия движения воды (рабочей жидкости) преобразуется в тепло, которое используется для обогрева помещений любого назначения. Кавитация подразумевает образование пузырьков в жидкости, в результате разрушения которых вырабатывается тепловая энергия.

Принцип работы кавитатора:

  • рабочий поток перемещается по устройству, в котором обеспечивается давление при помощи насоса,
  • далее с повышением скорости происходит локальное снижение давления субстанции,
  • в жидкости образуются свободные места, заполняемые пузырьками.

Впоследствии в центре камеры потоки перемешиваются, и происходит процесс кавитации: пузырьки схлопываются, в результате механическая энергия преобразуется в тепловой потенциал. Это объясняется тем, что при формировании вихревого потока кавитационные разрывы приводят к нагреву жидкой среды.

Возможности применения

Приборы кавитационного действия востребованы в различных отраслях, при этом в основном их применяют в качестве альтернативного вида отопительных установок для дома. Также оборудование находит применение и в других сферах:

  • обогрев и очистка воды в бассейнах,
  • очистка отложений внутри теплообменников,
  • в промышленности.

В последнем случае, к примеру, при изготовлении бетона с высокими эксплуатационными характеристиками.

Отопление

Кавитационный прибор способствует преобразованию механической энергии перемещающейся воды в тепловой потенциал, который направляется на обогрев различных по назначению и масштабу зданий, включая частные домовладения и промышленные комплексы.

Кавитационный теплогенератор

Кавитационный теплогенератор может быть использован при отоплении

Автономное нагревание воды для бытовых нужд

Генератор кавитационного тепла способен в полной мере обеспечить хозяйство горячей водой, которая подается в кухню, санузел, баню. Также оборудование находит применение при подготовке воды в бассейнах, прачечных и саунах, используется в автономном водопроводе.

Применение кавитации тепла в производстве

Приборы актуальны при необходимости качественного смешивания субстанций с разными параметрами плотности и применяются в лабораториях, производственных цехах и других объектах промышленности.

Разновидности

Кавитационные устройства делятся на следующие виды:

  • роторные – вихревой кавитационный теплогенератор предусматривает видоизмененный центробежный насос, корпус которого представляет собой статор с входящей и выходящей трубой. Основной рабочий орган прибора – камера с подвижным ротором, который вращается по типу колеса,
  • статические – в приборе отсутствуют вращающиеся детали, для кавитации применяют конструкцию из сопел с мощным центробежным насосом,
  • трубчатые – в конструкции предусмотрены продольно расположенные трубки. КПД трубчатых теплогенераторов кавитации отличается высокими показателями,
  • ультразвуковые – эффект кавитации обеспечивается при помощи ультразвуковых волн.

Кавитационный теплогенератор

Кавитационный теплогенератор вихревой

КПД ультразвукового оборудования невероятно высок.

Принцип работы роторных генераторов

Пожалуй, к самым продуктивным моделям относится конструкция Григгса, в которой ротор в форме диска располагает поверхностью с многочисленными глухими отверстиями определенного диаметра и глубины. Статор представлен в виде цилиндра с запаянными концами, в котором вращается ротор. Между роторным диском и стенками статора есть зазор величиной около 1,5 мм. В ячейках устройства обеспечивается возникновение завихрений для образования кавитационных полостей. Количество ячеек определяется частотой вращения ротора.

Как отмечают специалисты, для эффективности работы прибора применяется ротор с поперечным размером от 30 см со скоростью вращения 3 000 оборотов/мин. При меньшем диаметре требуется увеличить параметры оборотов.

Особенности роторных теплогенераторов кавитационного действия:

  • присутствует значительный уровень шума,
  • КПД устройства не впечатляет,
  • непродолжительный срок службы,
  • показатели производительности на 25% выше, чем у статических моделей.

При эксплуатации роторной установки требуется отработка четкого действия всех элементов, в том числе и балансировка цилиндра. Также необходимо своевременно менять исчерпавшие свой потенциал изоляционные материалы для уплотнения вала.

Принцип работы статического теплогенератора

Кавитация предполагает высокую скорость перемещения рабочей жидкости при помощи мощного мотора центробежного типа. Так как dвыхода сопла значительно меньше, чем параметры противоположного конца, увеличивается скорость перемещения субстанции, и возникают кавитационные эффекты.

Статические кавитаторные приборы располагают массой преимуществ:

  • не требуется балансировка и точная подгонка деталей,
  • уплотнители изнашиваются меньше, чем в роторной модели, так как здесь отсутствуют подвижные детали,
  • продолжительность срока службы статического кавитатора около 5 лет, что значительно больше, чем у предыдущего варианта прибора.

При необходимости производится замена сопла, для чего понадобится относительно небольшой расход времени и сил, тогда как в случае с роторным прибором придется воссоздать его заново, если оборудование выйдет из строя.

Трубчатые тепловые генераторы: устройство и принцип работы

В этой модели кавитационное тепло вырабатывается благодаря продольному расположению трубок:

  • помпа способствует нагнетанию давления во входящую камеру, и рабочая субстанция направляется через трубки. При этом на входе образуются пузырьки,
  • при попадании во вторую камеру, где установлено высокое давление, пузырьки разрушаются, в процессе образуется тепловой потенциал.

Кавитационный теплогенератор

Трубчатый тепловой генератор

Выработанная таким способом энергия направляется вместе с паром на отопление дома. Как утверждают производители трубчатых теплогенераторов кавитации, как и специалисты в сфере климатического оборудования, эта модель отличается высокими показателями КПД.

Особенности ультразвуковых генераторов кавитационного действия

В установке создаются ультразвуковые волны, благодаря которым образуется кавитационное тепло. Для этого применяется кварцевая пластина, на ее основе под воздействием электрического тока создаются звуковые колебания. Они направляются на вход, впоследствии чего образуется вибрация. На обратной фазе звуковых волн возникают участки разряжения и наблюдается эффект кавитации. Принцип работы ультразвукового кавитатора предполагает минимальные потери энергии и практическое отсутствие трения. Всем этим обуславливается исключительно высокий КПД ультразвукового оборудования.

Читайте также:  Традиционный кровельный материал-черепица

Плюсы и минусы

Основным достоинством кавитационного теплогенератора считается экономичность работы отопительного устройства. Также среди плюсов отмечают следующие факторы:

  • высокий уровень производительности прибора,
  • возможность самостоятельного изготовления и монтажа,
  • оборудование можно установить без разрешительных документов.

Среди недостатков выделяют:

  • необходимо обустроить отдельное помещение под котельную,
  • достаточно высокий уровень шума при работе прибора.

Нельзя забывать, что оборудование занимает много места.

Критерии выбора

При выборе устройства кавитации учитывают следующие моменты:

  1. Важно подобрать конструкцию в соответствии с условиями эксплуатации. Следует учесть масштабы отапливаемого пространства, возможности теплоизоляции помещений, климатические особенности местности в межсезонье и зимой.
  2. Стоит решить вопросы комплектации при приобретении стандартного оборудования. В этом случае, желательно, чтобы изделие было укомплектовано датчиками защиты и приборами контроля тепла. Оптимальный вариант – приобретение техники с автоматическим блоком контроля и управления, также стоит заказать услугу «монтаж под ключ».
  3. В случае приобретения оборудования по отдельным элементам, необходимо четко знать все особенности каждого компонента системы.

Если планируется самостоятельное изготовление, важно тщательно изучить схемы и вооружиться рекомендациями специалистов, далее приступают к выбору модели.

Популярные модели

Отечественными производителями предлагаются модели кавитаторов гидроударного и электрогидроударного типа. Линейка включает в себя агрегаты небольшой мощности.

ВТГ-2.2

Оборудование представляет собой прибор малой мощности, который подходит для отопления сооружения объемом до 90 м³. Стоимость продукции варьируется в пределах 32-35 т. р.

ВГТ-30

Агрегат средней мощности, разработан для обогрева зданий объемом до 1400 м³. Требуется комплектация в виде шкафа управления. Цена изделия – около 150 000 р.

Продукция ижевских производителей, как заявляют поставщики кавитаторов, располагает КПД до 150%. Несмотря на высокий диапазон стоимости, модель привлекает внимание широкой аудитории потребителей.

Как изготовить кавитационные теплогенераторы своими руками?

Оборудование представляет собой простое устройство, что позволяет при необходимости самостоятельно изготовить конструкцию.

Необходимые инструменты и материалы:

  • манометры – для контроля давления на входе/выходе,
  • термометры – для измерения температуры рабочей жидкости при входе/выходе,
  • гильзы под термометры.

Также нужны патрубки с кранами – входные и для выхода.

Особенности выбора насоса

Параметры насоса должны соответствовать специфическим требованиям. Так, нужен агрегат с возможностью работы с высокотемпературными субстанциями. Также учитывается способность прибора создавать необходимое рабочее давление – при входе жидкости достаточно давления в 4 атмосферы, для увеличения скорости нагрева требуется показатель до 12 атмосфер.

Изготовление кавитационной камеры

В самодельных приборах кавитации чаще всего предусматривается вариант в виде сопла Лаваля. Выбирая размер сечения проходного канала, стоит учитывать, что требуется обеспечение максимального перепада давления рабочей субстанции. Для этого подбирают модель наименьшего диаметра, в результате получается достаточно активный процесс кавитации. Приемлемым считается d9-16 мм, при меньшем сечении уменьшается интенсивность водного потока, что приводит к смешиванию жидкости с холодными массами. Применение сопла с маленьким отверстием также чревато следующими последствиями:

  • увеличивается число воздушных пузырьков. В результате наблюдается усиление шума при работе оборудования,
  • есть риск образования пузырьков уже в камере насоса, что может стать причиной его быстрого выхода из строя.

В зависимости от параметров установки выбирают сопла цилиндрической формы, закругленного или конусного профиля. Главное – необходимо обеспечить образование вихревого процесса уже на начальном этапе входа рабочей субстанции в сопло.

Особенности изготовления водяного контура

При самостоятельном конструировании прибора предварительно выполняют схему: определяют протяженность контура, уточняют особенности модели и переносят все это мелом на пол.

Конструкция представляет собой изогнутую трубу, которая присоединяется к выходу камеры, далее рабочая среда снова подается на вход.Субстанцияв контур поступает по направлению против часовой стрелки. Контур снабжается двумя манометрами и парой гильз с термометрами. Модель дополняет вентиль для сбора воздуха. Для регулирования давления вентиль устанавливается между входом и выходом.

Испытание генератора

После установки оборудования и подключения радиаторов к системе отопления насосное устройство включают в сеть и запускают двигатель. При исправной работе конструкции подается необходимое количество воды. Показание манометров давления жидкой среды регулируют при помощи вентиля, учитывая, что требуется разница в диапазоне 8-12 атмосфер. После пуска рабочей жидкости наблюдают параметры температуры: корректным считается нагревание 3-5°C/10 минут. С учетом, что система и насос запитаны 15 л воды, за небольшой отрезок времени нагрев достигнет 60°C. Это хороший результат для эффективной работы отопительного оборудования.

Отопительное оборудование кавитационного типа – экономичный прибор, который способен обогреть помещение за короткий промежуток времени. Производители предлагают различные модели устройства, при необходимости несложно изготовить конструкции самостоятельно с учетом особенностей обустраиваемой площади.

Узнаем все про кавитационные теплогенераторы

Разнообразные способы экономии энергии или получения дарового электричества сохраняют свою популярность. Благодаря развитию Интернета информация о всевозможных «чудо-изобретениях» становится все доступнее. Одна конструкция, потеряв популярность, сменяется другой.

Сегодня мы рассмотрим так называемый вихревой кавитационный генератор — устройство, изобретатели которого обещают нам высокоэффективный обогрев помещения, в котором оно установлено. Что это такое? Данное устройство использует эффект нагрева жидкости при кавитации — специфическом эффекте образования микропузырьков пара в зонах локального снижения давления в жидкости, происходящем либо при вращении крыльчатки насоса, либо при воздействии на жидкость звуковых колебаний. Если Вам когда-либо доводилось пользоваться ультразвуковой ванной, то Вы могли заметить, как ее содержимое ощутимо нагревается.

Реальность использования кавитации для нагревания

кавитационные теплогенераторы

В Интернете распространены статьи о вихревых генераторах роторного типа, принцип действия которых состоит в создании областей кавитации при вращении в жидкости крыльчатки специфической формы. Жизнеспособно ли данное решение?

Начнем с теоретических выкладок. В данном случае мы расходуем электроэнергию на работу электродвигателя (средний КПД — 88%), полученную механическую энергию же частично тратим на трение в уплотнениях кавитационного насоса, частично — на нагрев жидкости вследствие кавитации. То есть в любом случае в тепло будет преобразована лишь часть потраченной электроэнергии. Но если вспомнить, что КПД обычного ТЭНа составляет от 95 до 97 процентов, становится понятным, что чуда не будет: гораздо более дорогой и сложный вихревой насос окажется менее эффективен, чем простая нихромовая спираль.

Можно возразить, что при использовании ТЭНов в систему отопления необходимо вводить дополнительные циркуляционные насосы, в то время как вихревой насос сможет сам перекачивать теплоноситель. Но, как ни странно, создатели насосов борются с возникновением кавитации, не только значительно снижающей эффективность работы насоса, но и вызывающей его эрозию. Следовательно, насос-теплогенератор не только должен быть мощнее специализированного перекачивающего насоса, но и потребует применения более совершенных материалов и технологий для обеспечения сравнимого ресурса.

Важным моментом является тот факт, что, увеличивая кавитацию, создаваемую ротором, мы увеличиваем нагрев жидкости и одновременно снижаем эффективность насоса. Реально работающий как нагреватель кавитатор уже практически не сможет перекачивать теплоноситель, а значит, точно так же, как и ТЭН, потребует применения отдельного циркуляционного насоса. При этом общая эффективность вихревого насоса все равно будет меньше КПД его привода.

Кроме роторно-вихревых насосов, можно встретить такое устройство, как статический теплогенератор («вихревая труба»). В нем используется эффект кавитации, возникающий при прохождении потока жидкости сквозь сопло Лаваля и соответствующем резком изменении скорости и давления. Но по ряду причин такое устройство неэффективно в системах отопления:

  • Чем больше перепад давлений, тем больше нагрев;
  • Для большего перепада давлений необходимо уменьшение диаметра сопла, а следовательно — увеличение гидродинамического сопротивления системы;
  • Следовательно, чем эффективнее работает сопло, тем больший запас мощности циркуляционного насоса потребуется.

Для оправдания заявляемого КПД выше единицы создатели вихревых кавитационных теплогенераторов зачастую приводят оправдания на грани комизма, вплоть до возникновения в зоне кавитации низкотемпературной ядерной реакции. Какое-либо доверие к этой технологии подобные заверения только снижают еще сильнее. Часто встречающиеся похвальные отзывы под статьями о подобных устройствах не выдерживают критики — каких-либо реальных данных, позволяющих провести расчет эффективности отопительных систем на основе вихревого насоса, они не предоставляют.

Распространенные устройства

НТГ-055

Рассмотрим наиболее часто рекламируемые в Интернете вихревые насосы.

Выпускаемый НПП «ЭкоЭнергоМаш» насос НТГ-5,5 имеет следующие характеристики:

  • Мощность электродвигателя: 5,5 кВт
  • Теплопроизводительность: 6,6 кВт/ч

Здесь возникает первый вопрос к производителю: каким образом, в обход закона сохранения энергии, это устройство выделяет тепловой энергии больше, чем потребляет электрической? Точно такое же превышение тепловыделения над расходом энергии обещается и для других изделий этой фирмы.

Московская компания «Экотепло» выпускает несколько вариантов вихревого теплогенератора, наименее мощный из которых — это 55-киловаттный НТГ-055. Столь высокая мощность привода недвусмысленно указывает на реальную тепловую производительность устройств подобного класса, хотя производитель по-прежнему указывает в описании превосходство своих изделий над традиционными электрическими котлами.

В описании устройств, производимых НПО «Термовихрь», характеристики более завуалированы. Так, для трехкиловаттной модели вихревого теплогенератора заявленная теплопроизводительность составляет 3100 ккал/ч. Но, если вспомнить школьный курс физики, можно вычислить, что при стопроцентном преобразовании электрической энергии в тепловую 1 кВт*ч энергии равен 860 килокалориям, то есть идеальный вихревой насос с заявленной теплопроизводительностью потреблял бы 3,6 киловатт-часа электроэнергии. Следовательно, нам вновь предлагают устройство, часть тепловой энергии берущее из ниоткуда.

Информация от производителей таких устройств, репортаж телеканала Россия

Самодельные теплогенераторы

Тем не менее, как демонстрация интересного физического процесса, сделанный своими руками теплогенератор имеет право на жизнь.

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

Конструктивно наше сопло Лаваля будет выглядеть как металлический патрубок с трубной резьбой на концах, позволяющей при помощи резьбовых муфт соединить его с трубопроводом. Для изготовления патрубка понадобится токарный станок.

схема теплогенератора кавитационного

  • Сама форма сопла, точнее, его выходной части, может отличаться по исполнению. Вариант «а» наиболее прост в изготовлении, а его характеристики можно варьировать изменением угла выходного конуса в пределах 12-30 градусов. Однако такой тип сопла обеспечивает минимальное сопротивление потоку жидкости, а, следовательно, и наименьшую кавитацию в потоке.
  • Вариант «б» более сложен в изготовлении, но за счет максимального перепада давления на выходе сопла создаст и наибольшую турбулентность потока. Условия для возникновения кавитации в этом случае являются оптимальными.
  • Вариант «в» — компромиссный по сложности изготовления и эффективности, поэтому стоит остановиться на нем.

Изготовив сопло, можно собрать экспериментальный контур, состоящий из электрического насоса, соединительных патрубков, непосредственно сопла и термометра, который мы используем для определения эффективности устройства. Для уменьшения влияния рассеивания тепла в окружающую среду патрубки лучше всего сделать короткими и замотать их теплоизоляционным материалом. Заполнив контур устройства водой и запомнив ее количество, включим насос ровно на час, чтобы по электросчетчику определить количество израсходованной электроэнергии.

Тепловую мощность самодельного теплогенератора можно определить по следующей формуле, известной по школьному курсу физики:


E=cm(T2-T1)

Где с — это удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг*К)), m — ее масса, T2 — температура воды в конце работы насоса, Т1 — температура в начале. Полученную энергию, измеренную в джоулях. Сравнить ее с израсходованной электроэнергией можно, учитывая соотношение в 1000 Дж на 0.000277 киловатт-часов энергии. Иначе говоря, при стопроцентном КПД устройство, израсходовавшее 1 киловатт-час энергии, не сможет создать тепловой энергии больше 3600 килоджоулей.

ПРИМЕР: Наше устройство нагрело за час 1 литр воды с 10 до 60 градусов. Получаем тепловую энергию в 210 килоджоулей.

Посмотрите, что сообщают о таких устройствах производители

Заключение

Несмотря на громкие обещания разработчиков кавитационных теплогенераторов, их реальная эффективность при всем желании не сможет нарушать законы физики.

По этой причине к их использованию стоит относиться скорее как к демонстрации интересного физического эффекта, чем как к реальному способу экономии электроэнергии.

Ссылка на основную публикацию