Изготовление кавитационного теплогенератора для отопления помещений своими руками, положительные свойства и недостатки конструкции.
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
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:
Рис. 2: кавитационный теплогенератор Потапова
Но широкого распространения устройство не получило из-за отсутствия практического обоснования его работы.
История теплогенераторов
Изобретение конвективного теплогенератора напрямую связано с изобретением Роберта Бунзена — атмосферной горелки, названной в его честь. Первые теплогенераторы, выпущенные в 1856 году на рынок английской компанией «Pettit and Smith», оснащались атмосферной горелкой схожей с горелкой Бунзена, только большего размера.
Немецкий химик-экспериментатор Роберт Вильгельм Бунзен
В 1881 году англичанин Сигизмунд Леони получил патент на новый тип теплогенераторов — пламя горелки в них нагревало асбестовую плиту, передающую тепло воздуху. Впоследствии асбест был заменен на огнеупорную глину, сегодня замененную на более прочные огнеупорные материалы.
Атмосферная горелка и огнеупорная плита над ней — это основные элементы в конструкции любого современного теплогенератора.
Вихревое устройство: общее понятие
Подобная установка конструктивно достаточно проста. Она используется для эффективного и выгодного отопления здания с минимальными финансовыми затратами. Экономичность обуславливается специальным нагревом воды через кавитацию. Такой метод заключается в создании мелких пузырьков из пара в зоне сниженного давления рабочей жидкости, которое обеспечивается специальными звуковыми колебаниями, функционированием насоса.
Кавитационный нагреватель справляется с переработкой механической энергии в тепловой поток, что немаловажно для промышленных объектов. В них нагревательные элементы периодически выходят из строя, поскольку функционируют с жидкостями большой разности по температуре.
Именно такие кавитаторы выступают надежной заменой устройствам, работа которых зависит от твердых видов топлива.
В этом видео вы узнаете, как устроен теплогенератор:
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.
Популярные модели
Газовый напольный котел Конорд входит в линейку бюджетных агрегатов, которые доступны для населения с любым уровнем доходов. Он не только дешево стоит, но и является достаточно экономичным для эксплуатации. А факт его изготовления в Российской Федерации позволяет без проблем доставать все комплектующие, чтобы проводить плановый текущий ремонт. Стоимость раходников приятно удивит всех клиентов.
Самым лучшим спросом всегда пользуется многофункциональная техника. Поэтому газовые отопительные двухконтурные котлы под маркой Конорд наиболее востребованы на рынке. Они решают сразу две задачи: обогрев помещений и горячее водоснабжение. При этом пользователь легко может управлять обеими функциями по отдельности, так как они не взаимосвязаны между собой. После завершения отопительного сезона котел можно будет отключить, а использовать только водонагреватель, чтобы не переплачивать за газ.
Виды воздушного отопления
Существует три разновидности воздушной отопительной системы. Основное отличие между ними заключается в способе циркуляции нагретого воздуха.
-
Прямоточная система. Использовалась в первых системах обогрева дома воздухом, которые известны еще со времен Древнего Рима.
В нижней части дома, обычно в подвале, разжигали огонь (позднее устанавливали печь на дровах или угле), и горячий воздух самотеком поднимался по внутристенным полостям, нагревая таким образом помещения. Однако, КПД такой системы довольно низок, большая часть горячего воздуха в прямом смысле «вылетает в трубу», а значительная часть тепла расходуется на нагревание стен.
-
Рециркуляционная система закрытого типа. Ее еще называют гравитационной.
Воздух в такой системе воздушного отопления дома циркулирует по замкнутому воздуховоду. Он, нагреваясь, поднимается вверх и, пройдя через все помещения и остыв, возвращается обратно к источнику нагрева. Эта система более прогрессивна по сравнению с прямоточной. КПД ее достаточно высок, но из-за того, что качество воздуха в такой системе постепенно ухудшается, она не рекомендована для использования в жилых помещениях.
-
Рециркуляционная система с притоком свежего воздуха снаружи. Именно такие системы предпочтительней для воздушного обогрева жилых домов. А установка дополнительных фильтров (механических, химических или электронных) помогает не только отапливать помещение, но и очищать воздух, ионизировать и насыщать его влагой или, наоборот, подсушивать.
То есть система является универсальным монтажным сооружением, которое помогает решить такие вопросы как отопление, вентиляция и кондиционирование.
Особенности конструкции лопастей
Относительно конструктивных особенностей лопастей будущего генератора следует отметить, что они не должны быть слишком длинными, а их общее количество обычно не превышает трёх. Подобный выбор объясняется тем, что вес вращающихся элементов в этом случае будет меньше, и риск их разрушения резко снижается.
Обратите внимание! В ряде промышленных образцов используются длинные и сравнительно тяжёлые лопасти, но при этом в их конструкции предусмотрен изменяющийся угол наклона плоскости вращения. Такое устройство подвижного механизма позволяет менять обороты с одновременным снижением уровня шумности
Такое устройство подвижного механизма позволяет менять обороты с одновременным снижением уровня шумности.
Примерная стоимость самого недорого образца промышленной ветроустановки мощностью до 1 кВт составляет около 50-ти тыс. руб. и более. Для большинства пользователей такая сумма оказывается абсолютно «неподъёмной». Этим объясняется желание многих из них попытаться изготовить ветряной агрегат самостоятельно, воспользовавшись возможностями старого, но ещё рабочего автогенератора.
Виды кавитационных теплогенераторов
В попытках усилить процесс выделения тепла ученные внедрили ряд технологий, которые и легли в основу разделения кавитационных теплогенераторов на виды:
- роторные – процесс кавитации формируется за счет вращающегося элемента, диска или цилиндра, как правило, со сквозными или поверхностными отверстиями;
- трубчатые – обеспечивают формирование пузырьков за счет соединения труб разной формы и методов их соединения;
- ультразвуковые – завихрения в воде образуются за счет ударной волны, посылаемой ультразвуковым генератором.
Устройство теплогенератора
Основные элементы оборудования:
-
вентилятор;
-
водяной теплообменник;
-
корпус, в котором располагаются основные узлы, система автоматики.
Модели, предназначенные для обогрева домов большой площади, комплектуются вентиляторами повышенной напорности, подключаемыми к воздуховодам.
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.
Автономное отопление xxi века для бизнеса | +7 (499) 380-79-39
История группы компаний «Тепло XXI века» начинается с 1998 года, когда несколько энтузиастов, захваченных идеей изготовить работающий образец вихревого теплогенератора, объединились и создали коммерческое предприятие.
На первоначальном этапе была поставлена задача – через участие в профильных выставках и публикацию в СМИ познакомить с уникальным тепловым оборудованием — широкий круг специалистов и объединить единомышленников в некоммерческую организацию с целью пропаганды, обмена опытом и продвижения вихревой энергетики. В 2000 г. были изготовлены промышленные образцы вихревых теплогенераторов мощностью 75кВт.
Теперь мы выпускаем уникальное оборудование, которое позволяет производить тепло с высокой эффективностью и решать задачи автономного теплоснабжения.
В комплект поставки входят гибкие вставки, отвечающие условиям и требованиям СНиПов в части организации тепловых пунктов. Для обеспечения работы автоматики в системе теплоснабжения наше оборудование комплектуется термодатчиком и сигнализирующим манометром, чтобы облегчить покупателям монтаж и ввод в эксплуатацию.
- ПОСТАВЛЯЕМ ОБОРУДОВАНИЕ ПО ВСЕМУ МИРУ
- РАЗРАБОТКИ ВЕЛИСЬ НАЧИНАЯ С 1998 ГОДА
- УСТАНОВКА ИСПОЛЬЗУЕТ ОДНО ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
- ГАРАНТИЯ НА ДВИГАТЕЛЬ 36 МЕСЯЦЕВ
- СИСТЕМЫ НЕПРЕРЫВНО РАБОТАЮТ С 2003 ГОДА
- ПРИ ЗАКЛЮЧЕНИИ ДОГОВОРА НА ОБСЛУЖИВАНИЕ ГАРАНТИЯ 18 МЕСЯЦЕВ
- ПОСЕТИТЕ ДЕМОНСТРАЦИЮ ОБЪЕКТОВ, РАБОТАЮЩИХ УЖЕ ГОДЫ
- ОСТАВЬТЕ ЗАЯВКУ И УЗНАЙТЕ КАК СЭКОНОМИТЬ ДО 50%
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 60м2 выгоднее использовать установку на газу, жидком топливе или эквивалентной электрической мощности с нагревательным тэном).
Стоимость
Теплогенератор не обязательно делать самостоятельно. В продаже существуют уже готовые аппараты. Напоследок я приведу стоимость некоторых популярных моделей:
| Модель | Цена в рублях |
| ВТГ 5,5 кВт | 76400 |
| НТГ-11 10,1 кВт | 115000 |
| EUROMIX REV 100, 100 кВт | 472000 |
| Euronord Н 50 для помещений площадью до 7500 м2 | 240 000 |
Вот и вся информация о том, что такое теплогенератор.
Как не стать жертвой обмана?
Кавитационные теплогенераторы действительно существуют и применяются для обогрева, но каждый владелец частного дома или квартиры окажется в проигрыше при замене им газовой или твердотопливной системы. Их смело можно устанавливать для небольших предприятий, но с оговоркой, что замену некоторых элементов вам придется делать уже через 5 лет. Поэтому предварительно рассчитайте целесообразность такой системы отопления для вашего случая.
Смотрите видео для более детальной информации:
Полезное видео
В видео демонстрируется система воздушного отопления теплицы при помощи теплогенератора GRV на дровах.
Воздушное отопление
Воздушное отопление требуется для того чтобы поддерживать комфортную температуру в холодный период. А какая именно это температура – расписано в ГОСТ 30494-96.
Так, для жилых помещений норма — +20 градусов, для угловых жилых комнат — +22 градуса. Для кухонного помещения — +18 градусов, ванная комната — +25 градусов, а туалет — +18 градусов. Заметим, что такие нормы пригодны для многоквартирных домов.
Расчет мощности, на который обычно опираются проектировщики, создающие отопление воздухом и вентиляцию, дает довольно усредненные значения – и точным образом определить утечки тепла будет трудно. Помимо этого, они меняются в зависимости от того, какие в данный момент температура, ветер и влажность на улице.
Составные части воздушного отопления
Но уже достаточно долгое время существует такая методика, на которой можно основываться в случае самостоятельного проектирования. Инструкция здесь довольно простая: на 1 куб.м помещения нужно 40 Вт тепловой мощности. На каждый оконный проем добавляем по 100 Вт тепла. На каждую дверь, которая ведет на улицу – 200. Коэффициент для угловых квартир – 1.2-1.3, для частных домов – 1.5. Также применяется региональный коэффициент: 0.7-0.9 для теплых регионов, 1.2-1.3 для европейской части Российской Федерации, 1.5-2.0 для Крайнего Севера и Дальнего Востока. Когда на улице более теплая температура, чтобы регулировать температурный режим в доме, не открывая форточки, можно заменить вентиль радиатора на дроссель или термостатическую головку.
Из чего состоит газовый теплогенератор для воздушного отопления
Каждая из этих часть системы играет определенную и важную роль, а именно:
- функция газовой горелки заключается в поджоге топлива и обеспечении его дальнейшего сгорания;
- предназначение воздушного вентилятора заключается в безостановочной подаче свежего воздуха, а также в выбросе уже отработанного воздуха вверх из системы;
- в камере сгорания происходит полное сгорание источника тепла. При условии, если топливо сгорает полностью, то количество выпускаемого системой углекислого газа не является большим;
- теплообменник необходим для того, чтобы между теплогенератором и непосредственно помещением происходил нормальный обмен теплом, то есть предотвращает перегрев отопительного оборудования;
- воздуховоды – это особые каналы, которые необходимы для отвода горячего воздуха в нужные участки помещения.
Список использованной литературы
- Акуличев В. А. «Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях» 1978
- Корнфельд М. «Упругость и прочность жидкостей» 1951
- Федоткин И. М., Гулый И. С. «Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности» 1997