Sūkuriniai šilumos generatoriai

Sūkuriniai šilumos generatoriai yra įrenginiai, kurie leidžia jums gauti šiluminę energiją specialiuose prietaisuose, konvertuojant elektros energiją.

Pirmojo istorija sūkuriniai šilumos generatoriai įsišaknijęs XX amžiaus pirmame trečdalyje, kai prancūzų inžinierius Josephas Rangas susidūrė su netikėtu efektu, tyrinėdamas dirbtinai sukurto sūkurio savybes jo sukurtame įrenginyje - sūkuriniame vamzdyje. Stebimo efekto esmė buvo ta, kad sūkurinio vamzdelio išėjimo metu buvo pastebimas suslėgto oro srauto atskyrimas į šiltą ir šaltą srautą.

Tyrimus šioje srityje tęsė vokiečių išradėjas Robertas Hillschas, kuris praėjusio amžiaus keturiasdešimtaisiais metais patobulino „Rank“ sūkurinio vamzdžio dizainą, pasiekdamas, kad padidėtų dviejų oro srautų, esančių vamzdžio išleidimo angoje, temperatūrų skirtumas. Tačiau tiek Rangas, tiek Hilschas teoriškai nepagrindė stebimo efekto, dėl kurio jo praktinis pritaikymas buvo atidėtas ilgus dešimtmečius. Reikėtų pažymėti, kad daugiau ar mažiau patenkinamas teorinis Rank-Hills efekto paaiškinimas klasikinės aerodinamikos požiūriu dar nerastas.

Vienas pirmųjų mokslininkų, sugalvojusių įpilti skysčio į Rango vamzdį, yra Rusijos mokslininkas Aleksandras Merkulovas, Kuibyševo (dabar Samara) valstybinio kosminio kosmoso universiteto profesorius, kuriam suteiktas kreditas kurti naująją teoriją. Šeštojo dešimtmečio pabaigoje Merkulovo sukurta šiluminių variklių ir šaldymo mašinų pramoninių tyrimų laboratorija atliko didžiulį kiekį sūkurinio efekto teorinių ir eksperimentinių tyrimų.

Idėja sūkuriniame vamzdyje kaip darbinį skystį naudoti ne suslėgtą orą, bet vandenį buvo revoliucinė, nes vanduo, skirtingai nei dujos, yra nesuspaudžiamas. Taigi srautų atskyrimo į šaltą ir karštą poveikį nereikėtų tikėtis. Tačiau rezultatai viršijo visus lūkesčius: vanduo, einantis per „košelę“, greitai įkaista (kurio efektyvumas viršija 100%).

Mokslininkui buvo sunku paaiškinti panašų proceso efektyvumą. Kai kurių tyrinėtojų teigimu, nenormalų skysčio temperatūros padidėjimą sukelia mikrokavitacijos procesai, būtent dujomis ar garais užpildytų mikrodubų (burbulų), susiformavusių vandens sukimosi ciklone metu, „sutraukimas“. Nesugebėjimas paaiškinti tokio aukšto stebimo proceso efektyvumo tradicinės fizikos požiūriu lėmė, kad sūkurinės šilumos energija tvirtai įsitvirtino „pseudomokslinių“ krypčių sąraše.

Tuo tarpu šis principas buvo priimtas, dėl kurio buvo sukurti darbo šilumos ir elektros generatorių modeliai, įgyvendinantys aukščiau aprašytą principą. Šiuo metu Rusijoje, kai kuriose buvusios Sovietų Sąjungos respublikose ir keliose užsienio šalyse sėkmingai veikia šimtai įvairių galingumo sūkurinių šilumos generatorių, kuriuos gamina daugybė vidaus tyrimų ir gamybos įmonių.

Fig. 1. Sūkurinio šilumos generatoriaus schema

Šiuo metu pramonės įmonės gamina įvairių konstrukcijų sūkurinius šilumos generatorius.

Fig. 2. Sūkurinis šilumos generatorius "PRIVALO"

Tverio tyrimų ir plėtros įmonėje „Angstrom“ buvo sukurtas elektros energijos šilumos keitiklis - sūkurinis šilumos generatorius "PRIVALO". Jo veikimo principą užpatentuoja R. I. Mustafajevas (2132517) ir jis leidžia jums gauti šiluminę energiją tiesiai iš vandens. Konstrukcija neturi jokių kaitinimo elementų, o tik siurblys, kuris siurbia vandenį, maitinamas elektra.Sūkurio šilumos generatoriaus korpuse yra skysčio greitintuvų blokas ir stabdžių įtaisas. Jį sudaro keli ypatingo dizaino sūkuriniai vamzdeliai. Išradėjas teigia, kad nė vienas iš šiems tikslams sukurtų prietaisų neturi didesnio koeficiento.

Aukštas efektyvumas nėra vienintelis naujojo keitiklio pranašumas. Kūrėjai mano, kad ypač perspektyvu savo sūkurinį šilumos generatorių naudoti naujai statomuose, taip pat objektuose, nutolusiuose nuo centralizuoto šilumos tiekimo. Šilumos generatorius PRIVALOTI gali būti montuojamas tiesiai į suformuotus vidinius objektų šildymo tinklus, taip pat į technologines linijas.

Neįmanoma sakyti, kad naujovė vis tiek yra brangesnė nei tradiciniai katilai. „Angstrom“ jau siūlo savo klientams kelis PRIVALOTINUS generatorius, kurių galia nuo 7,5 iki 37 kW. Jie gali šildyti kambarius atitinkamai nuo 600 iki 2200 kvadratinių metrų.

Elektros energijos perskaičiavimo santykis yra 1,2, tačiau gali siekti 1,5. Iš viso Rusijoje veikia apie šimtą PRIVALUMŲ sūkurinių šilumos generatorių. Pagaminti MUST šilumos generatorių modeliai leidžia šildyti patalpas iki 11 000 m3. Montavimo svoris yra nuo 70 iki 450 kg. Šilumos MUST 5.5 įrenginyje yra 7112 kcal / h, šiluminė MUST 37 instaliacija yra 47840 kcal / h. Šilumos nešiklis, kurį PRIVALO naudoti sūkuriniame šilumos generatoriuje, gali būti vanduo, antifrizas, poliglikolis arba bet koks kitas neužšąlantis skystis.

Fig. 3. Sūkurinis šilumos generatorius „VTG“

VTG sūkurinis šilumos generatorius Tai cilindrinis kūnas, kuriame įrengtas ciklonas (sraigė su liestinės įvade) ir hidraulinis stabdžių įtaisas. Darbinis skystis, esant slėgiui, tiekiamas į ciklono įleidimo angą, po kurio jis pereina per jį sudėtingu keliu ir stabdomas stabdžių įrenginyje. Papildomas slėgis šilumos tinklo vamzdžiuose nesukuriamas. Sistema veikia impulsiniu režimu, užtikrinant iš anksto nustatytą temperatūros režimą.

Vanduo ar kiti neagresyvūs skysčiai (antifrizas, antifrizas) VTG naudojami kaip šilumos nešiklis, atsižvelgiant į klimato zoną. Skysčio kaitinimo procesas vyksta dėl jo sukimosi pagal tam tikrus fizikinius įstatymus, o ne pagal kaitinimo elemento įtaką.

Pirmos kartos VTG sūkurinės šilumos generatoriaus elektros energijos konvertavimo į šilumą koeficientas buvo ne mažesnis kaip 1,2 (t. Y. KPI buvo ne mažesnis kaip 120%). VTG jis naudojamas tik elektriniam siurbliui, siurbiančiam vandenį, o vanduo išskiria papildomą šiluminę energiją.

Diegimas veikia automatiniu režimu, atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą. Darbo režimą kontroliuoja patikima automatika. Skysčio šildymas tiesioginiu srautu yra įmanomas (be uždaros kilpos), pavyzdžiui, karštam vandeniui gaminti. Šildymas vyksta per 1–2 valandas, atsižvelgiant į lauko temperatūrą ir šildomo kambario tūrį. Elektros energijos (KPI) konvertavimo į šilumą koeficientas yra daug didesnis nei 100%.

VTG sūkuriniai šilumos generatoriai buvo išbandyti įvairiuose tyrimų institutuose, taip pat ir jo vardu pavadintoje „RSC Energia“ S.P. Korolevas 1994 m., Centriniame aerodinamikos institute (TsAGI). Žukovskis 1999 m. Testai patvirtino aukštą VTG sūkurinės šilumos generatoriaus efektyvumą, palyginti su kitų tipų šildytuvais (elektriniais, dujiniais, taip pat skystu ir kietu kuru). Tuo pačiu šilumos našumu, kaip ir tradicinėse šildymo įmonėse, kavitaciniai sūkuriniai šilumą generuojantys vienetai sunaudoja mažiau elektros energijos.

Įrenginys pasižymi geriausiomis eksploatacinėmis savybėmis, jį lengva prižiūrėti ir jo tarnavimo laikas yra daugiau nei 10 metų. VTG sūkurinis šilumos generatorius išsiskiria mažais matmenimis: užimamas plotas, atsižvelgiant į šilumos generatoriaus tipą, yra 0,5–4 kv.m. Klientui pageidaujant, galima pagaminti generatorių, skirtą dirbti agresyvioje aplinkoje. Įvairaus galingumo sūkurinius šilumos generatorius gamina ir kitos įmonės.