Как изготовить вихревой тепловой генератор потапова своими руками. Все подробности про изготовление вихревых теплогенераторов своими руками

Для отопления частного дома и квартиры, часто используются автономные генераторы. Предлагаем рассмотреть, что такое индукционный вихревой теплогенератор, его принцип работы, как сделать устройство своими руками, а также чертежи приборов.

Описание генератора

Существуют разные виды вихревых тепрогенераторов, в основном различают их по форме. Ранее использовались только трубчатые модели, сейчас активно применяют круглые, ассиметричные или овальные. Нужно отметить, что это небольшое устройство может обеспечить полностью автономное отопление, а при правильном подходе еще и горячее водоснабжение.

Фото – Мини-теплогенератор вихревого типа

Вихревой и гидровихревой теплогенератор, представляет собой механическое устройство, которое отделяет сжатый газ их горячих и холодных потоков. Воздух, выходящий из «горячего» конца, может достигать температуры 200 ° С, а из холодного доходить до -50. Нужно отметить, что главным преимуществом такого генератора является то, что это электрическое устройство не имеет движущихся частей, все стационарно закреплено. Трубы чаще всего изготовлены из нержавеющей легированной стали, которая отлично противостоит высоким температурам и внешним разрушающим факторам (давлению, коррозии, ударным нагрузкам).


 Фото – Вихревой теплогенератор

Сжатый газ вдувают по касательной в вихревую камеру, после чего он ускоряется до высокой скорости вращения. В связи с коническим соплом на конце выходной трубы, только «входящая» часть сжатого газа допускается для движения в данном направлении. Остальная часть вынуждено возвращается во внутренний вихрь, который является меньшего диаметра, чем наружный.

Где используются вихревые теплогенераторы энергии:

  1. В холодильных установках;
  2. Для обеспечения отопления жилых зданий;
  3. Для нагрева промышленных помещений;

Нужно учитывать, что вихревой газовый и гидравлический генератор имеет меньшую эффективность, чем традиционное оборудование для кондиционирования воздуха. Они широко используются для недорогого точечного охлаждения, когда доступен сжатый воздух из локальной сети обогрева.

Видео: изучение вихревых теплогенераторов

Принцип действия

Существуют различные объяснения причин возникновения вихревого эффекта вращения при полном отсутствии движения и магнитных полей.

Фото – Схема вихревого теплогенератора

В данном случае, газ выступает телом вращения, за счет быстрого перемещения внутри устройства. Такой принцип работы отличается от общепринятого стандарта, где отдельно идет холодный и горячий воздух, т.к. при совмещении потоков согласно законам физики образуется разное давление, которое в нашем случае вызывает вихревое движение газов.

Благодаря наличию центробежной силы, температура воздуха на выходе намного больше температуры её на входе, это позволяет использовать устройства, как для получения тепла, так и для эффективного охлаждения.

Существует еще одна теория принципа работы теплогенератора, за счет того, что оба вихря вращаются с одинаковой угловой скоростью и направлением, внутренний вихревой угол теряет свой угловой момент. Уменьшение момента передается кинетической энергии к внешнему вихрю, в результате чего образуются отрывные течения горячего и холодного газа. Такой принцип работы является полным аналогом эффекта Пельтье, в котором устройство использует электрическую энергию давления (напряжения) для перемещения тепла к одной стороне перехода разнородных металлов, в результате чего другая сторона охлаждается и потребляемая энергия возвращается к источнику.


 Фото – Принцип работы генератора гидротипа

Достоинства вихревого теплогенератора :

  • Обеспечивает значительную (до 200 º С) разность температур между «холодным» и «горячим» газом, работает даже при низком входном давлении;
  • Работает с эффективностью до 92%, не нуждается в принудительном охлаждении;
  • Преобразует весь поток на входе в один охлаждающий. Благодаря чему практически исключена вероятность перегрева систем отопления
  • Используется энергия, вырабатываемая в вихревой трубки единым потоком, что способствует эффективному нагреву природного газа при минимальных теплопотерях;
  • Обеспечивает эффективное разделение вихревой температуры входного газа при атмосферном давлении и выходного газа при отрицательном давлении.

Такое альтернативное отопление при практически нулевой затрате вольт отлично нагревает помещение от 100 квадратных метров (в зависимости от модификации). Главные минусы : это высокая стоимость и редкое применение на практике.

Как сделать теплогенератор своими руками

Вихревые теплогенераторы – это очень сложные приспособления, на практике можно сделать автоматический ВТГ Потапова, схема которой подходит как для дома, так и для промышленных работ.

Фото – Вихревой теплогенератор Потапова

Так появился механический теплогенератор Потапова (КПД 93%), схема которого приведена на рисунке. Несмотря на то, что первым патент получил Николай Петраков, именно устройство Потапова пользуется особым успехом у домашних мастеров.

На данной схеме изображена конструкция вихрегенератора. Патрубок смешения 1 присоединен к напорному насосу фланцем, который в свою очередь подает жидкость с давлением от 4 до 6 атмосфер. Когда вода попадает в коллектор, на чертеже 2,образовывается вихрь, и она подается в специальную вихревую трубу (3), которая сконструирована так, что длина в 10 раз больше, чем диаметр. Вихрь воды передвигается по спиральной трубе у стенок к горячему патрубку. Этот конец заканчивается донышком 4, в центре которого есть специальное отверстие для выхода горячей воды.

Чтобы контролировать поток, перед донышком расположено специальное тормозящее приспособление, или выпрямитель потока воды 5, он представляет собой несколько рядов пластин, которые приварены к втулке по центру. Втулка соосна тубе 3. В тот момент, когда вода движется по трубе к выпрямителю по стенкам, в осевом участке образовывается противоточное течение. Здесь вода движется по направлению к штуцеру 6, который врезан в стенку улитки и трубе подачи жидкости. Здесь производитель установил еще один дисковый выпрямитель потока 7, чтобы контролировать течение холодной воды. Если из жидкости выходит тепло, то его направляет по специальному байпасу 8 к горячему концу 9, где вода смешивается с нагретой при помощи смесителя 5.

Непосредственно из патрубка горячей воды жидкость поступает в радиаторы, после чего делая «круг», возвращается к теплоносителю для повторного нагрева. Далее источник нагревает жидкость, насос повторяет круг.

По такой теории даже существуют модификации теплогенератора для серийного производства низкого давления. К сожалению, проекты хороши только на бумаге, реально их мало кто использует, особенно, если учитывать, что расчет осуществляется при помощи теоремы Вириала, которая обязана учитывать энергию Солнца (непостоянную величину), и центробежную силу в трубе.

Формула представляет собой следующее:

Епот = – 2 Екин

Где Екин =mV2/2 – это кинетическое движения Солнца;

Масса планеты – m, кг.

Бытовой теплогенератор вихревого типа для воды Потапова может иметь следующие технические характеристики:


 Фото – Модификации вихревых теплогенераторов

Обзор цен

Несмотря на относительную простоту, чаще проще купить вихревые кавитационные теплогенераторы, чем самостоятельно собрать самодельный прибор. Продажа генераторов нового поколения осуществляется во многих крупных городах России, Украины, Беларуси и Казахстана.

Рассмотрим прайс-лист из открытых источников (мини-приборы будут дешевле), сколько стоит генератор Мустафаева, Болотова и Потапова:

Наиболее низкая цена на теплогенератор вихревой энергии марки Акойл, Вита, Гравитон, Муст, Евроальянс, Юсмар, НТК, в Ижевске, к примеру, около 700 000 рублей. При покупке обязательно проверяйте паспорт прибора и сертификаты качества.

Уже невозможно пересчитать все статьи и все публикации по поводу этих генераторов. И чего только про них не написано, и что это решение всех энергетических проблем, и что это полное шарлатанство. Вся эта тема обросла кучей домыслов и всяких легенд. Выдвигалось множество теорий и предположений, откуда берется дополнительная энергия – от холодного ядерного синтеза до использования энергии эфира. Из Америки то же поступают сведения, что якобы какой-то инженер создал тепловую установку с КПД 135% называется эта установка – поющая (свистящая) при работе издает громкий свистящий звук. Но как практика показывает чудес в природе не бывает и всякое чудо можно объяснить, если досконально разобраться в сущности вопроса. Когда фокусник достает голубя из своей пустой шляпы это производит впечатление. Так откуда же берется дополнительная энергия в генераторах Потапова и прочих аналогичных устройствах. Вот в этом вопросе и попытаемся разобраться в данной статье.

Все по порядку. Несколько лет назад, с моей подачи, одна авто мастерская приобрела генератор Потапова. Авто сервис располагался в двух больших ангарах, стоящих рядом, и представляющих собой металлические полубочки площадью около 300 квадратных метров каждая. Эти строения остатки слесарных мастерских от бывшего гаража совхоза. К ним подведено 3-х фазное электричество, и не подведено отопления и воды. В данной ситуации генератор Потапова казался панацеей для решения всех проблем. Я помог выбрать и приобрести генератор Потапова коллективу этого малого предприятия. Согласно техническим характеристикам генератора он должен выдавать не менее 140% КПД. Мне самому было крайне интересно а правда ли что будет такое – энергия из ни откуда. Прошла зима и был результат — ни какого КПД свыше 100% не было. После не сложных расчетов и вычислений было понятно что КПД установки находится в пределах 70-80% а руководитель автосервиса не стесняясь высказывал свое недовольство в мой адрес и особенно сильно в адрес Потапова. Жизнь идет и к следующей зиме надо было что- то делать. На этот раз я был хитрее и рекомендовал опробованный метод – нагрев воды с помощью электричества посредством обычных тенов с КПД =100% . А генератор Потапова использовать, как насос для прокачки горячей воды в отопительной системе. Сказано – сделано. На вход генератора Потапова, последовательно с ним, в контур циркулирования воды был поставлен обычный нагревательный бак с тенами (выпускаемый серийно). Вот тут и начались чудеса. Руководитель автосервиса был в восторге – в самый сильный мороз в ангаре можно было работать раздетым. А я был крайне озадачен, что же я такое рекомендовал что получил такой результат. Опять не стыковка КПД получалось свыше 100%. То слишком мало то слишком много – чушь полная. Стал разбираться – просил запускать комплекс в разных режимах работы, с разными температурами и прочее. (Кстати сказать и генераторы Потапова у отдельных пользователей в начале выдавали свыше 100% КПД делали замер а потом почему то они переставали давать параметры работы как в начале.) После анализа всех данных получалась следующая картина. КПД всего комплекса могла быть свыше 100% при условии что вода из нагревательного бака поступает в генератор Потапова с температурой около 65С При этом вода абсолютно прозрачная (просто горячая). А выходя из генератора Потапова вода приобретает мутновато белый цвет – как будто к воде добавили молоко хотя температура тоже остается около 65С. Такую мутноватую воду можно наблюдать в системе отопления, когда спускают воздушные пробки. Вот с этой мутноватой водой и происходит все не понятное. Мутная вода поступая в батарею и радиатор начинает отдавать тепло окружающей среде, при этом сам радиатор и вода четко имеют температуру 65С и не остывает (хотя визуально видно что радиатор отдает тепловую энергию окружающему пространству). Далее вода поступает в следующий радиатор – радиатор стоит горячий (около 65С), а вода не охлаждается и только поступив в третий радиатор вода сперва приобретает свою прозрачность и после этого начинает линейно остывать во всех следующих радиаторах отопления. Система отопления авто сервиса представляет собой 10 батарей с 18 секциями каждая, включенных последовательно. Вот результаты замеров:

Батарея №1 температура 65С вода мутная как будто с молоком.

Батарея №2 температура 68С вода мутная как будто с молоком.

Батарея №3 температура 65С вода почти прозрачная, но еще мутная.

Батарея №4 температура 60С вода прозрачная.

Батарея №5 температура 55С вода прозрачная.

Батарея №6 температура 50С вода прозрачная

Батарея №7 температура 45С вода прозрачная

Батарея №8 температура 40С вода прозрачная

Батарея №9 температура 35С вода прозрачная

Батарея №10 температура 30С вода прозрачная

После 10-ой батареи, в магистрали отопления стоит кран, для отбора горячей воды на бытовые нужд – помывка автомобилей, душ для работников и прочее. Далее магистраль отопления соединяется с нагревательным баком, к которому подведена еще одна магистраль холодной воды, для питания всей системы водой из артезианской скважины. Из нагревательного бака вода поступает уже нагретой в сам генератор Потапова. Если воду не нагреть до 65С в баке с тенами, а подать в генератор Потапова например с температурой 50С,то на входе будет 50С, а в каждой последующей батарее будет уменьшение на 5 градусов линейно и вода при этом будет прозрачной, и не будет ни какого дополнительного тепла. Выделение «неизвестной» энергии происходит только в воде нагретой до 65С и при этом она должна быть взбученной, взболтанной – иметь мутновато-белый цвет. Генератор Потапова в принципе можно заменить на абсолютно любой взбалтыватель. Ноу-хау ни какого нет. Выделение неизвестной энергии идет не в генераторе Потапова а в системе радиаторов.

Что температура воды в батарее №2 стоит 68С а в батареи №1 65С это не опечатка, действительно наблюдается не большое повышение (на2-3С) температуры воды в батареи хотя по логике вещей вода в батареи должна охлаждаться, а тут происходит даже нагрев без дополнительного подвода энергии. Весь секрет в воде. Вода крайне интересная штука.

Все по порядку. Н2 О всем известная формула, молекула представляет собой

рогатулину с углом в104,27 градусов,точнее при таком написании формулы воды Н2 О это имеется в виду водяной пар. В жидком состоянии вода представляет собой более сложную формулу (Н2 О)8 и (Н2 О)6

за счет того что все водородные связи оказываются замкнуты то вода приобретает свою текучесть. С одной стороны вода это вроде бы жидкость с другой стороны это твердые кристаллы, мельчайших размеров (молекулярного уровня). Полная аналогия с песком – песок, если рассматривать одну песчинку это абсолютно твердое вещество, а если песок рассматривать в большом объеме то это вроде бы текучая (жидкая) субстанция. Зыбучие пески – в них даже можно утонуть как в воде. Молекула воды не плоская, а как бы состоит из 2-х слоев. Это получается из-за того что угол равен 104,27 между атомами водорода, а в угле жидкой молекулы восьми угольника угол равен 135 точно также как в шести угольнике угол равен 120. Это не соответствие 135-104,27 =27,73 градуса в восьмиугольной и 120-104,27=15,73 градуса в шестиугольнике компенсируется выпячиванием одного слоя (четного) над другим слоем (нечетного) и угол все равно остается равным 104,27. Молекула воды (Н2 О)8 представляет собой как бы два квадрата сдвинутые относительно друг друга на 45 градусов, а в углах этих квадратов располагаются молекулы Н2 О. Молекула воды (Н2 О)6 представляет собой как бы два треугольника сдвинутые друг относительно друга на 60 градусов и в углах этих треугольников располагаются молекулы Н2 О. Н2 О- это пар, а жидкая вода это смесь кристаллов молекул (Н2 О)8 и (Н2 О)6 . Есть у воды и еще одно кристаллическое состояние – лед.

Лед имеет форму кубиков, а точнее трапеций, а еще точнее трапеций вперемешку с

треугольниками.

Но и это утверждение не совсем верное, потому что в каждом кубике остаются 2 пары не учтенных водородных связей и эти водородные связи соединяются с другими кубиками, поэтому лед представляет собой, как бы один большой монолитный кристалл. Именно этим объясняется механическая твердость льда. Получается, что каждая в отдельности взятая молекула Н2 О, в кристалле льда, связана со всеми остальными молекулами Н2 О Во всех химических справочниках такая кристаллическая решетка льда называется гексагональной. Химическую формулу льда следовало бы записать так (Н2 О)бесконечность. Под бесконечностью подразумевается очень большое, но конечное число молекул Н2 О входящих в состав конкретного объекта – например айсберга. В грубом приближении можно утверждать, что количество молекул в айсберге равно бесконечности и айсберг это один большой кристалл

Есть у воды еще два кристаллических состояния, но они образуются при очень сверх низких температурах. Настолько низкие температуры можно получить только в лабораторных условиях по этому эти кристаллические решетки остаются уделом изучения специалистов. Сейчас будем говорить только об агрегатных состояниях воды в допустимом диапазоне температур:

Твердое состояние Лед — (Н2 О)бесконечность Устойчивое состояние до 0С

Жидкое состояние Вода -(Н2 О)8 и (Н2 О)6 (смесь) Устойчивое состояние от 0С до 100С

Газообразное состояние Пар – (Н2 О)2 и Н2 О (смесь)Устойчивое состояние от 100С до135С

Газообразное состояние Перегретый пар – Н2 О Устойчивое состояние от 135С и выше

Отдельно надо поговорить еще об одном классе кристаллов воды – снежинках.

Такие твердые водяные кристаллы образуются сразу из газообразной фазы при отрицательной температуре. Причем при разных отрицательных температурах образуются разные снежинки. Центром образования снежинки служит молекула (Н2 О)6 – шести угольник по этому снежинки всегда шестиугольные

Примечание: В советские времена на советских плакатах можно было увидеть снежинки с 5 лучами. Они существуют???? НЕТ Снежинки с пятью лучами художники рисовали не с натуры, а руководствуясь идеологическими рвениями и наказом партии.

Профессор – физик из Калифорнийского университета Кеннет Либбехт задался целью узнать вероятность повторения узора снежинки. Для этого он стал фотографировать снежинки, на специально сконструированном стенде, установленном на джипе. Фотографировал на протяжении 5 лет сделал более 6500 фотографий и что самое поразительное на всех фотографиях снежинки были разные со своим индивидуальным рисунком. Вопрос-« а если в природе две одинаковые снежинки» остается открытым, есть предположение, не без оснований, что двух одинаковых снежинок в природе не существует. Просматривая его каталог снежинок я наткнулся на фотографии крайне интересных кристаллов – очень редких с 12 лучами, такие снежинки приходятся приблизительно одна на 500 штук. Выдвигаю предположение, что в природе существует еще одна разновидность жидких кристаллов воды (Н2 О)12 о таком состоянии воды ни в одной литературе не упоминается. Но если есть фотография, то это просто обязано быть.

Теперь поговорим о кристаллической решетке.

Практически все вещества обладают кристаллической решеткой – это известно всем из курса школьной программы. Чтобы разрушить кристаллическую решетку надо затратить энергию – этот процесс называется плавление. Процесс обратимый – при разрушении кристаллической решетки (плавление) идет поглощение тепловой энергии при создании решетки (затвердевании) идет выделение энергии. Вот именно по этому у многих веществ с ярко выраженной кристаллической решеткой температура плавления указывается от и до, нет конкретного числа. Например сера. В этой статье речь идет о воде по этому будем говорить о воде. В физике удельная теплота плавления обозначается L и меряется Джоуль на килограмм. Для воды (льда) составляет 33,7*100000 джоулей на килограмм (литр). О-го-го сколько. А как же быть с жидкой водой. Ведь она тоже состоит из кристаллов двух типов (Н2 О)8 и (Н2 О)6 . Если есть кристаллы значит есть скрытая тепловая энергия. А не эта ли тепловая энергия и выделяется в генераторах Потапова и подобных. Предполагаю, что при температуре в 65С образуются условия перестроения одной кристаллической решетки воды в другой тип решётки, и сопровождается этот процесс выделением тепловой энергии.

Реакция перестроения записывается следующим видом.

жидкость T=65С жидкость пар энергия

(Н2 О)8 = (Н2 О)6 + 2 Н2 О +Т

из этой записи становится хорошо видно, почему вода приобретает мутноватый вид – в воде образуются пар — мелко дисперсный на уровне молекул. Этот пар конденсируется в нутре воды, и этот процесс (конденсации) идет с выделением тепловой энергии. После конденсации образуется (Н2 О)6 . Сперва отдельные молекулы Н2 О образуют пары а затем образуются сложные молекулы, то есть сперва перегретый пар превращается просто в пар а затем в жидкость.

2 Н2 О = (Н2 О)2 + Т

3 (Н2 О)2 = (Н2 О)6 + Т

Инициатором этого процесса (разрушение кристаллической решетки) и является взбалтывание, взбучивание воды в генераторе Потапова. Точно также, как нитроглицерин надо ударить для инициации бурной химической реакции — взрыва. Для перестроения одного типа кристаллической решетки воды в другой тип требуется два условия – температура 65С и взбалтывание (взбучивание) воды. При выполнении этих условий идет перестроение кристаллической решетки с выделением тепловой энергии, которая воспринимается потребителем как КПД свыше 100%.

Становится понятно почему генераторы Потапова, когда заправлены свежей водой, могут давать КПД свыше 100%. Так же понятно почему в автосервисе наблюдается завышенное выделение тепловой энергии – в мастерской постоянно идет слив воды, из отопительной системы, для мытья машин и постоянно идет подпитка системы свежей водой из артезианской скважины.

Получается, что система отопления не замкнутая, а разомкнутая с точки зрения энергии.

Так откуда же берется «дармовая» энергия. А энергия берется от нашего солнышка. Сперва солнышко плавит снежинки и лед образуется талая вода (Н2 О)6

Жидкость Т=от0 до40 испарения

3 (Н2 О)6 = 2 (Н2 О)8 + 2 (Н2 О)2 – Т

Идет поглощение тепловой энергии из окружающей среды. Когда человек выходит мокрый из речки и если на него еще дует ветерок – довольно холодно, это и есть поглощение энергии воды из окружающей среды путем испарения.

Часть молекул Н2 О улетает в качестве пара, а часть молекул Н2 О остается в талой воде в которой образуется (Н2 О)8 по мере испарения, в воде, все больше образуется скрытой энергии.

получается уже не талая вода а смесь двух видов (Н2 О)8 и(Н2 О)6 в кристаллической решетки одной из них спрятана тепловая энергия.

Далее такая вода (смесь) (Н2 О)8 и(Н2 О)6 поступает в систему отопления авто мастерской, где вода (Н2 О)8 преобразуется в (Н2 О)6 с выделением тепловой энергии из-за разрушения (перестроения) кристаллической решетки. Вода с течением времени, в системе отопления, становится (Н2 О)6. Далее вода расходуется на помывку автомобилей и идет в сток. В стоке она испаряется.

3(Н2 О)6 = 2(Н2 О)8 + 2 Н2 О – Т (тепловая энергия окружающей среды)

Процесс замыкается. В этом процессе участвует тепловая энергия окружающей среды.

И нет ни чего удивительного, что в автомастерскую поступает скрытая тепловая энергия в виде запасенной энергии в кристаллической решетки.

Как бы красиво не выглядела теория вершина всего — эксперимент.

Долго думал, как подтвердить или опровергнуть свои догадки с помощью эксперимента.

И решил, раз один вид воды должен поглощать энергию окружающей среды, значит данная вода должна испаряться медленней. В автомастерской попросил дать образцы воды, но так что бы вода как можно больше раз про циркулировала по контуру отопления. Работники авто сервиса сказали, что ночью не идет слива воды и утро это самое подходящее время для взятия образцов. Сказано – сделано.

Вот вода совершенно ни чем не отличается от другой ни на вкус, ни на цвет.

Ее налил в стакан. Рядом налил стакан с водопроводной водой и рядом поставил стакан с талой водой полученной из снега. Все три стакана наполнены одинаково, стоят рядом. Для чистоты эксперимента наполнил точно также еще 3 стакана и поставил в другую комнату, что бы эксперимент шел в разных комнатах.

Через неделю видно что в стакане №1 и№3 испарение воды идет медленней, чем в стаканах№2 через две недели скорость испарения воды выравнивается. Почему скорость испарения воды с течением времени выравнивается внимательный читатель уже наверное догадался.

И последнее что бы сделать качественную оценку, а сколько же скрытой энергии находится в воде, пришлось покопаться в учебниках. Точно сказать не возможно по причине того, что в этой области нет совершенно ни каких данных, но приблизительно можно сделать оценку. Что бы нагреть литр воды на 1 градус надо затратить 80кило калорий. Отталкиваясь от этого и аппроксимируя все данные можно утверждать, что «дармовой» энергии получается где-то около 36 тысяч килокалорий.

Приблизительно 1-2 литра бензина — за один цикл циркулирования 300 литров воды.

Или по другому в 100 литрах воды содержится скрытой энергии как в 0,5 литре бензина, при сжигании. Пол литра бензина вроде бы не много на такое количество воды, но здесь надо обратить внимание на то, что это возобновляемый источник энергии. Бензин сожгли и все, его больше нет. А вот в воде получив энергию за счет перекристаллизации можно слить отработанную воду, подождать, когда наше солнышко испарит эту воду, произойдет восстановление воды. И эта же вода опять годится для перекристаллизации с выделением дополнительной тепловой энергии.

Блеск и нищета генераторов Потапова.

Принимая во внимание что на принципе перекристаллизации воды можно изготавливать тепловые системы отопления помещений, на базе существующих тепловых сетей, без особых капитальных вложений становится очень заманчиво и привлекательно использование этого принципа. Как использовать этот принцип. А для использования этого принципа надо создать, в тепловых сетях, два условия. Первое – температура 65 С и второе — некое устройство которое взбучивает воду. Много раз я наблюдал как из под горячего крана начинает идти вода с примесью пара, мутновато-белого цвета. Вода перестает быть белой когда кран немного открыт и когда кран полностью открыт. Данный эффект имеет место только при полу закрытом кране. Предлагаю, в том месте, где находится ввод горячей воды для отапливания помещений, в нутрии трубы ставить шайбу, поперек напора воды, что бы создать перепад давления и вызвать эффект замутнения воды а точнее образование в ней пара. Собственно говоря эта шайба и будет выполнять роль генератора Потапова. Тепловые отопительные системы имеют очень низкий КПД из-за того что есть большие потери тепла при прокачки горячей воды к потребителю. Такой взбалтователь (шайбу) надо ставить не на тепло станции а непосредственно у потребителя (у ввода системы отопления) прямо в квартире. Тем самым минимизировать потери тепла в тепловых сетях, и повышать КПД в целом. Когда вода пройдет 2-3 круга циркулирования ее надо заменять, то есть надо сливать и добавлять в систему свежий тепло носитель. Для этого на тепло станциях надо поставить теплообменник. В теплообменники вода идущая от потребителей (использованная) будет отдавать остаток тепла свежий воде, которая будет постоянно подкачиваться в систему. Или использовать, теплую воду, из обратки на какие ни будь технологические нужды. Таким образом, можно без особых капитальных вложений модернизировать существующие тепло сети и повысить их эффективность приблизительно на 10-20%.

А если оправдаются обещания и заверения господина Потапова (в чем я очень сильно сомневаюсь) то эффективность увеличится на все 40%.

Дополнение.

Существует техническое изделие – ультразвуковая стиральная машинка. Представляет собой ультразвуковой излучатель с маломощным блоком питания. Суть стиральной машинки – излучатель опускается в воду с замоченным бельем, и белье якобы отстирывается без применения моющих средств. Попробовал – ни чего не получается, но когда стал применять воду с температурой около 65 градусов, все стало получатся. Вода стала мутнеть, вокруг ультразвукового излучателя и белье, действительно, стало отстирываться без применения моющих средств. Предполагаю, что ультра звук здесь не причем, просто он (ультра звук) вызывает реакцию перекристаллизации воды с образованием пара, который в свою очередь и разрушает загрязнение белья. Как тут не вспомнить американский опыт – там установка так и называется «Поющая», при работе издает громкий свистящий звук. Что-то здесь все связано.

Эта глава написана после большого промежутка времени после написания статьи. Автор нашел еще один температурный диапазон когда вода выделяет скрытую энергию, уже не тепловую а механическую. Пришлось дополнять статью этой второй главой.

Все по порядку. Еще до первой мировой войны в самом начале 20 века произошел курьезный случай. В Европе стали появляться фальшивые металлические монеты высокого качества чеканки. Анализ этих фальшивых монет показал что они изготовлены на прессе который может развивать усилие более 25 тонн. Фальшивомонетчики и до этого использовали разные приспособления для штамповки монет, но все эти приспособления – тески, донкраты, рычаги и прочее устройства не давали высокого качества оттиска как на гидравлических прессах высокого давления. Тайная полиция сбилась с ног, ища этого фальшивомонетчика. Ориентиром для поиска, специалисты по монетам, дали наличие громадного гидравлического пресса – величиной с двух этажный дом, паровая машина и большое потребление угля. Тайная полиция ни как не могла понять, как можно спрятать такую громадину и главное куда. Сколько веревочки не виться все равно конец будет. Фальшивомонетчика поймали. Полицейские и специалисты были удивлены и крайне озадачены – гидравлического пресса не было, а было некое устройство которое можно было спрятать в кармане, и это устройство могло развивать усилие как гидравлический пресс, более 25 тонн, при этом, не потребляя ни какой энергии. Устройство представляло собой стальную толстую квадратную пластину, в которой прорезано квадратное отверстие. Примитивный поршень и плунжеры с орлом и решкой. В поршень заливалась вода, причем очень мало – пол стакана воды. Затем все это устройство ставилось за окно на мороз, на улицу. Вода в поршне замерзала, превращаясь в лед, увеличивала объем – поршень двигался и штамповал монету. Поршень двигался медленно (пропорционально замерзанию воды), но с большим усилием, качество оттиска получалось высочайшего качества.

Тайная полиция засекретила это дело – побоялась, что монеты начнут штамповать, таким способом в каждой подворотне. Все стало известно в середине 20 века, когда появились более совершенные методы защиты денег и монет.

У нас в стране монет ни кто не штампует, но эффект производимый заморозкой воды в системах отопления известен всем — головная боль все коммунальных служб. То там, то здесь происходит заморозка отопительных систем, после этого отопительная система даже не подлежит ремонту – ее надо полностью менять. Стальные трубы разрывает так как будто в них произошел взрыв, создается впечатление, что это не сталь, а бумага.

Лично приходилось видеть разорванные стальные трубы и раскрошенные чугунные радиаторы, после такой аварии. С точки зрения физики все понятно – вода имеет одну плотность, лед другую. Вода, превращаясь в лед, занимает больший объем – расширяясь, разрывает стальные трубы или штампует монеты. А вот с точки зрения энергии чушь полная. Вода отдает свою тепловую энергию (охлаждается) окружающему пространству, при этом совершает механическую работу. Как такое может быть отдавая энергию (тепловую) происходит еще большее выделение энергии (механической)? Что КПД больше 100%?? Во всех учебниках физики написано, что тепловую энергию можно перевести в механическую а механическую в тепловую, то есть эти энергии связаны между собой. Возникает вопрос, а откуда берется дармовая (лишняя) энергия, да еще столько, что достаточно раскрошить чугунный радиатор. Предполагаю что эффект выделения скрытой энергии из воды путем перестроения кристаллической решетки существует в двух температурных диапазонах. Первый температурный диапазон в приделах 0 градусов идет преобразование скрытой энергии кристаллической решетки в механическую. И второй температурный диапазон в приделах 63-65 градусов преобразование скрытой энергии кристаллической решетки в тепловую, об этом температурном диапазоне говорилось в первой главе данный статьи.

Фальшивомонетчики первыми создали техническое устройство извлечения скрытой энергии из воды, методом изменения кристаллической решетки, в добавок это устройство не потребляло ни какой энергии а только отдавало тепловую энергию (охлаждалось) и производила механическую работу, да еще столько что можно сравнить с работой гидравлического пресса высокого давления. Это было сделано более 100 лет тому назад, что касается господина Потапова, который тоже, похоже, изготавливает устройства извлечения скрытой энергии из кристаллической решетки, то здесь надо сказать прямо, что все процессы, которые происходят в его устройствах, до конца не понятны и самому создателю – господину Потапову. Такой категорический вывод, дает мне право делать на основании того, что я лично общался с этим человеком. Кристаллическая решетка это довольно сложная тема, хотя на первый взгляд, кажется простой. Следует упомянуть и о алмазе или графите, а точнее об одном и том же веществе — углероде. С одной кристаллической решетки это невероятно твердое вещество с другой кристаллической решеткой это мягкое вещество. А не подойти ли к вопросу выращивания алмазов с точки зрения циркуляции энергии, природа каким то образом создает эти камни. Вполне возможно, что для выращивания алмаза и не требуются ни каких экзотических условий (давление, температура) а просто надо создать условия циркуляции (превращения) энергии и вещество само будет менять кристаллические решетки.

Множество полезных изобретений осталось невостребованными. Это происходит из-за человеческой лени или из-за страха перед непонятным. Одним из таких открытий долгое время был вихревой теплогенератор. Сейчас на фоне тотальной экономии ресурсов, стремлению к использованию экологически чистых источников энергии, теплогенераторы стали применять на практике для отопления дома или офиса. Что же это такое? Прибор, который раньше разрабатывался только в лабораториях, или новое слово в теплоэнергетике.

Система отопления с вихревым теплогенератором

Принцип действия

Основой работы теплогенераторов является преобразование механической энергии в кинетическую, а затем – в тепловую.

Еще в начале ХХ столетия Жозеф Ранк обнаружил сепарацию вихревой струи воздуха на холодную и горячую фракции. В середине прошлого века немецкий изобретатель Хилшем модернизировал устройство вихревой трубы. Спустя немного времени, русский ученый А. Меркулов запустил в трубу Ранке вместо воздуха воду. На выходе температура воды значительно повысилась. Именно этот принцип лежит в основе работы всех теплогенераторов.

Проходя через водяной вихрь, вода образует множество воздушных пузырьков. Под воздействием давления жидкости пузырьки разрушаются. Вследствие этого освобождается какая-то часть энергии. Происходит нагрев воды. Этот процесс получил название кавитация. На принципе кавитации рассчитывается работа всех вихревых теплогенераторов. Генератор такого типа называется «кавитационный».

Виды теплогенераторов

Все теплогенераторы делятся на два основных вида:

  1. Роторный. Теплогенератор, в котором вихревой поток создается при помощи ротора.
  2. Статический. В таких видах водяной вихрь создается при помощи специальных кавитационных трубок. Давление воды производит центробежный насос.

Каждый вид обладает своими преимуществами и недостатками, на которых следует остановиться подробнее.

Роторный теплогенератор

Статором в данном устройстве служит корпус центробежного насоса.

Роторы могут быть различные. В интернете представлено множество схем и инструкций по их выполнению. Теплогенераторы – скорее научный эксперимент, постоянно находящийся в процессе разработки.

Конструкция роторного генератора

Корпусом является пустотелый цилиндр. Расстояние между корпусом и вращающейся частью рассчитывается индивидуально (1.5-2 мм).

Нагревание среды происходит благодаря ее трению с корпусом и ротором. Помогают этому пузырьки, которые образуются за счет кавитации воды в ячейках ротора. Производительность таких устройств на 30% выше статических. Установки довольно шумные. Имеют повышенную изношенность деталей, за счет постоянного воздействия агрессивной среды. Требуется постоянный контроль: за состоянием сальников, уплотнителей и др. Это значительно усложняет и удорожает обслуживание. При их помощи редко монтируют отопление дома, им нашли немного другое применение – обогрев больших производственных помещений.

Модель промышленного кавитатора

Статический теплогенератор

Основной плюс данных установок в том, что в них ничего не вращается. Электроэнергия тратится только на работу насоса. Кавитация происходит при помощи естественных физических процессов в воде.

КПД таких установок иногда превышает 100%. Средой для генераторов может быть жидкость, сжатый газ, тосол, антифриз.

Разница между температурой входа и выхода может достигать 100⁰С. При работе на сжатом газе, его вдувают по касательной в вихревую камеру. В ней он ускоряется. При создании вихря, горячий воздух проходит сквозь коническую воронку, а холодный возвращается. Температура может достигать 200⁰С.

Достоинства:

  1. Может обеспечить большую разность температур на горячем и холодном концах, работать при низком давлении.
  2. КПД не ниже 90%.
  3. Никогда не перегревается.
  4. Пожаро,- и взрывобезопасен. Может использоваться во взрывоопасной среде.
  5. Обеспечивает быстрый и эффективный нагрев всей системы.
  6. Может использоваться как для обогрева, так и для охлаждения.

В настоящее время применяется недостаточно часто. Используют кавитационный теплогенератор, чтобы удешевить отопление дома или производственных помещений при наличии сжатого воздуха. Недостатком остается довольно высокая стоимость оборудования.

Теплогенератор Потапова

Популярным и более изученным является изобретение теплогенератора Потапова. Он считается статическим устройством.

Сила давления в системе создается центробежным насосом. Струя воды подается с большим напором в улитку. Жидкость начинает разогреваться благодаря вращению по изогнутому каналу. Она попадает в вихревую трубу. Метраж трубы должен быть больше ширины в десятки раз.

Схема устройства генератора

  1. Патрубок
  2. Улитка.
  3. Вихревая труба.
  4. Верхний тормоз.
  5. Выпрямитель воды.
  6. Соединительная муфта.
  7. Нижнее тормозное кольцо.
  8. Байпас.
  9. Отводная линия.

Вода проходит по расположенной вдоль стенок винтовой спирали. Дальше поставлено тормозное устройство для выведения части горячей воды. Струя немного разравнивается пластинами, прикрепленными к втулке. Внутри имеется пустое пространство, соединенное с еще одним тормозным устройством.

Вода с высокой температурой поднимается, а холодный вихревой поток жидкости спускается по внутреннему пространству. Холодный поток соприкасается с горячим через пластины на втулке и нагревается.

Теплая вода спускается к нижнему тормозному кольцу и еще подогревается благодаря кавитации. Подогретый поток от нижнего тормозного устройства проходит через байпас в отводящий патрубок.

Верхнее тормозное кольцо имеет проход, диаметр которого равен поперечнику вихревой трубы. Благодаря ему горячая вода может попасть в патрубок. Происходит смешивание горячего и теплого потока. Дальше вода используется по назначению. Обычно для обогрева помещений или бытовых нужд. Обрат присоединяется к насосу. Патрубок – к входу в систему отопления дома.

Чтобы установить теплогенератор Потапова, необходима диагональная разводка. Горячий теплоноситель нужно подавать в верхний ход батареи, а из нижнего будет выходить холодный.

Генератор Потапова собственными силами

Существует много промышленных моделей генератора. Для опытного мастера не составит труда изготовить вихревой теплогенератор своими руками :

  1. Вся система должна быть надежно закреплена. При помощи уголков изготавливают каркас. Можно использовать сварку или болтовое соединение. Главное, чтобы конструкция была прочной.
  2. На станине укрепляют электродвигатель. Его подбирают соответственно площади помещения, внешним условиям и имеющемуся напряжению.
  3. На раме крепится водяной насос. При его выборе учитывают:
  • насос необходим центробежный;
  • у двигателя хватит сил для его раскрутки;
  • насос должен выдерживать жидкость любой температуры.
  1. Насос присоединяется к двигателю.
  2. Из толстой трубы диаметром 100 мм изготавливается цилиндр длиной 500-600 мм.
  3. Из толстого плоского металла необходимо изготовить две крышки:
  • одна должна иметь отверстие под патрубок;
  • вторая под жиклер. На краю делается фаска. Получается форсунка.
  1. Крышки к цилиндру лучше крепить резьбовым соединением.
  2. Жиклер находится внутри. Его диаметр должен быть в два раза меньше ¼ части диаметра цилиндра.

Очень маленькое отверстие приведет к перегреву насоса и быстрому износу деталей.

  1. Патрубок со стороны форсунки подключается к подаче насоса. Второй подключают к верхней точке системы отопления. Остывшая вода из системы подключается к входу насоса.
  2. Вода под давлением насоса подается в форсунку. В камере теплогенератора ее температура увеличивается благодаря вихревым потокам. Потом она подается в отопление.

Схема кавитационного генератора

  1. Жиклер.
  2. Вал электродвигателя.
  3. Вихревая труба.
  4. Входящая форсунка.
  5. Отводящий патрубок.
  6. Гаситель вихрей.

Для регулирования температуры, за патрубком ставят задвижку. Чем меньше она открыта, тем дольше вода в кавитаторе, и тем выше ее температура.

При прохождении воды через жиклер, получается сильный напор. Он бьет в противоположную стену и за счет этого закручивается. Поместив в середину потока дополнительную преграду, можно добиться большей отдачи.

Гаситель вихрей

На этом основана работа гасителя вихрей:

  1. Изготавливается два кольца, ширина 4-5 см, диаметр немного меньше цилиндра.
  2. Из толстого металла вырезается 6 пластин длиной ¼ корпуса генератора. Ширина зависит от диаметра и подбирается индивидуально.
  3. Пластины закрепляются внутрь колец друг напротив друга.
  4. Гаситель вставляется напротив сопла.

Разработки генераторов продолжаются. Для увеличения производительности с гасителем можно экспериментировать.

В результате работы происходят теплопотери в атмосферу. Для их устранения можно изготовить теплоизоляцию. Сначала ее делают из металла, а поверх обшивают любым изолирующим материалом. Главное, чтобы он выдерживал температуру кипения.

Для облегчения введения в эксплуатацию и обслуживания генератора Потапова необходимо:

  • окрасить все металлические поверхности;
  • изготавливать все детали из толстого металла, так теплогенератор дольше прослужит;
  • во время сборки есть смысл изготовить несколько крышек с различным диаметром отверстий. Опытным путем подбирается оптимальный вариант для данной системы;
  • до подключения потребителей, закольцевав генератор, необходимо проверить его герметичность и работоспособность.

Гидродинамический контур

Для правильного монтажа вихревого теплогенератора необходим гидродинамический контур.

Схема подключения контура

Для его изготовления необходимы:

  • выходной манометр, для измерения давления на выходе из кавитатора;
  • термометры для измерения температуры до и после теплогенератора;
  • сбросной кран для удаления воздушных пробок;
  • краны на входе и выходе;
  • манометр на входе, для контроля давления насоса.

Гидродинамический контур упростит обслуживание и контроль за работой системы.

При наличии однофазной сети, можно использовать частотный преобразователь. Это позволит поднять скорость вращения насоса, подобрать правильную.

Вихревой теплогенератор применяется для отопления дома и подачи горячей воды. Имеет ряд преимуществ перед другими обогревателями:

  • установка теплогенератора не требует разрешительных документов;
  • кавитатор работает в автономном режиме и не требует постоянного контроля;
  • является экологически чистым источником энергии, не имеет вредных выбросов в атмосферу;
  • полная пожаро,- и взрывобезопасность;
  • меньший расход электричества. Неоспоримая экономичность, КПД приближается к 100%;
  • вода в системе не образует накипи, не требуется дополнительная водоподготовка;
  • может использоваться как для отопления, так и для подачи горячей воды;
  • занимает мало места и легко монтируется в любую сеть.

С учетом всего этого, кавитационный генератор становится более востребованным на рынке. Такое оборудование с успехом применяют для отопления жилых и офисных помещений.

Видео. Вихревой теплогенератор своими руками.

Налаживается производство таких генераторов. Современная промышленность предлагает роторные генераторы и статические. Они оборудованы приборами контроля и датчиками защиты. Можно подобрать генератор, чтобы смонтировать отопление помещений любой площади.

Научные лаборатории и народные умельцы продолжают эксперименты по усовершенствованию теплогенераторов. Возможно, скоро вихревой теплогенератор займет свое достойное место среди приборов отопления.

Экология потребления.Наука и техника:Вихревые теплогенераторы это установки, которые позволяют получать тепловую энергию в специальных устройствах путем преобразования электрической энергии.

Вихревые теплогенераторы это установки, которые позволяют получать тепловую энергию в специальных устройствах путем преобразования электрической энергии.

История создания первых вихревых теплогенераторов уходит корнями в первую треть двадцатого века, когда французский инженер Жозеф Ранк столкнулся с неожиданным эффектом, исследуя свойства искусственно создаваемого вихря в разработанном им устройстве - вихревой трубе. Сущность наблюдаемого эффекта заключалась в том, что на выходе вихревой трубы наблюдалось разделение сжатого воздушного потока на теплую и холодную струю.

Исследования в данной области были продолжены немецким изобретателем Робертом Хилшем, который в сороковых годах прошлого столетия улучшил конструкцию вихревой трубы Ранка, добившись увеличения разности температур двух воздушных потоков на выходе из трубы. Однако как Ранку, так и Хилшу не удалось теоретически обосновать наблюдаемый эффект, что отсрочило его практическое применение на многие десятилетия. Следует отметить, что более-менее удовлетворительное теоретическое объяснение эффекта Ранка - Хилша с точки зрения классической аэродинамики не найдено до сих пор.

Одним из первых ученых, которому пришла в голову идея запустить в трубу Ранка жидкость, является российский ученый Александр Меркулов, профессор Куйбышевского (ныне Самарского) государственного авиакосмического университета, которому принадлежит заслуга в развитии основ новой теории. Созданная Меркуловым в конце 50-х годов Отраслевая научно-исследовательская лаборатория тепловых двигателей и холодильных машин провела огромный объем теоретических и экспериментальных исследований вихревого эффекта.

Идея использовать в качестве рабочего тела в вихревой трубе не сжатый воздух, а воду, была революционной, поскольку вода, в отличие от газа, несжимаема. Следовательно, эффекта разделения потоков на холодный и горячий ожидать не стоило. Однако результаты превзошли все ожидания: вода при прохождении по «улитке» быстро нагревалась (с эффективностью, превышавшей 100%).

Ученый затруднялся объяснить подобную эффективность процесса. По мнению некоторых исследователей, аномальное повышение температуры жидкости вызвано микрокавитационными процессами, а именно «схлопыванием» микрополостей (пузырьков), заполненных газом или паром, которые образуются в ходе вращения воды в циклоне. Невозможность объяснить столь высокий КПД наблюдаемого процесса с точки зрения традиционной физики привела к тому, что вихревая теплоэнергетика прочно обосновалась в списке «псевдонаучных» направлений.

Между тем, данный принцип был взят на вооружение, что привело к разработке работающих моделей тепло- и электрогенераторов, реализующих описанный выше принцип. В данный момент времени на территории России, некоторых республик бывшего Советского Союза и ряда зарубежных стран успешно функционируют сотни вихревых теплогенераторов различной мощности, произведенных рядом отечественных научно-производственных предприятий.

Рис. 1. Принципиальная схема вихревого теплогенератора

В настоящее время промышленными предприятиями выпускаются вихревые теплогенераторы разных конструкций.

Рис. 2. Вихревой теплогенератор «МУСТ»

На Тверском научно-внедренческом предприятии "Ангстрем" разработан преобразователь электрической энергии в тепловую - вихревой теплогенератор "МУСТ". Принцип его действия запатентован Р.И.Мустафаевым (пат. 2132517) и позволяет получать тепловую энергию непосредственно из воды. В конструкции отсутствуют какие-либо нагревательные элементы, а электроэнергией питается только насос, прокачивающий воду. В корпусе вихревого теплогенератора размещен блок ускорителей движения жидкости и тормозное устройство. Он состоит из нескольких вихревых трубок особой конструкции. Изобретатель утверждает, что большего коэффициента не имеет ни одно из устройств, предназначенных для этих целей.

Высокий КПД не единственное достоинство нового преобразователя. Разработчики считают особенно перспективным использование своего вихревого теплогенератора на вновь строящихся, а также удаленных от централизованного теплоснабжения объектах. Вихревой теплогенератор "МУСТ" может монтироваться непосредственно в сформировавшиеся внутренние отопительные сети объектов, а также в технологические линии.

Нельзя не сказать, что новинка пока дороже традиционных котлов. "Ангстрем" предлагает покупателям уже несколько генераторов "МУСТ" мощностью от 7,5 до 37 кВт. Они способны отапливать помещения объемом от 600 до 2200 кв.м соответственно.

Коэффициент преобразования электроэнергии равен 1,2, но может достигать и 1,5. Всего в России работает около ста вихревых теплогенераторов «МУСТ». Выпускаемые модели теплогенераторов «МУСТ» позволяют обогревать помещения объемом до 11,000 м3. Масса установки составляет от 70 до 450 кг. Тепловая мощность установки МУСТ 5,5 составляет 7112 ккал/час, тепловая мощность установки МУСТ 37 - 47840 ккал/час. Теплоносителем, используемым в вихревом теплоге-нераторе МУСТ может выступать вода, тосол, полигликоль, либо любая другая незамерзающая жидкость.

Рис. 3. Вихревой теплогенератор «ВТГ»

Вихревой теплогенератор ВТГ представляет собой цилиндрический корпус, оснащенный циклоном (улиткой с тангенциальным входом) и гидравлическим тормозным устройством. Рабочая жидкость под давлением подается на вход циклона, после чего по сложной траектории проходит через него и тормозится в тормозном устройстве. Дополнительного давления в трубах тепловой сети не создается. Система работает в импульсном режиме, обеспечивая заданный режим температур.

В качестве теплоносителя в ВТГ используется вода или иные неагрессивные жидкости (антифриз, тосол) в зависимости от климатической зоны. Процесс нагревания жидкости происходит за счет ее вращения по определенным физическим законам, а не под воздействием нагревательного элемента.

Коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую у вихревого теплогенератора ВТГ первого поколения был не менее 1,2 (то есть КПЭ не менее 120%). В ВТГ расходуется только на электронасос, прокачивающий воду, а вода выделяет дополнительную тепловую энергию.

Работает установка в автоматическом режиме с учётом температуры окружающего воздуха. Режим работы контролируется надежной автоматикой. Возможен прямоточный нагрев жидкости (без замкнутого контура), например для получения горячей воды. Нагрев происходит за 1-2 часа в зависимости от наружной температуры и объёма обогреваемого помещения. Коэффициент преобразования электрической энергии (КПЭ) в тепловую намного выше 100%.

Вихревые теплогенераторы ВТГ испытывались в различных НИИ, в том числе в РКК «Энергия» им. С.П. Королёва в 1994 г, в Центральном Аэродинамическом институте (ЦАГИ) им. Жуковского в 1999 г. Испытания подтвердили высокую эффективность вихревого теплогенератора ВТГ по сравнению с другими типами нагревателей (электрическими, газовыми, а также работающими на жидком и твёрдом топливах). При той же тепловой мощности, что и у традиционных тепловых установок, кавитационные вихревые теплогенераторные установки потребляют меньше электроэнергии.

Установка отличается самой высокой эффективностью работы, проста в обслуживании и имеет срок эксплуатации более 10 лет. Вихревой теплогенератор ВТГ отличается своими небольшими габаритами: занимаемая площадь в зависимости от вида теплогенераторной установки составляет 0,5-4 кв.м. По желанию заказчика возможно изготовление генератора для работы в агрессивных средах. Вихревые теплогенераторы различной мощности выпускаются и другими предприятиями. опубликовано

Присоединяйтесь к нам в

Заметили, что цена отопления и горячего водоснабжения выросла и не знаете, что с этим делать? Решение проблемы дорогих энергоресурсов - это вихревой теплогенератор. Я расскажу о том, как устроен вихревой теплогенератор и каков принцип его работы. Также вы узнаете, можно ли собрать такой прибор своими руками и как это сделать в условиях домашней мастерской.

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.

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.

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.

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.

Принцип действия

Кавитация позволяет не давать воде тепло, а извлекать тепло из движущейся воды, при этом нагревая ее до значительных температур.

Устройство действующих образцов вихревых теплогенераторов внешне несложное. Мы можем видеть массивный двигатель, к которому подключена цилиндрическое приспособление «улитка».

«Улитка» - это доработанная версия трубы Ранка. Благодаря характерной форме, интенсивность кавитационных процессов в полости «улитки» значительно выше в сравнении с вихревой трубой.

В полости «улитки» располагается дисковый активатор - диск с особой перфорацией. При вращении диска, жидкая среда в «улитке» приводится в действие, за счет чего происходят кавитационные процессы:

  • Электродвигатель крутит дисковый активатор . Дисковый активатор - это самый важный элемент в конструкции теплогенератора, и он, посредством прямого вала или посредством ременной передачи, подсоединён к электродвигателю. При включении устройства в рабочий режим, двигатель передает крутящий момент на активатор;
  • Активатор раскручивает жидкую среду . Активатор устроен таким образом, что жидкая среда, попадая в полость диска, закручивается и приобретает кинетическую энергию;
  • Преобразование механической энергии в тепловую . Выходя из активатора, жидкая среда теряет ускорение и, в результате резкого торможения, возникает эффект кавитации. В результате, кинетическая энергия нагревает жидкую среду до + 95 °С, и механическая энергия становится тепловой.

Сфера применения

Иллюстрация Описание сферы применения

Отопление . Оборудование, преобразующее механическую энергию движения воды в тепло, с успехом применяется при обогреве различных зданий, начиная с небольших частных построек и заканчивая крупными промышленными объектами.

Кстати, на территории России уже сегодня можно насчитать не менее десяти населённых пунктов, где централизованное отопление обеспечивается не традиционными котельными, а гравитационными генераторами.

Нагрев проточной воды для бытового использования . Теплогенератор, при включении в сеть, очень быстро нагревает воду. Поэтому такое оборудование можно использовать для разогрева воды в автономном водопроводе, в бассейнах, банях, прачечных и т.п.

Смешивание несмешиваемых жидкостей . В лабораторных условиях, кавитационные установки могут использоваться для высококачественного перемешивания жидких сред с разной плотностью, до получения однородной консистенции.

Интеграция в отопительную систему частного дома

Для того, чтобы применить теплогенератор в отопительной системе, его в нее надо внедрить. Как это правильно сделать? На самом деле, в этом нет ничего сложного.

Перед генератором (на рисунке отмечен цифрой 2) устанавливается центробежный насос (на рисунке - 1), которой будет поддавать воду с давлением до 6 атмосфер. После генератора устанавливается расширительный бак (на рисунке - 6) и запорная арматура.

Преимущества применения кавитационных теплогенераторов

Достоинства вихревого источника альтернативной энергии

Экономичность . Благодаря эффективному расходованию электричества и высокому КПД, теплогенератор экономичнее в сравнении с другими видами отопительного оборудования.

Малые габариты в сравнении с обычным отопительным оборудованием сходной мощности . Стационарный генератор, подходящий для отопления небольшого дома, вдвое компактнее современного газового котла.

Если установить теплогенератор в обычную котельную вместо твёрдотопливного котла, останется много свободного места.

Небольшая масса установки . За счет небольшого веса, даже крупные установки высокой мощности можно запросто расположить на полу котельной, не строя специальный фундамент. С расположением компактных модификаций проблем вообще нет.

Единственно, на что нужно обратить внимание при монтаже прибора в отопительной системе, так это на высокий уровень шума. Поэтому монтаж генератора возможен только в нежилом помещении - в котельной, подвале и т.п

Простая конструкция . Теплогенератор кавитационного типа настолько прост, что в нем нечему ломаться.

В устройстве небольшое количество механически подвижных элементов, а сложная электроника отсутствует в принципе. Поэтому вероятность поломки прибора, в сравнении с газовыми или даже твердотопливными котлами, минимальна.

Нет необходимости в дополнительных доработках . Теплогенератор можно интегрировать в уже существующую отопительную систему. То есть, не потребуется менять диаметр труб или их расположение.

Нет необходимости в водоподготовке . Если для нормальной работы газового котла нужен фильтр проточной воды, то устанавливая кавитационный нагреватель, можно не бояться засоров.

За счет специфических процессов в рабочей камере генератора, засоры и накипь на стенках не появляются.

Работа оборудования не требует постоянного контроля . Если за твёрдотопливными котлами нужно присматривать, то кавитационный обогреватель работает в автономном режиме.

Инструкция эксплуатации устройства проста - достаточно включить двигатель в сеть и, при необходимости, выключить.

Экологичность . Кавитационные установки никак не влияют на экосистему, ведь единственный энергопотребляющий компонент - это электродвигатель.

Схемы изготовления теплогенератора кавитационного типа

Для того чтобы сделать действующий прибор своими руками, рассмотрим чертежи и схемы действующих устройств, эффективность которых установлена и документально зарегистрирована в патентных бюро.

Иллюстрации Общее описание конструкций кавитационных теплогенераторов

Общий вид агрегата . На рисунке 1 показана наиболее распространенная схема устройства кавитационного теплогенератора.

Цифрой 1 обозначена вихревая форсунка, на которой смонтирована камера закрутки. С боку камеры закрутки можно видеть входной патрубок (3), который присоединён к центробежному насосу (4).

Цифрой 6 на схеме обозначены впускные патрубки для создания встречного возмущающего потока.

Особо важный элемент на схеме - это резонатор (7) выполненный в виде полой камеры, объем которой изменяется посредством поршня (9).

Цифрой 12 и 11 обозначены дроссели, которые обеспечивают контроль интенсивности подачи водных потоков.
Прибор с двумя последовательными резонаторами . На рис 2 показан теплогенератор, в котором резонаторы (15 и 16) установлены последовательно.

Один из резонаторов (15) выполнен в виде полой камеры, окружающей сопло, обозначенное цифрой 5. Второй резонатор (16) также выполнен в виде полой камеры и расположен с обратного торца устройства в непосредственной близости от входных патрубков (10) подающих возмущающие потоки.

Дроссели, помеченные цифрами 17 и 18, отвечают за интенсивность подачи жидкой среды и за режим работы всего устройства.

Теплогенератор с встречными резонаторами . На рис. 3 показана малораспространённая, но очень эффективная схема прибора, в котором два резонатора (19, 20) расположены друг напротив друга.

В этой схеме вихревая форсунка (1) соплом (5) огибает выходное отверстие резонатора (21). Напротив, резонатора, отмеченного цифрой 19, вы можете видеть входное отверстие (22) резонатора под номером 20.

Обратите внимание на то, что выходные отверстия двух резонаторов расположены соосно.
Иллюстрации Описание камеры закрутки (Улитки) в конструкции кавитационного теплогенератора
«Улитка» кавитационного теплогенератора в поперечном разрезе . На этой схеме можно видеть следующие детали:

1 - корпус, который выполнен полым, и в котором располагаются все принципиально важные элементы;

2 - вал, на котором закреплен роторный диск;

3 - роторное кольцо;

4 - статор;

5 - технологические отверстия проделанная в статоре;

6 - излучатели в виде стержней.

Основные трудности при изготовлении перечисленных элементов могут возникнуть при производстве полого корпуса, так как лучше всего его сделать литым.

Так как оборудования для литья металла в домашней мастерской нет, такую конструкцию, пусть и с ущербом для прочности, придётся делать сварной.

Схема совмещения роторного кольца (3) и статора (4) . На схеме показано роторное кольцо и статор в момент совмещения при прокручивании роторного диска. То есть, при каждом совмещении этих элементов мы видим образование эффекта, аналогичного действию трубы Ранка.

Такой эффект будет возможен при условии, что в агрегате, собранном по предложенной схеме, все детали будут идеально подогнаны друг к другу

Поворотное смещение роторного кольца и статора . На этой схеме показано то положение конструктивных элементов «улитки», при котором происходит гидравлический удар (схлопывание пузырьков), и жидкая среда нагревается.

То есть, за счёт скорости вращения роторного диска, можно задать параметры интенсивности возникновения гидравлических ударов, провоцирующих выброс энергии. Проще говоря, чем быстрее будет раскручиваться диск, тем температура водной среды на выходе будет выше.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, что собой представляет популярный и востребованный источник альтернативной энергии. А значит, вам будет просто решить: подходит такое оборудование или нет. Также рекомендую к просмотру видео в этой статье.