Споры вокруг вихревых теплогенераторов
Николай, РосТепло.ру (Москва) [13:53 / 07.09.2007]
Вот уже много лет не утихают споры вокруг вихревых теплогенераторов, которые, по утверждению их разработчиков, позволяют получить тепловую энергию в количестве большем, чем было затрачено электрической энергии.
В журнале «Новости теплоснабжения» № 08, 2007 г. на эту тему были опубликованы статьи, которые представляем Вашему вниманию:
Козлов С.В.
1. Современные высокоэффективные автономные энергосберегающие системы отопления
http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=1935
Халатов А.А., Коваленко А.С., Шевцов С.В.
2.Результаты испытаний вихревого теплогенератора тпм 5,5–1
http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=1937
Шваб В.В.
3. Вихревой теплогенератор для систем теплоснабжения
http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=1946
Кузнецов С.В.
4. О сверхэффективности вихревых теплогенераторов и не только
http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=1947
Нам очень важны Ваши отзывы oб эксплуатации подобных установок, рассказать о Вашем опыте Вы можете в этой теме форума или направлять их в адрес редакции post@rosteplo.ru .
Стрельцов А.А., редактор rosteplo.ru (Москва) [15:04 / 07.09.2007]
Знаю о теплогенераторах мало, только на уровне литературы. Но устройство работающее с КПД более 100% (как утверждают многие производители) должно привлечь внимание многих неравнодушных.
Спор об эффективности теплогенераторов ведется очень давно. Много про них рассказывали и в институтах (еще также много о тепловых насосах), да и в прессе про это чудо-изобретение не читал только ленивый.
Конечно под напором обществеено мнения, а имеено людей воспитанных на том, что КПД > 100% – это преступление против человечества производители сдались и ,как следствие, начали писать более скромные КПД (что и следует из статей в НТ). Применялись более точные измерения, были найдены ошибки в расчетах. А сколько неопытных людей папалось? Вопрос можно сказать интересный.
Почему всех привлекает сверх КПД и стремление к чему то идеальному? Вопрос на уровне психологии человека. Давно уже доказано что ничего идеального не бывает.
Хотя даже если представить, что вихревой теплогенератор имеет КПД больше 100 процентов. По моему получать тепло из электрической энергии даже с КПД 150-200 процентов – это не правильно.
А если говорить по использованию этих устройств, то в некоторых местах он действительно необходим (как указано в статьях в НТ, вполне конкурент электрическим и дизельным котлам). Но широкое применение это устройство, я думаю, не получит. По-крайней мере пока под нее не подведут поняную теоретическую базу происходящих в теплогенераторе процессов преобразования и с ней согласятся ученые и обычные практики энергетики.
Анатолий, МУП на берегу реки (МУП на берегу реки) [13:59 / 10.09.2007]
К сожалению в расчетах не представлены размеры отпливаемых зданий для определения РЕАЛЬНОГО расхода тепла.
Если бы Вы уважаемый Николай представили их хотябы здесь можно было бы по конкретней обсуждить.
Здание из красного кирпича , что в указаной не тянет на 2.4 Гкал/час.
Е. Авдеев, Комитет по энергетике мэрии (Новосибирск) [16:32 / 15.09.2007]
КПД производства электроэнергии на ГРЭС ~36-38 %.
Е. Авдеев, Комитет по энергетике мэрии (Новосибирск) [16:35 / 15.09.2007]
Если вопрос только в экономике, точнее деньгах, то конечно, при прочих равных обьстоятельствах, логично выбрать наименее затратное решение.
М. Протасов, ктн, пенсионер (Калуга) [12:03 / 26.12.2008]
150 лет весь мир использует для определения мощности турбин, дизелей и т.д. гидротормозы в виде насоса, гидромуфты с заторможенным одним колесом и т.д., то есть те же «вихревые» гидромешалки. Ни у кого из инженеров не возникло желания опровергнуть результаты: сколько механической энергии к устройсту подвели, столько тепла сняли. Точность экспериментов очень высока. В данном случае речь может идти о недобросовестности производителей, которых заманили посулами сверхэффективности и теперь они вынуждены «впаривать» свою продукцию. Поэтому вы никогда не получите от них соглапсия провести КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИЕ испытания их чудо-техники. Это -механический кипятильник.
Аким Богатырёв, пенсионер (Москва) [00:26 / 26.02.2009]
Создаётся впечатление, что разработчики данных устройств высасывают из пальца интерпретацию принципа действия этих устройств. Вероятно, они и сами не понимают до конца, что они разрабатывают и не владеют полностью описательной моделью принципа действия, обеспечивающей КПД устройства свыше «100%». Но, устройства, немотря на отсутствие аргументированного принципа действия, работают!
Конечно, объяснить принцип действия данных устройств не смогут ни ктн, ни дтн, особенно физики с классическим образованием в силу своей гордыни, зомбированности, ограниченности или отсутствия понимания сути теории моделирования.
Необходимо в дополнение ко всему разработать технику безопасности при работе с данными устройствами. Вспомните, чем закончилась работа физика Чернецкого в конце прошлого века – печально закончилась!
М. Протасов, Пенсионер (г. Калуга) [09:26 / 26.02.2009]
Пора закрывать тему. Никакой «тайны» здесь нет. Есть недобросовестность производителей- не техников, которых «изобретатели» затащили с посулами сверхэффективности в производство этих устройств и они вынуждены «толкать» их потребителю. Мы имеем обыкновенный механический кипятильник, остальные -сопла, диски, щели ит.д. – просто гидравлические сопротивления. Запустите обычный насос на закрытуж задвижку и положите на него руку и ждите когда вода закипит. Приоткрыв задвижку обеспечите расход горячей воды. По крайней мере съэкономите средства, а эффект – тот же самый. Сколько энергии из розетки потребите – столько тепла получите. Остальное от лукавого.
Главному Энергетику, ЗАО «БРАВО Технолоджиз» (Москва) [11:47 / 16.05.2010]
1. С. Козлов, «Поддержка с помощью удавки», ИР 2 за 2009.
2. Е.Б. Александров, «Чудо-миксер, или новое пришествие вечного двигателя», бюллетень «В защиту науки» №6, с. 80-88, Москва, «Наука», 2009. http://www.ras.ru/digesst/fdigestlist/bulletin.aspx
3. Г. Шипов, «Об истиной причине создания «Комиссии по борьбе с лженаукой» // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.14896, 17.10.2008
4. О.Сердюков, «Торсионные поля согревают и обрабатывают», ИР 2(710) за 2009 г.
5. Е.Б. Александров, «Дезинформационно-спиновые волны», Известия №37-М, 2003.
6. С.В. Козлов, «Может ли КПД «вихревого теплогенератора» быть больше единицы?», Энергетика Сибири, №1(12), 2007, с. 8-12.
7. С.В. Геллер «Гидродинамические генераторы. Аспект эффективности», Экология и промышленность России, октябрь 2008 г., с. 1-4.
8. А.А. Халатов, А.С. Коваленко, С.В. Шевцов, «Результаты испытаний вихревого теплогенератора ТПМ 5,5–1», Доклад на научно-технической конференции «Аномальные физические явления в энергетике и перспективы создания нетрадиционных источников энергии», 15-16 июня 2005 г. Харьков, Украина.
9. Е.Ф. Фурмаков, «Могут ли гидродинамические теплогенераторы работать сверхэффективно?» Доклад на международном конгрессе «Фундаментальные проблемы естествознания и техники 2008», 4-9 августа 2008, СПб, Россия. http://www.shaping.ru/congress/download/cong04(012).doc
10. www.bravotech.ru
Евгений, [23:27 / 19.05.2010]
Уважаемый М. Протасов. При всем уважении вынужден констатировать, что вы говорите чушь. Если запустить центробежный насос (упаси бог, если ротационный или винтовой) на закрытую задвижку, то температура жидкости на нагнетании насоса будет увеличиваться только во время роста давления. Это своего рода переходной процесс. Поскольку рост давления на нагнетании центробежного насоса ограничен его максимальным напором при данных температуре, плотности перекачиваемой жидкости и сопротивления сети, то и рост температуры также весьма ограничен во времени. Иными словами температура жидкости, как, впрочем, и газов, увеличивается только во время увеличения давления. Как только рост окончен и давление установилось, рост температуры также окончен и жидкость начнет остывать.
Евгений, [23:39 / 19.05.2010]
Я какое-то время работал аппаратчиком синтеза метанола на химическом комбинате. Так вот у нас была вихревая труба в составе установки выделения метанола из продувочных газов. Увлекательная вещь, скажу я вам, но больно уж шумная. Мы долго с ней экспериментировали, пока н6е подобрали некоторые оптимальные параметры. На вход трубы поступал продувочный газ с температурой в среднем 45-55 градусов. Внутри газ закручивался хитрой винтовой шайбой и разделялся на холодный и горячий потоки. Труба гоячего потока отходила в одну сторону, а холодного в противоположную. Труба холодного потока была больше в диаметре раза в 3. На горячем потоке стоял регулирующий расход газа клапан. Аналогичный клапан стоял и на входе в установку.
Евгений, [23:47 / 19.05.2010]
Так вот при увеличении расхода газа на входе в установку до некоторого значения (у нас было что-то в районе 16 тысяч кубов), температура холодного потока понижается, а горячего растет. У нас в среднем холодный поток был в районе -20, а горячий иногда доходил до 70 и выше. Дальнейшее увеличение расхода газа на входе увеличивало температуру холодного потока и снижало температуру горячего. Так же на температуру холодного потока влияло положения клапана на трубе горячего потока: если клапан прижать, то температура холодного потока росла и наоборот. Все это справедливо только в определенных пределах. Установка уникальна и непонятна одновременно. Мы все знали, что в основе ее работы положен эффект Ранка-Хилша, но никто ясно не представлял физику происходящего в ней процесса. Знаю, что современная физика также бессильна в этом вопросе.
Экотепло, [11:21 / 24.05.2010]
Еще одна правда о вихревых тепловых генераторах.
В апрельском номере журнала за 2009 год, была опубликована статья коллектива авторов «Вся правда о тепловых генераторах». Уже сам заголовок статьи вызывает желание возразить авторам. Правда субъективна, сколько людей, столько и правд. Объективна только истина, но, к сожалению, она практически не достижима. Поэтому утверждение, что в статье была изложена вся правда, с нашей точки зрения, сильно преувеличено. Не претендуя на объективность, предлагаем читателям свою «правду о тепловых генераторах».
Как и авторы статьи, мы также считаем, что автономное отопление во многих случаях более эффективно, чем централизованное, а в ряде случаев оно просто безальтернативно. В статье не было проведено сравнения затрат на отопление с газовыми котлами. Мы также опустим этот вопрос, отметим только, что строительство газовой котельной мощностью 200 кВт. обходится более чем в 10 млн. рублей и требует не менее полутора лет только на получение разрешительной документации. Монтаж теплового пункта на базе теплогенераторов обойдется на порядок дешевле и займет значительно меньшее время. Кроме этого, в ряде регионов получить лимиты на электроэнергию значительно проще и дешевле, чем лимиты на газ. Мы также согласны с авторами статьи, что ТЭНы имеют массу недостатков, в первую очередь их быстрое покрытие накипью и вследствие этого быстрый выход из строя.
Так как аудиторию журнала больше интересует технико-экономические показатели и эксплуатационные преимущества применения конкретного вида оборудования, а не дискуссии по теоретическим вопросам, на анализе гипотезы выделения тепла, изложенной в статье, мы останавливаться не будем. Однако заметим, что нам известно еще не менее десятка гипотез. Гипотеза становится теорией только тогда, когда есть математические методы расчета конструкции. В настоящее время нам такие методы не известны.
«Вихревые» («кавитационные», «гидродинамические») теплогенераторы относятся к устройствам для получения тепла, «образующегося иначе, чем в результате сгорания топлива». Это автономные, высокоэффективные, энергосберегающие экологически безопасные устройства отопления, теплоснабжения и ГВС. В анализируемой статье сравниваются теплогенераторы двух типов: на основе «вихревой трубы» и роторные. Авторы производят теплогенераторы на основе «вихревой трубы», поэтому они подчеркивают достоинства данного типа теплогенераторов, и преувеличивают недостатки роторных теплогенераторов. Мы не согласны с аргументами авторов и предлагаем иной взгляд на эту проблему.
Экотепло, [11:23 / 24.05.2010]
Теплогенераторы конструкции Ю.С. Потапова – ЮСМАР были первыми серийно выпускаемыми и внедренными в эксплуатацию. Кроме ЮСМАР малыми сериями изготавливались и поставлялись потребителям теплогенераторы: Палевича А.Ф. (патент RU 2129689 от 06.04.98 г.), Мустафаева Р.И. (патент RU 2132517 от 27.06.99 г.), Калиниченко А.Б. (патент RU 2223452 от 10.02.04 г.) и близкий по конструкции инжекторный термогенератор Курносова Н.Е (патент RU 2177591 от 27.12.01 г.), где для ускорения жидкости вместо циклона используется тангенциальное сопло. В настоящее время нам известно 32 патента на «вихревые трубы» и 18 патентов на инжекторные/эжекторные теплогенераторы.
Подробно конструкция теплогенератора ЮСМАР была описана в книге Л.П. Фоминского «Роторные генераторы дарового тепла. Сделай сам». Основное достоинство «вихревых труб» – простота конструкции, что позволяет изготовить такие генераторы в гаражах. И многие умельцы, прочитав книгу, стали их изготавливать как для собственных нужд, так и для продажи. Качество производства было крайне низким, теплогенераторы быстро ломались, и это дискредитировало саму идею.
Наша организация имеет опыт монтажа и обслуживание серийных теплогенераторов на основе «вихревой трубы». Приобретенный опыт позволил выявить следующие общие особенности конструкций:
1.Теплогенераторы на основе «вихревой трубы» выпускались в ограниченном диапазоне мощностей от 2,2 до 55 кВт. При увеличении мощности значительно увеличиваются геометрические размеры «вихревой трубы». Для обеспечения компактности теплогенераторов на один насос устанавливаются от двух до шести труб.
2.Применяемые в теплогенераторах насосы марки «КМ» имеют широкий разброс значений подачи и напора, поэтому каждый теплогенератор необходимо настраивать индивидуально. В процессе эксплуатации настройку периодически необходимо повторять. При этом универсальной методики настройки нет. Успешность настройки зависит от квалификации настройщика, а она приобретается длительным опытом.
3.Выпускаемые нашей промышленностью насосы типа «КМ» отличаются крайне низким качеством. Они постоянно ломаются, а претензии клиенты предъявляют производителям теплогенераторов.
4.Насосы имеют низкий КПД 0,52-0,80, что снижает КПД всего теплогенератора до значений 0,96-0,99. Подбор мощности теплогенератора производится из расчета 1 кВт электрической мощности на 10 кв.м. площади обогреваемого помещения, а это соответствует теплопроизводительности других видов нагревательных устройств.
Вышеперечисленные особенности заставили нас отказаться от применения «вихревых труб» и перейти на разработку и производство теплогенераторов роторного типа. В этом решении мы были не одиноки, так же поступили многие другие разработчики и производители.
Экотепло, [11:24 / 24.05.2010]
Кавитация (от лат. cavitas — пустота), образование в жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью (так называемых кавитационных пузырьков, или каверн). Кавитационные пузырьки образуются в тех местах, где давление в жидкости становится ниже некоторого критического значения pkp (в реальной жидкости pkp приблизительно равно давлению насыщенного пара этой жидкости при данной температуре). Двигаясь с потоком и попадая в область давления р < ркр, они теряют устойчивость и приобретают способность к неограниченному росту. После перехода в зону повышенного давления и исчерпания кинетической энергии расширяющейся жидкости рост пузырька прекращается, и он начинает сокращаться. Если пузырёк содержит достаточно много газа, то по достижении им минимального радиуса он восстанавливается и совершает нескольких циклов затухающих колебаний, а если газа мало, то пузырёк схлопывается полностью в первом периоде жизни.
В теплогенераторе пузырьки возникают в зоне разряжения и отбрасываются центробежными силами на периферию, где схлопывается. Гидродинамическая кавитация характеризуется тем, что вся масса жидкости участвует в процессах образования (развития и схлопывания) кавитационных полостей. Создаются условия генерирования кавитационных пузырьков, близких по величине диаметра.
Газы и пары внутри пузырька сжимаются, интенсивно выделяя тепло, за счет которого повышается температура жидкости в непосредственной близости от пузырька, и, таким образом, создается горячая микрообласть. Точные значения температур и давлений, достигаемыe при схлопывании пузырька, трудно определить как теоретически, так и экспериментально. Для приближенного описания динамики схлопывания пузырька были предложены различные теоретические модели, характеризующиеся разной степенью точности. Недостаток всех этих моделей – невозможность точного описания динамики пузырька на заключительных стадиях схлопывания. Температуру схлопывающегося пузырька невозможно измерить термометром, поскольку рассеивание тепла происходит слишком быстро. Согласно оценкам Иллинойского университета в Эрбана-Шампен скорости нагрева и охлаждения жидкости превышают 109oC/с. Это соответствует скорости охлаждения расплавленного металла при его выплескивании на поверхность, охлажденную до температуры вблизи абсолютного нуля. Д. Хаммертон установил наличие двух различных температурных областей, связанных со схлопыванием пузырька. Газ, содержащийся в пузырьке, достигает температуры около 5500oC, тогда как жидкость в непосредственной близости от пузырька – 2100oC. Для сравнения – температура пламени ацетиленовой горелки составляет около 2400oC. Хотя давление, достигаемое при схлопывании пузырька, труднее определить экспериментально, чем температуру, между этими двумя величинами существует корреляция. Таким образом, для максимального давления можно получить оценку 500 атм. Несмотря на то, что температура этой области чрезвычайно высока, сама область настолько мала, что тепло быстро рассеивается. Поэтому в любой момент времени основная масса жидкости имеет температуру не выше +95 оС. Реально, в зависимости от температуры теплоносителя на входном патрубке и объема прокачки, за один проход через теплогенератор, теплоноситель нагревается на 14 – 24оС. Рекомендуемый объем прокачки для тепловых гидродинамических насосов «ТС1» в зависимости от установленной мощности электродвигателя .
Экотепло, [11:25 / 24.05.2010]
Так как кавитационные пузырьки имеют очень маленькие размеры и процесс схлопывания происходит не на поверхности элементов теплогенератора, то никакой эрозии металла не происходит. Это подтверждает опыт эксплуатации. Тепловые гидродинамические насосы «ТС1» безаварийно работают начиная с отопительного сезона 2003/2004 г.г. Основной принцип разработки, заложенный в конструкцию тепловых гидродинамических насосов «ТС1» – с учетом эксплуатации в российских условиях, ресурс изделия должен определяться ресурсом серийного электродвигателя, то есть столько, сколько работает электродвигатель – не менее 10-12 лет. В конструкции имеются элементы с ограниченным ресурсом: подшипники, рассчитанные на 20 000 часов работы и торцевые уплотнения, имеющие ресурс 1 700 часов. Замена элемента с ограниченным ресурсом занимает от двух до четырех часов.
Заявление авторов статьи «о высокой интенсивности акустических возмущений в окружающей среде» не имеют никакого отношения к «ТС1». Основным источником шума является крыльчатка вентилятора электродвигателя. Это обычный производственный шум, характерный для любого вида насосного и вентиляционного оборудования, в том числе и для теплогенераторов на основе «вихревой трубы». При размещении «ТС1» в производственных помещениях зачастую даже не ставят звукоизолирующие перегородки. Для отопления офисных, культурно-бытовых объектов тепловой узел может монтироваться в подвальных помещениях. В жилых домах, в соответствии с требованиями СНиП, монтаж теплового узла в подвале разрешается только в том случае, если первый этаж не жилой. В случае если первый этаж жилой, тепловой узел необходимо монтировать в пристройке к зданию.
Основным же преимуществом тепловых гидродинамических насосов «ТС1» перед «вихревыми трубами» является более высокая теплопроизводительность. Как выше было указано, подбор мощности теплового оборудования производится из расчета 1 кВт на 10 кв. м. обогреваемого помещения. При укрупненном подборе мощности «ТС1» принимается норматив 1 кВт установленной мощности электродвигателя на 30 кв.м. площади. Так как у разных объектов разная высота потолков, то подбор мощности осуществляется по объему, 1 кВт на 90 куб.м. объема обогреваемого помещения. Исходя из укрупненного норматива, установки должны обогревать условные типовые (соответствующие требованиям СНиП) жилые, бытовые, культурно-развлекательные помещения, помещения производственно-хозяйственного назначения и т.д., объемом: ТС1-055 – 5180 куб.м, ТС1-075 – 7060 куб.м, ТС1-090 – 8450 куб.м, ТС1-110 – 10200 куб.м. (в маркировке теплового гидродинамического насоса указывается мощность электродвигателя). Следовательно, для отопления объекта требуется меньшая выделенная мощность, прокладывается силовой кабель меньшего сечения, что значительно снижает капитальные вложения.
В обогреваемых помещениях может поддерживаться любой температурный режим. Например, для жилых помещений – 20 – 22 оС, производственных – 15 – 18 оС, складских – 8 – 12 оС. Регулирование температурного режима производится заданием температурного диапазона теплоносителя. При нагреве теплоносителя до заданной максимальной температуры, тепловая установка отключается, при охлаждении теплоносителя до минимальной заданной температуры – включается. Тепловая установка вырабатывает ровно столько тепловой энергии, сколько составляют теплопотери обогреваемого объекта. В зимнее время установка работает больше, в осенне-весенний период – меньше. В среднем за отопительный сезон (для региона Москвы он составляет 210 дней), тепловая установка работает 25-30% времени. Поэтому при укрупненных расчетах финансовых затрат на отопление нами применяется коэффициент Краб. = 0,3.