28 и 29 октября. Проблемы экологии в контексте цифровой трансформации общества... Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» пройдет в...


Ответ Александрову Е.Б. из комиссии по лженауке, современной инквизиции

 

Вихревые теплогенераторы, как лженаука стоят в одном ряду с такими, теперь уже признанными, науками, как кибернетика и генетика («продажные девки империализма»). И я уверен, что у них такое же будущее. А название «тепловые гидродинамические насосы» мы выбрали не для того что бы «навести тень на плетень» а вполне осознанно. Эта проблема и наше видение выхода из нее отражено в нескольких статьях, опубликованных в открытой печати 2006 – 2008г.г.(журнал «Стандарты и качество» http://www.stq.ru/stq/adetail.php?ID=5157) .

 

В зависимости от поставленной задачи, при одних и тех же фактических данных, полученных в ходе эксперимента, можно путем не сложных манипуляций сделать диаметрально противоположные выводы. Поэтому противники «вихревых теплогенераторов» умышленно проводят испытания при условиях значительно худших, чем оптимальные, не принимают в расчет дополнительные факторы, такие как «донагрев» и теплопотери стенда, а когда все равно получают хороший результат, то не признают его.


Окупаемость нашего оборудования составляет от 6 до 18 месяцев. Согласно фактических данных эксплуатации, полученных за последние 6 лет, 1 кВт нашего оборудования обогревает от 50 кв.м. жилых или офисных площадей, тогда как электрокотлы тратят 1 кВт на 10 кв.м. Мы с Вами встречались на съёмке телепрограммы в здании объемом 8000 куб.м., которое отапливается с 2003 года одной установкой мощностью 55кВт. Следовательно, 8000 куб.м : 2,8 м (высота потолков) = 2857 кв.м. (площадь помещений), если разделить на мощность установки получаем: 2857 : 55 = 51,94 кв.м – это площадь которую могут обогреть наши установки 1 кВт своей мощности. На съёмках телепрограммы присутствовал собственник здания, и он подтвердил данные цифры, а у нас на сайте размещен его официальный отзыв с подписью и печатью. Кризис, который сейчас распространяется по всему миру, называют ещё кризисом веры. В наше время никто никому и ничему не верит. Кризис у нас в головах, когда человека привозят на реальный объект и приводят цифры фактических затрат с 2003 года, а он начинает считать на калькуляторе и утверждать, что этого не может быть, потому что не может быть никогда. Извините, но о чем можно еще дальше говорить? Но попробуем хотя бы провести работу над ошибками.


Вам господин Александров Е.Б. следует сменить советников и консультантов, а лучше всего взять студента теплотехнического факультета 4-го курса. Очень неловко читать такое и в конце текста видеть подпись академика. Любой теплотехник Вам скажет, что нельзя включать в энергетический баланс электроэнергию потребляемую циркуляционным насосом. Выбор его мощности целиком зависит от сопротивления тепловых магистралей (количества загибов, разводов, вентилей, клапанов, задвижек, другого оборудования необходимого для транспортировки теплоносителя), чем выше здание, тем больше мощности необходимо затратить на транспортировку теплоносителя. А если следовать Вашей логике, то получается КПД котла для одинаковых зданий с различными системами труб и задвижек будет в разы отличаться. Приведу для наглядности простой пример:


Для отопления здания высотой в 14 этажей (42м*20м*12м, внутренний объем 10080 куб.метров) по укрупненным нормам необходимо 2 тепловых гидродинамических насоса мощностью 55 кВт (еще раз уточняю – без затрат на вентиляцию и ГВС).

 

Данное оборудование потребляет в среднем за отопительный сезон 33 кВт/час (коэффициент работы нашего оборудования за сезон К=0,3). Для того чтобы продавить всю эту систему отопления и чтобы теплоноситель добрался до потребителей на 14 этаже достаточно насоса с мощностью электродвигателя 11кВт.


Следовательно, тепловая система будет потреблять электрической энергии:


33+11=44 кВт в час. Если это же здание мысленно положить на бок и при всех равных условиях, на прокачку теплоносителя в плоскости всего одного этажа необходим насос мощностью всего 0.3 кВт. Следовательно, данная тепловая системабудет потреблять электрической энергии: 33+0,3=33,3 кВт в час. Следуя Вашей логике КПД тепловых установок будет зависеть от самого сооружения и применяемого в нем оборудования и в нашем случае коэффициент увеличиться на 32 %, при прочих равных условиях. Возможно, по Вашему мнению, что это тоже «незначительные показатели сравнимые с погрешностью»? Кроме этого при расчете КПД газового или дизельного котла, энергопотребление циркуляционного насоса никогда не учитывается, Вам это подтвердит любой студент.


Нами был разработан и смонтирован в 2007г. пилотный образец блочно-модульного теплового пункта (БМТП-55) с одной установкой ТС1 – 055, предназначенного в данном конкретном случае для воздушного обогрева буровых нефтяных вышек. В БМТП–55 смонтированы тепловой гидродинамический насос ТС1-055, с установленной электрической мощностью электродвигателя 55 кВт, нагревающий жидкий теплоноситель, и воздушно-отопительный агрегат на базе калорифера КСк, снимающий тепло. Объем теплоносителя в системе 70 литров. Наружный воздух при проходе через калорифер нагревается до температуры +70 оС и нагнетается в обогреваемые помещения. Первоначально, в соответствии с требованиями ТЗ заказчика, в БМТП-55 был смонтирован воздушно-отопительный агрегат АО2-10, с производительностью по теплу 116 кВт, то есть с теплосъемом в 2.1 раза больше, чем установленная электрическая мощность ТС1-055. При испытаниях жидкий теплоноситель за 5 минут нагревался до максимальной температуры + 95 С, после чего происходило автоматическое отключение ТС1-055. За последующие 5 минут, АО2-10 снимал выработанное тепло, понижая температуру жидкого теплоносителя до +70 С, ТС1-055 включался. Через 5 минут процесс повторялся. Такая частота включения – выключения мощного электродвигателя не допускается, поэтому было принято решение о замене АО2-10 на более мощный агрегат АО2-20, с производительностью по теплу 220,4 кВт., что в четыре раза больше установленной мощности электродвигателя теплового гидродинамического насоса. В процессе приемо-сдаточных испытаний, при температуре окружающей среды – 2 оС, установка проработала 17 минут из холодного состояния до выключения. При повторных пусках нагрев до максимальной температуры происходил за 13 минут, что свидетельствует о неполном съеме тепловой мощности. Тепловой гидродинамический насос ТС1-055 с мощностью двигателя 55 кВт вырабатывает тепла гораздо больше (более чем в 4 раза), чем может снять с теплоносителя калорифер мощностью 220,4 кВт. Работы по совершенствованию БМТП продолжаются, однако уже имеющийся опыт показывает его высокую эффективность. Практика – критерий истины. А практика показывает, что тепловые гидродинамические насосы имеют хорошие перспективы развития. Поэтому задачи, не решенные сегодня, обязательно будут решены завтра. Эпиграфом к данной статье можно взять стихотворную строфу: «Каждый мнит себя стратегом видя бой со стороны». Работа, которую делают другие, кажется простой.

 

Проблемы неожиданно возникают, когда начинаешь что-то делать сам. Дилетанты считают, что измерить теплопроизводительность тепловых гидродинамических насосов очень просто и удивляются, почему производители до сих пор этого не сделали. Прежде, чем вести любую дискуссию, необходимо согласовать терминологию, так как каждый из участников дискуссии может понимать под одним и тем же термином совершенно разные по смыслу явления. В рамках тематики,рассматриваемой в данной статье, наиболее широко трактуются два термина: КПД –коэффициент полезного действия и КПЭ – коэффициент преобразования энергии. Необходимо особо подчеркнуть, что в зависимости от области применения в эти понятия вкладывают различный смысл, и эту сложившуюся практику никто не может ни отменить, ни запретить.


Термин КПД практически все помнят по школьному учебнику физики, где было сказано, что при работе по прямому термодинамическому циклу Карно получается максимально возможный КПД, причем он не может быть больше единицы. Но большинство уже не помнят, что для обратного цикла С. Карно ввел термин КПЭ, значение которого уже по определению выше единицы.


С развитием техники появилась необходимость сравнения характеристик разных по конструкции, но одинаковых по назначению устройств. Поэтому термины КПД и КПЭ получили более широкое распространение (не только для устройств, работающих по циклу Карно), их смысл значительно изменился по сравнению с тем, который вкладывал в эти определения С. Карно. Например, для КПД котельной используется не менее 6 определений:


1. КПД горения – количество энергии топлива, которое освобождается при сжигании (примерно 93-95%);
2. КПД котельной – количество энергии топлива, которое полезно используется, т.е. преобразовывается в другую энергонесущую среду (на 10-15% ниже, чем КПД горения);
3. КПД топочной техники – показывает, как эффективно происходит горение и прием тепла в котельной (КПД топочной техники и КПД котельной примерноодинаков);
4. КПД установки – определяется отношение между общим объемом полезной энергии и общим количеством энергии КПД установки. В общее количество энергии входит также «вспомогательная энергия», например: электрическая энергия необходимая для работы насосов котельной, вентиляции, дымоходов и т.д. Таким образом, он будет ниже на 1-5%, чем КПД котельной.
5. КПД системы – расширяет границы системы до:
- производства тепла с потерями;
- распределения тепла с потерями в теплотрассах и т.д.;
- использования тепла.
6. КПД годовой – в принципе соответствует КПД котельной, но тогда рассчитывается среднее КПД котельной в течение всего года. В КПД в год входят также периоды с плохим уровнем горения, например, при запуске котельной и т.д.

 

С развитием технологий возникли парадоксальные ситуации, когда КПД > 1. Например, в соответствии с ГОСТ 21563-93, конденсаторные котлы имеют КПД=108-109% . При проектировании водогрейных котлов трактовка КПД отличается от чисто теоретической. В пункте 14 ГОСТ 21563-93 «КОТЛЫ ВОДОГРЕЙНЫЕ Основные параметры и технические требования» указывается, что при расчете КПД используется так называемая «низшая теплота сгорания топлива».В теплофизике различают высшую и низшую теплоту сгорания. Высшая теплота сгорания соответствует условию доведения всех водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания топлива до жидкого состояния (их полной конденсации). Т.е. это понятие учитывает, кроме энергии, выделяющейся при сгорании топлива и охлаждения продуктов сгорания, также энергию конденсации водяных паров. Низшая теплота сгорания не учитывает теплоту (энергию) выделяющуюся при конденсации. Таким образом, высшая теплота сгорания по абсолютному значению больше чем низшая. Но в практических тепловых расчетах при определении КПД теплового агрегата принято пользоваться именно низшей теплотой сгорания, так как при сжигании топлива в котлах традиционной конструкции никогда не происходит конденсации водяных паров из продуктов сгорания. Такой подход не случаен. Ведь образующийся водный конденсат, за счет растворения в нем СО2, вызывает коррозию стали и чугуна. Поэтому конструкторы котлов далекого, да и недалекого прошлого исключали саму возможность конденсации водных паров в газоходах и, естественно, не учитывали теплоту конденсации в своих расчетах.


Ситуация изменилась, когда появилась возможность использования при конструировании котлов коррозионно-стойких легких сплавов и нержавеющих сталей. На рынке теплотехники появились новые котлы, конструкция которых предусматривает получение дополнительного тепла от уходящих продуктов сгорания, за счет конденсации водяных паров, образующихся при сжигании топлива.


Таким образом, можно получить дополнительное количество тепла – до 10,7 % при сжигании газа и до 5,95 % при сжигании солярки. Следствием этого и являются значения КПД, превышающие 100%. Котлы, действующие по указанному принципу, получили название «конденсатных» или «конденсаторных». На самом деле КПД конденсационного котла меньше 100 %, но поскольку во всем мире до сих пор КПД рассчитывается по низшей теплоте сгорания, то для правильного сравнения традиционных и конденсационных котлов КПД последних принимается равным 108-
109 %. (Более подробную информацию см. «C.O.K.» N 4/ 2002 г.).


В тепловых гидродинамических насосах электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения, а затем – в тепловую энергию нагрева жидкого теплоносителя (воды). Хотя в некоторых публикациях и встречаются случаи использования термина КПД применительно к «вихревым теплогенераторам», нам это представляется принципиально не правильным. Несмотря на то, что с водой мы сталкиваемся ежесекундно, она остается малоизученной и таит в себе массу загадок. Например, вода может иметь различную структуру и изменять ее под внешними воздействиями, даже под воздействием человеческой речи, имеет «память» и т.д. Лед имеет около семидесяти агрегатных состояний, а количество состояний воды может достигать двух тысяч. Что происходит с водой в активаторе теплового гидродинамического насоса, как она изменяется, до настоящего времени точно не выяснено, нет подтвержденной практикой теоретической модели процесса нагрева.


На основе практического опыта можно утверждать, что из активатора выходит не вода, а водо-газо-вакуумная смесь. Причем, так как система гидравлически закрытая, и «подсоса» воздуха из внешней среды нет, газовые и вакуумные пузырьки являются продуктом воздействия центробежных сил на поток теплоносителя. Накопленные фактические данные позволяет выдвинуть гипотезу о том, что тепловые гидродинамические насосы являются «энергетически открытыми» устройствами, то есть они извлекают энергию извне. Проходя по системе теплоснабжения, вода возвращается в исходное состояние за счет воздействия сил: гравитационных, межмолекулярного взаимодействия или других, пока еще не известных нам.


В пользу гипотезы об «энергетической открытости» свидетельствуют следующие факты:


- Процесс тепловыделения не заканчивается в активаторе, а продолжается в трубопроводе системы теплоснабжения. Во время экспериментов былозафиксировано, что температура теплоносителя повышается по мере удаления от выходного патрубка активатора. Если процесс «релаксации» воды в системе полностью не завершался то, начиная с момента входа не «релаксированной» смесив активатор, происходило резкое снижение градиента нагрева.


- После отключения электроэнергии в течение еще некоторого времени температура теплоносителя повышается. Время и величина «донагрева» теплоносителя зависит от нескольких факторов: мощности устройства, объема теплоносителя в системе,температуры теплоносителя в момент выключения устройства и т.д. Можно с уверенностью утверждать, что этот «донагрев» связан не с инерционностью термометров, а вызван продолжением процесса тепловыделения.


Большое влияние на процесс тепловыделения оказывает система теплоснабжения:гидросопротивление на выходной магистрали, скорость прокачки, объем теплоносителя в системе, протяженность и разветвленность трубопроводов и т.д. Поэтому неправильно спроектированная схема системы теплоснабжения и неверноподобранные режимы могут не только уменьшить теплопроизводительность «вихревого теплогенератора», но и полностью сорвать процесс тепловыделения. Слишком большой объема прокачки (в 3-5 раз больше рекомендуемого) приводит к тому, что процесс тепловыделения «срывается», градиент нагрева резко снижается.


Большой объем теплоносителя в системе также снижает теплопроизводительность  системы. На предприятии в г. Орле после уменьшения количества радиаторов, а следовательно и объема воды, температура в помещениях повысилась. На практике для ТС1-055 оптимальный объем воды в системе 0,5 – 1,0 куб. м. При таком объеме теплоноситель может за час совершить 3-6 проходов через активатор. Выделяющийся из воды в процессе работы кислород снижает тепловыделение и повышает рабочее давление в системе, поэтому его необходимо постоянно «стравливать» из системы и, кроме этого, подпитка системы «свежей» водой должна быть минимальной (согласно ГОСТов не более 0,25% от объема воды в системе).


В связи с этим возникают большие технические и методологические сложности в определении теплопроизводительности тепловых гидродинамических насосов. «Практика критерий истины». Нет тепла дешевле, чем тепло вырабатываемое тепловыми гидродинамическими насосами и мне нет дела до того КПД > 1 или нет, можно применять понятие КПЭ или это одно и то же. Все это болтовня и пустая трата времени. Люди экономят с их помощью огромные деньги, вложения окупаются за 6 мес. И им просто смешно слышать наши споры, о том может ли это вообще «быть», как смешно Вам сейчас читать споры инквизиторов о том, что Земля или Солнце являются центром вселенной и что вокруг чего вертится. ЭТО УЖЕ СУЩЕСТВУЕТ И ПРЕКРАСНО РАБОТАЕТ!!! Пора уже с этим фактом смириться. А слава пусть достанется тем ученым, кто не будет рассуждать, а просто возьмет и разберется в происходящих процессах. Но это не наше дело, это дело фундаментальной науки, пусть ученые, не боящиеся осуждений и обвинений в ереси, занимаются этой проблемой. Им и карты в руки, а также награды, дипломы, ученые звания и международные премии.


Практиков и эксплуатационщиков мало интересуют академические споры по поводу значений КПД и КПЭ. Их больше интересует, какую экономию даст переход на теплоснабжение с помощью тепловых гидродинамических насосов. Сравнение расходов на теплоснабжение, проведенные нами на основе шестилетнего опытаэксплуатации, показывают, что при использовании тепловых гидродинамических насосов они ниже, чем при использовании ТЭНовых и электродных котлов в 3-5 раз, дизельных в 8-10 раз, централизованного отопления в 3-5 раз.


Мы не утверждаем, что КПД наших установок может быть больше единицы, а предлагаем всем заинтересованным лицам разработать и утвердить единую методику определения теплороизводительности тепловых гидродинамических насосов и провести по этой методике измерение КПД и для других видов теплопроизводящего оборудования. В конце концов мы должны выяснить причину и истоки высокого экономического эффекта от наших установок.

 

 

Константин Урпин.