Далеко не на всех промышленных объектах существует возможность отапливать помещения классическими теплогенераторами, работающими от сжигания газа, жидкого или твердого топлива, а использование нагревателя с тэнами является нецелесообразным или небезопасным. В таких ситуациях на помощь приходит вихревой теплогенератор, использующий для нагревания рабочей жидкости кавитационные процессы. Основные принципы работы этих устройств были открыты еще в 30-х годах прошлого века, активно разрабатывались с 50-хгодов. Но внедрение в производственный процесс нагрева жидкости за счет вихревых эффектов произошло только в 90-х годах, когда вопрос экономии энергоресурсов стал наиболее остро.
Устройство и принцип работы
Изначально, за счет вихревых потоков научились получать нагрев воздуха и других газовых смесей. В тот момент греть так воду не представлялось возможным из-за отсутствия у нее свойств к сжатию. Первые попытки в этом направлении сделал Меркулов, который предложил заполнить трубу Ранка водой вместо воздуха. Выделение тепла оказалось побочным эффектом вихревого движения жидкости, и долгое время процесс не имел даже обоснования.
Сегодня известно, что при движении жидкости по специальной камере от избыточного давления молекулы воды выталкивают молекулы газа, которые скапливаются в пузырьки. Из-за процентного преимущества воды ее молекулы стремятся раздавить газовые включения, и в них возрастает поверхностное давление. При дальнейшем поступлении молекул газа температура внутри включений возрастает, достигая 800 – 1000ºС. А после достижения зоны с меньшим давлением происходит процесс кавитации (схлопывания) пузырьков, при котором накопленная тепловая энергия выделяется в окружающее пространство.
В зависимости от способа формирования кавитационных пузырьков внутри жидкости все вихревые теплогенераторы подразделяются на три категории:
- Пассивные тангенциальные системы;
- Пассивные аксиальные системы;
- Активные устройства.
Теперь рассмотрим каждую из категорий более детально.
Пассивные тангенциальные ВТГ
Это такие вихревые теплогенераторы, в которых термогенерирующая камера имеет статическое исполнение. Конструктивно такие вихревые генераторы представляют собой камеру с несколькими патрубками, по которым осуществляется подача и съем теплоносителя. Избыточное давление в них создается путем нагнетания жидкости компрессором, форма камеры и ее содержание представляет собой прямую или закрученную трубу. Пример такого устройства приведен на рисунке ниже.
Рисунок 1: принципиальная схема пассивного тангенциального генератора
При движении жидкости по входному патрубку происходит затормаживание на входе в камеру за счет тормозящего приспособления, из-за чего возникает разреженное пространство в зоне расширения объема. Затем происходит схлопывание пузырьков и нагревание воды. Для получения вихревой энергетики в пассивных вихревых теплогенераторах устанавливаются несколько входов / выходов из камеры, форсунки, переменная геометрическая форма и прочие приемы для создания переменного давления.
Пассивные аксиальные теплогенераторы
Как и предыдущий тип, пассивные аксиальные не имеют подвижных элементов для создания завихрений. Вихревые теплогенераторы такого типа осуществляют нагрев теплоносителя за счет установки в камере диафрагмы с цилиндрическими, спиральными или коническими отверстиями, сопла, фильера, дросселя, выступающих в роли сужающего устройства. В некоторых моделях устанавливаются по нескольку нагревательных элементов с различными характеристиками проходных отверстий для повышения эффективности их работы.
Рис. 2: принципиальная схема пассивного аксиального теплогенератора
Посмотрите на рисунок, здесь приведен принцип действия простейшего аксиального теплогенератора. Данная тепловая установка состоит из нагревательной камеры, входного патрубка, вводящего холодный поток жидкости, формирователя потока (присутствует далеко не во всех моделях), сужающего устройства, выходного патрубка с горячим потоком воды.
Активные теплогенераторы
Нагревание жидкости в таких вихревых теплогенераторах осуществляется за счет работы активного подвижного элемента, взаимодействующего с теплоносителем. Они оснащаются камерами кавитационного типа с дисковыми или барабанными активаторами. Это роторные теплогенераторы, одним из наиболее известных среди них является теплогенератор Потапова. Простейшая схема активного теплогенератора приведена на рисунке ниже.
Рис. 3: принципиальная схема активного теплогенератора
При вращении активатора в таком происходит образование пузырьков благодаря отверстиям на поверхности активатора и разнонаправленных с ними на противоположной стенке камеры. Такая конструкция считается наиболее эффективной, но и достаточно сложной в подборе геометрических параметров элементов. Поэтому преимущественное большинство вихревых теплогенераторов имеет перфорацию только на активаторе.
Назначение
На заре внедрения кавитационного генератора в работу он использовался только по прямому назначению – для передачи тепловой энергии. Сегодня, в связи с развитием и совершенствованием данного направления, вихревые теплогенераторы применяются для:
- Отопления помещений, как в бытовых, так и в производственных зонах;
- Нагревания жидкости для осуществления технологических операций;
- В качестве проточных водонагревателей, но с более высоким КПД, чем у классических бойлеров;
- Для пастеризации и гомогенезации пищевых и фармацевтических смесей с установленной температурой (при этом обеспечивается удаление вирусов и бактерий из жидкости без термической обработки);
- Получения холодного потока (в таких моделях горячая вода является побочным эффектом);
- Смешивание и разделение нефтепродуктов, добавление в получаемую смесь химических элементов;
- Парогенерации.
С дальнейшим совершенствованием вихревых теплогенераторов сфера их применения будет расширяться. Тем более что данный вид нагревательного оборудования имеет ряд предпосылок для вытеснения пока еще конкурентных технологий прошлого.
Преимущества и недостатки
В сравнении с идентичными технологиями, предназначенными для обогрева помещений или нагрева жидкостей вихревые теплогенераторы обладают рядом весомых преимуществ:
- Экологичность – в сравнении с газовыми, твердотопливными и дизельными теплогенераторами они не загрязняют окружающую среду;
- Пожаро- и взрывобезопасность – вихревые модели, в сравнении с газовыми теплогенераторами и устройствами на нефтепродуктах не представляют такой угрозы;
- Вариативность — вихревой теплогенератор может устанавливаться в уже существующие системы без необходимости установки новых трубопроводов;
- Экономность – в определенных ситуациях гораздо выгоднее классических теплогенераторов, так как обеспечивают ту же тепловую мощность в перерасчете на затрачиваемую электрическую мощность;
- Нет необходимости организации системы охлаждения ;
- Не требуют организации отвода продуктов сгорания , не выделяют угарный газ и не загрязняют воздух рабочей зоны или жилого помещения;
- Обеспечивают достаточно высокий КПД – порядка 91 – 92% при сравнительно небольшой мощности электродвигателя или насоса;
- Не образуется накипь в процессе нагревания жидкости , что в значительной мере снижает вероятность повреждений из-за коррозии и засорения известковыми осадками;
Но, помимо преимуществ вихревые теплогенераторы имеют и ряд недостатков:
- Создает сильную шумовую нагрузку в месте установки , что сильно ограничивает их применение непосредственно в спальнях, залах, офисах и им подобных местах;
- Характеризуется большими габаритами , в сравнении с классическими нагревателями жидкости;
- Требует точной настройки процесса кавитации , так как пузырьки при столкновении со стенками трубопровода и рабочими элементами насоса приводят к их быстрому изнашиванию;
- Достаточно дорогостоящий ремонт при выходе со строя элементов вихревого теплогенератора.
Критерии выбора
При выборе вихревого теплогенератора важно определить актуальные параметры устройства, которые в наибольшей степени подойдут для решения поставленной задачи. К таким параметрам относятся:
- Потребляемая мощность – определяет количество расходуемой из сети электроэнергии, требуемой для работы установки.
- Коэффициент преобразования – определяет соотношение потребленной энергии в кВт и выделенной в качестве тепловой энергии в кВт.
- Скорость потока – определяет скорость движения жидкости и возможность ее регулирования (позволяет регулировать теплообмен в системах отопления или напор в нагревателе воды).
- Тип вихревой камеры – определяет способ получения тепловой энергии, эффективность процесса и требуемые для этого затраты.
- Габаритные размеры – важный фактор, влияющий на возможность установки теплогенератора в каком-либо месте.
- Количество контуров циркуляции – некоторые модели помимо контура теплоснабжения имеют контур отведения холодной воды.
Параметры некоторых вихревых теплогенераторов приведены в таблице ниже:
Таблица: характеристики некоторых моделей вихревых генераторов
| Установленная мощность электродвигателя, кВт | ||||||
| Напряжение в сети, В | 380 | 380 | 380 | 380 | 380 | |
| Обогреваемый объем до, куб.метры. | 5180 | 7063 | 8450 | 10200 | 15200 | |
| Максимальная температура теплоносителя, о С | ||||||
| Масса нетто, кг. | 700 | 920 | 1295 | 1350 | 1715 | |
| Габаритные размеры: | ||||||
| — длина мм
— ширина мм. — высота мм. |
||||||
| Режим работы | автомат | автомат | автомат | автомат | автомат | |
Также немаловажным фактором является цена вихревого теплогенератора, которая устанавливается заводом изготовителем и может зависеть как от его конструктивных особенностей, так и от параметров работы.
ВТГ своими руками
Рисунок 4: общий вид
Для изготовления вихревого теплогенератора в домашних условиях вам понадобится: электрический двигатель, плоская герметичная камера с вращающимся в ней диском, насос, болгарка, сварка (для металлических труб), паяльник (для пластиковых труб) электрическая дрель, трубы и фурнитура к ним, станина или стенд для размещения оборудования. Сборка включает в себя следующие этапы:
Рис. 6: подключите подачу воды и электропитания
Такой вихревой теплогенератор можно подключить как к уже существующей системе теплоснабжения, так и установить для него отдельные радиаторы отопления.
Видео по теме
С каждым годом подорожание отопления заставляет искать более дешевые способы обогрева жилой площади в холодную пору года. Особенно это относится к тем домам и квартирам, которые имеют большую квадратуру. Одним из таких способов экономии является вихревой . Он имеет массу преимуществ, а также позволяет экономить на создании. Простота конструкции не затруднит его сбор даже у новичков. Далее рассмотрим преимущества такого способа отопления, а также попытаемся составить план-схему по сбору теплогенератора своими руками.
Теплогенератор – это специальный прибор, основная цель которого вырабатывать тепло, путем сжигания, загружаемого в него, топлива. При этом вырабатывается тепло, которое затрачивается на обогрев теплоносителя, который уже в свою очередь непосредственно выполняет функцию обогрева жилой площади.
С тех пор генераторы, конечно же, модифицировались и способны обогревать гораздо больше площади, нежели это было 250 лет назад.
Принципиальным критерием, по которому генераторы отличаются друг от друга, является загружаемое топливо. В зависимости от этого выделяют следующие виды
:
- Дизельные теплогенераторы – вырабатывают тепло в результате сгорания дизельного топлива. Способны хорошо обогревать большие площади, но для дома их лучше не использовать в силу наличия выработки токсичных веществ, образуемых в результате сгорания топлива.
- Газовые теплогенераторы – работают по принципу непрерывной подачи газа, сгорая в специальной камере который также вырабатывает тепло. Считается вполне экономичным вариантом, однако установка требует специального разрешения и соблюдения повышенной безопасности.
- Генераторы, работающие на твердом топливе – по конструкции напоминают обычную угольную печь, где имеется камера сгорания, отсек для сажи и пепла, а также нагревательный элемент. Удобны для эксплуатации на открытой местности, поскольку их работа не зависит от погодных условий.
- – их принцип работы основывается на процессе термической конверсии, при которой пузырьки, образуемые в жидкости, провоцируют смешанный поток фаз, увеличивающий вырабатываемое количество тепла.
Устройства выработки электрической энергии можно разделить на несколько категорий, в зависимости от того, какой тип энергии используется для преобразования:
- тепловые;
- гидравлические;
- ветровые;
- солнечные.
Все эти устройства в настоящее время являются основными поставщиками электроэнергии. Недостатком здесь является зависимость от преобразуемых источников.
Усиливающий трансмиттер СЕ Тесла
Недостатки источников энергии
В тепловых электрогенераторах используется энергия сгорания угля или нефтепродуктов, запасы которых в земных недрах подходят к концу. К этому же типу относятся и атомные электростанции. Запасы радиоактивных элементов еще достаточно велики, но тоже не бесконечны. Тепловые электростанции приносят наибольший вред окружающей среде. Это выбросы в атмосферу не полностью сгоревших углеводородов и углекислого газа, а также большая вероятность радиоактивного заражения (для устройств на атомной энергии).
Гидравлические устройства включают в себя гидроэлектростанции, в которых используется энергия запасенной в водохранилищах воды рек и приливные электростанции, использующие энергию приливов и отливов. Нормальная работа гидроэлектростанций зависит от уровня воды в водохранилище и, при существенном его понижении, исключается. К тому же плотины гидроэлектростанций крайне негативно влияют на существующие экосистемы рек и прибрежных районов. Меньшее отрицательное влияние на окружающую среду имеют приливные электростанции.
Ветро-генераторы зависят от движения воздуха и могут быть построены только в местности с устойчивыми ветрами. При изменении климата работоспособность ветро-генераторов может быть под вопросом.
Похожая ситуация и с устройствами преобразования солнечной энергии. Солнечные электростанции устанавливаются только в местности с большим количеством солнечных дней в году. Ночью и в облачную погоду такие электростанции не работают.
Перечисленные недостатки заставляют вести активные поиски альтернативных источников энергии.
Альтернативные источники энергии
Среди энтузиастов наиболее широкое внимание уделяется использованию свободной энергии и магнитного поля Земли. Поскольку научной базы для определения свободной энергии до сих пор нет, то возникают споры, что же такое свободная энергия. Большинство исследований проводится в области применения радиантной энергии, энергии вакуума и магнитного поля. Источником вдохновения для конструирования генераторов на свободной энергии своими руками служат работы сербского ученого Николы Тесла.
Все устройства, которые используют в работе принцип свободной энергии делятся на:
- радиантные генераторы;
- блокинг-генераторы на постоянных магнитах без движущихся частей;
- блокинг-генераторы на постоянных магнитах;
- трансгенератор;
- механические нагреватели с коэффициентом полезного действия больше единицы;
- имплозионные (вихревые генераторы Потапова);
- электролиз воды без источников внешней энергии;
- тепловые насосы;
- холодный ядерный синтез.
Из всех перечисленных устройств только тепловые насосы имеют строгое научное обоснование. Говоря точнее, они не являются генераторами на свободной энергии, поскольку используют в своей работе разницу температур в различных слоях земли.
Радиантные СЕ генераторы
Радиантная энергия подобна электростатической, в связи с чем нередко возникает путаница. Радиантная энергия получается из окружающей среды или внешнего источника электроэнергии с последующей отдачей во внешнюю цепь ее излишков.
Наиболее известные устройства на радиантной энергии – это усиливающий трансмиттер Тесла, генератор СЕ с самозапиткой и генератор Т. Генри Моррея. Все новые схемы используют в работе их принципы действия.
Усиливающий трансмиттер Тесла
Усиливающий трансмиттер Тесла представляет собой резонансный трансформатор с особыми обмотками плоской формы, которые запитываются от внешнего источника электроэнергии посредством специальных конденсаторов и разрядников.
Особенностью трансмиттера является генерация в окружающей среде стоячих волн радиантной энергии, которая не ослабевала от расстояния. Областью применения усиливающего трансмиттера предполагалась дистанционная беспроводная передача электроэнергии. К сожалению, Тесла не успел в полной мере закончить эксперименты по передаче энергии, а чертежи и описания опытных установок оказались после его смерти засекреченными. Фото приемно-передающей вышки усиливающего трансмиттера Тесла приведено выше.
Собранные своими руками, новые установки если и работали, то выдавали крайне низкую эффективность. Единственное устройство, которое под силу собрать и испытать своими руками, это трансформатор Тесла, имеющий огромный коэффициент трансформации и способный выдавать на выходе напряжение в десятки и сотни тысяч вольт при ничтожных затратах входной электроэнергии.
Генератор Т. Генри Моррея
Генератор Т. Генри Моррея основан на преобразовании радиантной энергии посредством специально сконструированных конденсаторов и диодов. Конструктивно конденсаторы были схожи с электронными лампами, однако, в отличие от последних, не требовали дополнительного подогрева электродов (рис. ниже).
Конденсатор Т. Генри Моррея
Генератор СЕ с самозапиткой – это генератор автоколебаний, требующий подачи энергии от внешнего источника для запуска генерации. В дальнейшем питание производится от выходного напряжения генератора под действием магнитного поля Земли. Если запуск собранного своими руками генератора производится от аккумуляторной батареи, то при работе блокинг-генератора с самозапиткой избыток энергии можно пускать на подзаряд аккумулятора (рис. ниже). Работа генератора основана на взаимодействии магнитного поля трансформатора с энергией от различных источников.
Схема генератора СЕ с самозапиткой
Одним из вариантов генератора на свободной энергии с самозапиткой является трансгенератор (рис. ниже). Данный генератор использует действие магнитного поля Земли на обмотки трансформатора и весьма прост для сборки своими руками.
Схема трансгенератора – генератора на свободной энергии с самозапиткой
Генераторы свободной энергии
Путем объединения физических процессов генераторов СЕ с самозапиткой и генераторов на постоянных магнитах получается схема магнитного блокинг-генератора на постоянных магнитах (рис. ниже). Такой блокинг-генератор также требует импульс от входного источника для начала генерации. Для создания магнитного поля здесь используются мощные магниты.
Схема блокинг-генератора СЕ на постоянных магнитах
Имплозионные (вихревые) генераторы
Разговаривая о генераторах электроэнергии, нельзя не упомянуть источники тепла, которые позволяют вырабатывать тепло с коэффициентом полезного действия более 100%. Речь идет о вихревых генераторах конструкции Ю. С. Потапова. Работа теплогенератора основана на взаимодействии соосных вихревых потоков жидкости. Принцип работы вихревого генератора Потапова приведен на рисунке ниже.
Схема вихревого генератора Потапова
Подача воды осуществляется центробежным насосом через патрубок (2). Двигаясь по спирали вдоль внешней стенки корпуса (1), жидкость подходит к отражающему конусу (4), где разделяется на два потока. Внешний, подогретый поток возвращается к насосу, а внутренний, отразившись от поверхности конуса, образует вихрь меньшего диаметра, который проходит внутри первичного вихря и поступает на выходной патрубок (3), к которому подключается система отопления.
Нагрев жидкости происходит за счет теплообмена между завихрениями. Отсутствие подвижных частей в теплообменнике обеспечивает теплогенератору сверхвысокий КПД.
Собрать вихревой нагреватель Потапова своими руками сложно, поскольку требуется применение заводского оборудования для обработки металла.
Новые варианты теплогенераторов используют явление кавитации – образование в объеме жидкости микроскопических пузырьков пара и их схлопывание. Данный процесс сопровождается выделением большого количества тепловой энергии.
Электролиз воды
Очень перспективны новые направления исследований, которые занимаются проблемой электролиза воды без применения сторонних источников энергии. Вода является простейшим обратимым источником энергии. Все очень просто. Молекулы воды состоят из атомов кислорода и водорода. При электролизе образуются газы кислород и водород, которые можно использовать в качестве замены любого углеводородного топлива.
Взаимодействие кислорода и водорода происходит с образованием молекул воды и выделением большого количества тепла. Проблема электролиза заключается в необходимости подвода большого количества энергии для протекания реакции. Изменяя конфигурацию электродов и состав катализатора, а также энергию магнитного поля, можно добиться значительного снижения потребляемой мощности. Уже проведен ряд опытов, которые доказывают возможность разложить воду на составляющие элементы без подвода энергии и создать новые источники энергии.
Холодный ядерный синтез
Традиционные ядерные и термоядерные реакции, в ходе которых происходит превращение одних элементов в другие, требуют огромного количества энергии для инициирования процесса. Это связано с тем, что для превращения элементов требуется сблизить их ядра на очень малое расстояние, при котором силы взаимного отталкивания настолько велики, что требуют огромных затрат энергии.
Такие реакции происходят в атомных реакторах, атомных бомбах и ускорителях частиц в условиях большой напряженности магнитного поля.
Атомный реактор работает по тому же принципу, что и атомная бомба, за исключением того, что реакция может контролироваться. Реакторы требуют специфического топлива и чрезвычайно опасны в плане радиационного заражения и облучения.
Проблема холодного ядерного синтеза заключается в том, чтобы найти возможность проводить ядерные реакции без подвода внешней энергии и без выделения радиоактивного излучения. Как и в случае с электролизом воды, новые исследования уже дали положительные результаты.
Проблема генераторов на свободной энергии заключается в активном противодействии сторонников традиционных источников, поскольку вся мировая экономика основана на углеводородном топливе и радиоактивных материалах. Холодный ядерный синтез объявлен лженаукой, и всякое финансирование в этой области прекращено. Все работы проводятся только энтузиастами.
Видео. Генератор с самозапиткой
В Интернете можно найти множество ссылок на конструкции генераторов СЕ различных типов, таких как трансгенератор или блокинг-генератор СЕ. Приводятся описания и технические характеристики, методика расчетов и сборки своими руками. Однако нет ни одной ссылки, указывающей, где можно увидеть действующий прототип генератора на свободной энергии. Также многие собирали своими руками генераторы свободной энергии, блокинг-генераторы, однако их характеристики не соответствовали заявленным, или устройства не работали совсем.
В связи с высокими ценами на промышленное отопительное оборудование многие умельцы собираются делать своими руками экономичный нагреватель вихревой теплогенератор.
Такой теплогенератор представляет собой всего лишь немного видоизмененный центробежный насос. Однако, чтобы собрать самостоятельно подобное устройство, даже имея все схемы и чертежи, нужно иметь хотя бы минимальные знания в данной сфере.
Принцип работы
Теплоноситель (чаще всего используют воду) попадает в кавитатор, где установленный электродвигатель производит его раскручивание и рассечение винтом, в результате образуются пузырьки с парами (это же происходит, когда плывет подводная лодка и корабль, оставляя за собой специфический след).
Двигаясь по теплогенератору, они схлопываются, за счет чего выделяется тепловая энергия. Такой процесс и называется кавитацией.
Исходя из слов Потапова, создателя кавитационного теплогенератора, принцип работы данного типа устройства основан на возобновляемой энергии. За счет отсутствия дополнительного излучения, согласно теории, КПД такого агрегата может составлять около 100%, так как практически вся используемая энергия уходит на нагрев воды (теплоносителя).
Создание каркаса и выбор элементов
Чтобы сделать самодельный вихревой теплогенератор, для подключения его к отопительной системе, потребуется двигатель.
И, чем больше будет его мощность, тем больше он сможет нагреть теплоноситель (то есть быстрее и больше будет производить тепла). Однако здесь необходимо ориентироваться на рабочее и максимальное напряжение в сети, которое к нему будет подаваться после установки.
Производя выбор водяного насоса, необходимо рассматривать только те варианты, которые двигатель сможет раскрутить. При этом, он должен быть центробежного типа, в остальном ограничений по его выбору нет.
Также нужно приготовить под двигатель станину. Чаще всего она представляет собой обычный железный каркас, куда крепятся железные уголки. Размеры такой станины будут зависеть, прежде всего, от габаритов самого двигателя.
После его выбора необходимо нарезать уголки соответствующей длины и осуществить сварку самой конструкции, которая должна позволить разместить все элементы будущего теплогенератора.
Далее нужно для крепления электродвигателя вырезать еще один уголок и приварить к каркасу, но уже поперек. Последний штрих, в подготовке каркаса – это покраска, после которой уже можно крепить силовую установку и насос.
Конструкция корпуса теплогенератора
Такое устройство (рассматривается гидродинамический вариант) имеет корпус в виде цилиндра.
Соединяется с отопительной системой он через сквозные отверстия, которые у него находятся по бокам.
Но основным элементом этого устройства является именно жиклер, находящийся внутри этого цилиндра, непосредственно рядом с входным отверстием.
Обратите внимание: важно, чтобы размер входного отверстия жиклера имел размеры соответствующие 1/8 от диаметра самого цилиндра. Если его размер будет меньше этого значения, то вода физически не сможет в нужном количестве через него проходить. При этом насос будет сильно нагреваться, из-за повышенного давления, что также будет оказывать негативное влияние и на стенки деталей.
Как изготовить
Для создания самодельного генератора тепла понадобится шлифовальная машинка, электродрель, а также сварочный аппарат.
Процесс будет происходить следующим образом:
- Сначала нужно отрезать кусок достаточно толстой трубы, общим диаметром 10 см, а длиной не более 65 см. После этого на ней нужно сделать внешнюю проточку в 2 см и нарезать резьбу.
- Теперь из точно такой же трубы необходимо сделать несколько колец, длиной по 5 см, после чего нарезается внутренняя резьба, но только с одной её стороны (то есть полукольца) на каждой.
- Далее нужно взять лист металла толщиной, аналогичной с толщиной трубы. Сделайте из него крышки. Их нужно приварить к кольцам с той стороны, где у них нет резьбы.
- Теперь нужно сделать в них центральные отверстия. В первой оно должно соответствовать диаметру жиклера, а во второй диаметру патрубка. При этом, с внутренней стороны той крышки, которая будет использоваться с жиклером, нужно сделать, используя сверло, фаску. В итоге должна выйти форсунка.
- Теперь подключаем ко всей этой системе теплогенератор. Отверстие насоса, откуда вода подается под давлением, нужно присоединить к патрубку, находящемуся возле форсунки. Второй патрубок соедините со входом уже в саму отопительную систему. А вот выход из последней подключите ко входу насоса.
Таким образом, под давлением, создаваемым насосом, теплоноситель в виде воды начнет проходить через форсунку. За счет постоянного движения теплоносителя внутри этой камеры он и будет нагреваться. После этого она попадает уже непосредственно в систему отопления. А чтобы была возможность регулировать получаемую температуру, нужно за патрубком установить шаровой кран.
Изменение температуры будет происходить при изменении его положения, если он будет меньше пропускать воды (будет находиться в полузакрытом положении). Вода будет дольше находиться и двигаться внутри корпуса, за счет чего её температура увеличится. Именно таким образом и работает подобный водонагреватель.
Смотрите видео, в котором даются практические советы по изготовлению вихревого теплогенератора своими руками:
Отопление дома, гаража, офиса, торговых площадей – вопрос, решать который надо сразу после того, как помещение построено. И не важно, какое время года на улице. Зима всё равно придёт. Так что побеспокоиться о том, чтобы внутри было тепло необходимо заранее. Тем, кто покупает квартиру в многоэтажном доме, волноваться не о чем – строители уже всё сделали. А вот тем, кто строит свой дом, оборудует гараж или отдельно стоящее небольшое здание, придётся выбирать, какую систему отопления устанавливать. И одним из решений будет вихревой теплогенератор.
Сепарация воздуха, иначе говоря, разделение его на холодную и горячую фракции в вихревой струе – явление, которое и легло в основу вихревого теплогенератора, было открыто около ста лет назад. И как это часто бывает, лет 50 никто не мог придумать, как его использовать. Так называемую вихревую трубу модернизировали самыми разными способами и пытались пристроить практически во все виды человеческой деятельности. Однако везде она уступала и по цене и по КПД уже имеющимся приборам. Пока русский учёный Меркулов не придумал запустить внутрь воду, не установил, что на выходе температура повышается в несколько раз и не назвал этот процесс кавитацией. Цена прибора уменьшилась не намного, а вот коэффициент полезного действия стал практически стопроцентным.
Принцип действия
Так что же такое эта загадочная и доступная кавитация? А ведь всё довольно просто. Во время прохождения через вихрь, в воде образуется множество пузырьков, которые в свою очередь лопаются, высвобождая некое количество энергии. Эта энергия и нагревает воду. Количество пузырьков подсчёту не поддаётся, а вот температуру воды вихревой кавитационный теплогенератор может повысить до 200 градусов. Не воспользоваться этим было бы глупо.
Два основных вида
Несмотря на то и дело появляющиеся сообщения о том, что кто-то где-то смастерил уникальный вихревой теплогенератор своими руками такой мощности, что можно отапливать целый город, в большинстве случаев это обычные газетные утки, не имеющие под собой никакой фактической основы. Когда-нибудь, возможно, это случиться, а пока принцип работы этого прибора можно использовать только двумя способами.
Роторный теплогенератор. Корпус центробежного насоса в этом случае будет выступать в качестве статора. В зависимости от мощности по всей поверхности ротора сверлят отверстия определённого диаметра. Именно за счёт их и появляются те самые пузырьки, разрушение которых и нагревает воду. Достоинство у такого теплогенератор только одно. Он намного производительнее. А вот недостатков существенно больше.
- Шумит такая установка очень сильно.
- Изношенность деталей повышенная.
- Требует частой замены уплотнителей и сальников.
- Слишком дорогое обслуживание.
Статический теплогенератор. В отличие от предыдущей версии, здесь ничего не вращается, а процесс кавитации происходит естественным путём. Работает только насос. И список достоинств и недостатков принимает резко противоположное направление.
- Прибор может работать при низком давлении.
- Разница температур на холодном и горячих концах довольно велика.
- Абсолютно безопасен, в каком бы месте не использовался.
- Быстрый нагрев.
- КПД 90 % и выше.
- Возможность использования, как для обогрева, так и для охлаждения.
Единственным недостатком статического ВТГ можно считать дороговизну оборудования и связанную с этим довольно долгую окупаемость.
Как собрать теплогенератор
При всех этих научных терминах, которые могут напугать незнакомого с физикой человека, смастерить в домашних условиях ВТГ вполне возможно. Повозиться, конечно, придётся, но если всё сделать правильно и качественно, можно будет наслаждаться теплом в любое время.
И начать, как и в любом другом деле, придётся с подготовки материалов и инструментов. Понадобятся:
- Сварочный аппарат.
- Шлифмашинка.
- Электродрель.
- Набор гаечных ключей.
- Набор свёрл.
- Металлический уголок.
- Болты и гайки.
- Толстая металлическая труба.
- Два патрубка с резьбой.
- Соединительные муфты.
- Электродвигатель.
- Центробежный насос.
- Жиклёр.
Вот теперь можно приступать непосредственно к работе.
Устанавливаем двигатель
Электродвигатель, подобранный в соответствии с имеющимся напряжением, устанавливается на станину, сваренную или собранную с помощью болтов, из уголка. Общий размер станины вычисляется таким образом, чтобы на ней можно было разместить не только двигатель, но и насос. Станину лучше покрасить во избежание появления ржавчины. Разметить отверстия, просверлить и установить электродвигатель.
Подсоединяем насос
Насос следует подбирать по двум критериям. Во-первых, он должен быть центробежным. Во вторых, мощности двигателя должно хватить, чтобы его раскрутить. После того, как насос будет установлен на станину, алгоритм действий следующий:
- В толстой трубе диаметром 100 мм и длиной 600 мм с двух сторон нужно сделать внешнюю проточку на 25 мм и в половину толщины. Нарезать резьбу.
- На двух кусках такой же трубы длинной каждый 50 мм нарезать внутреннюю резьбу на половину длины.
- Со стороны противоположной от резьбы приварить металлические крышки достаточной толщины.
- По центру крышек сделать отверстия. Одно по размеру жиклёра, второе по размеру патрубка. С внутренней стороны отверстия под жиклёр сверлом большого диаметра необходимо снять фаску, чтобы получилось подобие форсунки.
- Патрубок с форсункой подсоединяется к насосу. К тому отверстию, из которого вода подаётся под напором.
- Вход системы отопления подсоединяется ко второму патрубку.
- К входу насоса присоединяется выход из системы отопления.
Цикл замкнулся. Вода будет под давлением подаваться в форсунку и за счёт образовавшегося там вихря и возникшего эффекта кавитации станет нагреваться. Регулировку температуры можно осуществить, установив за патрубком, через который вода попадает обратно в систему отопления, шаровый кран.
Чуть прикрыв его, вы сможете повысить температуру и наоборот, открыв – понизить.
Усовершенствуем теплогенератор
Это может звучать странно, но и эту довольно сложную конструкцию можно усовершенствовать, ещё больше повысив её производительность, что будет несомненным плюсом для обогрева частного дома большой площади. Основывается это усовершенствование на том факте, что сам насос имеет свойство терять тепло. Значит, нужно заставить расходовать его как можно меньше.
Добиться этого можно двумя путями. Утеплить насос при помощи любых подходящих для этой цели теплоизоляционных материалов. Или окружить его водяной рубашкой. Первый вариант понятен и доступен без каких-либо пояснений. А вот на втором следует остановиться подробнее.
Чтобы соорудить для насоса водяную рубашку придётся поместить его в специально сконструированную герметическую ёмкость, способную выдерживать давление всей системы. Вода будет подаваться именно в эту емкость, и насос будет забирать её уже оттуда. Внешняя вода так же нагреется, что позволит насосу работать намного продуктивнее.
Вихрегаситель
Но, оказывается и это ещё не всё. Хорошо изучив и поняв принцип работы вихревого теплогенератора, можно оборудовать его гасителем вихрей. Подаваемый под большим давлением поток воды ударяется в противоположную стенку и завихряется. Но этих вихрей может быть несколько. Стоит только установить внутрь устройства конструкцию напоминающую своим видом хвостовик авиационной бомбы. Делается это следующим образом:
- Из трубы чуть меньшего диаметра, чем сам генератор необходимо вырезать два кольца шириной 4-6 см.
- Внутрь колец приварите шесть металлических пластинок, подобранных таким образом, чтобы вся конструкция получилась длинной равной четверти длины корпуса самого генератора.
- Во время сборки устройства закрепите эту конструкцию внутри напротив сопла.
Пределу совершенства нет и быть не может и усовершенствованием вихревого теплогенератора занимаются и в наше время. Не всем это под силу. А вот собрать устройство по схеме, приведённой выше, вполне возможно.