Не всегда отопление в классическом понимании этого процесса возможно использовать. Чаще всего промышленные здания нецелесообразно или небезопасно обогревать при помощи твердотопливный, газовых или ТЭНовых котлов. Тогда выручает такое устройство как вихревой теплогенератор. Он работает н основе кавитационных процессов происходящих в жидкости.
Начало применения таких устройств было зафиксировано еще в 1930х годах. Более детальное изучение данное направление получило с 50х годов ХХ века. Причем применение вихревых эффектов для обогрева стало возможно только после начала поиска альтернативных источников тепла в 90х. С тех пор применение кавитационных теплогенераторов является актуальной разработкой.
Немного истории о вихревом тепловом генераторе
Сепарация воздушных масс, то есть разделение потока на теплый и холодный путем вихревой струи обнаружили еще в конце ХIХ века. Применение такому явлению долго не могли найти. Полученную исследователями вихревую трубу разные умельцы пытались приладить ко всевозможным механизмам. Но во всех новинках ее КПД и цена оставляла желать лучшего.
Только попав в руки ученому Меркулову, который попробовал запустить внутрь трубы жидкость, сделал открытие: на выходе из трубы вода имеет температуру значительно выше, чем на входе. Он дал название происходящему явлению – кавитация. После его доработок стоимость устройства снизилась, а КПД повысилось до 100%.
Назначение
В самом начале изучения процессов кавитации подобный генератор применяли только как устройство для согревания воды. В настоящее время наука пошла дальше и применение возможно:
- В качестве котла отопления для частных домов и производственных зданий;
- Подогрева жидкости для обеспечения технологических процессов;
- В виде проточных водонагревателей;
- В качестве пастеризатора и гомогенезтора в пищевой и фармацевтической сфере, так как многие вещества нужно избавить от бактерий и вирусов без применения высоких температур;
- Чтобы получить холодный поток при этом нагрев является побочной реакцией;
- Работа с нефтепродуктами: смешивание, разделение, добавление других элементов;
- В парогенераторах.
В настоящее время процесс изучения возможностей применения кавитационных потоков продолжается.
Плюсы и минусы агрегата
Как и в любой сфере человеческих научных изысканий, данный теплогенератор имеет как сильные, так и слабые стороны применения. В положительную сторону его применения говорят: доступность системы, значительная экономия, нет перегрева, КПД близкое к 100%, возможность сборки в домашних условиях профессионального прибора.
Слабой стороной считают: требует значительной площади для установки арегата, при работе прибор выдает значительный шум, мешающий спать жильцам дома.
Имейте ввиду: промышленная установка отличается от домашней только размером. В остальном система идентична.
Установив агрегат в помещении с малой площадью, его температура в таком случае достигает 35оС.
Принцип работы
Способ действия у генераторов подобного типа следующий:
- Теплоноситель заливают в кавитатор
- Включают электродвигатель, который начинает раскручивать кавитатор. В этом процессе и образуются и схлопываются пузырьки воздуха.
- Под действием высвобождающегося под давлением воздуха тепла начинает нагреваться весь теплоноситель.
При этом процессе затрачиваемая энергия распределяется между:
- Звуковыми колебаниями;
- Преодоление силы трения;
- Нагрев теплоносителя.
По версии изобретателей, в частности автора Потапова, в качестве поставщика энергии применяется возобновляемый источник. Хотя этот момент является не совсем ясным и по сей день. Тем не менее, подобное устройство показывает практически 100% КПД, что делает его лидером на рынке электрообогревателей в теории.
Типы вихревых теплогенераторов
Так как процесс исследования кавитации занимал продолжительное время, разные ученые разрабатывали свои типы подобных устройств. В настоящее время можно найти три вида конструкции теплового генератора кавитационного типа:
- Тангенциальные
Он представлен специальной камерой, где и осуществляется формирование вихря. С одной стороны осуществляется подача холодного воздуха. С другой стороны наружу выводится уже горячий. Для повышения давления в системе входное отверстие оснащено тормозящим устройством, предотвращающим свободную циркуляцию жидкости.
- Аксиальные
Эти генераторы изготавливают без предусмотренной вихревой камеры. Вместо этого в конструкции присутствует диафрагма с множеством отверстий, расходящихся по всему корпусу. Минусом такого устройства является наличие дополнительного оборудования, в частности нагревательной камеры и формирователя потока.
- Активные
В таких агрегатах присутствуют подвижные элементы – активаторы. Именно их взаимодействие позволяют создавать кавитацию. Проблематичным является точно рассчитать соотношение подвижных и неподвижных частей для достижения максимального вихревого эффекта. Но среди аналогов они лидеры.
Имейте ввиду: выбор модели теплогенераторов вихревого типа зависит от целей для которых он будет применим.
Как выбрать
Планируя применение кавитационного генератора необходимо правильно рассчитать требуемые параметры в соответствии с поставленными задачами. Среди них:
- Требующаяся мощность электросети – для обеспечения работоспособности устройства нужно обеспечить бесперебойное поступление электроэнергии из сети.
- Коэффициент преобразования – соответствие потребляемой энергии и выделенного тепла (кВт);
- Напор жидкости – то, с какой скоростью теплоноситель передвигается по системе (важно для регуляции процесса теплообмена);
- Тип камеры – каким образом будет добываться тепловая энергия, требуемые затраты и их эффективность;
- Габариты – аспект, влияющий на размещение агрегата в определенном месте;
- Сколько возможно установить циркуляционных контуров – в некоторых устройствах кроме теплового контура возможно подсоединение трубопровода для сброса холодной жидкости.
Ответив на все вышеперечисленные вопросы, можно подобрать кавитационный генератор, который будет идеально подходить по всем параметрам к заданной площади. Так как процесс изучения данных устройств еще в разгаре, возможно со временем они смогут полностью заменить классические электрокотлы.
