ИНФОРМАЦИЯ ОТ ПРОФЕССИОНАЛОВ

Опрос

Исполнение 261-ФЗ - это:

 формальность
 шаг к повышению энергоэффективности
 планирую исполнить до конца года
 исполню, когда выпишут предписание
 мне это не знакомо
 меня это не коснётся

  

Справочник

Вихревой теплогенератор для систем теплоснабжения


Шваб Виктор Викторович

Использование вихревых теплогенераторов выгодно при строительстве электрофицированных объектов, прокладка газовых коммуникаций и труб централизованного теплоснабжения к которым невозможна или неэкономична (пример по продбазе «Дружба» г. Мытищи: в октябре 1996г. угольная котельная находилась в состоянии разрухи, ближайшая котельная на удалении 1500 м, а газопровод-900м. Потребность в тепле - минимальная 24 кВт без ГВС. Потребляемая электрическая мощность вихревых теплогенераторов 11 и 7,5 кВт/ч).

Кроме того, оправдано их применение совместно с теплогенераторами работающими на жидком топливе, фото № 1 (пример по ст. Перово: Потребность в тепле 96 кВт/ч, техническая возможность по потребляемой электрической мощности 100 кВт/ч. Установлено: две установки вихревых теплогенераторов суммарной тепловой мощностью - 36 кВт/ч, один теплогенератор мощностью 60 кВт/ч работающий на дизельном топливе фото № 1). При этом в случае установки трех-тарифного электрического счетчика можно снизить себестоимость выработанной тепловой энергии на 15-25%.

От существующих электронагревателей Вихревые теплогенераторы отличаются значительно более высокой эффективностью - отношением производимой тепловой энергии к потребляемой электрической. По заключению РКК «Энергия» № 77- 6/33 от 01.12.1994г. Вихревые теплогенераторы типа «ЮСМАР» имеют средний условный коэффициент преобразования энергии на 23% выше по сравнению с электродными теплогенераторами и на 42% выше по сравнению с ТЭНовыми. А самое главное отличие то, что при использовании Вихревых теплогенераторов не требуется получать технические условия на термическую нагрузку.

Важно отметить, что Вихревые теплогенераторы могут приводиться не только электродвигателями, но и ветром, водой горных речек, дизельными и бензиновыми двигателями.

Можно выделить три конструктивные разновидности Вихревых теплогенераторов (по классификации Сергея Геллера, изобретателя из Ростова-на-Дону журнал «ТМ» 11/2005):

  • пассивные тангециальные;
  • пассивные аксиальные;
  • активные.

К пассивным относятсяВихревые теплогенераторы статистичекого типа, не содержащие подвижных частей в устройствах формирования потока жидкости. Они различаются по характеру ввода потока в рабочую камеру - тангециальному (завихритель, рабочая вихревая камера, тормозное устройство, выходной патрубок, перепускная магистраль)или аксиальному (входной патрубок, рабочая камера с сужающим устройством, турбулизатор, выходной патрубок).

Завихритель выполнен в виде улитки, подводящей поток холодной жидкости из насоса на периферию цилиндрической вихревой камеры. В камере поток закручивается и движется к осевому выходному патрубку, перед которым тормозится специальным устройством. В процессе вихревого движения и торможения жидкости в рабочей камере создается зона схлопывания в которой жидкость нагревается и поступает в выходной патрубок. Часть горячей жидкости для поддержания зоны схлопывания может отводиться с его выхода на вход через перепускную магистраль.

Завихрители могут выполняться с винтовыми или спиральными профилями рабочих камер, с постоянными или сужающимися сечениями патрубков, с одной или более рабочими камерами, с одним или несколькими тангенциальными вводами, с вводами типа вихревых форсунок и т.п.

Рабочие камеры этих нагревателей могут быть прямоточными, двойными противоточными, цилиндрическими, коническими, сложной формы и т.д.

Разнообразны и конструкции тормозных устройств - от тел обтекания до лопастных спрямляющих аппаратов.

В пассивных аксиальных Вихревых теплогенераторах используются различные диафрагмы с цилиндрическими, коническими, щелевидными или спиральными отверстиями, с одним и более отверстиями, с аксиальным или смещенным отверстиями, с одной или несколькими последовательно установленными перегородками и т.д.

Применяются и теплогенераторы смешанного типа в которых для повышения эффективности работы одновременно используются как завихрители, так и диафрагмы.

К активнымотносятся Вихревые теплогенераторы в которых механическая активация рабочего тела происходит в результате воздействия на жидкость подвижных активаторов - вращающихся, колеблющихся или совершающих сложное движение.

Подающаяся во входной патрубок Вихревого теплогенератора активного типа холодная жидкость закручивается вращающимся активатором, ускоряется, активируется и нагревается. Это происходит в процессе движения в сторону неподвижного тормозного устройства, на котором поток затормаживается, дополнительно активируется и нагревается. Через выходной патрубок горячая жидкость подается к потребителю.

Разновидности активных Вихревых теплогенераторов отличаются между собой конструкциями активаторов и тормозных устройств. Активаторы могут выполняться также в виде турбин, тел вращения с продольно профилированными поверхностями, перфорированных цилиндрических или конических барабанов, однонаправленных или противоположно вращающихся перфорированных дисков и пр.

В каждом из трех типов Вихревых теплогенераторов могут дополнительно создаваться специальные режимы работы, способствующие активации жидкости и, как следствие, - увеличению тепловыделения. С этой целью задаются неоднородности давления в рабочей камере, возбуждаются автоколебания в жидкости, формируются дополнительные вихревые течения, обеспечиваются ударные торможения встречных струй, производится ультрозвуковая обработка жидкости и пр.

Кроме того, каждый их Вихревых теплогенераторов может использоваться в различных тепловых схемах систем теплоснабжения и отопления. И зачастую именно неудачно выбранная тепловая схема может привести к неэффективной работе Вихревого теплогенератора.

Несмотря на отсутствие подвижных частей и высокую эксплуатационную надежность пассивных теплогенераторов, Вихревые теплогенераторы активного типа более перспективны для практического использования, поскольку обеспечивают более эффективный нагрев жидкости и позволяют снизить уровень шума (один их главных недостатков Вихревых теплогенераторов). Т.к. для работы пассивных Вихревых теплогенераторов требуются насосы с повышенными техническими характеристиками по напору и производительности, на которые устанавливаются электрические двигатели с частотой вращения 3000 об/мин. Конструкция же Вихревого теплогенератора активного типа позволяет использовать малошумные электрические двигатели с частотой вращения 1500 об/мин.

Исходя из конструктивных особенностей различных Вихревых теплогенераторов, и на основании анализа практического опыта использования некоторых их пассивных теплогенераторов, можно сделать два важных вывода, которые необходимо учитывать в практике применения систем теплоснабжения на основе Вихревых теплогенераторов.

Во-первых, тепловыделяющее действие кавитации в потоках жидкости проявляется обычно при условиях, отличающихся от условий ее возникновения. Особенно важно учитывать данное явление при проведении измерений расходов жидкости и разности температур, т.к. погрешности измерений будут значительны.

Во-вторых, тепловыделение связано с зоной схлопывания, которую необходимо создавать и поддерживать (как необходимо налаживать, например, горелку на водогрейном котле).

Оба этих вывода приводят к мысли о пользе тщательного изучения данного явления на основе широкого практического применения Вихревых теплогенераторов с целью объяснения правдоподобного механизма возникновения причудливой, еще не познанной во всем своем многообразии связи кавитации с тепловыделением.

Отсутствие же убедительных и доступных широкой аудитории экспериментальных данных привело к появлению многочисленных гипотез об основной причине появления тепловой энергии и высокой эффективности Вихревых теплогенераторов.

Фото № 1.
Система теплоснабжения административно-бытового здания Дирекции
по ремонту пути Московской железной дороги г. Москва, Кусковский тупик (ст. Перово).

По материалам Конференции «Системы теплоснабжения. Современные решения» 16-18 мая 2006 г. НП "Российское теплоснабжение".

Источник: РосТепло.ru



Назад в раздел