Теплогенератор: ефективне і економне устаткування для системи опалення

Що таке теплогенератор, як він працює і якими перевагами володіє? Раніше я сам неодноразово замислювався над цими питаннями, але тепер, володіючи певними знаннями, постараюся докладно на них відповісти. А також розповім, чи може взагалі використовуватися це прилад в побутових цілях.

Теплогенератор – ефективний прилад опалення

Трішки історії

Теплогенератор, або тепловий насос – це прилад, який перетворює механічну енергію в кінетичну, а кінетичну – в теплову. Таким чином, його можна віднести до приладів опалення або нагрівачів води.

Історія цього апарату починається на початку ХХ століття, коли вчений Жозеф Ранк виявив, що в повітряній вихровий струмені відбувається сепарація на фракції нагрітого повітря і холодного. Прилад для освіти вихрового повітряного потоку назвали трубою Ранке.

Пізніше, в середині минулого століття, трубу Ранка модернізував німецький винахідник Хілшем. Ще через деякий час в модернізовану трубу Ранке радянський вчений Меркулов запустив воду замість повітря. При цьому він виявив, що на виході вода сильно нагрілася.

Схема пристрою труби Ранка

Така властивість пов’язане з тим, що в воді, коли вона проходить через вихрову трубу, утворюється безліч водяних бульбашок. В результаті впливу тиску води, ці бульбашки руйнуються. При цьому вивільняється деяка кількість енергії, яка нагріває воду.

Даний процес називається кавітацією. Цей принцип і ліг в основу всіх сучасних теплових генераторів.

Види теплових генераторів

Залежно від типу пристрою теплогенератори діляться на кілька видів. Найбільш широке поширення з них отримали:

  • Роторний. Теплогенератор має ротор, який відповідає за освіту вихрового стелі;

Промисловий статичний теплогенератор

  • Статичний. Тиск води в такому приладі створює відцентровий кавітаційний насос. При цьому водяна утворюється за рахунок спеціальних кавітаційних трубок.

Кожен теплогенератор має свої переваги і недоліки, з якими ми ознайомимося нижче.

роторний

Роторний теплогенератор може мати різну конструкцію. Треба сказати, що даний апарат до цього дня знаходиться в стадії розробки і удосконалення.

Роторний теплогенератор – основні вузли пристрою

Найбільш поширеним вважається дисковий роторний теплогенератор. Такий апарат складається з декількох основних елементів:

  • ротор. Виконаний у вигляді диска, звідси і така його назва. Для найбільшої ефективності пристрою, в роторі просверливаются отвори.
    Кількість отворів і глибина розраховуються індивідуально, залежно від потужності двигуна і обсягу корпусу. Швидкість обертання ротора в корпусі досягає 3000 оборотів в хвилину;

схема ротора

  • Електродвигун. Пускає в хід ротор. Так як для роботи застосовується електродвигун, пристрій ще називають теплоелектрогенератор.
    Треба сказати, що в потужних апаратах можуть використовуватися інші силові агрегати, наприклад, дизельні двигуна;

На фото – корпус теплового генератора

  • Корпус. Являє собою порожнистий циліндр. Відстань між ротором і стінками корпусу також підбирається індивідуально, але, як правило, знаходиться в межах 1,5-2 мм.

До нижньої частини корпусу підключається труба з холодною водою, а зверху труба, по якій виводиться гаряча вода.

В результаті обертання ротора відбувається тертя води з корпусом і самим ротором, за рахунок чого і нагрівається вода. Крім того, допомагають нагріванню і руйнуються бульбашки повітря, про які я вже говорив вище.

По суті, даний апарат – це не що інше, як тепловий насос Френетта, принцип якого полягає в тому, що один циліндр обертається усередині іншого, а між ними нагрівається рідина.

Роторні теплові генератори зазвичай застосовуються для обігріву виробничих приміщень

переваги:

  • Простота конструкції. Як ви бачите, пристрій апарату в цілому досить просте. Тому можна навіть зробити роторний теплогенератор своїми руками.
    По суті, самостійно потрібно виготовити або замовити лише корпус ротора і сам ротор. Всі інші деталі купуються в магазині;

Щоб не займатися самостійно розрахунками, що вимагає певних знань, можна взяти готові креслення роторного теплового генератора.

  • Ефективність. Роторний теплогенератор виділяє на 30 відсотків більше теплової потужності, ніж статичний.

Крім того, він більш економічний, ніж традиційні прилади опалення. Це, власне, і є основною перевагою теплових генераторів, заради яких їх використовують в побутових і промислових системах опалення.

Мінусів роторний теплогенератор має небагато:

  • гучність. Це доставляє певний дискомфорт в процесі експлуатації пристрою;
  • Підвищений знос деталей. У такого апарату швидко зношуються сальники і ущільнювачі.

В результаті цих недолік теплоелектрогенератор частіше застосовують для обігріву виробничих приміщень, ніж для житлових будинків або квартир.

Статичний теплогенератор Потапова

статичний

Статичний кавітаційний теплогенератор, як я вже говорив вище, працює за рахунок відцентрового насоса. Тому не має ніяких обертових елементів, що дає йому свої переваги, з якими ознайомимося нижче.

Принцип роботи даного апарату виглядає наступним чином:

  • Відцентровий насос забезпечує високу швидкість пересування води;
  • Вода спрямовується у вхідний отвір сопла;
  • Так як вихідний отвір сопла значно менше, ніж вхідний, в ньому утворюється високий тиск води. В результаті вода ще більше прискорюється;
  • Через швидке розширення води, на виході з сопла відбувається кавітаційний ефект з утворенням газу всередині.

Таким чином, нагрів рідини в даному апараті відбувається в результаті тих же процесів, які відбуваються в і роторном тепловому генераторі – кавітації і тертя рідини.

На схемі теплогенератор Потапова

Також користується популярністю теплогенератор Потапова, який працює дещо інакше:

  • Відцентровий насос подає воду під тиском в так звану равлика (на схемі 2);
  • В результаті обертання всередині вигнутого каналу вода починає нагріватися;
  • З равлики вода потрапляє в вихрову трубу (3), що володіє спіраллю на стінках. Довжина останньої повинна бути більше ширини в десятки разів.

В вихровий трубі вода продовжує нагріватися;

  • Далі розташовано гальмівний пристрій (4). У ньому струмінь трохи вирівнюється завдяки пластин, які закріплені на втулці. Усередині гальмівного пристрою розташовано порожній простір, яке пов’язане з нижнім гальмом (7).
    Гаряча вода піднімається вгору і виходить через вихідний патрубок, до якого підключається система опалення, а холодна опускається вниз. При цьому холодну воду нагрівають пластини, які в свою чергу нагріваються гарячою водою;
  • Тепла вода спускається до нижнього гальма і додатково підігрівається завдяки квітці;
  • Далі тепла вода через байпас (8) потрапляє в вихідний патрубок, де змішується з гарячою водою.

Схема діагональної обв’язки

Щоб використовувати в системі опалення теплогенератор Потапова, необхідно виконати діагональну обв’язку батарей. В такому випадку зверху буде подаватися гаряча теплоносій, а знизу буде виходити холодний, який подається на відцентровий насос. В результаті опалення буде працювати найбільш ефективно.

переваги:

  • Довговічність. Подібний пристрій, як правило, працює без ремонту більше 5 років;
  • Простота ремонту. Найчастіше виходить з ладу сопло. Виконати його заміну своїми руками під силу кожному, крім того, такий ремонт вимагає трохи витрат;
  • Низький рівень шуму. Теплогенератор даного типу працює значно тихіше, ніж роторний аналог;
  • Не потрібно балансування. При складанні конструкції немає необхідності шліфувати, калібрувати і точно підганяти деталі;

Статичний теплогенератор має наступні недоліки:

  • Порівняно невисока продуктивність. Як я вже говорив вище, теплогенератор даного типу менш продуктивний, але в будь-якому випадку обігрів приміщення виходить менш енерговитратним, ніж в разі використання традиційних приладів опалення;
  • Висока вартість насоса. Вартість відцентрового насоса досить висока, правда, в цілому собівартість обох апаратів приблизно однакова.

Статичний апарат цілком може використовуватися в побутовій опалювальній системі.

Теплогенератор вітчизняного виробництва ВТГ

вартість

Теплогенератор не обов’язково робити самостійно. У продажу існують вже готові апарати. Наостанок я приведу вартість деяких популярних моделей:

Модель Ціна в гривнях
ВТГ 5,5 кВт 76400
НТГ-11 10,1 кВт 115000
EUROMIX REV 100, 100 кВт 472000
Euronord Н 50 для приміщень площею до 7500 м2 240 000

Ось і вся інформація про те, що таке теплогенератор.

висновок

Тепер ви знаєте, що є теплогенератор, як він працює і якими перевагами володіє цей пристрій. Додатково перегляньте відео в цій статті. З усіма питаннями щодо даної теми ви можете звернутися до мене в коментарях.

Ссылка на основную публикацию