UA66334A - Спосіб одержання тепла для опалення будинків і споруд та кавітаційний теплогенератор безперервної дії - Google Patents
Спосіб одержання тепла для опалення будинків і споруд та кавітаційний теплогенератор безперервної дії Download PDFInfo
- Publication number
- UA66334A UA66334A UA20031213218A UA20031213218A UA66334A UA 66334 A UA66334 A UA 66334A UA 20031213218 A UA20031213218 A UA 20031213218A UA 20031213218 A UA20031213218 A UA 20031213218A UA 66334 A UA66334 A UA 66334A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- flow
- heat generator
- heat
- water
- working fluid
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 55
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 8
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- AEDZKIACDBYJLQ-UHFFFAOYSA-N ethane-1,2-diol;hydrate Chemical compound O.OCCO AEDZKIACDBYJLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 abstract 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 101100476202 Caenorhabditis elegans mog-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004398 Ethyl lauroyl arginate Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- HRIZJUDKZZJVBC-UHFFFAOYSA-N ethane-1,1-diol;ethane-1,2-diol Chemical compound CC(O)O.OCCO HRIZJUDKZZJVBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F24V99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/02—Hot-water central heating systems with forced circulation, e.g. by pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Група винаходів належить до генерації тепла кавітаційним генератором для опалення будинків і споруд. Формують вихровий потік води і забезпечують кавітаційний режим його плину при резонансному підсиленні в потоці звукових та ударних коливань. В воду додають етиленгліколь в кількості 7 % від маси води та насичують потік робочої рідини повітрям, що становить 0,002 від об'єму води. Теплогенератор містить прискорювач і конічний розсікач робочої рідини, щонайменше три прискорювачі-активатори робочої рідини, кавітатори з радіально розташованими отворами, сопла Лаваля, кавітатори в центральному і вихідних отворах, яких щонайменше п’ять. Винаходи сприяють одночасному нагріванню робочої рідини і подаванню її в систему обігріву.
Description
Опис винаходу
Винахід відноситься до теплоенергетики і може бути використаний для автономного опалення будинків і 2 споруд різноманітного призначення, підігріву води для промислових і побутових потреб.
Попередній рівень техніки.
Відомі пристрої для нагрівання рідини, які містять теплогенератор із входом та виходом робочої рідини, насос, з'єднаний зі входом теплогенератора, прискорювач руху рідини, трубчасту частину з тормозним пристроєм на виході теплогенератора з якою з'єднаний зворотній трубопровід. (СА 7205А, Е25829/00, 30.06.1995, Бюл. Мо2; КО 2045715 С1, Е25829/00, 10.10.1995, Бюл. Мо28).
Принцип роботи відомих пристроїв оснований на використанні перепадів тиску робочої рідини, а також на використанні кавітаційних процесів, виникаючих в потоці рідини та призводящих до підвищення її температури.
Найбільш близьким аналогом до винаходу є пристрій для нагрівання рідини в якому міститься теплогенератор із входом та виходом робочої рідини, насос, з'єднаний зі входом теплогенератора, прискорювач 72 руху рідини, подаючий і зворотній трубопроводи, трубчасту частину з тормозним пристроєм на виході теплогенератора з яким з'єднаний зворотній трубопровід, інжекційні патрубки, послідовно розташовані однонаправлені конічні патрубки, втулки з циліндричними каналами, конічний розсікач рідини. (СА 22003А, Г25829/00, 30.04.1998, Бюл. Мог2)
Недоліками відомого пристрою є мала ефективність тепловиділення за умов збільшення об'єму робочої рідини, низька швидкість термодифузійного процесу, який відбувається у робочій рідині, що обмежує технічні можливості пристрою. 1. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення пристрою для нагрівання рідини, в якому шляхом зміни його конструкції та доповнення новими пристроями, забезпечується вироблення великої кількості теплової енергії, інтенсифікація термодифузійного процесу та безперервність дії кавітаційного теплогенератора для нагрівання робочої рідини значного об'єму і одночасної подачі її у подавальний трубопровід. «
Поставлена задача вирішується тим, що кавітаційний теплогенератор безперервної дії з входом і виходом робочої рідини, насосом, подавальним і зворотнім трубопроводами, відповідно до винаходу додатково містить прискорювач-активатор робочої рідини (Фіг.2), з'єднаний з насосом (35) та перехідним патрубком подачі рідини (33), що складається щонайменш з трьох послідовно з'єднаних патрубків з різними діаметрами прохідних З каналів, з'єднаних між собою за допомогою фланців зміни напряму основного потоку рідини (27), із конічним со скосом та ежекційного прискорювального каналу (29), розташованого тангенціально до прохідного каналу патрубка (26). Прискорювач-активатор робочої рідини додатково доповнений статичними кавітаторами (24, 31) із о радіально розташованими отворами, які генерують потік каліброваних кавітаційних бульбашок, що надходятьдо «(о щілинної зони потоку з метою подрібнення кавітаційних бульбашок та створення їх вторинного потоку. 3о Прискорювач-активатор робочої рідини додатково обладнаний щілинним ежектором (23) та камерою ее, підвищеного тиску робочого потоку (1), яка має щілинний ежекторний прискорювальний канал, розташований тангенціально до прохідного каналу центрального патрубка (2) теплогенератора (Фіг.1). Центральний патрубок (2) теплогенератора з'єднано з центральною його частиною (7), що містить статичний кавітатор (3) з « радіальними отворами (4), які генерують потік каліброваних кавітаційних бульбашок, та має радіальні канали З 50 (5) в щілинній зоні потоку. Статичний кавітатор (3) має також кавітуюче сопло Лаваля (6), що забезпечує с миттєве звуження і розширення основного потоку рідини та сприяє утворенню вторинного потоку подрібнених з» кавітаційних бульбашок.
Кавітаційний теплогенератор безперервної дії додатково містить розподільні фланці (10, 11) основного потоку рідини з конічним розсікачем, що під тиском рівномірно розприділяє робочу рідину через щілинні тангенціально направлені канали (12, 13) до каналів вихідних патрубків (14) теплогенератора, концентрично б розташованих від центрального патрубка (2) теплогенератора яких щонайменше п'ять, та подавального
Ге») трубопроводу (21) системи опалення, або подачі гарячої води споживачам. Вихідні патрубки (14) обладнані статичними кавітаторами (15) з радіально розташованими отворами (16), які генерують потік каліброваних о кавітаційних бульбашок, кільцеві канали (17) в корпусі патрубків (19) та кавітаційні сопла Лаваля (18), що
Ге) 20 подрібнюють кавітаційні бульбашки. Вихідні патрубки (19) додатково обладнані сопловими виходами (20) теплогенератора, які мають кут нахилу 45" до осі патрубка та направлені в сторону від центрального патрубка
Т» (2) теплогенератора.
Кавітаційний теплогенератор безперервної дії разом з описаними пристроями працює наступним чином.
Потік води за допомогою насоса (35) надходить в прохідний канал патрубка (32) прискорювача-активатора 29 (Фіг.2) із швидкістю 7м/с, далі він попадає в конічну частину статичного кавітатора (31), де він закручується в. і набуває швидкість до Ум/с. З такою швидкістю потік рідини попадає у внутрішній канал статичного кавітатора (31) діаметр якого в 2,4 рази менший від діаметру прохідного каналу патрубка (32), при цьому швидкість потоку рідини зростає до 14м/с. Внутрішній канал статичного кавітатора є непрохідним, тому основний потік доходячи до його конічного кінця додатково закручується і набуває зворотного руху, при цьому виникає первинний процес 60 виникнення кавітаційних бульбашок за рахунок турбулізації та виділення тепла за рахунок перетворення кінетичної енергії потоку - в теплову. Далі, через два ряди радіальних отворів, які є генераторами рівномірного потоку каліброваних кавітаційних бульбашок однакового діаметру, основний потік різко змінюючи напрям руху, при якому додатково виділяється теплова енергія, надходить до щілинної зони потоку із швидкістю до 24м/с і попадають у радіальні канали патрубка (30), де проходить активний процес захлопування кавітаційних бо бульбашок з виділенням енергії та локальним збільшенням швидкості кумулятивних струменів до 7ООм/с і подрібнення первинних бульбашок у їх насичений потік з меншими діаметрами до 20-25мкм. При цьому в щілинному зазорі утвореному зовнішнім діаметром статичного кавітатора (31) - а, і внутрішнім діаметром патрубка (30) - О, за формулою: мк М рі,
Звідки я. ок нов
ВВ) М 24 ' 70 Де: Мьу - вхідна швидкість потоку рідини, яка надається йому насосом;
М - швидкість потоку рідини, якої він набуває на вході в щілинний зазор; а, - коефіцієнт безперервності (стиснення) потоку повітряне - водяної суміші.
В
Виникає повітряно-водяна маса бульбашок, яка є стискуваною (на відміну від рідини), із об'ємним вмістом повітря 0,8, що призводить до виникнення додаткових ударних хвиль та надзвукової течії. Швидкість звуку для повітряно-водяної маси розраховується за формулою Вуда: ах Р е1- освр де: Р - тиск в повітряно-водяній суміші; - - об'ємний вміст повітря;
Вр об'ємна густина рідини.
Таким чином є 508; «й - «1-06; а швидкість звуку для даного середовища становить 25м/с.
Для подальшої активації процесу теплоутворення за рахунок виникнення ударних хвиль ультразвукової та 29 ударної кавітації, при змиканні бульбашок з діаметром до 20-25мкм під час їх захлопування, необхідна « надзвукова швидкість потоку для повітряно-водяної суміші, що досягається у щілинному зазорі та у кавітуючому соплі Лаваля, розташованому на кінці статичного кавітатора (31), що забезпечує миттєве звуження і розширення основного потоку рідини. Далі основний потік рідини надходить до проточної частини каналу підвищеного тиску патрубка (30), де відбувається повне точечне захлопування мікробульбашок без утворення кумулятивних ч 3о струменів і тим самим відбувається інтенсивний нагрів рідини. со
Далі основний потік рідини надходить до конічного каналу патрубка (28), де знов його швидкість зростає до
Бм/с і до циліндричного прохідного каналу патрубка (28) з діаметром, рівним 0,5 діаметру прохідного каналу о патрубка (32), де його швидкість зростає до Ум/с і відбувається різка зміна напрямку руху потоку за рахунок (Се) направляючого конічного скосу фланцю (27) в ежекційний прискорювальний канал (29), що тангенціально розташований до прохідного каналу патрубка (26), при цьому швидкість основного потоку рідини зростає до ї-о 14м/с. При проходженні потоком каналу патрубка (26), відбувається його закручування і як наслідок - виділення теплової енергії. Надалі основний потік рідини надходить до конічного каналу патрубка (25), де знов набуває швидкості Ум/с і попадає у внутрішній канал статичного кавітатора (24), де відбуваються такі самі фізичні « дю явища, як і при проходженні потоком статичного кавітатора (31) з виділенням теплової енергії. В подальшому, з при проходженні патрубка (28), фланцю зміни напряму руху потоку та каналів (26, 25) і статичного кавітатора с (24) патрубка (22) відбувається послідовне підвищення температури основного потоку рідини. :з» На виході прискорювача-активатора (Фіг.2) встановлено щілинний ежектор (23) з отворами, при проході через які основний потік отримує прискорення і утворюються кавітаційні бульбашки, які зхлопуються в камері підвищеного тиску (1) та виділяється теплова енергія. Через щілинний ежекторний прискорювальний канал, б 15 розташований тангенціально до прохідного каналу патрубка (2), основний потік рідини із швидкістю 9 м/с надходить до прохідного каналу (2) центрального патрубка теплогенератора, закручується і виділяється теплова (о) енергія. При проходженні статичного кавітатора (3) та генеруючих бульбашки отворів, радіальних каналів (5) та с сопел Лаваля (6) основним потоком, також виділяється теплова енергія і потік надходить в конічний канал патрубка (8), де відбувається його закручування і знов виділяється теплова енергія. При надходженні основного (95) 50 потоку рідини до розподільного фланцю (10) з конічним розсікачем, основний потік розприділяється на потоки,
ГТ» які надходять до щілинних тангенціально направлених каналів (12, 13) до проточних каналів вихідних патрубків (14), яких щонайменше п'ять, та проточного каналу подавального трубопроводу (21) системи опалення, або подачі гарячої води споживачам і набуває швидкості м/с.
Розташування вводу щілинних каналів (12, 13) відносно патрубків (14, 21) показане на Фіг.4, 5 для 59 північної і південної півкуль, пов'язане з дією магнітного поля Землі на воду, яка є діамагнетиком й володіє в. магнітною сприятливістю т --13,0.109 при спіральному русі основного потоку, що направлені в тому-ж напрямку, що й дія вектору напруженості магнітного поля Землі в різних півкулях, з метою підвищення швидкості основного потоку. Крім цього на потік рідини, що обертається у вихідних патрубках (14) буде діяти сила бо Кориоліса, що буде відхиляти зовнішні слої рідини в напрямі перпендикулярному її відносної швидкості і чинити тиск на стінки прохідного каналу патрубків (14), що буде викликати виділення теплової енергії.
Площа поперечного перетину щілинного каналу (13) залежить від об'єму теплоносія, який має бути поданий до подавального трубопроводу (21) і є величиною перемінною, тим самим і регулюючою швидкість подачі теплоносія. 65 Після цього потік рідини попадає у внутрішні проточні канали статичних кавітаторів (15), проходить через радіальні канали (16), щілинну зону потоку з кільцевими каналами (17) в корпусі патрубків (19) та кавітаційні сопла Лаваля (18), при цьому відбуваються такі самі фізичні процеси й виділення теплової енергії, що й при проходженні потоку рідини через статичні кавітатори прискорювача-активатора (Фіг.2) і центрального патрубка (2) теплогенератора. При проходженні потоку рідини через соплові виходи (20) патрубків (19), що мають кут нахилу ребер 45" до осі патрубка, виділяється додаткова теплова енергія і збільшується загальна площа термодифузійного процесу у п'ять разів відносно конструкцій теплогенераторів з одним сопловим виводом робочої рідини.
Таким чином, поставлена задача вдосконалення пристрою за рахунок зміни конструкції та доповнення новими пристроями, забезпечує вироблення кавітаційним теплогенератором великої кількості теплової енергії /0 для нагрівання значного об'єму рідини та безперервність його дії з одночасною подачею її у подавальний трубопровід.
Кавітаційний теплогенератор безперервної дії, згідно цього винаходу, може бути використаний для автономного опалення будинків і споруд різноманітного призначення, в сільському господарстві, в технологічних виробничих процесах, або для генерації енергії.
Зміна кількості елементів прискорювача-активатора та кількості патрубків виходу робочої рідини, що розташовані концентричне відносно центрального патрубка теплогенератора, або зміна площі перетину каналу подавального трубопроводу є очевидною для спеціалістів у цій галузі і не може бути підставою для вдосконалення пристрою, відповідно до цього винаходу. 2. Спосіб одержання тепла для опалення будинків і споруд.
Винахід належить до теплоенергетики, зокрема до способів одержання тепла, яке виникає інакше, ніж в результаті спалювання палив.
Відомі способи нагріву рідини, при яких тепло одержують за рахунок дії на основний потік рідини струминних зустрічних потоків, або механічних перешкод, що розташовані на шляху потоку рідини, або за рахунок використання теплогенераторів періодичної дії на обмежений об'єм теплоносія, або зменшення об'єму об теплоносія при збільшенні енерговитрат на нагрівання рідини, або за рахунок додавання до основного потоку рідини важкої води. «
Найбільш близьким до способу, що заявляється, е спосіб одержання тепла за допомогою пристроїв для нагрівання рідини - теплогенераторів, що описані в патентах КО 2045715 С1, Р25829/00, 10.10.1995, бюл. Мо28 та СА 47535 С2, Е243/00, 15.07.2002, Бюл. Мо7. «г зо Згідно цього способу вода будь-якої чистоти (наприклад технічна) за допомогою насоса, який розвиває напір до батм., подається на вхід теплогенератора, що описаний в патенті КО 2045715 С1, Р25829/00 та за його і допомогою нагрівають воду сумарної маси 200кг. у замкненому контурі з початковою температурою 18-20"С до (У температури 707"С за використання насосу з потужністю 5,5кВт. Теплова продуктивність теплогенератора в патенті не вказана, а ефективність вказана без надання відомостей про температуру зовнішнього повітря, ісе) з5 товщини і матеріалу стін приміщень, які опалювались за допомогою цього пристрою та способу, та вказаний со темп періодичного нагріву рідини в замкненому контурі, що становить розбіжність в 1,57С за хвилину.
У способі одержання тепла за допомогою того-ж самого пристрою, що вказаний в патенті ОА 47535 С2,
Е2423/00, 15.07.2002, Бюл. Мо7, поставлено задачу в способі отримання тепла шляхом зміни і уточнювання інтервалу температур води, яку використовують для виробництва тепла в теплогенераторі, забезпечити « збільшення ефективності виробництва тепла. з с Поставлена задача вирішувалась шляхом ілюстрації наведених прикладів, у яких проводилось попереднє нагрівання води до температури 63-707"С за допомогою електропідігрівача або теплогенератора з такими-ж ;» технічними характеристиками. Після цього цією нагрітою водою заповнювали робочий контур такого-ж теплогенератора і після його роботи в замкненому циклі одержували темп нагріву 0,8"С за кожну хвилину, аж до температури кипіння води. В іншому наведеному прикладі потужність електродвигуна збільшено до 11кВт, тобто
Ге» в два рази і в робочий контур теплогенератора заливається вода тієї-ж сумарної маси 100кг з температурою вищою 63"С. При цьому, як сказано в патенті ефективність роботи теплогенератора досягла 2. ме) Таким чином поставлена в патенті задача в своїй першій частині, безперечно доведена, що інтенсивність 2) нагріву води зростає при досягненні температури вищої 63"С і триває аж до стану кипіння, але у другій частині 5р поставленої задачі реальні розрахунки ефективності виробництва тепла відбувались без урахування попередніх о енергетичних витрат на нагрівання води до температури вищої 63"С. ї» При застосуванні більш потужного насоса та зменшення маси води вдвічі, відносно попереднього патенту, ефективність пристрою збільшилась. Таким чином підтверджується, що інтенсивність нагріву робочої рідини в замкненому контурі перш за все залежить від збільшення швидкості циркуляції потоку в пристрої за одиницю дв часу, тобто інтенсифікації кавітаційних і ударно-хвильових процесів.
Недоліками відомого способу є мала ефективність тепловиділення за умов збільшення об'єму робочої рідини
Р без збільшення потужності насоса та часта періодичність подавання теплоносія (води) в систему водяного опалення приміщень з робочою температурою 70"С, де вона віддає частину свого тепла і повертається на вхід теплогенератора з температурою 65-677С і таким чином призводить до частих включень насосу, тобто витрат бо енергії ії зносу подаючого насосу, неможливість на протязі достатньо довгого часу підтримувати температуру теплоносія в системі опалення, а також неможливість використання способу і пристрою в технологічних процесах, що потребують температури перегрітої води.
В основу винаходу поставлено задачу в способі отримання тепла, що передбачає збільшення ефективності отримання тепла за умов збільшення загальної маси теплоносія без збільшення енерговитрат, та способу за 65 Допомогою якого можливе одночасне подавання теплоносія споживачам та його нагрівання за допомогою одного теплогенератора.
Поставлена задача досягається тим, що у воду, яка знаходиться в замкненому контурі-ємності для теплоносія (36) додається етиленгліколь (етандіол) НОСН 5-СНЬОН в кількості до 7905 в розчині, температура кипіння якого становить 1147С за нормальних умов. Загальний об'єм теплоносія в ємності (36) складається з об'єму, що необхідний для заповнення системи опалення та теплообмінників (44), плюс додаткового об'єму води, рівному 0,7 об'єму системи опалення і показаному на Фіг.9 пунктиром - 1-й рівень води.
Присутність етиленгліколю у воді забезпечує крім можливості підняття температури кипіння робочої рідини, ще сприяє нерозривності повітряно-водної фази за умов збільшення швидкості потоку до надзвукової в щілинному просторі прискорювача-активатора та теплогенератора, та забезпечує незамерзання системи 7/0 опалення за аварійних обставин відключення теплогенератора.
Також досягнення мети способу збільшення ефективності отримання тепла відбувається за рахунок застосування додаткового пристрою, що являє собою трубку із нержавіючої сталі (39), яка верхнім кінцем виходить у простір повітряного ковпака ємності для теплоносія (36), а нижній кінець занурений у забірний патрубок (34) насоса (35) та має в нижній частині вертикальні отвори (53), розташовані рівномірно по /5 периметру трубки, та які не виходять по висоті за межі забірного патрубка (34) насоса (35). Наявність цього пристрою надає змогу шляхом закачки відповідної кількості повітря разом із потоком робочої рідини в систему теплогенератора інтенсифікувати процес теплообміну за рахунок насиченості потоку рідини повітряними зародками потоку кавітаційних бульбашок та зменшення парціального тиску води, що в свою чергу впливає на інтенсивність тепловіддачі, яка за таких умов збільшується до 2095 у теплогенераторі, та додаткове підняття
Точки кипіння робочої рідини на 595 - до 12076.
Таким чином досягається поставлена задача способу отримання тепла, що передбачає збільшення ефективності його отримання та підняття рівня кипіння робочої рідини без зміни атмосферного тиску.
Друга частина поставленої задачі передбачає спосіб, за допомогою якого досягається одночасне подавання теплоносія споживачам та його нагрівання за допомогою одного теплогенератора.
Поставлена задача досягається тим, що ємність робочої рідини (36) має шар матеріалу з низьким питомим коефіцієнтом теплопередачі, згідно необхідного розрахунку, та дозволяє утримувати довгий час температуру « нагрітого теплоносія без значного зниження його температури. Ємність робочої рідини (36) конструктивно виконана таким чином, що має два відділення з перегородкою (37) з матеріалу що має низький коефіцієнт теплопередачі, та сполучені між собою прохідним каналом для робочої рідини (38) в нижній частині, а також «г зо сполучаються через перегородку (37) в просторі повітряного ковпака ємності (36) за допомогою сталевої трубки, що дає змогу вирівнювати баланс тиску у відділеннях ємності та підтримувати однаковий рівень робочої рідини в о ємності. Наявність двох відділень надає змогу нагрівати більш активно робочу рідину в якій міститься с теплогенератор, та запобігати тривалому процесу термодифузії на велику масу теплоносія. В іншій частині знаходиться робоча рідина з нижчою температурою, що забирається забірним патрубком (34) насоса (35) разом ісе) із повітрям в співвідношенні 0,002 об'єму від маси забірної робочої рідини, що проходить за одиницю часу «о через забірний патрубок насоса, який подає воду до теплогенератора з прохідного каналу (38). Теплогенератор (10) та ємність для робочої рідини (36) з'єднані з системою опалення (або подачі гарячої води) через нагнітальний патрубок (21) та зворотній трубопровід (45), який заходить Через фланець в зону повітряного ковпака ємності для робочої рідини, але не торкається її поверхні. Ємність також обладнана термопарою (40) « для зняття показників температури робочої рідини та контролю й управління через блок контрольно-регулюючих 7) с приладів (49) нормальнозакритим електрогідроклапаном (41).
Ємність для робочої рідини (36) додатково обладнана краном (51) для підживлення системи в разі потреби ;» робочою рідиною, або може використовуватись шляхом підключення до мережі водопроводу для безперервної подачі води в ємність. Для зливу робочої рідини з ємності передбачений кран (52), що знаходиться в нижній частині ємності. З метою незалежності системи від центральних мереж електропостачання та на випадок його
Ге» аварійного відключення передбачений дизель-генератор (54) необхідної потужності, який з'єднаний з насосом та з блоком контрольно-регулюючих приладів (49). Система також обладнана вентилями з ручним управлінням для
Ме, виходу системи на робочий режим (42) та ручному зливу робочої рідини з системи опалення та теплообмінників 2) (44). З метою запобігання гідроудару в системі трубопроводу включено ємність гасіння гідроударів (43), що 5р Включена після кранів (41, 42). Зворотній трубопровід обладнаний термопарою (46), з'єднаною з блоком о контрольно-регулюючих приладів (49) та дає змогу знімати показання температури в зворотньому трубопроводі ї» та управляти через блок контрольно-регулюючих приладів роботою нормально-закритого електрогідроклапану (47). Блок контрольно-регулюючих приладів (49) управляє в автоматичному режимі роботою всіх вузлів системи.
Система, що реалізує спосіб одночасного подавання теплоносія споживачам та його нагрівання за 5в Допомогою одного теплогенератора працює наступним чином.
Після заповнення робочою рідиною ємності (36) в необхідній кількості, як це було вказано раніше, з
Р початковою її температурою вище 5"С включається, без участі блоку контрольно-регулюючих приладів (49), насос (35) і відбувається нагрівання робочої рідини за допомогою теплогенератора до температури 902С, контроль за ходом нагрівання веде термопара (40). Після досягання температури 907С робочою рідиною плавно бо Відкривається клапан ручного управління (42) ії робоча рідина надходить до контуру опалення з теплообмінниками (44) при включеному теплогенераторі, при цьому вентилі (48, 51) мають бути відкритими.
Термопара (46) знімає показання теплоносія в зворотньому трубопроводі (45). Після заповнення системи опалення робочою рідиною закриваються клапани (42, 48, 51), виключається насос та виставляється робоча температура теплоносія на приладах контрольно-регулюючих приладів в подавальному та зворотньому 65 трубопроводі системи опалення. Встановлюється верхня температура закриття електрогідроклапану (41) нижчою за температуру робочої рідини 907С в ємності (36), наприклад 80"С та синхронного виключення насосу
(35), виставляється температура відкриття електрогідроклапану (47), наприклад 60"С та автоматичного включення насосу (35) для початку роботи теплогенератора. Також виставляється температура 907С відкриття електрогідроклапану (41). Після цього автоматично включається насос і теплогенератор. Коли температура робочої рідини в ємності досягає рівня 90"С відкривається клапан (41) та (47) і теплогенератор нагнітає воду в систему, при цьому він продовжує нагрівати робочу рідину в ємності. Коли температура в зворотньому трубопроводі досягає рівня 807"С клапани (41, 47) автоматично закриваються, насос виключається до рівня охолодження системи 6б0"С, після чого відкривається клапан (47) та автоматично включається насос і теплогенератор що подає воду в систему через відкритий клапан (41) після її належного нагріву. Час необхідний 7/0 для досягнення температури необхідного нагріву буде незначним, в зв'язку з тим, що маса води, яка надходить з температурою 60"С із зворотнього трубопровода (45), є незначною в порівнянні з масою води, яка знаходиться в ємності і має температуру не нижчу ніж 80"С, таким чином вона швидко нагріється до температури вищою за 63"С, при якій, як доведено в патенті ША 47535 С2, Е2433/00 відбувається різка інтенсифікація швидкості нагріву робочої рідини. Після нагрівання робочої рідини в ємності до температури 90"С система входить в /5 автоматичний режим роботи і весь цикл повторюється в такому-ж порядку, при цьому час роботи теплогенератора буде залежати від виставлених температурних параметрів системи опалення, а частота включення теплогенератора буде автоматично залежати від температури зовнішнього середовища, яке впливає на температурний режим приміщення, що опалюється.
Таким чином реалізується спосіб одночасного подавання теплоносія споживачам та його нагрівання за допомогою одного теплогенератора.
Зміна параметрів потужності насоса, збільшення або зменшення загального об'єму ємності для робочої рідини та співвідношення її частин, які є перемінними величинами, а також послідовне підключення систем теплогенераторів за наданим способом є очевидним для спеціалістів у цій галузі і не може бути підставою для вдосконалення способу, відповідно до цього винаходу.
Claims (2)
1. Спосіб одержання тепла для опалення будинків і споруд шляхом формування вихрового потоку води і «т зо забезпечення кавітаційного режиму його плину при резонансному підсиленні в цьому потоці звукових та ударних коливань, що виникають, який відрізняється тим, що в воду додають етиленгліколь в кількості 795 від маси води со та насичують потік робочої рідини повітрям, що становить 0,002 об'єму до маси води, зміни конструкції ємності со для подачі рідини і зміни конструкції теплогенератора забезпечують спосіб одночасного подавання робочої рідини і її нагріву. |се) 35
2. Кавітаційний теплогенератор безперервної дії з входом і виходом робочої рідини, насосом, з'єднаним зі со входом теплогенератора, прискорювачем руху рідини, подавальним і зворотним трубопроводами, однонаправленими конічними патрубками, конічним розсікачем рідини, який відрізняється тим, що до складу кавітаційного теплогенератора додатково входить прискорювач-активатор робочої рідини, що складається щонайменше з трьох послідовно з'єднаних патрубків з різними діаметрами прохідних каналів та з'єднаних між « собою за допомогою фланців зміни напряму основного потоку рідини із конічним скосом та ежекційного з с прискорювального каналу, та містить всередині статичні кавітатори з радіально розташованими отворами для генерації потоку каліброваних кавітаційних бульбашок, а також кавітаційними соплами Лаваля, камерою :з» підвищеного тиску рідини та статичні кавітатори, що містяться в центральному і вихідних патрубках, яких щонайменше п'ять, теплогенератора, та розподільні фланці основного потоку рідини, що надходить одночасно дО вихідних патрубків теплогенератора і до патрубка подавального трубопроводу. (22) (22) (95) о 50 с» Р 60 б5
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20031213218A UA66334C2 (uk) | 2003-12-31 | 2003-12-31 | Спосіб одержання тепла для опалення будинків і споруд та кавітаційний теплогенератор безперервної дії |
| CA002554673A CA2554673A1 (en) | 2003-12-31 | 2004-03-31 | Method for producing heat for heating building and constructions and a continuous cavitation heat generator |
| AT04724932T ATE416350T1 (de) | 2003-12-31 | 2004-03-31 | Verfahren zur wärmeerzeugung in gebäuden und kontinuierlich arbeitender wärmeerzeuger mit kavitationseffekt |
| PL04724932T PL1706679T3 (pl) | 2003-12-31 | 2004-03-31 | Sposób wytwarzania ciepła w budynkach i w wytwornicach ciepła z efektem kawitacji pracujących w systemie pracy ciągłej |
| PCT/UA2004/000019 WO2005064244A1 (fr) | 2003-12-31 | 2004-03-31 | Procede pour produire de la chaleur et chauffer des immeubles et constructions ainsi que generateur de chaleur par cavitation a action ininterrompue |
| CN2004800420074A CN1918440B (zh) | 2003-12-31 | 2004-03-31 | 用于产生加热建筑物和构造物的热量的方法以及一种连续空化热发生器 |
| EP04724932A EP1706679B1 (de) | 2003-12-31 | 2004-03-31 | Verfahren zur wärmeerzeugung in gebäuden und kontinuierlich arbeitender wärmeerzeuger mit kavitationseffekt |
| DE502004008603T DE502004008603D1 (de) | 2003-12-31 | 2004-03-31 | Verfahren zur wärmeerzeugung in gebäuden und kontinuierlich arbeitender wärmeerzeuger mit kavitationseffekt |
| US10/584,796 US20070152077A1 (en) | 2003-12-31 | 2004-03-31 | Method for producing heat for heating building and constructions and a continuous cavitation heat generator |
| EA200601256A EA008132B1 (ru) | 2003-12-31 | 2004-03-31 | Способ получения тепла для отопления зданий и сооружений и кавитационный теплогенератор непрерывного действия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20031213218A UA66334C2 (uk) | 2003-12-31 | 2003-12-31 | Спосіб одержання тепла для опалення будинків і споруд та кавітаційний теплогенератор безперервної дії |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA66334A true UA66334A (uk) | 2004-04-15 |
| UA66334C2 UA66334C2 (uk) | 2008-12-10 |
Family
ID=34513818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA20031213218A UA66334C2 (uk) | 2003-12-31 | 2003-12-31 | Спосіб одержання тепла для опалення будинків і споруд та кавітаційний теплогенератор безперервної дії |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070152077A1 (uk) |
| EP (1) | EP1706679B1 (uk) |
| CN (1) | CN1918440B (uk) |
| AT (1) | ATE416350T1 (uk) |
| CA (1) | CA2554673A1 (uk) |
| DE (1) | DE502004008603D1 (uk) |
| EA (1) | EA008132B1 (uk) |
| PL (1) | PL1706679T3 (uk) |
| UA (1) | UA66334C2 (uk) |
| WO (1) | WO2005064244A1 (uk) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006006161A1 (de) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Juri Steinhauer | Kavitationserzeuger |
| KR100802475B1 (ko) * | 2007-03-08 | 2008-02-12 | (주) 볼텍스웨어 | 캐비테이션을 이용한 고온발생 방법 및 그 장치 |
| RU2490556C2 (ru) * | 2011-04-05 | 2013-08-20 | Александр Семенович Фролов | Теплогенератор устройства для отопления помещений |
| WO2013102247A1 (pt) * | 2012-01-02 | 2013-07-11 | Ioel Dotte Echart Rubem | Gerador de cavitação hidrodinâmica e hidrossônica |
| WO2018030967A1 (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | Sabanci Üniversitesi | An energy harvesting device |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3721521A (en) * | 1971-04-30 | 1973-03-20 | Us Army | Apparatus for converting pressure energy to thermal energy |
| US3961485A (en) * | 1973-11-06 | 1976-06-08 | Michael Eskeli | Turbine with heat intensifier |
| FR2485169B1 (fr) * | 1980-06-20 | 1986-01-03 | Electricite De France | Perfectionnements aux installations de fourniture d'eau chaude comprenant un circuit thermodynamique |
| US4344567A (en) * | 1980-12-31 | 1982-08-17 | Horne C James | Hydraulic heating system |
| US4372254A (en) * | 1981-01-23 | 1983-02-08 | Edmund Hildebrandt | Hydraulic heat generator |
| RU2045715C1 (ru) * | 1993-04-26 | 1995-10-10 | Юрий Семенович Потапов | Теплогенератор и устройство для нагрева жидкостей |
| UA7205A (uk) | 1994-09-15 | 1995-06-30 | Юрій Семенович Потапов | Пристрій для нагрівання рідини та теплогенератор, що використовується в ньому |
| US6493507B2 (en) * | 1997-01-30 | 2002-12-10 | Ival O. Salyer | Water heating unit with integral thermal energy storage |
| RU2142604C1 (ru) * | 1998-01-26 | 1999-12-10 | Петраков Александр Дмитриевич | Способ получения энергии и резонансный насос-теплогенератор |
| RU2160417C2 (ru) * | 1998-05-29 | 2000-12-10 | Петраков Александр Дмитриевич | Насос-теплогенератор |
| UA47535C2 (uk) | 2000-05-18 | 2002-07-15 | Леонід Павлович Фоминський | Спосіб одержання тепла |
| RU2165054C1 (ru) * | 2000-06-16 | 2001-04-10 | Юрий Семенович Потапов | Способ получения тепла |
| AT410591B (de) * | 2001-10-04 | 2003-06-25 | Newtech Innovations & Technolo | Wärmegenerator |
-
2003
- 2003-12-31 UA UA20031213218A patent/UA66334C2/uk unknown
-
2004
- 2004-03-31 DE DE502004008603T patent/DE502004008603D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-03-31 EA EA200601256A patent/EA008132B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-03-31 CN CN2004800420074A patent/CN1918440B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-31 WO PCT/UA2004/000019 patent/WO2005064244A1/ru active Application Filing
- 2004-03-31 AT AT04724932T patent/ATE416350T1/de active
- 2004-03-31 PL PL04724932T patent/PL1706679T3/pl unknown
- 2004-03-31 CA CA002554673A patent/CA2554673A1/en not_active Abandoned
- 2004-03-31 EP EP04724932A patent/EP1706679B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-03-31 US US10/584,796 patent/US20070152077A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20070152077A1 (en) | 2007-07-05 |
| CA2554673A1 (en) | 2005-07-14 |
| DE502004008603D1 (de) | 2009-01-15 |
| EP1706679B1 (de) | 2008-12-03 |
| CN1918440A (zh) | 2007-02-21 |
| CN1918440B (zh) | 2010-06-16 |
| PL1706679T3 (pl) | 2009-07-31 |
| ATE416350T1 (de) | 2008-12-15 |
| EA008132B1 (ru) | 2007-04-27 |
| EA200601256A1 (ru) | 2006-10-27 |
| WO2005064244A1 (fr) | 2005-07-14 |
| UA66334C2 (uk) | 2008-12-10 |
| EP1706679A1 (en) | 2006-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI604168B (zh) | 利用熱能之設備及方法 | |
| AU2015284297B2 (en) | An apparatus, system and method for utilizing thermal energy | |
| Makhmud et al. | Hydraulic operating mode of the water receiving structure of the polygonal cross section | |
| UA66334A (uk) | Спосіб одержання тепла для опалення будинків і споруд та кавітаційний теплогенератор безперервної дії | |
| CN101435664A (zh) | 大口径变声速增压热交换装置 | |
| RU2139454C1 (ru) | Устройство для воздействия на поток текучей среды | |
| KR100978220B1 (ko) | 와류공동현상을 이용한 액체 가열 방법 및 그 장치 | |
| JP2016524093A (ja) | 二相流によって引き起こされる運動量を最大にすることができる二相膨張デバイス | |
| RU2231004C1 (ru) | Роторный кавитационный насос-теплогенератор | |
| RU2629104C2 (ru) | Устройство пароводяного струйного теплонагревателя | |
| SU1549570A1 (ru) | Гидродинамический гомогенизатор-смеситель | |
| RU2630952C1 (ru) | Струйный термонасос | |
| RU2303224C2 (ru) | Установка для контактного нагрева воды паром | |
| RU2517986C2 (ru) | Устройство для нагрева жидкости | |
| RU51403U1 (ru) | Теплогенератор кавитационного типа | |
| RU2321545C2 (ru) | Способ работы деаэратора перегретой воды | |
| RU2755857C1 (ru) | Теплообменник | |
| RU2502022C1 (ru) | Теплообменник - утилизатор тепла серых стоков | |
| RU60187U1 (ru) | Теплогенераторная установка | |
| RU180313U1 (ru) | Судовая паросиловая установка с закрытой турбиной | |
| RU2614306C1 (ru) | Кавитационный теплогенератор | |
| RU2652666C2 (ru) | Способ получения тепловой энергии и установка для его осуществления | |
| RU2604261C2 (ru) | Установка для получения высоконапорной перегретой воды | |
| Yuanyuan et al. | Cavitation generator development process at Russia and abroad | |
| RU2146227C1 (ru) | Тепломассообменник |