КАВ�ТАЦ�Я — НЕДОСТАТОК �Л� ДОСТО�НСТВО? ВЫСОКОЭФФЕКТ�ВНЫЕ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЫ. РАЗРАБОТК� В ОБЛАСТ� АВТОНОМНОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТ�К�

�нженерная мысль издревле работала над тем, как получать тепло при наименьших затратах, связанных со сжиганием различного вида топлива и нанесением минимального ущерба окружающей природной среде. Одновременно необходимо обеспечивать и наибольшую эффективность работы различных устройств и механизмов, связанных с получением тепловой энергии при максимально возможном энергосбережении. Пристальное внимание, особенно в последнее время, привлекают разработки в этом направлении. Одна из них — изобретение «Теплогенератор и устройство для нагрева жидкостей». Автор изобретения — действительный член Российской академии естественных наук Ю. С. Потапов — назвал свое детище «Юсмар». Теплогенераторы «Юсмар» имеют российский сертификат соответствия Госстандарту. Открытый изобретателем способ извлечения тепла из пузырьков воды поставил это устройство в один ряд с наиболее эффективными методами получения тепловой энергии. Считалось, что КПД этого устройства превышает единицу, а тем самым опровергался незыблемый Закон сохранения энергии, с этим не согласиться было трудно. Однако многочисленные исследования работы теплогенератора, проведенные в различных авторитетных научно-технических организациях, показали его высочайшую эффективность по сравнению с аналогичными тепловыми установками. При проведении исследований в НПО «Энергия» им. академика С. П. Королева с целью определения наиболее экономичных тепловых генераторов (для сравнения их показателей) был применен средний условный коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую (КРЕср), рассчитанный по энергии, аккумулированной в теплоносителе. Было зафиксировано, что теплогенератор «Юсмар-1» имеет КРЕср, равный 0,531, что на 23% выше по сравнению с электродным теплогенератором (КРЕср=0,425) и на 42% выше по сравнению с тэновым теплогенератором (КРЕср=0,3715) при их работе на одну и ту же исследуемую систему отопления. Тепловая установка «Юсмар-3» была смонтирована в здании ресурсной станции Н�О-23 ЦАГ� Московской обл. с целью обеспечения отопления объекта и проведения испытаний по оценке эффективности теплогенератора, как принципиально нового производителя тепловой энергии. Станция является объектом производственного назначения с общим объемом обогреваемых помещений около 1500 куб. м, с ограждающей конструкцией из силикатного кирпича с толщиной стены в 1,5 кирпича и остеклением, составляющим 40% боковой поверхности здания. При этом система отопления здания состоит из чугунных радиаторов с общей мощностью 53,3 кВт и водоемкостью 1500 л. В результате измерений температурного режима объекта было определено: установка «Юсмар-3» работоспособна и поддерживает температуру в помещениях здания в пределах + 15 — +17 оС при температуре наружного воздуха от -14 до -20 оС; среднесуточное потребление элетроэнергии при этом составляет 18,5 кВт.час, что соответствует 12,3 Вт.час на 1куб. м помещений (см. таблицы № 2, № 3). Следует особо отметить, что теплогенератор «Юсмар» — экологически чистое оборудование, поскольку для его работы не требуется твердое, жидкое или газообразное топливо. Необходимо только наличие электроэнергии, питающей электронасос. Как уже отмечалось выше, данный тип тепловой установки значительно эффективнее по сравнению с другими обогревателями, работающими от электро-энергии. Создатель «Юсмара» сконструировал его таким образом, что теплогенератор совместно с системой отопления работают в автоматическом режиме, что позволяет экономно расходовать электроэнергию, тем самым повышая энергосбереженческие свойства теплоустановки. Например, отопительная система «Юсмар-1» мощностью не менее 3 кВт отапливает помещение объемом до 250 куб. м. При этом расход электроэнергии, необходимой для поддержания комфортной температуры в помещении, теплоизоляция которого удовлетворяет требованиям СНиП, составляет 1,8 кВт.час (при температуре наружного воздуха -24 оС). Как уже говорилось, принцип действия теплогенератора «Юсмар» основан на извлечении тепловой энергии из движущейся жидкости. Во время его работы идет послойная кавитация жидкости с образованием пузырьков. Вот эти-то пузырьки и выделяют большое количество тепловой энергии. Казалось бы, кавитация — вредное явление (сколько раз мы сталкивались с нею у себя дома при неисправном водопроводном кране, когда начинают громыхать водопроводные трубы). Однако, используя это явление, академик Ю. С. Потапов сумел извлечь тепло и на его основе создал свой теплогенератор. Практическое применение теплогенератора в различных условиях, вместо электрокотлов, котлов, работающих на газе, дизельном топливе, мазуте, твердом топливе, показало его преимущество перед другими источниками тепла. На первый взгляд теплогенератор выглядит довольно невзрачно, но когда он включается в работу, то остается только изумляться: тепло извлекается из холодной воды — из ее пузырьков — и вода при этом разогревается до температуры, близкой к 100 оС. Устройство тепловой установки простое и экономичное. Состоит она из водяного насоса с электродвигателем, а также вихревой трубы, названной теплогенератором. Предназначена установка для обогрева помещений, нагрева воды в емкостях с возможностью использовать ее для обеспечения нужд горячего водоснабжения. При первоначальном включении тепловой установки в работу разогрев отопительной системы, в зависимости от ее емкости и объема обогреваемых помещениий, происходит достаточно быстро. Примерно около двух-трех часов требуется для первоначального прогрева системы. Поскольку работа тепловой установки автоматизирована, то при достижении заданной температуры воздуха в помещении или температуры, циркулирующей в системе воды, происходит автоматическое ее отключение. При понижении температуры до заданного значения (примерно через полтора-два часа) тепловая установка снова автоматически включается в работу. Проработав примерно 15–20 мин., установка отключается, и так далее. Таким образом, потребление электроэнергии тепловой установкой Ю. C. По- тапова происходит периодически, в энергосберегающем режиме с высоким коэффициентом полезного действия. Заполнение водой контура системы отопления проводится единоразово, и в течение длительного времени система работает без дополнительной ее подпитки. Необходимо, чтобы трубы и отопительные приборы системы были тщательно смонтированы и опрессованы с целью исключения протечек и связанной с ними потери воды из контура, а следовательно и потери тепла. Кстати, контур системы отопления можно заполнять жидкостями, имеющими низкую температуру замерзания, это защитит систему отопления от промерзания в случае аварийного отключения электроэнергии. Теплогенераторы «Юсмар» обладают рядом достоинств: • отсутствует необходимость закупки, транспортировки, хранения топлива и расхода денежных средств, связанного с этим; • не нужно содержать персонал для обслуживания котельной и постоянного контроля температуры теплоносителя; • отпадает надобность в ежегодной профилактической подготовке котельной к отопитель-ному сезону, что требует дополнительных денежных расходов и временных ресурсов; • новая система экологически чистая, т. к. нет вредных выбросов в атмосферу (что избавляет от дополнительных расходов на оплату штрафов за загрязнение окружающей среды); • нет необходимости в сооружении наружных теплотрасс от источника теплоснабжения (котельной) до обогреваемых объектов, поскольку тепловая установка является автономной, малогабаритной и устанавливается в отдельно выделенном помещении непосредственно обогреваемого здания; • обслуживание новой системы очень простое и заключается только в периодическом контроле за состоянием узла управления (включен — выключен). �звестно, что в странах СНГ многие фирмы занимаются внедрением в своих регионах теплоустановок типа «Юсмар». В последнее время и в России началось производство аналогичных модифицированных установок, работающих на принципе, открытом Ю. С. Потаповым, например, тепловые генераторы марки «НТК». Поэтому все технические характеристики, приведенные в этой статье, относятся и к установкам указанной марки. УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОГО УЗЛА Теплоустановки состоят из насоса [1] с электродвигателем [2] и теплогенератора [3] (рис 1, 2). Габаритные размеры и технические характеристики для каждой из марок теплоустановки приведены в таблице № 1 технических характеристик. Холодная жидкость подается насосом в конус [2] теплогенератора (рис. 3) под давлением 4–5 атм. Выделение тепловой энергии в теплогенераторе происходит за счет сложных процессов циркуляции жидкости в корпусе [3] и трубе [5] теплогенератора. Нагретая жидкость подается либо непосредственно к радиаторам, либо в резервуар, выполняющий роль аккумулятора нагретой жидкости, а затем в систему отопления к радиаторам. Для подачи нагретой жидкости в систему отопления рекомендуется использовать насос [14] малой мощности. Система отопления для обогрева здания небольшой этажности (рис. 1) Работа системы осуществ-ляется в два этапа: сначала жидкость прогревается до заданной температуры, циркулируя по малому кругу, а после этого подключается большой круг, т. е. все радиаторы. Система отопления для зданий большой этажности (рис. 2) Эта система отличается от предыдущей дополнительной установкой бака накопителя горячей воды. В системах отопления рекомендуется использовать радиаторы (конвекторы) емкостью 1–3 л. Эффективность работы теплогенератора в районах с холодным климатом может быть существенно повышена, если элементы системы, обеспечивающие работу по малому кругу циркуляции, обернуть утеплительными чехлами. К тому же охлаждающие потоки воздуха от вентилятора электродвигателя целесообразно отвести от теплогенератора и резервуара с помощью экрана — щитка, изготовливаемого по месту при эксплуатации теплоустановки.