Статья: О возможности создания "сверхъединичных" теплогенераторов
На основании единичных экспериментов нельзя давать окончательное заключение о правильности гипотез. Необходимо проведение серии научных экспериментов на хорошо оборудованных стендах, с привлечением специалистов разного профиля: гидравликов, теплотехников, химиков, физиков-ядерщиков, математиков и т.д. К сожалению, государственное финансирование науки мизерно, а предприниматели не в состоянии финансировать фундаментальные научные исследования. Поэтому теплогенераторы разрабатываются эмпирическими методами, их рабочие характеристики часто не стабильны, полученные в ходе испытаний результаты не всегда можно повторить.
Отсутствие единой официально признанной методики определения теплопроизводительности кавитационных теплогенераторов не позволяет поставить окончательную точку в дискуссии о «сверхъединичности». Основной проблемой при определении и сравнении теплопроизводительности кавитационных теплогенераторов является ее зависимость от системы теплоснабжения, которая не учитывается при некоторых измерениях. На существование такой зависимости указывают многие производители теплогенераторов [21, 48, 49, 50]. Это же подтверждает практика. Например, модернизация системы отопления позволила ООО «АПЕКС-ТЕРМИНАЛ» в полтора раза сократить электропотребление тепловыми гидродинамическими насосами ТС1-090 в отопительном сезоне 2008/2009 г.г. по сравнению с 2007/2008 г.г. [51].
Рассмотрим влияние некоторых факторов «обвязки» теплогенератора на его теплопроизводительность по результатам испытания теплового гидродинамического насоса ТС1-075, зав. № 318, проведенных 15 июля 2009 г. на экспериментально-испытательной базе в г. Мытищи Московской области. Общий вид испытательного стенда для определения работоспособности тепловых гидродинамических насосов ТС1 показан на фото 1.
Фото 1. Испытательный стенд для определения работоспособности тепловых гидродинамических насосов ТС1.
Общий объем помещения, в котором смонтирован испытательный стенд, 320,11 м3 .
В испытательном стенде применяются 20 стальных регистров диаметром 158 мм, длиной 1940 мм, толщиной стенок 4 мм и 2 регистра длиной 500 мм. Соединительные трубопроводы диаметром 48 мм, с толщиной стенок 2,5 мм. Суммарная длина трубопроводов (в т.ч. напорных рукавов – гибких вставок) составила 19,17 м. Регистры и соединительные трубопроводы покрыты в два слоя теплозащитным покрытием изолат - ТУ 2216-001-59277205-2002. Система гидравлически закрытая, подпитки, утечки и испарения теплоносителя нет. При проведении испытаний циркуляция теплоносителя осуществлялась циркуляционным насосом Grundfos UPS 25/80 с расходом 3,93 м3 /час только по контуру ТС1 – регистры. В качестве теплоносителя использовалась водопроводная вода. В систему было залито 0,4 куб. м. воды. Датчики температур – термопреобразователи сопротивления ТСМ 012-000.11.5 L=120 кл. В, установлены на входной и выходной магистралях на расстоянии 3,1 м от патрубков.
В процессе испытаний были получены температурные графики Твх (обратная магистраль) и Твых (прямая магистраль), показанные на Рис.1.
Рис.1. Температурные графики испытаний ТС1-075, проведенных 15.07.09 г.
Из графика видно, что Твх на участке 1-3 не изменялась. Это свидетельствует о том, что цикл циркуляции воды по контуру длится примерно 10 минут. Выключение ТС1-075 произошло в точке 9, через 40 минут после включения. На участке 3-9 градиент нагрева, разница между Твых и Твх , составлял примерно 19-24 о С, что соответствует норме.
На графике Твых можно выделить три характерных участка: точки 2-3 со скоростью нагрева 2,22 о С/мин, точки 3-4 со скоростью нагрева 0,714 о С/мин и точки 4-9 со скоростью нагрева 2,0 о С/мин. Падение скорости нагрева может объясняться тем, что в в точке 3 в теплогенератор начала поступать вода с незавершившимися кавитационными процессами. В точке 4 процесс заполнения теплогенератора такой водой закончился, и скорость нагрева стабилизировалась. При этом скорость нагрева на участке 4-9 уменьшилась на 10%, по сравнению с участком 2-3.
За время работы теплогенератора температура в помещении изменилась с 20 о С до 24 о С. После выключения теплогенератора, начиная с точки 14, идет линейное падение Твх и Твых . На участке 15 -23, за 40 минут, Твх , уменьшилось на 10 о С. Это свидетельствует о том что, из-за наличия элементов без теплоизоляции стенд имеет значительные тепловые потери. В реальной системе отопления эти потери идут на обогрев помещений. Поэтому они должны учитываться при определении теплопроизводительности теплогенераторов.
Теперь обратим внимание на точки 20 и 23. Значения температуры теплоносителя Твх запаздывают по сравнению с Твых на 15 минут, тогда как цикл циркуляции воды по контуру длится примерно 10 минут. Это может означать только то, что теплоноситель отбирает тепло запасенное металлом трубопроводов стенда. При расчете КПЭ разоблачителями «сверхъединичных» теплогенераторов теплоемкость материала стенда обычно не учитывается.
Приведенные графики позволили обратить внимание только на три фактора, влияющие на величину теплопроизводительности, а таких факторов, требующих оптимизации, множество. Это: вид теплоносителя, диапазон изменения рабочих температур теплоносителя, объем, расход и давление теплоносителя в системе, длина и диаметр трубопроводов, вид и тепловая мощность теплосъемного оборудования и т.д. Прежде, чем замерять теплопроизводительность необходимо определить оптимальные характеристики системы, а следовательно, и сертификационного стенда. Такой стенд должен быть оснащен аттестованным высокоточным измерительным оборудованием и лицензионным программным обеспечением для сбора и обработки информации полученной в ходе испытаний.
Поскольку создание сертификационного стенда требует больших средств и времени, на первом этапе можно пойти другим, более простым путем. На одном и том же испытательном стенде, в одних и тех же условиях провести сравнительные испытаний кавитационных теплогенераторов и теплопроизводящего оборудования, чей КПД не вызывает сомнения, например: ТЭНовых или электродных котлов. Для получения достоверных результатов необходимо провести сравнительные испытания продолжительностью не менее одного месяца, а желательно в течение отопительного сезона. Даже без учета не оптимальности режима работы кавитационных теплогенераторов, такие испытания позволят в первом приближении получить аргументы для подтверждения или опровержения тезиса о «сверхъединичности».
Литература
1. Фоминский Л.П. Сверъхединичные теплогенераторы – блеф или реальность? Журнал «Справочник промышленного оборудования», № 2, сентябрь-октябрь 2004, ВВТ, стр. 81-93.
2. Патент США № 4 424 797 на «Устройство нагрева». Ю.Перкинс и Р. Поуп (Приоритет от 13 октября 1981 г.).
3. Патент США № 5188090, н. Кл. 126/247. Griggs J.L. От 23.02.93.
4. Патент СССР № 1329629, МПК F24 J3/00. Насос-нагнетатель текучей среды.
5. Патент РФ № 2054604, МПК F24 J3/00. Способ получения энергии.
6. Патент РФ № 2116583, МПК F24 J3/00. Способ нагрева жидкости.
7. Патент РФ № 2142604, МПК F24 J3/00. Способ получения энергии и резонансный насос-теплогенератор.
8. Патент РФ № 2045715, МПК F25 B 29/00. Теплогенератор и устройство для нагрева жидкостей.
9. Патент РФ № 2161289, МПК F24 H 3/02. Теплогенератор.
10. Патент РФ № 2165054, МПК F24 J3/00. Способ получения тепла.
11. Потапов Ю.С., Фоминский Л.П., Потапов С.Ю. Энергия вращения – Кишинев – 2001. – 400 с. ISBN 9975-78-098-9/
12. Фоминский Л.П. Роторные генераторы дарового тепла. Сделай сам. – Черкассы: «ОКО-Плюс», 2003, - 346 с. ISBN 966-7663-26-4.