Šiame straipsnyje: Šilumos generatorių istorija veikimo principas ir prietaisas; šilumos generatorių tipai; šilumos generatorių gamintojai ir vidutinė kaina; sūkurinės kavitacijos šilumos generatoriaus istorija; sūkurinio šilumos generatoriaus principas; kavitacinių šilumos generatorių gamintojai NVS.
Žiemos sezono metu patalpas reikia dirbtinai šildyti, kitaip jų gyventojai patirs visus ledo amžiaus malonumus. Centrinis šildymas daugiabučiuose namuose, individualus šildymas privačiuose nameliuose … bet kaip su didelėmis patalpomis, pavyzdžiui, prekybos vietomis ir sandėliais? O su statybvietėmis ar, tarkime, automobilių servisais, kur iš išorės nuolat teka šaltas oras? Vienintelis būdas šildyti didelį plotą yra oro šildymas, pastatytas ant šilumos pistoletų arba ant šilumos generatorių. Šis straipsnis apims šilumos generatorius.
Šilumos generatorių istorija
Konvekcinio šilumos generatoriaus išradimas yra tiesiogiai susijęs su Roberto Bunseno, jo vardu pavadinto atmosferos degiklio, išradimu. Pirmieji šilumos generatoriai, kuriuos 1856 m. Išleido į rinką anglų įmonė „Pettit and Smith“, buvo įrengti atmosferos degikliais, panašiais į Bunseno degiklius, tik didesniais..
Vokiečių eksperimentinis chemikas Robertas Wilhelmas Bunsenas1881 m. Anglas Žygimantas Leoni gavo patentą naujo tipo šilumos generatoriams – juose esančio degiklio liepsna šildė asbesto plokštelę, kuri šilumą perduoda į orą. Vėliau asbestas buvo pakeistas ugniai atspariu moliu, šiandien pakeistu patvaresnėmis ugniai atspariomis medžiagomis.
Atmosferos degiklis ir ugniai atspari plokštė virš jo yra pagrindiniai bet kokio modernaus šilumos generatoriaus projektavimo elementai..
Šilumos generatoriaus įtaisas ir veikimo principas
Pagal savo užduotis šilumos generatoriai yra panašūs į šilumos pistoletus – skirtumas tas, kad šie agregatai gali būti tik nejudantys. Tipinė šilumos generatoriaus konstrukcija: ventiliatorius (ašinis arba išcentrinis), virš jo yra degimo kamera, į apatinę jo dalį įleidžiamas degiklis, virš degiklio yra oro šilumokaitis. Degimo kameroje susidariusios karštos dujos tiekiamos į šilumokaitį, o paskui nukreipiamos į kaminą. Ventiliatoriaus prapūstas oro srautas šilumnešyje įkaista iki 20–70 ° C, po to patenka į šildomą patalpą arba ortakio ventiliacijos sistemą.
Atsižvelgiant į jų konstrukcijoje įrengtų ventiliatorių galią, šilumos generatoriai gali išvystyti 100–2000 Pa statinį išėjimo slėgį.
Šilumos generatoriai pagal šiluminę galią skiriasi dviem tipais – iki 350–400 kW (viename korpuse) ir iki 1000 kW (susideda iš šilumos mainų ir vėdinimo sekcijų)..
Šilumos generatoriuose, skirtuose oro kanalų šildymo sistemoms, šilumokaitis ir degimo kamera yra pagaminti iš nerūdijančio plieno; į jų dizainą papildomai įtraukiama kondensato drenažo sistema..
Šilumos generatorių tipai
Pagrindinis skirtumas tarp egzistuojančių šilumos generatorių modelių yra tai, koks kuras naudojamas juose ir kokį aušinimo skystį reikia šildyti. Šilumos generatoriai gali dirbti kietu kuru, dujomis, dyzelinu ir būti aprūpinti universaliu degikliu. Šilumos nešiklis šildymo sistemose, kurį šildo šilumos generatorius, gali būti tiek vanduo, tiek oras..
Dujų šilumos generatoriaiskirtos nuolatiniam šilto oro tiekimui į patalpas, jos montuojamos vertikalioje padėtyje. Juose įrengtas šilumokaitis iš degimo produktų išskiria didelę šilumos dalį, sumažindamas dūmtakių lakumą – dujų šilumos generatorių išmetimo vamzdyje turi būti ventiliatorius. Jei šilumos generatoriaus konstrukcijoje yra uždara degimo kamera, po kuria yra pūstuvas, tada atvirkštinės traukos tikimybė yra minimali – visi degimo produktai bus pašalinti per kaminą, todėl tokie dujų šilumos generatoriai laikomi saugiausiais. Daugeliu atvejų dujomis kūrenamų šilumos generatorių efektyvumas yra 85–90%..
Renkantis dujų šilumos generatoriaus modelį, būtina atkreipti ypatingą dėmesį į jo sugebėjimą dirbti esant sumažintam dujų slėgiui. Kai pastatą šildote dujiniu šilumos generatoriumi, nesant centrinio dujų tiekimo, ypač patogu bus įrengti 2500 litrų ar didesnį tūrį dujų baką (reikalingas tūris priklauso nuo šildomo pastato ploto).
Dyzeliniai šilumos generatoriai, kuras, kuriam naudojamas žibalas ar dyzelinas, yra tinkamas pramoninių patalpų, kuriose yra didelis plotas, šildymui. Jie turi arba antgalį, kuris purškia degalus per degimo kamerą, arba degalus tiekia lašinimo būdu. Nepertraukiamai veikiant, jie papildomi du kartus per dieną..
Deginimui šilumos generatoriuose su universaliu degikliu naudojamas dyzelinas ir alyvos atliekos, augalinės ir gyvulinės kilmės riebalai. Jie ypač naudingi įmonėse, kuriose yra riebalų ir aliejaus atliekų šalinimo problema. Tačiau šilumos generatoriaus, kuriame deginamos alyvos ir riebalai, šiluminė galia neviršys 200 kW; deginant dyzelinį kurą, pasiekiama didesnė šiluminė galia. Nepriklausomai nuo naudojamo kuro rūšies, šio tipo šilumos generatoriui, kaip ir bet kuriam kitam, reikia kamino. Deginant alyvos atliekas, neišvengiamai susidaro šlakai, kurie turi būti pašalinami kasdien – patogumui reikės dviejų degimo dubenėlių, iš kurių vienas pakeis kitą valymo metu ir sumažins šilumos generatoriaus prastovą..
Kieto kuro šilumos generatoriaituri kitokią konstrukciją nei aprašyta aukščiau – yra kažkas tarp dujų / dyzelino šilumos generatorių ir tarp įprastos krosnies. Jie aprūpinti ventiliatoriumi, kuris pučia orą per šilumokaitį ir tiekia jį į šildomas patalpas; jie turi groteles ir degalų pakrovimo duris. Kieto kuro šilumos generatoriai degina sausą medieną, durpių briketus, anglis, įvairias žemės ūkio atliekas. Tokių šilumos generatorių efektyvumas yra apie 80–85%, ty šiek tiek mažesnis nei tų, kurie dirba dujiniu ir skystuoju kuru – 85–90%. Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į didelius kietojo kuro šilumos generatorius ir dideles atliekas, kurios yra nedegi kuro dalis..
Šilumokaičiai šilumos generatoriuose gali būti ketaus arba plieno: jų pirmasis tipas yra atsparesnis korozijai, o gana masyvūs, antrojo tipo šilumokaičiai, atvirkščiai, turi mažesnį svorį, tačiau yra veikiami korozijos. Abiejų tipų šilumokaičiai gerai netoleruoja smūgių, todėl šilumnešių transportavimas ir montavimas turi būti atliekamas labai atsargiai..
Oro šilumos generatorių pranašumai yra didesni, palyginti su vandens šildymu, patalpų šildymo efektyvumu ir greičiu, o dirbant su naudotomis alyvomis – taupant pinigus degalams, jau nekalbant apie atliekų šalinimo problemos sprendimą.
Vidutinė 400 kW šilumos generatoriaus kaina bus 90 000 RUB. Rusijos rinkoje yra šilumos generatoriai iš „Master“ (JAV), „Kroll“ (Vokietija), „Sial“ ir ITM (Italija), „Benson Heating“ (Anglija), „FEG Konvektor GF“ (Vengrija)..
Renkantis oro šilumos generatorių, reikėtų atsižvelgti į tuos modelius, kuriuose oras šildomas netiesiogiai, t. degimo kamera yra visiškai izoliuota nuo aušinimo skysčio. Tokiu atveju garantuojama, kad degimo produktai neprasiskverbs į oro šildymo kanalus, nereikės maišyti oro iš lauko į orą patalpų viduje. Tačiau tokie šilumos generatoriai turi didesnę kainą, svorį ir matmenis..
Šilumos generatoriai, turintys karšto vandens ir šildymo funkcijas, gali visiškai išspręsti šilumos tiekimo problemas, didžiąja dalimi naudojant kietąjį kurą..
Vortex šilumos generatorius – istorija
Šio tipo šilumos generatoriai nusipelno ypatingo dėmesio, daugiausia dėl jo šalininkų ir priešininkų pasipriešinimo..
Praėjusio amžiaus 20-ajame dešimtmetyje prancūzas Josephas Rankas, atlikdamas ciklono įrenginio oro kameros tyrimus, nustatė, kad susisukę į cilindrinę ar kūginę kamerą, dujos yra padalintos į dvi dalis – su aukštesne temperatūra kraštuose ir žemesne – centre. be to, frakcija centre, priešingai nei pakraštyje, sukasi priešinga kryptimi. 1934 m. Rangas gavo patentą Jungtinėse Valstijose už savo „sūkurinį vamzdelį“.
40-asis vokietis Robertas Hilschas tęsė savo kolegos prancūzų tyrinėjimus, siekdamas didesnio skirtumo tarp dviejų oro srautų, paliekančių Ranko sūkurinį vamzdelį, temperatūros, dėl patobulintos konstrukcijos.
Dešimtajame dešimtmetyje sovietų mokslininkas A. Merkulovas sudarė daugybę eksperimentų su „Ranch“ sūkuriniu vamzdžiu, nusprendęs įpilti į jį vandenį, o ne dujas. Teoriškai vandens, kuris buvo išleidžiamas per „Ran“ vamzdį, temperatūra neturėtų skirtis, nes, skirtingai nei dujos, vanduo negali būti suspaustas. … Priešingai nei tikėtasi, dvibalsis sūkurinis vandens srautas buvo šildomas ir aušinamas panašiai kaip dujos, o tai supainiojo profesorių Merkulovą – jis negalėjo paaiškinti šio reiškinio priežasčių.
Beje, pirmojo sūkurinio šilumos generatoriaus kūrėju dažnai vadinamas austrų savamokslis išradėjas Viktoras Schaubergeris, žinomas dėl 1921 m. Pastatytos siurbimo turbinos, kuri veikia tik ant vandens …
Prieš dvidešimt metų amerikietis Jamesas Griggsas, kurio interesų sritis buvo šildymo srityje, pirmasis pastatė vandens šilumos generatorių, pagrįstą „Rank“ vamzdžio principu. Džeimsas nusivylė vandens šildytuvais su kaitinimo elementais – druskos vandenyje suformavo skalę ant kaitinimo elementų, todėl ritė perkaisdavo ir kaitinimo elementas sugestų. Remdamasis tuo, kad kaitinimo elementų efektyvumas yra artimas 100%, o šiluminį generatorių sukančio elektrinio variklio yra apie 90–95%, Jamesas Griggasas nusprendė kompensuoti didesnį energijos suvartojimą, nes nereikėjo pakeisti kaitinimo elementų, kurie sudegė dėl masto formavimo. Griggsas apskaičiavo, kad dėl trinties vanduo galėtų įkaisti. Amerikiečiui inžinieriui pasirodė teisybė – jo sukurtas šilumos generatorius tikrai šildė vandenį, o jo vidinė struktūra nebuvo susidėvėjusi nuo įvairių vandenyje esančių priemaišų ir druskų. Tačiau be galo nustebęs Džeimsas, apskaičiuodamas energijos sąnaudas, neatskleidė planuojamo 10% energijos nuostolio, tačiau, palyginti su šildymo sistemomis su kaitinimo elementais, sutaupys 14%! Atlikęs eksperimentinius bandymus 1992 m., Griggsas nustatė, kad už kiekvieną elektros energijos džaulį, sunaudotą šilumos generatoriaus veikimui, šildytuvas sukuria 1,5 džaulio šilumos. Praleidęs dar dvejus metus bandydamas išsiaiškinti energijos pertekliaus atsiradimo priežastis ir taip jų netyręs, Jamesas Griggasas 1994 m. Gavo patentą JAV sukūrėmą sukimosi kavitacijos šilumos generatorių.
Iš kur sūkuriniai šilumos generatoriai gauna perteklinę šilumos energiją
„Griggs“ šilumos generatorius suprojektuotas taip: aliuminio rotorius dedamas į cilindrinį plieninį korpusą, išilgai ratlankio paviršiaus gręžiamos skylės; Korpusas uždaromas plokščiu plieniniu dangčiu, pritvirtintu prie jo varžtais. Plokščiuose dangčiuose kiekviename iš jų yra vandens įleidimo anga, atsižvelgiant į vienas kitą, abiejų dangčių įvadai, sumontuoti priešingose kūno pusėse, yra toje pačioje linijoje. Vanduo, ateinantis iš vienos pusės į rotorių, apeina jį išilgai ratlankio ir iš kitos pusės išteka aukštesnėje temperatūroje nei buvo iš pradžių.
Vandens pašildymo priežastis greičiausiai yra kavitacija. Įeinant į rotorių ir užpildžius skylutes išilgai jo ratlankio, prie jų prilimpa vanduo, tačiau išcentrinė jėga priveržia prie skylių prilipusį vandenį – jo lašeliai iš jų išlūžta, nubėga prie korpuso sienelių ir patenka į jas. Dėl susidarančios smūgio bangos ir didėjančio slėgio „suyra“ didelis dujų ir garų burbuliukų skaičius, kiekviename iš jų susidaro šimtų tūkstančių atmosferų slėgis ir didesnė kaip 106 ° C temperatūra – įvyksta akustinė kavitacija..
Aukščiau aprašyta teorija pagrįsta sonoliuminescencijos reiškiniu, kurį 1934 m. Atrado vokiečių mokslininkai N. Frenzelis ir H. Schultesas, dirbdami povandeninių laivų sonaruose. Jie nustatė, kad garso bangos sukelia dujų burbuliukų išsiplėtimą ir susitraukimą vandenyje – esant svyravimams ir laikui bėgant su jais, burbuliukų dydis keičiasi nuo kelių dešimčių iki kelių mikronų, jų tūris keičiasi kelis kartus. Dėl to burbuliukuose esančios dujos tampa pakankamai karštos, kad ištirptų plienas, ir skleidžia net šviesą..
Sūkurinių šilumos generatorių gamintojai ir jų kaina
Sūkurinių šilumos generatorių gamybą NVS rinkai vykdo nemažai gamintojų, kiekvienas iš jų turi patento modelį, kurį jis gamina remdamasis techninėmis specifikacijomis sukurtu modeliu – sūkurinių šilumos generatorių valstybiniai standartai nėra. Jų gamybą vykdo įmonės „YUSMAR“ LLC (Moldova), Rusijos AE „Alternatyvios energijos ir ryšių technologijos“, UAB „Noteka-S“, UAB „Angstrem“ AE, UAB „ORBI“, UAB „Kommash Plant“ ir kitos. Per pastaruosius 20 metų sūkurinių šilumos generatorių išradėjai gavo apie 50 patentų.
Sūkurinių šilumos generatorių, kurių elektros variklio galia yra 55 kW / h, kaina vidutiniškai bus 290 000 rublių.
Šilumos generatoriai: oras, vanduo ir sūkuriai
Medžiagos turinys
Ar šilumos generatoriai gali būti naudojami tiek namuose, tiek pramonėje? Kokia technologija yra naudojama šildant orą, vandenį ir sūkuriant šilumą? Kiek daug energijos jie gali gaminti? Kokia yra jų efektyvumo ir ekologiškumo lygis? Kokie yra privalumai ir trūkumai naudojant šilumos generatorius? Ar jie yra ekonomiška ir ilgalaikė sprendimas šildymo klausimui?
Ar galėtumėte papasakoti daugiau apie šilumos generatorius? Kokiu principu jie veikia, ir kokiu kuru jie deginami? Ar jie efektyvūs ir ar gali būti naudojami tiek namuose, tiek versle? Taip pat, ar juos galima naudoti tiek orui, tiek vandeniui šildyti? Ačiū!
Ar gali būti naudojami šilumos generatoriai su oru, vandeniu arba sūkuriais kartu? Kaip veikia šie generatoriai ir kokia nauda jie gali atnešti? Ar jie yra energijos taupymo sprendimas? Galbūt galite pateikti daugiau informacijos apie šiuos šilumos generatorius? Ačiū!