ѕринцип кавитационного нагрева мен€ет представление о добыче тепловой энергии

ѕринцип кавитационного нагрева мен€ет представление о добыче тепловой энергии

¬ этом убежден »ван —ергеевич “ерех, кандидат технических наук, менеджер проекта и главный конструктор проекта  јлександр Ёдуардович ѕшонь.

ѕроблема модернизации систем отоплени€ возникает практически у всех организаций, получивших в наследство от минувшего стро€ объекты, не подключенные к сет€м централизованного отоплени€. ¬ годы проектировани€ и запуска этих тепловых станций цены на топливо внутри страны были минимальны, однако резкое увеличение стоимости сразу показало их низкую эффективность.

÷ентрализованное теплоснабжение в насто€щий момент также имеет свои недостатки. ќбветшавшие теплотрассы отапливают улицу, а не только объекты. “еплопотери достигают в зимний период более 50% от общего количества теплоэнергии, риски возникновени€ аварийных ситуаций повышаютс€ с каждым годом, производители теплоэнергии вынуждены посто€нно повышать тарифы на выработку и доставку тепла, что увеличивает затраты потребителей.

ƒо начала наступившего века казалось, что газовое отопление было и останетс€ наиболее экономичным  вариантом, однако, мирова€ тенденци€ повышени€ цен на газ снижает относительную эффективность этого вида топлива. Ѕолее того, при оценке окупаемости систем отоплени€ на природном и биогазе следует учитывать не только стоимость самого энергоносител€ и нагревательных котлов, но также и стоимость работ по проектированию, прокладке коммуникаций, и, конечно, текущие затраты на обслуживание оборудовани€.

“аким образом, одним из решений задачи экономичного обогрева €вл€етс€ изменение подхода к созданию систем отоплени€, перейд€ к децентрализованным системам, использующих альтернативные способы получени€ теплоэнергии (солнечные батареи, кавитационные установки, тепловые насосы и т.п.). “акие системы позвол€т отказатьс€ от теплотрасс, а, следовательно, резко сократ€т как расходы на их содержание, так и теплопотери.

ќдним из таких решений, наиболее эффективных и оптимизированных дл€ конечного потребител€, €вл€ютс€ предлагаемые нами Ёлектрические “епловые —истемы (Ё“—) —»“≈Ћтм, представл€ющие из себ€ нагревательные установки, использующие дл€ нагрева теплоносител€ физическую природу кавитации.

 авита́ци€Ц образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных паром.  авитаци€ возникает в результате местного понижени€ давлени€ в жидкости, которое вызываетс€ каким-либо возмущением жидкостной среды. ѕеремеща€сь с потоком в область с более высоким давлением или во врем€ полупериода сжати€, кавитационный пузырЄк захлопываетс€, излуча€ при этом ударную волну и значительный выброс энергии.

»сследовани€ вли€ни€ кавитации на объекты в потоке так или иначе шли посто€нно, как часть науки гидродинамики. ≈ще в начале ’’ века, р€дом ученых (∆.–анк, –.’ильш,  .—трахович) были отмечены такие €влени€, как изменение температуры потока вследствие возникновени€ в нем кавитации. ѕроцесс схлопывани€ кавитационного пузырька длитс€ на этой стадии микросекунды, и даже при нормальной температуре все пары не успеют сконденсироватьс€. “емпература в центре схлопнувшегос€ пузырька в результате адиабатического сжати€ намного превышает температуру основной жидкости. ¬ зависимости от условий схлопывани€ это превышение может достигать тыс€чи градусов. »менно это физическое €вление и положено нашими специалистами в основу генерации теплоэнергии в Ё“— —»“≈Ћтм.

ќсновоположником вихревой теории в нашей стране в конце 50-х Ц начале 60-х годов прошлого столети€ внес профессор јлександр ћеркулов. »менно ему приписывают авторство создани€ принципиально нового нагревательного прибора Ч первого теплогенератора, работающего на вихревом эффекте и жидком теплоносителе.

 ѕредставленна€ нами сери€ нагревательных установок Ё“— —»“≈Ћтм  начала создаватьс€ в 1998 году с регистрации патента на принципиально новый активатор кавитационного процесса, преобразующий кинетическую энергию воды в тепловую энергию с эффективностью, близкой к 100%.

¬ насто€щее врем€ теплогенераторы Ё“— —»“≈Ћтм проектируютс€ и создаютс€ по “” BY 190708775.002-2011, вобрав в себ€ весь более чем 15 летний опыт проектировани€, разработки, изготовлени€ и испытаний.

ѕринципиальна€ схема Ё“— —»“≈Ћтм представлена на рисунке:

 

2_ (1).jpg

1.     Ќапорный электронасос, 2. “еплогенератор (активатор), 3. Ќакопительна€ емкость, 4. –асширительный бачек, 5. ÷иркул€ционный насос, 6. Ѕлок управлени€, 7.  онтроллер, 8. ќсновной теплодатчик, 9. —пускной клапан, 10. ћанометр, 11. «апорный кран выходного патрубка, 12. «апорный кран входного патрубка, 13. ‘ильтр очистки, 14. Ўумоподавл€ющий кожух, 15. “еплосистема (батаре€), 16. ќснование, шасси, 17. Ўкаф управлени€, 18. ”стройство плавного пуска двигател€.

 

ѕосле включени€ оборудовани€, напорный электронасос (1), контролируемый блоком управлени€ (6), подаЄт теплоноситель (воду) под высоким давлением в теплогенератор (2). ¬ процессе прохождени€ жидкости через конструкцию теплогенератора теплоноситель претерпевает нагрев и поступает в накопительную емкость (3) и смешиваетс€ с основным объемом теплоносител€. ƒанный процесс происходит непрерывно до момента, когда температура теплоносител€ не достигнет установленной на блоке управлени€ температуры.  огда температура теплоносител€ достигает заданного верхнего предела, теплодатчик (8) подает команду на блок управлени€ об остановке основного насоса. ¬ключаетс€ циркул€ционный насос(5), и даЄт возможность теплоносителю двигатьс€ в систему отоплени€ (15), через радиаторы (конвекторы), обратно в накопитель. ѕо мере остывани€ теплоносител€ теплодатчик дает команду блоку управлени€ на запуск основного насоса. ѕроцесс нагрева теплоносител€ носит циклический характер и контролируетс€ автоматически, а среднее потребление электроэнергии составл€ет 50-70% от номинальной мощности напорного насоса.

3_.jpg

Ёффективность данного метода производства теплоэнергии подтверждаетс€ опытом использовани€ установок Ё“— в –еспублике Ѕеларусь и за ее пределами, в частности, в –оссийской ‘едерации.

—реди прочих можно привести адресные примеры. ¬ их числе Ц —  ЂЅета-‘ї, г.ћинск, полигон ЂЅорова€ї. ѕредпри€тие выпускает пластиковые детали и малые архитектурные формы. Ќа производстве очень остро сто€ла проблема поддержани€ (не ниже +18о—) температур производственного цикла. ќбъем помещений Ц около 300 м3. ¬ 2002 году была смонтирована нагревательна€ установка мощностью (номинальной) 7,5 к¬т. —редесуточное потребление Ц до 4,5 к¬т/час. ”становка функционирует без сбоев до насто€щего дн€. ƒл€ сравнени€, расчетна€ мощность стандартных электрических теплообогревателей дл€ подобного помещени€ Ц 9-10 к¬т с потреблением до 7 к¬т/час. –азница в энергопотреблении Ё“— и стандартных электрообогревателей позвол€ет  получить экономию электроэнергии в отопительный период (185 дней) Ц до 12000 к¬т.

≈ще адрес Ц ј«— концерна ЂЅелнефтехимї, г.ћинск, 51км ћ јƒ. ƒл€ обогрева здани€ и служебных помещений общим объемом около 330 м2 в 2008 году установлена Ё“— номинальной мощностью 7,5 к¬т. ѕотребл€ема€ в сутки электроэнерги€ Ц до 120 к¬т. јнализ энергопотреблени€ в аналогичных строени€х ј«—, обогреваемыми электроприборами (тепловые завесы, конвекторы) дает цифру суточного потреблени€ до 140-150 к¬т. –асчетна€ экономи€ Ц около 17000 к¬т за отопительный сезон или до 47,5 млн. рублей в действующих ценах “арифной ƒекларации –”ѕ ЂЅелЁнергої.

4_.jpg

„астный дом в дер.¬€зынка, ћолодечненский район. ƒл€ отоплени€ строени€ (100 м2) применена Ё“— мощностью 7,0 к¬т. ќборудование установлено в 2008 году. —реднее потребление электроэнергии Ц 3,7 к¬т/час. јльтернативой Ё“— выступает газовый котел с принудительной конвекцией. “ребуема€ мощность Ц до 10 к¬т. ѕотребление Ц 1,5-1,8 м3 газа в час в зависимости от типа модели. ¬ыбор заказчиком Ё“— был обусловлен высокой стоимостью проектировани€ и прокладки газовой сети (сметна€ стоимость Ц более 15 тыс. у.е.), а также сжатыми сроками ввода жиль€ в строй.

¬ общих чертах, расчеты наших специалистов-энергетиков позвол€ют утверждать, что стоимость 1 к¬т тепла, вырабатываемого Ё“— сравнимы со стоимостью 1 к¬т тепла от газовых установок ведущих мировых производителей, и значительно ниже цены к¬т тепла от установок на твердом или жидком топливе, но с учетом перспективных проектов в электроэнергетике –еспублики Ѕеларусь (строительство ј«—, реконструкци€ и модернизаци€ существующих “Ё÷ и сетей электроснабжени€), можно утверждать, что стоимость 1 к¬т/час электроэнергии внутри страны будет неуклонно снижатьс€, что в перспективе увеличивает привлекательность проекта Ё“— дл€ потребител€ тепла.

—ледует также отметить, что представленна€ нами Ё“— —»“≈Ћтм помимо экономичности обладает р€дом неоспоримых достоинств: пожаробезопасность, мобильность, отсутствие шума и вредных выбросов (экологичность), нетребовательность к качеству воды, гибкость использовани€ (как автономна€ система нагрева или элемент, встроенный в централизованную сеть).


  • ƒата публикации: 11.06.2012
  • 5182
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150