Indholdet af artiklen
- Varmegeneratorers historie
- Enheden og princippet om drift af varmegeneratoren
- Typer af varmegeneratorer
- Vortex varmegenerator – historie
- Hvor kommer overskydende varmeenergi fra virvelvarmegeneratorer
- Producenter af virvelvarmegeneratorer og deres omkostninger
I denne artikel: History of Heat Generators princip om betjening og enhed; typer varmegeneratorer; fabrikanter og gennemsnitlige omkostninger til varmegeneratorer; historien til virvelkavitationsvarmegeneratoren; princippet om virvelvarmegeneratoren; producenter af kavitationsvarmegeneratorer i SNG.
I vintersæsonen har lokalerne brug for kunstig opvarmning, ellers vil indbyggerne personligt opleve alle glæderne i istiden. Centralvarme i lejlighedsbygninger, individuel opvarmning i private hytter … men hvad med store værelser, for eksempel salgsarealer og lagerbygninger? Og med byggepladser eller, for eksempel, biltjenester, hvor kold luft konstant strømmer udefra? Den eneste måde at varme et stort område på er luftopvarmning, der er bygget enten på varmepistoler eller på varmegeneratorer. Denne artikel vil dække varmegeneratorer.
Varmegeneratorers historie
Opfindelsen af den konvektive varmegenerator er direkte relateret til opfindelsen af Robert Bunsen, en atmosfærisk brænder opkaldt efter ham. De første varmegeneratorer, der blev bragt på markedet i 1856 af det engelske firma “Pettit og Smith”, var udstyret med en atmosfærisk brænder, der svarer til Bunsen-brænderen, kun af større størrelse.
Den tyske eksperimentelle kemiker Robert Wilhelm BunsenI 1881 modtog engelskmanden Sigismund Leoni et patent på en ny type varmegeneratorer – flammen af en brænder i dem opvarmede en asbestplade, der overfører varme til luften. Derefter blev asbest erstattet af ildfast ler, i dag erstattet af mere holdbare ildfaste materialer.
En atmosfærisk brænder og en ildfast plade derover er de vigtigste elementer i designet til enhver moderne varmegenerator..
Enheden og princippet om drift af varmegeneratoren
Med hensyn til deres opgaver ligner varmegeneratorer varmepistoler – forskellen er, at disse enheder kun kan være stationære. Typisk design af en varmegenerator: en blæser (aksial eller centrifugal), over det er der et forbrændingsrum, en brænder indføres i dens nedre del, og en luftvarmeveksler er placeret over brænderen. De varme gasser, der dannes i forbrændingskammeret, føres til varmeveksleren og føres derefter til skorstenen. Luftstrømmen, der blæses af ventilatoren, opvarmes i varmeveksleren til 20-70 ° C, går derefter ind i det opvarmede rum eller kanals ventilationssystem.
Afhængig af effekten af ventilatorerne, der er installeret i deres design, kan varmegeneratorer udvikle et statisk output-tryk på 100-2000 Pa.
Med hensyn til termisk energi er varmegeneratorer forskellige i to typer – op til 350-400 kW (i et enkelt hus) og op til 1000 kW (består af varmeudvekslings- og ventilationssektioner).
I varmegeneratorer beregnet til luftkanalopvarmningssystemer er varmeveksleren og forbrændingskammeret lavet af rustfrit stål, og et kondensatafløbssystem introduceres yderligere i deres design.
Typer af varmegeneratorer
Den største forskel mellem de eksisterende modeller af varmegeneratorer er, hvilken type brændstof der bruges i dem, og hvilken slags kølevæske, der skal opvarmes. Varmegeneratorer kan arbejde på fast brændstof, gas, diesel og være udstyret med en universalbrænder. Varmebæreren i varmesystemer, der opvarmes af en varmegenerator, kan være både vand og luft..
Gasvarmegeneratorerdesignet til kontinuerlig tilførsel af varm luft til lokalerne, installeres de i en lodret position. Varmeveksleren, der er installeret i dem, udtrækker en betydelig del af varmen fra forbrændingsprodukter, hvilket reducerer flygtigheden af røggasser – udstødningsrøret til gasvarmegeneratorer skal være udstyret med en ventilator. Hvis designen af varmegeneratoren indeholder et lukket forbrændingskammer, under hvilket en blæser er placeret, er sandsynligheden for omvendt skubbe minimal – alle forbrændingsprodukter fjernes gennem skorstenen, derfor betragtes sådanne gasvarmegeneratorer som de sikreste. I de fleste tilfælde er effektiviteten af gasfyrede varmegeneratorer 85-90%.
Når du vælger en model af en gasvarmegenerator, er det nødvendigt at være særlig opmærksom på dens evne til at arbejde ved reduceret gastryk. Når man bygger opvarmning på en gasvarmegenerator i fravær af central gasforsyning, vil det være specielt praktisk at installere en gastank med et volumen på 2.500 liter eller mere (det krævede volumen afhænger af bygningens opvarmede område).
Dieselvarmegeneratorer, brændstof, som petroleum eller diesel benyttes til, er velegnet til opvarmning af industrilokaler med et betydeligt område. De er enten udstyret med en dyse, der sprøjter brændstof gennem forbrændingskammeret, eller som brændstoffet leveres efter drypmetoden. Med forbehold af kontinuerlig drift tankes de to gange om dagen..
Til forbrænding i varmegeneratorer med en universalbrænder anvendes både dieselolie og spildolie, fedtstoffer af vegetabilsk og animalsk oprindelse. De er især nyttige i virksomheder, hvor der er et problem med bortskaffelse af fedt og spildolie. Imidlertid vil den termiske effekt fra varmegeneratoren, hvori affaldsolie og fedtforbrænding brændes, ikke overstige 200 kW; når man brænder diesel, opnås en højere termisk ydelse. Uanset hvilken type brændstof der bruges, har denne type varmegenerator som enhver anden brug for en skorsten. Når man brænder affaldsolie, er dannelsen af slagger uundgåelig, som skal fjernes dagligt – for større bekvemmelighed er der behov for to forbrændingsskåle, hvoraf den ene vil blive brugt til at erstatte den anden under rengøring og til at reducere nedetiden af varmegeneratoren.
Generatorer til fast brændselhar et andet design end det, der er beskrevet ovenfor – at være noget i mellem gas / diesel varmegeneratorer og mellem en konventionel ovn. De er udstyret med en ventilator, der blæser luft gennem en varmeveksler og forsyner den til de opvarmede rum; de har ristestænger og en brændstofbelastningsdør. Varmegeneratorer med fast brændsel brænder tørt træ, tørvebriketter, kul og forskellige landbrugsaffald. Sådanne varmegeneratorer har en effektivitet i størrelsesordenen 80-85%, hvilket er lidt mindre end dem, der opererer på gasformigt og flydende brændstof – 85-90%. Det skal også bemærkes den store størrelse af fast brændstofvarmegeneratorer og betydeligt affald i form af en ubrændbar del af brændstoffet..
Varmevekslere i varmegeneratorer kan være støbejern eller stål: deres første type er mere modstandsdygtig over for korrosion, men snarere massiv, varmevekslere af den anden type har tværtimod mindre vægt, men er udsat for korrosion. Begge typer varmevekslere tolererer ikke påvirkninger godt, derfor skal transport og installation af varmegeneratorer udføres med største omhu..
Fordelene ved luftvarmegeneratorer er højere i sammenligning med vandopvarmning, effektiviteten og hastigheden ved opvarmning af lokalerne, og når man arbejder med affaldsolie – der sparer penge på brændstof, for ikke at nævne at løse problemet med bortskaffelse af affald.
De gennemsnitlige omkostninger for en 400 kW varmegenerator vil være 90.000 RUB. På det russiske marked findes varmegeneratorer fra Master (USA), Kroll (Tyskland), Sial og ITM (Italien), Benson Heating (England), FEG Konvektor GF (Ungarn).
Når man vælger en luftvarmegenerator, skal man overveje de modeller, hvor luften opvarmes indirekte, dvs. forbrændingskammeret er fuldstændigt isoleret fra kølevæsken. I dette tilfælde er forbrændingsprodukter garanteret ikke at trænge ind i luftvarmekanalerne, og der er ikke behov for at blande luft udefra til luften inde i lokalerne. Sådanne varmegeneratorer har imidlertid en højere pris, vægt og dimensioner..
Varmegeneratorer med funktionerne at levere varmt vand og opvarmning kan helt løse problemerne med varmeforsyning, for det meste de kører på fast brændsel.
Vortex varmegenerator – historie
Denne type varmegeneratorer fortjener særlig opmærksomhed, stort set på grund af modstandere fra dens tilhængere og modstandere..
I 20’erne af forrige århundrede opdagede franskmanden Joseph Rank, der forskede i luftkammeret i en cykloninstallation, at gasser adskilles i et cylindrisk eller konisk kammer i to fraktioner – med en højere temperatur i kanterne og en lavere temperatur i midten. desuden roterer brøkdelen i midten i modsætning til udkanten i modsat retning. I 1934 modtog Rank et patent i USA for hans “virvelrør”.
Tyske Robert Hilsch i 40’erne fortsatte forskningen af sin franske kollega og opnåede en større forskel mellem temperaturerne i de to luftstrømme, der forlader Rank-virvelrøret på grund af det forbedrede design.
I 50’erne opstod den sovjetiske videnskabsmand A. Merkulov en række eksperimenter med Rank-virvelrøret og besluttede at pumpe vand ind i det i stedet for gas – teoretisk set skulle der ikke være en temperaturforskel i vandet, der blev drevet gennem Rank-røret, fordi vand i modsætning til gasser ikke kan komprimeres … I modsætning til forventningerne blev den forgrenede virvelstrøm af vand opvarmet og afkølet på lignende måde som gasser, hvilket forvirrede professor Merkulov – han kunne ikke forklare årsagerne til dette fænomen.
Forresten kaldes skaberen af den første virvelvarmegenerator ofte den østrigske selvlærte opfinder Viktor Schauberger, kendt for sugeturbinen, han byggede i 1921, der kun fungerer på vand …
For tyve år siden var amerikaneren James Griggs, hvis interesseområde lå inden for opvarmningsområdet, den første, der besluttede at bygge en vandvarmegenerator baseret på Rank-rørprincippet. James var skuffet over vandvarmere med varmeelementer – saltene i vandet dannede skala på varmeelementerne, hvilket fik spolen til at blive overophedet og varmeelementets fiasko. Baseret på det faktum, at varmeelementerne har en effektivitet tæt på 100%, og at den elektriske motor, der drejer varmegeneratoren, er omkring 90-95%, besluttede James Griggs at kompensere for det større energiforbrug ved ikke at skulle udskifte varmeelementerne, der var udbrændt fra dannelse af skala. Griggs ‘beregning var, at friktion fik vandet til at varme op. Den amerikanske ingeniør viste sig at have ret – varmegeneratoren, han skabte, opvarmede virkelig vandet, og dets indre struktur var ikke udsat for slid fra forskellige urenheder og salte, der var til stede i vandet. Men til James ekstreme overraskelse afslørede beregningen af energiomkostninger ikke det planlagte energitab på 10%, men i sammenligning med varmesystemer med varmeelementer besparede 14%! Efter at have udført eksperimentelle tests i 1992 fandt Griggs, at for hver joule elektricitet, der bruges til drift af en varmegenerator, skaber en varmeapparat 1,5 joule varme. Efter at have brugt yderligere to år på at prøve at finde ud af årsagerne til forekomsten af overskydende energi og således ikke finde ud af dem, modtog James Griggs i 1994 et patent i USA for en roterende kavitation varmegenerator, han oprettede..
Hvor kommer overskydende varmeenergi fra virvelvarmegeneratorer
Griggs-varmegeneratoren er designet som følger: en aluminiumsrotor anbringes i et cylindrisk stållegeme, huller bores langs fælgoverfladen; sagen lukkes med et fladt ståldæksel fastgjort til det med skruer. I flade afdækninger på hver af dem er der et indløb til vandforsyning, i forhold til hinanden er indløbene på begge dæksler, monteret på modsatte sider af kroppen, placeret på den samme linje. Vand, der kommer fra den ene side til rotoren, omgår det langs kanten og strømmer ud fra den modsatte side med en højere temperatur, end det oprindeligt var.
Årsagen til, at vandet varmer op, skyldes sandsynligvis kavitation. Når man går ind i rotoren og fylder hullerne langs kanten, klæber vand fast ved dem, men centrifugalkraften medfører, at vandet strækker sig fast ved hullerne – dets dråber bryder ud af dem, skynder sig mod kroppens vægge og styrter ned i dem. Den resulterende chokbølge og det stigende tryk “kollapser” det store antal gas- og dampbobler, hvilket i hver af dem forårsager et tryk på hundreder af tusinder af atmosfærer og en temperatur på mere end 106 ° C – akustisk kavitation forekommer.
Teorien beskrevet ovenfor er baseret på fænomenet sonoluminescens, opdaget i 1934 af de tyske forskere N. Frenzel og H. Schultes, der arbejder på en sonar for ubåde. De fandt ud af, at lydbølger forårsager udvidelse og sammentrækning af gasbobler i vand – under påvirkning af vibrationer og i tid med dem ændrer boblenes størrelse sig fra flere titus til flere mikron, deres volumen ændres flere gange. Som et resultat bliver gassen indeholdt i boblerne varm nok til at smelte stål og udsender endda lys..
Producenter af virvelvarmegeneratorer og deres omkostninger
Produktionen af hvirvelvarmegeneratorer til CIS-markedet udføres af en række producenter, hver af dem har et patent på en model, som de producerer på grundlag af den model, der er udviklet af de tekniske specifikationer – der er ingen tilstandsstandarder for hvirvelvarmegeneratorer. Deres produktion udføres af virksomhederne “YUSMAR” LLC (Moldova), den russiske NPP “Alternativ energiteknologi og kommunikation”, “Noteka-S” LLC, “Angstrem” NPP, “ORBI” LLC, “Kommash Plant” JSC og andre. I løbet af de sidste 20 år modtog opfinderne af virvelvarmegeneratorer ca. 50 patenter.
Omkostningerne til virvelvarmegeneratorer med en elektrisk motoreffekt på 55 kW / h vil i gennemsnit 290.000 rubler.
Hvilken type varmegenerator er mest effektiv i forhold til at producere varme? Er luft-, vand- eller virvelgeneratoren mere energieffektiv og pålidelig? Jeg vil gerne vide, hvilken af disse generatorer der vil være bedst egnet til at opfylde mine varmebehov. Tak!