categorieën: Aanbevolen artikelen » Interessant elektrisch nieuws
Aantal keer bekeken: 65970
Reacties op het artikel: 9
Vortex Warmtegeneratoren
Vortex-warmtegeneratoren zijn installaties waarmee u thermische energie in speciale apparaten kunt ontvangen door elektrische energie om te zetten.
Geschiedenis van de eerste wervel warmtegeneratoren geworteld in het eerste derde deel van de twintigste eeuw, toen de Franse ingenieur Joseph Rank een onverwacht effect ondervond, waarbij hij de eigenschappen van een kunstmatig gecreëerde vortex in het apparaat dat hij ontwikkelde - een vortexbuis - onderzocht. De essentie van het waargenomen effect was dat bij de uitgang van de wervelbuis een scheiding van de persluchtstroom in een warme en koude stroom werd waargenomen.
Het onderzoek op dit gebied werd voortgezet door de Duitse uitvinder Robert Hillsch, die in de jaren veertig van de vorige eeuw het ontwerp van de Rank vortex-buis verbeterde, waardoor het temperatuurverschil van de twee luchtstromen aan de uitlaat van de pijp toenam. Zowel Rank als Hilsch slaagden er echter niet in om het waargenomen effect theoretisch te onderbouwen, wat de praktische toepassing ervan vele decennia vertraagde. Opgemerkt moet worden dat een min of meer bevredigende theoretische verklaring van het Rank-Hills-effect vanuit het oogpunt van klassieke aerodynamica nog niet is gevonden.
Een van de eerste wetenschappers die op het idee kwam om vloeistof in de pijp van de Rank te stoppen, is de Russische wetenschapper Alexander Merkulov, professor aan de Kuybyshevsky (nu Samara) State Aerospace University, die wordt gecrediteerd met het ontwikkelen van de fundamenten van de nieuwe theorie. Het industriële onderzoekslaboratorium voor warmtemotoren en koelmachines, opgericht door Merkulov in de late jaren 1950, voerde een enorme hoeveelheid theoretisch en experimenteel onderzoek uit naar het werveleffect.
Het idee om geen perslucht maar water als werkvloeistof in een wervelbuis te gebruiken was revolutionair, omdat water, in tegenstelling tot gas, niet samendrukbaar is. Bijgevolg is het effect van de scheiding van stromen in koud en warm niet te verwachten. De resultaten overtroffen echter alle verwachtingen: bij het passeren van het "slakkenhuis" werd het water snel opgewarmd (met een rendement van meer dan 100%).
De wetenschapper vond het moeilijk om de vergelijkbare effectiviteit van het proces te verklaren. Volgens sommige onderzoekers wordt de abnormale stijging van de temperatuur van de vloeistof veroorzaakt door microcavitatieprocessen, namelijk de "ineenstorting" van met gas of stoom gevulde microholtes (bellen) die worden gevormd tijdens de rotatie van water in een cycloon. Het onvermogen om een dergelijk hoog rendement van het waargenomen proces te verklaren vanuit het gezichtspunt van traditionele fysica heeft geleid tot het feit dat de wervelwarmte-energie zich stevig heeft gevestigd in de lijst van "pseudowetenschappelijke" richtingen.
Ondertussen werd dit principe overgenomen, wat leidde tot de ontwikkeling van werkmodellen van warmte- en krachtgeneratoren die het hierboven beschreven principe implementeren. Momenteel zijn honderden vortexwarmtegeneratoren met verschillende capaciteiten geproduceerd door een aantal binnenlandse onderzoeks- en productiebedrijven met succes actief in Rusland, sommige republieken van de voormalige Sovjetunie en een aantal buitenlandse landen.
Fig. 1. Schematische weergave van de vortex-warmtegenerator
Momenteel produceren industriële ondernemingen vortexwarmtegeneratoren met verschillende ontwerpen.
Fig. 2. Vortex warmtegenerator "MOET"
Bij de onderzoeks- en ontwikkelingsonderneming "Angstrom" van Tver werd een convertor van elektrische energie in warmte ontwikkeld - vortex warmtegenerator "MOET". Het principe van zijn werking is gepatenteerd door R.I. Mustafayev (Pat. 2132517) en stelt u in staat om thermische energie rechtstreeks uit het water te ontvangen. Het ontwerp heeft geen verwarmingselementen en alleen een pomp die water pompt, wordt aangedreven door elektriciteit.Een blok vloeistofversnellers en een remapparaat bevinden zich in het lichaam van de wervelwarmtegenerator. Het bestaat uit verschillende wervelbuizen met een speciaal ontwerp. De uitvinder beweert dat geen van de voor deze doeleinden ontworpen apparaten een hogere coëfficiënt heeft.
Hoog rendement is niet het enige voordeel van de nieuwe converter. De ontwikkelaars beschouwen het als bijzonder veelbelovend om hun vortex-warmtegenerator te gebruiken in nieuw gebouwde, evenals objecten op afstand van stadsverwarming. De MUST swirl-warmtegenerator kan rechtstreeks in de gevormde interne verwarmingsnetwerken van objecten worden gemonteerd, evenals in technologische lijnen.
Het is onmogelijk om niet te zeggen dat de nieuwigheid nog steeds duurder is dan traditionele ketels. Angstrom biedt zijn klanten al verschillende MUST-generatoren met capaciteiten van 7,5 tot 37 kW. Ze kunnen ruimtes van respectievelijk 600 tot 2200 vierkante meter verwarmen.
De elektriciteitsconversieverhouding is 1,2, maar kan 1,5 bereiken. In totaal werken er ongeveer 100 MOET warmtewielen met werveling in Rusland. De geproduceerde modellen van MUST-warmtegeneratoren maken het verwarmen van ruimtes tot 11.000 m3 mogelijk. Het installatiegewicht is van 70 tot 450 kg. Het thermische vermogen van de MUST 5.5-installatie is 7112 kcal / h, het thermische vermogen van de MUST 37-installatie is 47840 kcal / h. De warmtedrager die in de MUST swirl-warmtegenerator wordt gebruikt, kan water, antivries, polyglycol of een andere niet-bevriezende vloeistof zijn.
Fig. 3. Vortex-warmtegenerator "VTG"
VTG vortex warmtegenerator Het is een cilindervormig lichaam uitgerust met een cycloon (slak met tangentiële inlaat) en een hydraulisch remapparaat. De werkvloeistof onder druk wordt toegevoerd aan de inlaat van de cycloon, waarna deze er op een complexe weg doorheen gaat en in de reminrichting wordt geremd. Er wordt geen extra druk in de leidingen van het verwarmingsnetwerk gecreëerd. Het systeem werkt in een gepulseerde modus en biedt een vooraf bepaalde temperatuurmodus.
Water of andere niet-agressieve vloeistoffen (antivries, antivries) worden gebruikt als warmtedrager in VTG, afhankelijk van de klimaatzone. Het verwarmen van een vloeistof vindt plaats vanwege de rotatie ervan volgens bepaalde fysische wetten, en niet onder invloed van een verwarmingselement.
De conversiecoëfficiënt van elektrische energie in warmte van de eerste generatie VTG-wervelwarmtegenerator was ten minste 1,2 (d.w.z. de KPI was ten minste 120%). In VTG wordt het alleen verbruikt op een elektrische pomp die water pompt en geeft water extra thermische energie af.
De installatie werkt in automatische modus, rekening houdend met de omgevingstemperatuur. De bedrijfsmodus wordt bestuurd door betrouwbare automatisering. Directe stroom verwarming van de vloeistof is mogelijk (zonder een gesloten lus), bijvoorbeeld om warm water te produceren. Verwarming vindt plaats binnen 1-2 uur, afhankelijk van de buitentemperatuur en het volume van de verwarmde ruimte. De conversiecoëfficiënt van elektrische energie (KPI) in warmte is veel hoger dan 100%.
VTG vortex warmtegeneratoren werden getest bij verschillende onderzoeksinstituten, waaronder de naar genoemde RSC Energia SP Korolev in 1994, bij het Central Aerodynamic Institute (TsAGI) hen. Zhukovsky in 1999. Tests bevestigden het hoge rendement van de VTG-vortexwarmtegenerator in vergelijking met andere soorten kachels (elektrisch, gas en ook werkend op vloeibare en vaste brandstoffen). Bij dezelfde warmteafgifte als die van traditionele verwarmingsinstallaties, cavitatie vortex warmte genererende eenheden verbruik minder elektriciteit.
De installatie wordt gekenmerkt door de hoogste algemene prestaties, gemakkelijk te onderhouden en heeft een levensduur van meer dan 10 jaar. VTG vortex warmtegenerator onderscheidt zich door zijn kleine afmetingen: het bezette gebied, afhankelijk van het type warmtegenerator, is 0,5-4 m². Op verzoek van de klant is het mogelijk om een generator te produceren voor gebruik in agressieve omgevingen. Vortex-warmtegeneratoren met verschillende capaciteiten worden ook door andere ondernemingen geproduceerd.
Zie ook op electro-nl.tomathouse.com:
