Что такое генератор тепла

Теплогенератор

Теплогенератор — нагревательный аппарат, предназначенный для непосредственного получения нагретого теплоносителя в процессе сжигания различных видов топлива. Применяется для индивидуального отопления и горячего водоснабжения помещений или небольших зданий различного назначения.

Содержание

Устройство теплогенератора

Как правило, теплогенератор состоит из камеры сгорания с воздушным теплообменником, горелки и вентилятора центробежного или осевого. Топливом для теплогенератора может служить природный газ, дизельное топливо или отработанное масло в зависимости от типа используемой горелки.

Горячие газы, полученные в камере сгорания, направляются в теплообменник и далее в дымоход. Теплообменник, в свою очередь, обдувается воздушным потоком, создаваемым вентилятором, нагревая его. Нагретый воздух распределяется по помещению через решетки в корпусе теплогенератора или через систему подключенных к нему вентиляционных каналов. При этом достигается увеличение температуры подаваемого воздуха на 20 — 70К (для спец.задач до 150), что позволяет устраивать на базе теплогенераторов также и системы приточной вентиляции помещений.

Тепловая мощность теплогенераторов лежит в диапазоне от 20 до 1000 кВт. Примерно до 300 (400) кВт теплогенераторы изготавливаются в едином корпусе, от 350 (400) кВт теплогенераторы для транспортировки делят на секцию нагрева (теплообменника) и секцию вентиляторов.

Статическое давление на выходе из теплогенератора определяется мощностью вентилятора (вентиляторов). В зависимости от нагрузки (вентиляционной системы), статическое давление может быть различными и лежит в диапазоне от 100 до 2000 Па.

Для работы в системах приточной вентиляции, теплогенератор может оснащаться камерой сгорания и теплообменником из нержавеющей стали и устройством отвода конденсата. Это необходимо, если теплообменник сильно охлаждается (при температуре продуктов сгорания на выходе после теплообменника ниже 140-160K). При постоянном (номинальном) расходе воздуха, повышенное охлаждение теплообменника может происходить за счёт холодного воздуха на входе перед теплообменником (ниже 0 С) или за счёт понижения тепловой мощности ниже 60-65 % от максимальной паспортной ( номинальной ) даже при работе на 100% рециркулируемом воздухе.

Область применения теплогенераторов

Теплогенераторы применяют, в основном, для организации воздушного отопления и вентиляции промышленных, торговых и складских помещений большого объема, сушки материалов и других технологических процессов, требующих подачи больших масс нагретого воздуха.

См. также

Экономический эффект

Использование теплогенераторов для воздушного отопления позволяет добиться существенного снижения затрат. В общем случае система отопление и/или вентиляции (для объёмных помещений) реализованная на основе воздушных теплогенераторов всегда дешевле, чем устройство котельной + водяные калориферы (воздушно-отопительные агрегаты) и/или водяные приточные/приточно-вытяжные установки аналогичной тепловой мощности. Отсутствие жидкости в качестве теплоносителя снимает риск протечек и разморозки системы, упрощает обслуживание системы.

Размещение теплогенератора в непосредственной близости или внутри отапливаемого помещения сокращает потери на транспортировку тепла от котельной, вся система отопления менее инерционная, позволяет более эффективно автономно, локально регулировать температуру (и другие параметры) внутри помещения.

В целом, система отопления, выполненная на базе теплогенератора, оказывается выгоднее водяной в установке и эксплуатации (для объёмных помещений, помещений с большими кратностями воздухообмена).

Кавитационный теплогенератор: устройство, виды, применение

Для отопления помещений или нагрева жидкостей зачастую применяются классические приспособления – тэны, камеры сгорания, нити накаливания и т.д. Но наряду с ними применяются устройства с принципиально иным типом воздействия на теплоноситель. К таким устройствам относится кавитационный теплогенератор, работа которого заключается в формировании пузырьков газа, за счет которых и возникает выделение тепла.

Устройство и принцип работы

Принцип действия кавитационного теплогенератора заключается в эффекте нагрева за счет преобразования механической энергии в тепловую. Теперь более детально рассмотрим само кавитационное явление. При создании избыточного давления в жидкости возникают завихрения, из-за того, что давление жидкости больше чем у содержащегося в ней газа, молекулы газа выделяются в отдельные включения – схлопывание пузырьков. За счет разности давления вода стремиться сжать газовый пузырь, что аккумулирует на его поверхности большое количество энергии, а температура внутри достигает порядка 1000 — 1200ºС.

При переходе кавитационных полостей в зону нормального давления пузырьки разрушаются, и энергия от их разрушения выделяется в окружающее пространство. За счет чего происходит выделение тепловой энергии, а жидкость нагревается от вихревого потока. На этом принципе основана работа тепловых генераторов, далее рассмотрите принцип работы простейшего варианта кавитационного обогревателя.

Простейшая модель

Посмотрите на рисунок 1, здесь представлено устройство простейшего кавитационного теплогенератора, который заключается в нагнетании насосом воды к месту сужения трубопровода. При достижении водяным потоком сопла давление жидкости значительно возрастает и начинается образование кавитационных пузырьков. При выходе из сопла пузырьки выделяют тепловую мощность, а давление после прохождения сопла значительно снижается. На практике может устанавливаться несколько сопел или трубок для повышения эффективности.

Идеальный теплогенератор Потапова

Идеальным вариантом установки считается теплогенератор Потапова, который имеет вращающийся диск (1) установленный напротив стационарного (6). Подача холодной воды осуществляется с трубы расположенной внизу (4) кавитационной камеры (3), а отвод уже нагретой с верхней точки (5) той же камеры. Пример такого устройства приведен на рисунке 2 ниже:

Рис. 2: кавитационный теплогенератор Потапова

Но широкого распространения устройство не получило из-за отсутствия практического обоснования его работы.

Основная задача кавитационного теплогенератора – образование газовых включений, а от их количества и интенсивности будет зависеть качество нагрева. В современной промышленности существует несколько видов таких теплогенераторов, отличающихся принципом выработки пузырьков в жидкости. Наиболее распространенными являются три вида:

Роторные теплогенераторы – рабочий элемент вращается за счет электропривода и вырабатывает завихрения жидкости;
Трубчатые – изменяют давление за счет системы труб, по которым движется вода;
Ультразвуковые – неоднородность жидкости в таких теплогенераторах создается за счет звуковых колебаний низкой частоты.

Помимо вышеперечисленных видов существует лазерная кавитация, но промышленной реализации этот метод еще не нашел. Теперь рассмотрим каждый из видов более детально.

Роторный теплогенератор

Состоит из электрического двигателя, вал которого соединен с роторным механизмом, предназначенным для создания завихрений в жидкости. Особенностью роторной конструкции является герметичный статор, в котором и происходит нагревание. Сам статор имеет цилиндрическую полость внутри – вихревую камеру, в которой происходит вращение ротора. Ротор кавитационного теплогенератора представляет собой цилиндр с набором углублений на поверхности, при вращении цилиндра внутри статора эти углубления создают неоднородность в воде и обуславливают протекание кавитационных процессов.

Рис. 3: конструкция генератора роторного типа

Количество углублений и их геометрические параметры определяются в зависимости от модели вихревого теплогенератора. Для оптимальных параметров нагрева расстояние между ротором и статором составляет порядка 1,5мм. Данная конструкция является не единственной в своем роде, за долгую историю модернизаций и улучшений рабочий элемент роторного типа претерпел массу преобразований.

Одной первых эффективных моделей кавитационных преобразователей был генератор Григгса, в котором использовался дисковый ротор с несквозными отверстиями на поверхности. Один из современных аналогов дисковых кавитационных теплогенераторов приведен на рисунке 4 ниже:

Рис. 4: дисковый теплогенератор

Несмотря на простоту конструкции, агрегаты роторного типа достаточно сложные в применении, так как требуют точной калибровки, надежных уплотнений и соблюдения геометрических параметров в процессе работы, что обуславливает трудности их эксплуатации. Такие кавитационные теплогенераторы характеризуются достаточно низким сроком службы – 2 — 4 года из-за кавитационной эрозии корпуса и деталей. Помимо этого они создают достаточно большую шумовую нагрузку при работе вращающегося элемента. К преимуществам такой модели относится высокая продуктивность – на 25% выше, чем у классических нагревателей.

Трубчатые

Статический теплогенератор не имеет вращающихся элементов. Нагревательный процесс в них происходит за счет движения воды по трубам, сужающимся по длине или за счет установки сопел Лаваля. Подача воды на рабочий орган осуществляется гидродинамическим насосом, который создает механическое усилие жидкости в сужающемся пространстве, а при ее переходе в более широкую полость возникают кавитационные завихрения.

В отличии от предыдущей модели трубчатое отопительное оборудование не производит большого шума и не изнашивается так быстро. При установке и эксплуатации не нужно заботиться о точной балансировке, а при разрушении нагревательных элементов их замена и ремонт обойдутся куда дешевле, чем у роторных моделей. К недостаткам трубчатых теплогенераторов относят значительно меньшую производительность и громоздкие габариты.

Ультразвуковые

Данный тип устройства имеет камеру-резонатор, настроенную на определенную частоту звуковых колебаний. На ее входе устанавливается кварцевая пластина, которая производит колебания при подаче электрических сигналов. Вибрация пластины создает волновой эффект внутри жидкости, который достигая стенок камеры-резонатора и отражается. При возвратном движении волны встречаются с прямыми колебаниями и создают гидродинамическую кавитацию.

Рис. 5: принцип работы ультразвукового теплогенератора

Далее пузырьки уносятся водным потоком по узким входным патрубкам тепловой установки. При переходе в широкую область пузырьки разрушаются, выделяя тепловую энергию. Ультразвуковые кавитационные генераторы также обладают хорошими эксплуатационными показателями, так как не имеют вращающихся элементов.

Применение

В промышленности и в быту кавитационные теплогенераторы нашли реализацию в самых различных сферах деятельности. В зависимости от поставленных задач они применяются для:

Отопления – внутри установок происходит преобразование механической энергии в тепловую, благодаря чему нагретая жидкость двигается по системе отопления. Следует отметить, что кавитационные теплогенераторы могут отапливать не только промышленные объекты, но и целые поселки.
Нагревание проточной воды – кавитационная установка способна быстро нагревать жидкость, за счет чего может легко заменять газовую или электрическую колонку.
Смешение жидких веществ – за счет разрежения в слоях с получением мелких полостей такие агрегаты позволяют добиться надлежащего качества перемешивания жидкостей, которые естественным образом не совмещаются из-за разной плотности.

Плюсы и минусы

В сравнении с другими теплогенераторами, кавитационные агрегаты отличаются рядом преимуществ и недостатков.

К плюсам таких устройств следует отнести:

Куда более эффективный механизм получения тепловой энергии;
Расходует значительно меньше ресурсов, чем топливные генераторы;
Может применяться для обогрева как маломощных, так и крупных потребителей;
Полностью экологичен – не выделяет в окружающую среду вредных веществ во время работы.

К недостаткам кавитационных теплогенераторов следует отнести:

Сравнительно большие габариты – электрические и топливные модели имеют куда меньшие размеры, что немаловажно при установке в уже эксплуатируемом помещении;
Большая шумность за счет работы водяного насоса и самого кавитационного элемента, что затрудняет его установку в бытовых помещениях;
Неэффективное соотношение мощности и производительности для помещений с малой квадратурой (до 60м 2 выгоднее использовать установку на газу, жидком топливе или эквивалентной электрической мощности с нагревательным тэном).

КТГ своими руками

Наиболее простым вариантом для реализации в домашних условиях является кавитационный генератор трубчатого типа с одним или несколькими соплами для нагревания воды. Поэтому разберем пример изготовления именно такого устройства, для этого вам понадобится:

Насос – для нагревания обязательно выбирайте тепловой насос, который не боится постоянного воздействия высоких температур. Он должен обеспечивать рабочее давление на выходе в 4 – 12атм.
2 манометра и гильзы для их установки – размещаются с двух сторон от сопла для измерения давления на входе и выходе из кавитационного элемента.
Термометр для измерения величины нагрева теплоносителя в системе.
Клапан для удаления лишнего воздуха из кавитационного теплогенератора. Устанавливается в самой верхней точке системы.
Сопло – должно иметь диаметр проходного отверстия от 9 до 16мм, делать меньше не рекомендуется, так как кавитация может возникнуть уже в насосе, что значительно снизит срок его эксплуатации. По форме сопло может быть цилиндрическим, коническим или овальным, с практической точки зрения вам подойдет любое.
Трубы и соединительные элементы (радиаторы отопления при их отсутствии ) – выбираются в соответствии с поставленной задачей, но наиболее простым вариантом являются пластиковые трубы под пайку.
Автоматика включения/отключения кавитационного теплогенератора – как правило, подвязывается под температурный режим, устанавливается на отключение примерно при 80ºС и на включение при снижении менее 60ºС. Но режим работы кавитационного теплогенератора вы можете выбрать самостоятельно.

Рис. 6: схема кавитационного теплогенератора

Перед соединением всех элементов желательно нарисовать схему их расположения на бумаге, стенах или на полу. Места расположения необходимо размещать вдали от легковоспламеняемых элементов или последние нужно убрать на безопасное расстояние от системы отопления.

Соберите все элементы, как вы изобразили на схеме, и проверьте герметичность без включения генератора. Затем опробуйте в рабочем режиме кавитационного теплогенератора, нормальным нарастанием температуры жидкости считается 3- 5ºС за одну минуту.

Главный вопрос: чем лучше топить? Виды теплогенераторов для воздушного отопления

Теплогенератор представляет собой нагревательный агрегат, основная задача которого состоит в получении обогрева теплоносителя с помощью сжигания топлива нескольких видов.

Большинство подобных аппаратов применяются с целью отопления помещений, а также для получения горячей воды в зданиях разного назначения.

Преимущества теплогенераторов для воздушного отопления

Высокая стоимость электроэнергии отрицательно сказывается на популярности отопительного оборудования, в том числе теплогенераторов. Однако эти аппараты обладают рядом положительных моментов, ради которых их стоит приобретать. Чаще всего нагревательные генераторы используются в домах с небольшой площадью. Их можно использовать не только как отопительный механизм, но и в качестве нагревателя горячей воды.

Теплогенераторы пользуются популярностью у потребителей. Способствуют этому следующие факторы:

Распространение теплового потока на большие расстояния.
Разнообразие моделей с различными диапазонами мощностей.
Возможность изменения скорости вентилятора отопителя.
Высокий коэффициент полезности оборудования.
Долгий срок автономности устройств.
Низкий уровень шума при работе.

Устройство аппарата

По своим функциям эти устройства практически не отличаются от тепловых пушек, за исключением стационарности. Простейший теплогенератор состоит из вентилятора, камеры сгорания и воздушного теплообменника. Генераторы способны работать на различном топливе. Наиболее распространены аппараты на газе и на дизеле. Если же в конструкции используется горелка, то в качестве топлива применяется масло.

Принцип работы

После поступления топлива в камеру сгорания генератора, полученные горячие газы попадают в теплообменник. Затем эти газы направляются в дымоход.

Обогрев происходит за счёт обдува теплообменника воздухом, полученным с помощью вентилятора. Тёплый воздух распространяется по помещению через систему вентиляции устройства.

Новые модели теплогенераторов оснащаются специальными механизмами для отвода образующегося конденсата. Эта доработка полезна в тех случаях, когда аппарат подвергается частым перепадам температуры.

Разновидности

Основное различие между моделями теплогенераторов заключается в виде топлива, используемого для нагрева. А также существуют различия в нагревательном элементе. Такими элементами служит воздух либо вода.

Дизельный

Устройства этого типа работают на солярке либо керосине. Дизельные теплогенераторы подходят для обогрева крупных помещений промышленного типа. Подача топлива осуществляется двумя способами: капельным либо с помощью форсунки, разбрызгивающей топливо по зоне сгорания.

Помимо дизтоплива, в генераторах, оборудованных специальной горелкой, используются масла и жиры растительного происхождения. Однако этот вид топлива постоянно вырабатывает шлаки, которые со временем приходится прочищать, что приводит к простою устройства.

Фото 1. Схема устройства дизельного теплогенератора. Указаны основные части, движение холодного и теплого воздуха.

Газовый

Этот тип рассчитан на постоянную подачу горячего воздуха в помещения. Газовые генераторы устанавливаются вертикально. Теплообменник получает максимальную часть тепла из продуктов горения, тем самым понижая летучесть дыма. Именно поэтому теплогенераторы этого типа предусматривают обязательную установку вентилятора, который улучшает вытяжку. Коэффициент полезного действия газовых агрегатов достигает 90%.

Важно! При покупке газовых моделей теплогенераторов, стоит учитывать его способность работы при низком давлении газа.

Универсальный

Такой тип генераторов схож с дизельными аппаратами. Однако в случае с универсальными устройствами в качестве топлива можно использовать растительные жиры. Мощность дизельного генератора намного выше, в сравнении с оборудованием, работающем на маслах и растительных жирах.

Вихревой

Отличается сложностью конструкции. Принцип работы основан на вихревом эффекте, при котором газ или жидкость разделяется на две части и образует вихрь.

При таком процессе наблюдается активное повышение температуры в камере сгорания.

Как работает на угле, дровах, коксе

Этот тип отопительного агрегата использует в качестве топлива различные виды твёрдого топлива: уголь, дрова, кокс. Многие потребители используют специальные отходы, полученные после переработки растений. Важнейшим фактором для хорошего нагрева аппарата является теплоотдача твёрдого топлива, поэтому большинство покупателей используют топливо с самым высоким КПД.

Большинство твердотопливных генераторов способны выдавать КПД на уровне 90%. Аппараты выделяют тепло на протяжении 5—8 часов, при этом достаточно одной закладки твёрдого топлива.

Наиболее распространены котлы, созданные из чугуна или стали. Большей популярностью пользуются чугунные генераторы тепла, так как данный металл способен длительное время выделять тепло.

Однако этот материал довольно хрупкий, так как чугун подвержен перегреву, и как следствие, на котлах образуются трещины.

Стальные котлы менее подвержены перепадам температур, но имеют ряд других недостатков.

При работе с данными теплогенераторами стоит постоянно загружать топливо в камеру сгорания. Твердотопливное оборудование требует особого и постоянного внимания со стороны человека, но, в то же время, их удобство заключается в доступности твёрдого топлива.

Особенности теплогенераторов на жидком топливе и газе

Этот вид теплового агрегата способен работать на природном газе либо на дизеле. В новейших моделях есть функция быстрой смены вида топлива. Для этого предусмотрена специальная горелка и дополнительный шкаф управления.

Этот тип генераторов работает по следующему принципу: в камеру сгорания попадает топливо, где смешивается с воздухом, поступающим по вентиляции, после этого нагретый воздух проходит через теплообменник и распространяется по всему помещению.

Особенность теплогенераторов на жидком топливе заключается в простоте эксплуатации. Для начала обогрева достаточно залить топливо, и запустить прибор. А также отмечается невысокая цена.

Такие отопители мобильны, поэтому их использование не доставит лишних проблем.

Полезное видео

В видео демонстрируется система воздушного отопления теплицы при помощи теплогенератора GRV на дровах.

Теплогенератор – эффективный и экономный источник тепла в доме

Что такое теплогенератор, как он работает и какими достоинствами обладает? Раньше я сам неоднократно задумывался над этими вопросами, но теперь, обладая определенными знаниями, постараюсь подробно на них ответить. А также расскажу, может ли вообще использоваться это прибор в бытовых целях.

Теплогенератор – эффективный прибор отопления

Немного истории

Теплогенератор, или тепловой насос – это прибор, который преобразовывает механическую энергию в кинетическую, а кинетическую – в тепловую. Таким образом, его можно отнести к приборам отопления или нагревателям воды.

История этого аппарата начинается в начале ХХ века, когда ученый Жозеф Ранк обнаружил, что в воздушной вихревой струе происходит сепарация на фракции нагретого воздуха и холодного. Прибор для образования вихревого воздушного потока назвали трубой Ранке.

Позже, в середине прошлого века, трубу Ранка модернизировал немецкий изобретатель Хилшем. Еще спустя некоторое время в модернизированную трубу Ранке советский ученый Меркулов запустил воду вместо воздуха. При этом он обнаружил, что на выходе вода сильно нагрелась.

Схема устройства трубы Ранка

Такое свойство связано с тем, что в воде, когда она проходит через вихревую трубу, образуется множество водяных пузырьков. В результате воздействия давления воды, эти пузырьки разрушаются. При этом высвобождается некоторое количество энергии, которая нагревает воду.

Данный процесс называется кавитацией. Этот принцип и лег в основу всех современных тепловых генераторов.

Виды тепловых генераторов

В зависимости от типа устройства теплогенераторы делятся на несколько видов. Наиболее широкое распространение из них получили:

Роторный. Теплогенератор имеет ротор, который отвечает за образование вихревого потолка;

Промышленный статический теплогенератор

Статический. Давление воды в таком приборе создает центробежный кавитационный насос. При этом водяной образуется за счет специальных кавитационных трубок.

Каждый теплогенератор имеет свои достоинства и недостатки, с которыми мы ознакомимся ниже.

Роторный

Роторный теплогенератор может иметь различную конструкцию. Надо сказать, что данный аппарат по сей день находится в стадии разработки и усовершенствования.

Роторный теплогенератор – основные узлы устройства

Наиболее распространенным считается дисковый роторный теплогенератор. Такой аппарат состоит из нескольких основных элементов:

Ротор. Выполнен в виде диска, отсюда и такое его название. Для наибольшей эффективности устройства, в роторе просверливаются отверстия.
Количество отверстий и глубина рассчитываются индивидуально, в зависимости от мощности двигателя и объема корпуса. Скорость вращения ротора в корпусе достигает 3000 оборотов в минуту;

Электродвигатель. Приводит в действие ротор. Так как для работы применяется электродвигатель, устройство еще называют теплоэлектрогенератором.
Надо сказать, что в мощных аппаратах могут использоваться другие силовые агрегаты, к примеру, дизельные двигателя;

На фото — корпус теплового генератора

Корпус. Представляет собой полый цилиндр. Расстояние между ротором и стенками корпуса также подбирается индивидуально, но, как правило, находится в пределах 1,5-2 мм.

К нижней части корпуса подключается труба с холодной водой, а сверху труба, по которой выводится горячая вода.

В результате вращения ротора происходит трение воды с корпусом и самим ротором, за счет чего и нагревается вода. Кроме того, помогают нагреву и разрушающиеся пузырьки воздуха, о которых я уже говорил выше.

По сути, данный аппарат — это не что иное, как тепловой насос Френетта, принцип которого заключается в том, что один цилиндр вращается внутри другого, а между ними нагревается жидкость.

Роторные тепловые генераторы обычно применяются для обогрева производственных помещений

Достоинства:

Простота конструкции. Как вы видите, устройство аппарата в целом достаточно простое. Поэтому можно даже сделать роторный теплогенератор своими руками.
По сути, самостоятельно нужно изготовить или заказать лишь корпус ротора и сам ротор. Все остальные детали приобретаются в магазине;

Чтобы не заниматься самостоятельно расчетами, что требует определенных знаний, можно взять готовые чертежи роторного теплового генератора.

Эффективность. Роторный теплогенератор выделяет на 30 процентов больше тепловой мощности, чем статический.

Кроме того, он более экономичный, чем традиционные приборы отопления. Это, собственно, и является основным достоинством тепловых генераторов, ради которых их используют в бытовых и промышленных системах отопления.

Минусов роторный теплогенератор имеет немного:

Шумность. Это доставляет определенный дискомфорт в процессе эксплуатации устройства;
Повышенный износ деталей. У такого аппарата быстро изнашиваются сальники и уплотнители.

В результате этих недостаток теплоэлектрогенератор чаще применяют для обогрева производственных помещений, чем для жилых домов или квартир.

Статический теплогенератор Потапова

Статический

Статический кавитационный теплогенератор, как я уже говорил выше, работает за счет центробежного насоса. Поэтому не имеет никаких вращающихся элементов, что дает ему свои преимущества, с которыми ознакомимся ниже.

Принцип работы данного аппарата выглядит следующим образом:

Центробежный насос обеспечивает высокую скорость передвижения воды;
Вода устремляется во входное отверстие сопла;
Так как выходное отверстие сопла значительно меньше, чем входное, в нем образуется высокое давление воды. В результате вода еще больше ускоряется;
Из-за быстрого расширения воды, на выходе из сопла происходит кавитационный эффект с образованием газа внутри.

Таким образом, нагрев жидкости в данном аппарате происходит в результате тех же процессов, которые происходят в и роторном тепловом генераторе – кавитации и трения жидкости.

На схеме теплогенератор Потапова

Также пользуется популярностью теплогенератор Потапова, который работает несколько иначе:

Центробежный насос подает воду под давлением в так называемую улитку (на схеме 2);
В результате вращения внутри изогнутого канала вода начинает нагреваться;
Из улитки вода попадает в вихревую трубу (3), обладающую спиралью на стенках. Длина последней должна быть больше ширины в десятки раз.

В вихревой трубе вода продолжает нагреваться;

Далее расположено тормозное устройство (4). В нем струя немного выравнивается благодаря пластинам, которые закреплены на втулке. Внутри тормозного устройства расположено пустое пространство, которое соединено с нижним тормозом (7).
Горячая вода поднимается вверх и выходит через выходной патрубок, к которому подключается система отопления, а холодная опускается вниз. При этом холодную воду нагревают пластины, которые в свою очередь нагреваются горячей водой;
Теплая вода спускается к нижнему тормозу и дополнительно подогревается благодаря кавитации;
Далее теплая вода через байпас (8) попадает в выходной патрубок, где смешивается с горячей водой.

Схема диагональной обвязки

Чтобы использовать в системе отопления теплогенератор Потапова, необходимо выполнить диагональную обвязку батарей. В таком случае сверху будет подаваться горячий теплоноситель, а снизу будет выходить холодный, который подается на центробежный насос. В результате отопление будет работать наиболее эффективно.

Достоинства:

Долговечность. Подобное устройство, как правило, работает без ремонта более 5 лет;
Простота ремонта. Чаще всего выходит из строя сопло. Выполнить его замену своими руками под силу каждому, кроме того, такой ремонт требует немного затрат;
Низкий уровень шума. Теплогенератор данного типа работает значительно тише, чем роторный аналог;
Не требуется балансировка. При сборке конструкции нет необходимости шлифовать, калибровать и точно подгонять детали;

Статический теплогенератор имеет следующие недостатки:

Сравнительно невысокая производительность. Как я уже говорил выше, теплогенератор данного типа менее производительный, но в любом случае обогрев помещения получается менее энергозатратным, чем в случае использования традиционных приборов отопления;
Высокая стоимость насоса. Стоимость центробежного насоса достаточно высокая, правда, в целом себестоимость обоих аппаратов примерно одинаковая.

Статический аппарат вполне может использоваться в бытовой отопительной системе.

Теплогенератор отечественного производства ВТГ

Стоимость

Теплогенератор не обязательно делать самостоятельно. В продаже существуют уже готовые аппараты. Напоследок я приведу стоимость некоторых популярных моделей:

Модель	Цена в рублях
ВТГ 5,5 кВт	76400
НТГ-11 10,1 кВт	115000
EUROMIX REV 100, 100 кВт	472000
Euronord Н 50 для помещений площадью до 7500 м2	240 000

Вот и вся информация о том, что такое теплогенератор.

Вывод

Теперь вы знаете, что представляет собой теплогенератор, как он работает и какими достоинствами обладает это устройство. Дополнительно просмотрите видео в этой статье. Со всеми вопросами относительно данной темы вы можете обратиться ко мне в комментариях.

Теплогенераторы для частных домов и квартир

Теплогенераторы для водяного отопления
Для обогрева частного дома или квартиры обычно используют один теплогенератор. А для систем центрального отопления требуется не менее двух котлов. Такой прибор должен обладать главным качеством — надежностью.

Квартирные теплогенераторы снабжены дымовой трубой (высотой 5-7 м), через которую происходит вывод газов. Тяга в трубе невелика, и, чтобы избежать выхода дыма из топки, газовое сопротивление должно быть минимальным.

Теплогенераторы должны быть надежными и обладать наименьшим гидравлическим сопротивлением.

С целью увеличения циркуляционного давления теплогенератор располагают как можно ниже.

При обычном размещении прибор ставят на полу, создавая тем самым минимальную высоту. Топливо засыпают в топку через 3-5 ч, а прочищают ее несколько (1-2) раз в сутки.

Большой популярностью пользуются теплогенераторы, сделанные из чугуна или стали. Они используются в комплекте с бытовыми плитами. Если приходится выбирать между чугунным и стальным котлом, лучше предпочесть первый.

Чугунный котел обладает не только прочностью, но и относительно недорогой стоимостью.

К тому же котлы собирают из отдельных частей. При ремонте можно ограничиться заменой старой секции на новую.

Гарантийный срок службы чугунного котла — не менее 20 лет (остальные — до 10 лет).

Как уже было сказано, теплогенераторы выпускают в комплекте. В него входят: расширительный бачок, термометр в оправе и ерш для очистки газоходов. Если котел рассчитан на отопление твердым топливом, прилагаются также резак, кочерга и совок для угля.

Выпускаются также универсальные котлы. Они работают как на жидком, так и на газообразном топливе. В этом случае в комплект входит горелка с автоматом безопасности.

Для отапливания в теплогенераторах используют уголь, антрацит, кокс или малозольное топливо (в брикетах). Пользуются только топкой верхнего горения. Если для обогрева применяют дрова, необходимо увеличить высоту топки. А при отапливании газом или жидким топливом обязательно заменяют топливник.

Как правило, небольшие по объему котлы имеют маленькие конвективные поверхности. Это напрямую связано с коэффициентом полезного действия. Чтобы увеличить КПД и снизить температуру отходящих газов, котел соединяют с дымовой трубой через отопительный щиток.

При ухудшении тяги (обычно это происходит при растапливании котла) открывают заслонку прямого хода и газы идут в прямую трубу. Аналогичным образом поступают в начале отопительного сезона, т. е. перед первой топкой. Заслонку закрывают при нормальной тяге.

Сейчас чаще всего используют чугунные котлы марок КЧММ, КЧММ-2 и т. д.

Подобное устройство состоит из трех секций, на двух из них (крайних) расположена необходимая гарнитура. Сверху секции оснащены кожухом из листовой стали. Между кожухом и чугунными секциями находится теплоизоляция из листового асбеста. Колосниковая решетка этого котла частично охлаждается и имеет шуровочное устройство.

Другие разновидности котлов отличаются количеством секций и структурой колосниковой решетки.

Все котлы работают на подогреве воды до температуры 90-95 °С и с давлением до 200 кПа.

У котлов, выполненных из чугуна, есть свои минусы.

Они требуют ручной поддержки постоянной толщины слоя топлива на колосниковой решетке. Кроме того, такие котлы тяжелы и трудно поддаются монтажу.

Стальные сварные котлы выпускают в виде прямоугольной тумбы. Внутреннюю топку окружает так называемая водяная рубашка. В нижней части устройства находится колосниковая решетка с зольниковой дверцей, а наверху расположен загрузочный люк.

Существует несколько марок стальных котлов -КС-1, КС-2, КС-3 и КС-4. Все они работают на угле, антраците, а также на жидком топливе. При сжигании в таких котлах твердого топлива возникают некоторые трудности с розжигом. Чтобы избежать этого, в доме с горелкой на баллоном (сжиженном) газе используют специальное растопочное средство.

Стальной котел устроен следующим образом.
На верху котла находится отвод для продуктов сгорания. Первичный воздух подается через колосниковую решетку, а вторичный проходит над слоем дров. Первичный воздух необходим для горения твердого топлива, вторичный разлагает оставшуюся часть.

Главной отличительной чертой стального котла является его многофункциональность. Подобное устройство применяют не только для отопления помещения, но и для горячего водоснабжения.

Для отопления малоэтажных домов и отдельных квартир используют стальные газовые теплогенераторы.

Они имеют небольшое гидравлическое сопротивление, поэтому могут применяться в системах водяного отопления с естественной циркуляцией.

Подобный аппарат состоит из вертикального цилиндрического резервуара, кожуха, газовой горелки с запальником и газоотводящим устройством. Между резервуаром и кожухом находится изоляция, в качестве которой используют стекловату.

Непосредственно над выходным отверстием жаровой трубы имеется тягопрерыватель. В нижней части — горелка низкого давления с закрепленным
на кронштейне запальником. Он имеет два языка пламени, один из них служит для зажигания основной горелки, а другой нагревает спай термопары.
Устройство оснащено автоматическими системами безопасности и регулирования.

Водонагреватель запускают в работу только после заполнения его водой. Для этого открывают любой из водоразборных кранов горячей воды и проверяют, вытекает ли вода из него под напором.

Затем отвинчивают кран на газоходе, подносят зажженную спичку к запальнику и открывают кран. Через несколько минут кнопку электромагнита оттягивают до отказа (оставляя ее на прежнем месте). Если запальник горит, открывают кран основной горелки и зажигают ее. В случае, когда горелка не горит, а запальник тухнет, его снова поджигают только через 2-3 мин.

Запустив водонагреватель, закрывают дверцу и проверяют наличие разрежения в дымоходе. Для этого туда вводят зажженную спичку. Если в дымоходе нет разрежения, пользоваться устройством нельзя.

Терморегулятор прекращает подачу газа, когда вода нагревается до определенной температуры. Работа возобновляется при снижении температуры на 5-10 °С. Установить необходимую температуру можно посредством вращения правой нижней гайки блока автоматики. Так, при повышении гайку поворачивают вверх, а при понижении — вниз.

Для того чтобы выключить водонагреватель, следует закрыть кран запальника и кран основной горелки. После этого завинтить кран на газопроводе перед прибором.

Самым качественным прибором в настоящее время считается АОЖВ-9.
Прибор представляет собой напольный металлический шкаф с откидными крышками. Его передняя крышка открывает доступ для управления. Сверху «шкаф» накрывается теплоизолирующей крышкой с экраном. На задней стенке водяной рубашки теплообменника имеется дымовой короб. На нем находится шибер, предназначенный для изменения направления движения газов.

Прибор имеет ряд преимуществ перед остальными теплогенераторами.
Он отличается высокой теплоотдачей, не допускает возникновения холодных и горячих участков в квартире, равномерно распределяет тепло по всему помещению.

Наконец, аппарат легко очищается от нагара и сажи. Для этого достаточно снять крышку камеры сгорания и с помощью скребка удалить грязь.
Смешанные отопительно-варочные теплогенераторы
В небольшом частном доме или на даче можно установить котел для водяного отопления и плиту для приготовления пищи.

Плита и обогревательное устройство работают отдельно друг от друга, т. к. оснащены самостоятельными топливниками и дымоходами.
Выгоднее и удобнее использовать приборы со смешанной конструкцией.

Они представлены в виде водяных коробок и змеевиков, которые встраиваются в дымоход печи или плиты.

Теплогенератор работает на твердом топливе, и пригоден он не только для обогрева помещений площадью 50 мг, но и для приготовления еды.
Генератор выполнен в виде прямоугольной тумбы с эмалированными боковыми поверхностями.

Состоит такой механизм из сборной топки, задней и боковых стенок, сварного трубчатого теплообменника, водогрейного бочка, духовки и настила. Последний разделен на две плиты, выполненные из чугуна. Внизу находятся специальные ящики для хранения топлива.

Движение газов двухтопочной системы можно регулировать в зависимости от времени года.

Зимой газы пускаются в дымообороты, не попадая в духовку, а летом после духовки направляются в дымовую трубу, минуя дымообороты.
Отопительную и варочную части можно использовать как вместе, так и раздельно, что очень удобно в любых условиях.

Теплогенераторы отопления

Исторически сложилось, что под термином «теплогенератор» с позапрошлого века большинство специалистов подразумевают в самом общем толковании схему, состоящую из топлива, камеры сгорания, где происходит сжигание и системы передачи тепловой энергии теплоносителю либо непосредственно объекту отопления. То есть, в течение последнего столетия в научно-практической среде сложилось представление о теплогенерации как процессе сжигания некоего горючего для получения и дальнейшего использования тепловой энергии.

Естественно, в рамках позитивистской научной парадигмы и принципов сохранения энергии безапелляционно принимался факт того, что КПД – коэффициент полезного действия этого процесса – не может быть выше 100%. Ввиду несовершенства первоначальных технологий этот коэффициент был крайне низким. Однако, будущие технологические новации и научные открытия способствовали существенному росту КПД тепловых генераторов, который сейчас в ряде стандартных изделий достигает величины 90%. Во всяком случае, это декларируется производителями соответствующих теплогенераторов.

Виды теплогенарторов

Теплогенераторы условно делятся на несколько категорий в зависимости от используемого топлива, а также применяемого вида теплоносителя.

Теплогенераторы газовые

Эта группа теплового оборудования предназначена для непрерывного обогрева объекта. В ходе сжигания газа, нагретый воздух очищается от высоколетучих продуктов горения, посредством удаления их через вытяжную трубу и распространяется по объему помещения.

Значительная часть моделей газовых теплогенераторов оснащены замкнутой камерой сгорания и принудительной вентиляцией. В этом случае использование газовых генераторов более безопасно, поскольку все продукты сгорания выводятся через вытяжную трубу. КПД таких девайсов приближается к 85-90%.

Основным недостатком газовых теплогенераторов является сама по себе небезопасность использования газа, а также сложности в работе оборудования при пониженной подаче газа.

Дизельные теплогенераторы

В качестве горючего для такого оборудования, как правило, применяются керосин и солярка. Реже, отработанные масла, животные и растительные жиры. Топливо в камеру сгорания распыляется через форсунку либо подается капельным способом.

Дизельные генераторы адресованы главным образом крупным промышленным помещениям и хорошо подходят тем производствам, перед которыми стоит проблема утилизации отработанного масла либо образуются растительные и животные жиры.

Однако, при сжигании жиров или масла мощность установки редко превышает 200кВт. Дизельные генераторы на дизтопливе имеют более высокую выходную мощность.

Традиционным недостатком этих установок является требования наличия дымоходных труб, систем пожаротушения, резервных емкостей с горючим.

Кроме того, происходит постоянное образование отходов сгорания – шлаков, которые требуется убирать довольно часто. Для обеспечения непрерывной работы желательно иметь две чаши сгорания.

Твердотопливные теплогенераторы

Эти генераторы тепла имеют конструкцию отличную от предыдущих теплогенераторов. Ее основные элементы – вентилятор, который заставляет воздух проходить через теплообменники и направляет внутрь помещения, дверца загрузки топлива и колосники.

В качестве топлива используются дрова, уголь, различные гранулы, пеллеты и даже отходы сельского хозяйства. Заявленный КПД отдельными производителями твердотопливных теплогенераторов составляет 85-90%.

Главные минусы: необходимость иметь запас твердого горючего, а также большой объем остатков несгоревшего топлива, которые требуется регулярно удалять.

Электрические теплогенераторы

Это несложные устройства, состоящие из вентилятора и электрического воздухонагревателя. Холодный воздух втягивается вентилятором внутрь прибора и подогревается ТЭНами (трубчатые электронагреватели), после чего вентилятором «выстреливается» наружу.

Такого рода электрические теплогенераторы используются для обогрева небольших жилых и общественных зданий. Также применяются в строительстве для сушки монтажных материалов.

В эту категорию также можно отнести многочисленные электроконвекторы. Они основаны на том же принципе, но при этом лишены вентилятора и теплообмен осуществляется за счет естественной конвекции.

Недостатки – высокие расходы на эксплуатацию теплогенераторов данного типа и локальный обогрев помещений.

К этому же виду можно отнести всю линейку электрических котлов, поскольку там используется аналогичный принцип нагрева, но применяется другой вид теплоносителя – вода. Однако, основной недостаток тот же – высокие эксплуатационные расходы.

Отдельной российской инновацией в обеспечении теплом помещений можно считать электровакуумные и парокапельные батареи. Их анализу и разбору посвящена отдельная статья.

Цены теплогенераторов

Стоимость теплогенераторов зависит от их назначения. Промышленные теплогенераторы предназначенные для обслуживания объектов промышленного назначения могут иметь итоговую стоимость от полумиллиона до нескольких миллионов рублей. Здесь все определяется изначальным техническим заданием, характером строения, его утепленностью, требованиями к дежурной температуре внутри здания, внешней средой, сезонностью и прочими факторами.

В отношении теплогенераторов для отопления жилых помещений либо небольших общественных или офисных помещений, выбор заказчиком, как правило, осуществляется среди газовых и электрических теплогенераторов. В этом случае цены варьируются в диапазоне от 20 тыс. руб. до миллиона рублей. Многое также зависит от характеристик здания, его кубатуры, широтности объекта и сложности подключения к коммуникациям.

Вихревые кавитационные теплогенераторы ТГ

Формально их можно отнести к электрическим теплогенераторам, так как в качестве «горючего» они используют электричество, а теплоносителем служит вода. Однако, эффективность вихревых теплогенераторов ТГ экстремально отличается от всех ранее известных электрических генераторов тепла. В отдельных случаях до 15 раз.

Схема кавитационного теплогенератора ТГ проста как молоток. За счет разгона потоков воды навстречу друг другу и созданию внутренних завихрений происходит ее нагрев. Это явление давно известно как кавитация.

В схеме достаточно иметь один контур, который включает в себя циркуляционный насос и гидродинамический тепловой насос. Другими словами, схема кавитационного теплогенератора ТГ не требует дополнительного посредника как в случае классического теплового насоса, газового теплогенератора, дизельного теплогенератора или электрического котла – там требуется сначала передать тепло от источника к жидкому хладагенту (в классическом тепловом насосе) либо сжечь газ или дизтопливо, чтобы нагреть теплоноситель (воду в газовом и дизельном теплогенераторе). На этом этапе происходят гигантские потери производительности и тепла.

Кавитационный теплогенератор позволяет сразу и непосредственно нагревать сам теплоноситель и подавать его в систему отопления и краны горячей воды. А эффективность этого принципа шокировала самого Джеймса Григгса. Он так и не смог взять в толк, как затратив на работу теплогенератора 1 Джоуль электроэнергии, он получает на выходе 1,5 Джоуля тепла. Ведь это невозможно, нас этому учили в школе! Оставив эту загадку убеленным сединами академикам, американец в 1994 году получил в США патент на свой роторно-кавитационный теплогенератор. Предлагаю и нам не ломать голову над этим парадоксом, а просто воспользоваться его шикарными результатами.

Возможности кавитационных теплогенераторов открыли широкие перспективы для производства и эксплуатации мобильных теплогенераторов – индивидуальных отопительных пунктов (ИТП), которые выгодно отличаются от аналогичных дизельных ИТП своими эксплуатационными параметрами и уровнем пожарной безопасности.

Ознакомиться с ценами либо купить кавитационный теплогенератор и заказать монтаж котельной вы можете на нашем сайте здесь.

Выбор и эксплуатация теплогенераторов

В заключении хочу обратить ваше внимание на основополагающий экономический критерий выбора того или иного способа генерации тепла. Во-первых, необходимо достаточно точно представлять себе общий объем капитальных затрат на строительство и запуск выбранного теплогенератора. Во-вторых, важно точно знать величину ежемесячных расходов, связанных с эксплуатацией теплогенератора и его регулярным обслуживанием в текущих ценах. В-третьих, желательно спрогнозировать рост стоимости того топлива, которое вы планируете использовать в системе своего отопления.

Так, в отношении цены кубометра газа есть веские аргументы, которые позволяют предполагать его постоянный ощутимый рост. В принципе, это же можно утверждать и в отношении стоимости киловатта в час, но газ является безусловным лидером в этой ценовой гонке. Кроме того, современные технологии позволяют внедрять все более экономичные способы их эксплуатации. Энергоэффективность нынешних девайсов очень серьезно выросла и вселяет определенный оптимизм.

Кроме того, электричество является восполнимым энергоресурсом в отличии от газа и нефти. В ряде развитых стран тема генерации электричества альтернативными «чистыми» технологиями становится архиважной задачей, в которой многие уже добились больших успехов. Примером этого являются Германий, Голландия, Бельгия, Нидерланды, США. Россия стремится во всем копировать западный опыт, хотя и не всегда удачно и уместно, но в данном случае это было бы очень кстати.

Желаю Вам грамотного и удачного выбора теплогенерирующего оборудования!