Экологически чистый дом будущего.

Кавитационные процессы в теплоносителе возникают в результате механического воздействия на жидкость в замкнутом объеме, что неизбежно приводит к ее нагреву. В этом можно убедиться, включив обычный бытовой насос в режиме «сам на себя», т.е. соединив вход насоса с выходом. Вода в этом случае обязательно начнет нагреваться и, если оставить насос работающим на некоторое время, то она закипит. Такой эксперимент более ста лет тому назад провел знаменитый английский физик Джеймс Прескотт Джоуль, тем самым доказав, что в результате механического воздействия на жидкость, вся механическая энергия может быть превращена в тепловую.

Современные установки, в которых используется такой способ нагрева жидкости, отличаются от экспериментального устройства Джоуля, наличием в контуре кавитатора. Т.е. нагрев жидкости осуществляется за счет многократной циркуляции по контуру «насос – кавитатор – емкость (радиатор) – насос». Такая схема показала свою полную состоятельность и эффективность. Не трудно догадаться, что вся изюминка в данных установках- в наличии кавитатора.

Читатель наверняка спросит, зачем нужен этот самый кавитатор, если вода и так нагреется? Чтобы ответить на этот вопрос надо сначала узнать суть процесса кавитации. Кавитацией называется образование разрывов сплошности жидкости в результате местного понижения давления. Если понижение давления происходит вследствие возникновения больших местных скоростей в потоке движущейся капельной жидкости, то кавитация называется гидродинамической, а если вследствие прохождения в жидкости акустических волн, то акустической. Процесс этот происходит с выделением большого количества тепловой энергии. Жидкость «вскипает» с образованием кавитационных пузырьков, разрушение которых приводит к разрушению обтекаемой поверхности. Возникновение кавитации в насосе приводит к быстрому износу рабочего колеса. Включением в схему установки кавитатора удается увеличить срок службы насоса благодаря переносу кавитационных процессов из рабочей камеры насоса в полость кавитатора. Кроме того данный узел является основным источником нагрева, поскольку именно в нем происходит преобразование кинетической энергии движущейся жидкости в тепловую.

Именно по такой схеме работают гидродинамические теплогенераторы. Мы применили гидродинамический теплогенератор «Waterbotruff 5,5A», нам требовалось обогреть два дома площадью по 85 м2.

Какими соображениями мы руководствовались при выборе:

• Оригинальное устройство кавитатора обеспечивает достаточно интенсивный нагрев жидкости благодаря возникновению межслойной направленной кавитации, сориентированной таким образом, чтобы не оказывать разрушительного воздействия на элементы конструкции. Кавитатор в этом теплогенераторе представляет собой камеру, состоящую из нескольких излучателей, включенных в гидродинамический генератор и составляющую с ним единый резонансный контур.
• значительно более длительный срок эксплуатации, который обеспечивается описанными выше особенностями конструкции кавитатора. Надо отметить, что теплогенераторы роторного типа могут похвастать несколько бóльшими коэффициентами преобразования электрической энергии в тепловую. Но что стоит более высокая тепловая мощность при непродолжительном сроке эксплуатации установки. Это обусловлено более высокими скоростями движения жидкости в таких теплогенераторах, что в свою очередь приводит быстрому разрушению рабочей поверхности ротора из-за образования чрезмерного количества кавитационных пузырьков. Производитель выбранного нами теплогенератора дает гарантию на свои установки 5 лет, при этом заявляет об эксплуатационном ресурсе 25 лет.
• Кроме того, данные устройства производят значительно меньше шума при работе. Снижение уровня шума достигается применением современных насосов давно зарекомендовавших себя мировых производителей, (таких, например, как Wilo и Grundfos).
• Тепловые генераторы можно смело назвать устройствами типа plug and play. Потому что для их подключения и запуска достаточно лишь присоединить входной и выходной патрубки системы отопления, и подключить силовой кабель. Благодаря этой особенности, данные установки легко монтируются в уже существующую систему отопления. Перед пуском устройства необходимо установить рабочий диапазон температур, что легко делается с помощью клавиатуры на панели управления. Далее управление работой теплогенератора происходит в автоматическом режиме, который обеспечивается контроллером.
• габаритные размеры, почти вдвое меньшие, чем у аналогичного оборудования других производителей.

Принципиальная схема выбранного нами теплогенератора

1. Основной насос
2. Кавитатор
3. Циркуляционный насос
4. Клапан электромагнитный
5. Вентиль
6. Расширительный бак
7. Радиатор отопления

• Напряжение, В 380
• Частота электропитания, Гц 50
• Потребляемая мощность, кВт 5,5
• Площадь отапливаемого помещения (при высоте потолков до 3 м), м2 120-180

• высота, мм 820
• ширина, мм 740
• глубина, мм 570
• Масса, кг 172

Уже есть и всесезонные гелиоколлекторы для отопления и горячего водоснабжения, но они пока не могут конкурировать с теплогенераторами и газовыми котлами, да и стоимость их еще достаточно высока. Думаем этот заказ для нашей фирмы не последний и, если в будущем стоимость гелиосистем снизится до приемлемой, то, конечно же, мы будем использовать их при проектировании.