Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловой генератор отопление дома

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.

Видео в помощь

Газовые теплогенераторы для воздушного отопления: виды и специфика оборудования на газу

Согласитесь, что обогреть большое помещение с помощью мини-котельной весьма проблематично и накладно. Отличным решением станут газовые теплогенераторы для воздушного отопления. Это котлы, которые в качестве энергии для нагрева теплоносителя используют сгорающий в камере газ.

Мощность агрегата позволяет обогреть здание площадью до 70 кв.м. за 10-15 минут без разводки и батарей. Оборудование лишено недостатков, свойственных традиционным теплоносителям: потеря тепла при транспортировке, инертность, сложности в регулировке, возможность появления протечек, регулярный ремонт.

В данной статье мы рассмотрим устройство работающих на газу генераторов тепловой энергии. Разберем их преимущества и недостатки, а также поможем выбрать лучший отопительный прибор. С учетом наших рекомендаций вы без проблем найдете подходящий агрегат.

Конструктивные особенности газовых теплогенераторов

Воздушное отопление наиболее эффективно в выставочных залах, производственных помещениях, киностудиях, автомойках, птицефермах, мастерских, частных домах большой площади и пр.

Стандартный теплогенератор на газу для работы воздушного отопления состоит из нескольких частей, которые взаимодействуют друг с другом:

  1. Корпус. В нем спрятаны все составляющие генератора. В нижней его части находится приточное отверстие, а вверху сопло для уже нагретого воздуха.
  2. Камера сгорания. Здесь происходит сжигание топлива, за счет чего теплоноситель нагревается. Она находится над приточным вентилятором.
  3. Горелка. Устройство обеспечивает подачу сжатого кислорода к камере сгорания. Благодаря этому поддерживается процесс горения.
  4. Вентилятор. Он распространяет нагретый воздух по помещению. Располагается за решеткой приточного отверстия в нижней части корпуса.
  5. Металлический теплообменник. Отсек, из которого нагретый воздух подается наружу. Он находится над камерой сгорания.
  6. Вытяжки и фильтры. Ограничивают попадание горючих газов в помещение.

Воздух подается в корпус посредством вентилятора. Разрежение генерируется в районе приточной решетки.

Напор сосредоточен напротив камеры сгорания. За счет окисления сжиженного или природного газа горелка генерирует тепло.

Энергию от сгорающего газа поглощает металлический теплообменник. В результате циркуляция воздуха в корпусе затрудняется, его скорость теряется, зато температура повышается.

Без теплообменника большая часть энергии от сгорающего газа расходовалась бы напрасно, и КПД горелки было бы меньше.

Подобный теплообмен нагревает воздух до 40-60°C, после чего он подается в помещение посредством сопла или раструба, которые предусмотрены в верхней части корпуса.

Экологичность оборудования, а также его безопасность, делают возможным использование теплогенераторов в быту. Еще одно преимущество — отсутствие жидкости, перемещающейся по трубам к конвекторам (батареям). Вырабатываемое тепло нагревает воздух, а не воду. Благодаря этому КПД устройства достигает 95%.

Как работает отопительная система?

Лопасти вентилятора захватывают воздух и направляют его в теплообменник. Нагретый им воздушный поток циркулирует по зданию, осуществляя несколько циклов.

В процессе эксплуатации оборудования не нужно опасаться, что лопнет труба, и вы затопите соседей, как это нередко бывает с водяными отопительными системами. Однако в самом генерирующем тепло устройстве предусмотрены датчики, которые в экстренных ситуациях (угрозе поломки) прекращают подачу топлива.

Нагретый воздух подается в помещение несколькими способами:

  1. Бесканальный. Теплый воздух поступает свободно поступает в обрабатываемое пространство. Во время циркуляции он заменяет холодный, что позволяет поддерживать температурный режим. Использование отопления данного типа целесообразно в небольших помещениях.
  2. Канальный. Посредством системы воздуховодов соединенных между собой нагретый воздух перемещается по воздуховодам, благодаря чему возможен обогрев одновременно нескольких помещений. Используется для отопления больших зданий с отдельными помещениями.

Стимулирует движение воздушной массы вентилятор или силы гравитации. Теплогенератор можно устанавливать в помещении и за его пределами.

Чтобы отопительная система функционировала корректно, следует правильно подсоединить к газовому генератору тепловой энергии дымоход.

Если дымовой канал установлен неправильно, он будет чаще забиваться наростами сажи. Суженный и забитый дымоход будет плохо отводить токсичные вещества.

Преимущества и недостатки оборудования

Популярность газовых теплогенераторов связана с рядом преимуществ:

  • газ — это самый доступный и недорогой вид топлива;
  • устройство нагревает не теплоноситель, а воздух, что делает его экономичным и безопасным;
  • КПД — 95%, что позволяет в течение часа обогреть помещение большой площади;
  • благодаря системе воздуховодов можно самостоятельно регулировать объем отапливаемой площади;
  • возможность перемещения устройства;
  • все процессы автоматизированы, в результате чего контролировать систему и управлять ее работой может любой пользователь;
  • устройство используется также для вентилирования и кондиционирования здания;
  • в некоторых моделях можно менять горелки для сжиженного и природного газа;
  • отсутствует необходимость проводить систему труб и устанавливать радиаторы отопления, в результате стоимость системы снижается;
  • теплогенератор можно устанавливать за пределами обогреваемого здания;
  • простота и быстрота монтажа.

Некоторых потребителей пугает высокая стоимость оборудования, но система окупается в течение одного года.

Незначительными минусами также является необходимость получения разрешающих документов на подключение газового оборудования и установку дымохода.

Разновидности теплогенераторов на газу

В сравнении с дизельными, твердотопливными и универсальными теплогенераторами газовое оборудование для воздушного отопления пользуется наибольшей популярностью.

Устройства дифференцируют по габаритам и весу:

  • мобильные — удобны в транспортировке;
  • стационарные — устанавливаются в одном месте.

Мобильные модели теплогенераторов на газу пользуются меньшей популярностью, поскольку для их работы необходимы газовые баллоны, наполненные сжиженными смесями пропана с бутаном. Самый яркий представитель переносной греющей техники – тепловая пушка.

Чаще всего тепловые пушки применяют для разового повышения температуры на стройплощадках и в торговых комплексах. В быту используют в крайних случаях (отключение отопления в доме).

Стационарные модели газовых теплогенераторов могут быть:

  • навесные — навешиваются на вмонтированные в стены кронштейны;
  • напольные — устанавливаются на пол.

Настенные модели используются для обогрева небольших объектов, их мощность обычно не превышает 35 кВт. Напольное оборудование рекомендуется применять для отопления небольших площадей. В ряду напольных агрегатов есть модели, которые можно монтировать за пределами здания, т.е. на улице.

В зависимости от распределения нагретого кислорода и способу сжигания газа, оборудование делится на:

  • горизонтальное;
  • вертикальное.

Для комнат с высокими потолками используются вертикальные устройства, а с низкими потолками — горизонтальные.

Как выбрать теплогенератор?

Выбирая отопительное оборудование нужно учесть массу деталей. В первую очередь важно оценить площадь отапливаемого помещения. Чем больше здание, тем мощнее должен быть теплогенератор.

Теплоемкость здания рассчитывается по формуле:

р=V·ΔT·k/860

p — искомая теплоемкость;

V — отапливаемая территория (перемножаются высота, длинна и ширина комнаты);

Читать еще:  Принцип работы генератора автомобиля

ΔT — разница температурных показателей в здании и за его пределами;

K — теплоизоляция (показатели материала, которым утеплено здание).

Показатели самых часто используемых материалов:

  • двойной слой кирпича — 1-1,9 Вт/м°С;
  • одинарный слой кирпича — 2-2,9 Вт/м°С;
  • деревянные панели или профнастил — 3-4 Вт/м°С;
  • современная тепло и гидроизоляция — 0,6-0,9 Вт/м°С.

Показатель количества килокалорий в киловаттах — 860. Общепринятые стандарты — на 1 кВт мощности теплогенератора необходимо от 30 кубометров нагнетаемого воздуха.

Зная величину теплоемкости можно подобрать оборудование, которое сможет обогреть всю площадь помещения.

Нюансы при выборе теплогенератора

Перед приобретением отопительного оборудования обязательно нужно:

  • обустроить дымоход для выхода токсичных газов;
  • продумать систему вентиляционных каналов для циркуляции нагретого воздуха;
  • с помощью формулы рассчитать мощность устройства.

Выполнив все эти действия можно смело отправляться за приобретением.

Для выбора качественной модели газового теплогенератора нужно обратить внимание на следующие нюансы:

  • тип и конструкция горелки — актуально, если может потребоваться смена топлива;
  • гарантийный талон и техпаспорт — гарантия приобретения оригинального (не бракованного) оборудования;
  • качественные комплектующие — такое оборудование стоит дороже, но его срок службы гораздо дольше.

Учитывая эти факторы выбранный теплогенератор прослужит долгие годы.

Советы для выбора надежного оборудования

Следуя простым рекомендациям можно избежать приобретения некачественного товара:

  1. Покупку лучше совершать в сертифицированных точках продаж. Часто на оптовых базах и в интернете под видом качественного оборудования продают бракованные изделия. Ловушкой является сниженная вдвое стоимость.
  2. Если нет возможности или вы не успели рассчитать требуемую мощность устройства, то консультанты в магазине выполнять это за вас. Для этого нужно только знать площадь дома, высоту потолков и толщину стен. Произведя расчеты, специалисты предложат оптимальную модель для вашего дома.
  3. Рекомендуется приобретать марки, имеющие положительные отзывы в сети интернет. Также вы можете заранее узнать, как ведет себя оборудование во время эксплуатации и прочие особенности.

Для домашнего пользования идеальным вариантом станут такие модели как Airmax D 28, Titan 25 (30, 35), Fuela, ТГ-7,5, Дракон 12.

Требования к производству монтажа

Чтобы подключить газовый теплогенератор для воздушного теплоснабжения дома необходимо привести подготовительные работы и приобрести:

  • гибкий воздуховод, который представляет собой оцинкованную трубку для циркуляции нагретого воздуха;
  • для создания воздушной магистрали и соединения труб нужны тройники;
  • для забора холодного воздуха и подачи горячего — решетка;
  • для герметичности соединений магистрали — алюминиевый скотч;
  • монтажные крепежи;
  • нож.

Предварительно следует позаботиться о воздуховоде.

Идеальный вариант — проектирование воздушный путей – каналов на стадии строительства здания.

Чтобы осуществить монтаж отопления в готовом доме, нужно возвести фальшь-стены и подвесные потолки. В образовавшихся нишах будут замаскированы трубы.

Выводы и полезное видео по теме

С дополнительной информацией по теме ознакомит следующий видео-ролик:

Газовые теплогенераторы для отопительных систем — это высокоэффективное и экономически обоснованное решение. Благодаря безопасности, надежности и простоте эксплуатации допускается использование оборудования в жилых домах и на производственных объектах.

Если в вашем доме установлен газовый теплогенератор, вы владеете дополнительной информацией о преимуществах и недостатках оборудования или знаете, какой генератор лучше приобрести для обогрева частного дома, делитесь своим опытом и знаниями с читателями в комментариях.

Все плюсы и минусы кавитационного теплогенератора

В последнее время большое внимание уделяется альтернативным источникам энергии. Это связано не только и возможно даже не столько для того, чтобы улучшить экологическую обстановку на Земле, сколько с все возрастающими ценами на энергоносители. Хотя многие из потребителей и задумываются над тем, что современное поколение оставит после себя потомкам.

Так или иначе, но использование различных альтернативных источников становится все более популярным. Одним из приборов, работа которого основана на совершенно новом принципе получения энергии, является кавитационный теплогенератор. В последнее время производство таких агрегатов осваивают многие производители и они все в большем количестве появляются на отечественном рынке.

  1. Немного о данном генераторе
  2. Устройство и принцип работы
  3. Обзор популярных брендов

Что представляет собой агрегат

Этот прибор можно назвать вполне приемлемой заменой любого отопительного котла. В нем нагрев воды осуществляется за счет кавитации, в процессе которой в жидкости образуются свободные места, заполняемые пузырьками. Он возникает за счет снижения давления, происходящего в результате увеличения скорости прохождении акустической волны. Однако есть и другие объяснения происхождения. С физической точки зрения этот процесс можно сравнить с закипанием воды, но при этом отличием является тот факт, что падение давления является локальный.

Смотрим видео, сфера применения оборудования:

Сфера использования кавитационных генераторов сегодня не ограничивается только отоплением. Они применяются для очистки отложений внутри теплообменных аппаратов. Это проще и удобнее, чем механический или другой способы.

Обогрев и очистка воды в бассейнах также может осуществляться при помощи теплового насоса. Это происходит за счет кавитационного процесса, протекающего в процессе работы оборудования.

Популярны такие устройства и в промышленной отрасли. Здесь с использованием такой воды, изготавливают бетон, который отличается от произведенного обычным способом более качественными эксплуатационными характеристиками.

Конструктивные особенности оборудования

Что же представляет собой такой агрегат? Основным узлом в нем является кавитационный теплогенератор, выполненный в виде насоса, со специальным профилем проточной части. Проходя через него, вода нагревается. Происходит это за счет формирования вихревого потока. Возникая в нем, кавитационные разрывы приводят к нагреву жидкости. Причем роль теплоносителя может играть любой антифриз.

Смотрим видео, устройство генератора:

Нагрев приводит к изменению химического состава жидкости за счет резкого снижения ее давления. Выделяемая при этом энергия может использоваться для отопления и является достаточно дешевой.

Такие установки, как правило потребляют в 1,5 раза меньше энергии, чем радиаторные и другие системы. При этом нагрев жидкости в них происходит в замкнутом контуре при его прохождении через кавитатор.

Принцип работы таких устройств заключается в превращении одного вида энергии в другой. Она в свою очередь преобразуется в тепловую, причем разница между выделяемой и потребляемой достаточно существенная.

К достоинствам кавитационных теплогенераторов следует отнести возможность их монтажа без каких-либо разрешительных документов. Это связано с тем, что электроэнергия в них используется лишь для работы электродвигателя.

И хотя сегодня ни одна из существующих теорий не может полностью описать процессы, происходящие в кавитаторе, они все же, эксплуатируются по всему миру и причем довольно успешно. Что касается научных исследований в этой сфере, то они сводятся к фиксации особенностей работы тепловых установок такого типа.

Обзор популярных моделей

Не смотря на то, что пока еще процесс кавитации не совсем изучен, оборудование, работающее на его принципах, уже разрабатывается специалистами на многих предприятиях. Причем некоторые модели уже находятся в стадии подготовки к серийному выпуску. Они представляют собой электроустановки, которые используют для отопления и приготовления горячей воды.

Но есть и уже выпускаемые модели. В качестве примера можно рассмотреть кавитационный теплогенератор TC1. Это современный и высокоэффективный прибор, с широким спектром действия. Он может использоваться для систем отопления, вентилирования, приготовления горячей воды.

Прибор укомплектован стандартным двигателем на 3000 об/мин, питающимся от сети в 380 В. Он устанавливается на одной раме с активатором, отвечающим за преобразование механической энергии в тепловую.

Кавитационные теплогенераторы производятся в некоторых из стран СНГ. Причем у различных производителей они имеют свои названия.

Наиболее известны на постсоветском пространстве следующие компании:

  • ЮСМАР (Молдова);
  • ЮрЛе и Ко (Беларусь);
  • Текмаш (Украина);
  • Гравитон (Россия).

Но все же купить такой прибор еще довольно сложно, поэтому и цены на них завышены. Например, у бытового кавитационного теплогенератора мощностью до 50 кВт цена составляет в среднем 50-55 тысяч рублей.

Если рассматривать вихревые модели, то они являются более простыми в конструктивном плане, однако и эффективность у такого оборудования несколько ниже. Сегодня на рынке продукцию такого класса предлагает всего несколько компаний. Среди них роторный гидроударный насос марки Радекс выпускает НПП Новые технологии.

Электрогидроударные и гидроударные модели Торнадо и Vektorplus производят в белорусской компании Юрле-К. Купить их можно в дилерских центрах и магазинах в странах СНГ.

Аналогичное оборудование выпускается и некоторыми российскими заводами. В их линейку входят в основном агрегаты небольшой мощности. Из них самой малой является ВТГ – 2,2. Она способна обогревать здание объемом не более 90 м³. Принцип его работы идентичен аналогичным приборам. На ротор двигателя теплогенератора установлен шнек, через него проходит поток жидкости. После нагрева она подается в трубопровод отопления. Стоимость этой модели не превышает 34 тысяч рублей.

К аппаратам со средними показателями мощности относятся кавитационные теплогенераторы ВТГ – 30. Эта модель рассчитана на дома объемом до 1400 м³. Однако с ней в комплекте необходимо приобретать шкаф управления. В этом случае процесс нагрева жидкости будет полностью автоматизирован. Но и стоит такой прибор около 150 тысяч рублей.

Смотрим видео немного о вихревых теплогенераторах:

Ижевские производители выпускают кавитационные вихревые теплогенераторы ИТПО. Они комплектуются двигателем и цилиндрической насадкой. Работая в режиме насоса, агрегат нагнетает жидкость. Затем происходит создание вихревого потока, остановка которого возможна при помощи тормозного устройства. Именно на этом этапе и осуществляется нагрев теплоносителя.

Если верить заявлениям производителя, то КПД для этой модели может достигать 150%. Возможно именно этот показатель и привлекает к еще новому оборудованию большую аудиторию потребителей, желающих кавитационный теплогенератор купить для отопления собственного дома.

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.

Читать еще:  Как проверить зарядку генератора

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.

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:

МодельЦена в рублях
ВТГ 5,5 кВт76400
НТГ-11 10,1 кВт115000
EUROMIX REV 100, 100 кВт472000
Euronord Н 50 для помещений площадью до 7500 м2240 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.

Как выбрать котёл для отопления частного дома: критерии выбора теплогенератора

Если в коттедже нужно создать автономное отопление, то большинство домовладельцев нашей страны, особо не отвлекаясь на новомодные веяния, отдают предпочтение радиаторным водяным системам. Это надёжная и универсальная классика, которая доказала свою состоятельность за десятки лет использования. С комплектующими для разводки и схемой народу всё более-менее понятно, по крайней мере, так всем кажется.

А вот когда дело касается выбора подходящего теплогенератора, начинаются настоящие муки. Застройщику придётся платить за выработку каждого киловатта тепла из своего кармана, в основном именно он будет обслуживать оборудование. Поэтому люди желают получить максимально эффективную практичную систему и справедливо считают, что котлы отопления для частных домов играют в этом деле ключевую роль. Попробуем разобраться, на что в первую очередь необходимо обратить внимание.

Тип используемого топлива

Газовый котёл

Агрегаты, работающие на газе, сейчас самые популярные, так как в большинстве случаев они дают самое выгодное тепло. Если, конечно, можно подключиться к общим сетям. Очень существенный фактор – это удобство голубого топлива, его чистота и безотходность. Такое оборудование работает без вмешательства человека круглые сутки.

Когда магистрали поблизости нет, газовые теплогенераторы можно подключить к баллонам или газгольдерам и получить те же потребительские преимущества. Достаточно только заменить горелку, либо перенастроить существующую. Правда, удовольствие будет не такое дешёвое, ведь расходы на сжиженный пропан-бутан будут примерно в 5 раз выше.

Отдельная тема – котлы конденсационные. Они устроены так, что используют весь потенциал топлива, собирая тепло ещё и из нагретых водяных паров, которые обычно улетают вместе с дымом. Не нужно удивляться, казалось бы, фантастическому КПД, превышающему стопроцентный порог. Когда разрабатывали методику его расчёта, эта технология казалась ещё нереальной. Стоимость конденсационных котлов довольно высока, но на фоне роста цен на газ вложения оказываются оправданными. Стабильная экономия топлива будет на уровне 10 и более процентов.

Твердотопливные отопительные устройства

В тех регионах, где конкретное сырьё не является дефицитом, отопление дома твердотопливным котлом по своим экономическим показателям может соперничать с магистральным газом. Как минимумвторое место им обеспечено.

Твёрдым топливом являются:

  • дрова,
  • уголь,
  • кокс,
  • торф,
  • брикеты,
  • пеллеты.

Да, это всё не совсем чисто. Да, придётся часто заниматься загрузкой топлива и удалением золы. Но ведь есть ещё и пиролизные котлы на дровах, которые могут на одной закладке работать всю ночь, или пеллетные агрегаты, у которых время автономной работы зависит только от вместимости бункера.

Электрический теплогенератор

Тоже довольно распространённое решение. В первую очередь из-за того, что такие котлы довольно легко можно смонтировать и ещё проще эксплуатировать. Например, не нужно заниматься проблемой отвода дыма (за неимением такового), или обеспечивать приток воздуха к устройству. Электрокотлы для отопления частного дома бесшумны и компактны, от них нет ни пыли, ни запахов. Более того, потребителю доступна лучшая управляемость.

И ТЭНовые, и электродные модели обладают достаточно высоким КПД, но экономичность всё равно не их конёк. Электрическое отопление примерно в 10 раз дороже магистрального газового, ему однозначно принадлежит антирекорд. Вроде бы, энергоноситель всегда доступен – вот розетка, подключайся, однако традиционной проблемой является недостаток свободной мощности, чтобы запитать агрегат, рассчитанный на несколько киловатт. И не стоит забывать об аварийных отключениях электричества.

Жидкотопливное оборудование

Подобные теплогенераторы в основном сжигают солярку, правда, есть котлы, работающие на керосине, нефти, мазуте, отработанных маслах. Также применяются смеси солярки с газом или солярки с маслом. Большинство жидкотопливных котлов имеют «стандартную» конструкцию, если заменить горелку, могут работать на газе, сетевом или сжиженном. Все они хоть и экономичнее электрических, но тепло будет стоить в несколько раз дороже обогрева дома с использованием магистрального газа. К явным недостаткам можно отнести обязательное применение ёмкости для хранения горючего, а также необходимость жёсткого контроля качества и температуры топлива. Вопросы шумности и неприятного нефтяного запаха, по меньшей мере для современных агрегатов, спорны.

Универсальные многотопливные котлы

Возможность переключаться на различные виды энергоносителя позволяет нам чувствовать себя увереннее, особенно если нужно отапливать загородный дом. Как правило, для этого используется одна и та же топка, только необходимо произвести определённые манипуляции с горелкой:

  • Её совсем убирают, если нужно использовать дрова (в пеллетных котлах).
  • Ставят другие форсунки, когда подключают газовый котёл от баллонов.
  • Меняют горелку, чтобы перейти с газа на дизель.
  • Устанавливают «навесную» горелку для сжигания газа или солярки в камере твердотопливного котла.

В некоторых моделях используется несколько отдельных камер сгорания, предназначенных для различных видов топлива. Многие твердотопливные котлы снабжаются ТЭНами, которые позволяют поддерживать набранную теплоносителем температуру, или защищать систему от размораживания, когда никого нет в доме.

Важно! Вопреки расхожему мнению, экономить комбинированием вряд ли удастся, так как монотопливные котлы почти всегда оказываются эффективнее. А вот чтобы сделать процесс обогрева дома удобнее, или, например, с меньшими финансовыми потерями дождаться газификации посёлка – вполне нормальный вариант.

Выбор мощности генератора тепла

Производительность отопительного устройства должна соответствовать теплопотерям конкретного дома в самые холодные дни зимы. В идеале, необходимо произвести тепловые расчёты. Более простой способ – котёл выбирают такой, чтобы на каждые 10 квадратных метров здания приходился 1 кВт мощности. Нужно отметить, что такая формула подходит для коттеджей, которые хорошо утеплены. Запас в 15-20 процентов не повредит, но слишком мощные теплогенераторы, большинство времени работающие в зажатом режиме, будут выдавать КПД ниже номинального и расходовать лишнее топливо.

Важно! Иногда в больших домах несколько котлов устанавливается в систему каскадом, что позволяет распределить нагрузку между не очень производительными агрегатами. Благодаря общей автоматике и гибкому использованию мощностей удаётся экономить энергоносители и улучшить управляемость системы.

Исполнение и тип монтажа

Настенные котлы

Электрические котлы для отопления частного дома и многие модели газового оборудования рассчитаны для установки на стену. Это компактные устройства мощностью до 36 кВт, которые можно смонтировать в любом помещении. По сути, они представляют собой котельную в миниатюре, то есть в корпус встраивается расширительный бак, насос, контрольно-регулирующая аппаратура, фильтры, иногда накопительный бак. Для отвода продуктов горения и притока воздуха многие навесные котлы позволяют применять коаксиальный дымоход. Помимо ограниченной мощности у настенных моделей есть ещё один недостаток: теплообменник таких котлов выполнен из стали или меди, которые по сравнению с чугуном имеют меньший срок службы.

Читать еще:  Чем инверторный генератор отличается от обычного и какой лучше

Напольные котлы

Такие теплогенераторы не имеют существенных ограничений по массе (100-150 кг является нормой), поэтому здесь используются все виды теплообменников, в том числе долговечный, но относительно тяжёлый чугун. Мощность напольных котлов стартует от 4 и достигает нескольких сот киловатт. Приобретая отопительное устройство, предназначенное для установки на полу, почти всегда необходимо доукомплектовывать систему насосом, расширительным бачком, термостатом и т.д.

Способ приготовления горячей воды

Одноконтурные устройства

Эти котлы работают исключительно на нагрев теплоносителя отопительной системы. Чтобы использовать теплогенератор для обеспечения ГВС, необходимо установить накопительный бойлер косвенного нагрева. Водопроводная вода для кухонной мойки или душа будет нагреваться от теплообменника установленного внутри ёмкости (её объём порядка 100-200 литров). Главное достоинство такого решения заключается в постоянном наличии довольно большого количества готовой горячей воды.

Двухконтурные устройства

Такие котлы укомплектованы дополнительным теплообменником. Вода нагревается либо проточным способом, либо во встроенном бойлере. Интересно, что многие настенные модели летом могут работать только как колонка ГВС, тогда как контур отопления будет остановлен. Двухконтурный теплогенератор занимает мало места, он нормально себя покажет, если расход горячей воды сравнительно небольшой (проживает до 3 человек), и точки разбора находятся недалеко. Обычно производительность двухконтурных котлов по горячей воде не превышает 15 литров в минуту, редко – 20 литров. Эти цифры необходимо учесть при выборе оборудования (для справки: смеситель ванны или душа расходует около 10 л/мин, а мойка/раковина – от 4 до 5 литров).

Важно! Стоимость двухконтурного котла всегда будет меньше, чем одноконтурного с бойлером косвенного нагрева.

Выбираем генератор для отопления дома

Генератор для отопления дома является дополнительным оборудованием, которое предназначено для подачи и снабжения отопительной системы дома в ситуациях, когда происходят перебои с поставками электричества от основной электросети. В тот момент, когда происходит процесс отключения электроэнергии, генератор начинает в автоматическом режиме подавать энергию на отопительную систему.

Какой генератор для отопления стоит выбрать?

Газовый генератор для отопления частного дома

Возникает вопрос: а какой лучше выбрать отопительный генератор?

Ведь их существует несколько типов:

  1. Газовые;
  2. На бензине;
  3. С применением дизельных видов топлива.

При наличии газификации в домах, лучшим выбором будет являться генератор для отопления дома, который работает на газу. Для данного вида оборудования может применяться как сжиженный, так и природный газ.

Газовые генераторы являются наилучшим выбором даже в том случае, когда дом не подключен к системе газового отопления.

Положительными параметрами данного оборудования является довольно высокая степень экологичности, нет нужды в дополнительных денежных затратах. В том случае, когда производится подключение генератора к газовой системе самого дома, то отпадает нужда в дополнительной заправке генератора топливом.

Генераторы, использующие в качестве топлива дизельные виды, достаточно популярны среди населения. Они обладают довольно высокой степенью долговечности. Количество потребляемого топлива у такого генератора значительно меньше, чем у бензиновых аналогов.

Довольно просты в своей работе и неприхотливы. Для генераторных установок, используемых для отопления домов, характерно высокая степень их мобильности, довольно низкая ценовая стоимость: в сравнении с генераторами других видов. Плюс отличаются более меньшими размерами.

Преимущества подключения генераторной установки для отопительной системы

Положительные факторы от установки генераторной системы для отопления домов самые разнообразные.

Установлен генератор системы для отопления дома

Попробуем рассмотреть основные из них:

  • экономичность использования данного оборудования;
  • при перебоях с электричеством не сломается отопительная система, что также приводит к снижению денежных затрат;
  • надежность и долговечность данного оборудования;
  • простота использования генераторов;
  • не возникает сбоев при работе отопительных систем.

Единственным минусом такого оборудования является его достаточно высокая ценовая стоимость, но этот недостаток в значительной мере можно перекрыть вышеперечисленными положительными параметрами.

Генератор инверторного типа для отопления

В последнее время довольно широко стал применяться генератор инверторного типа для систем отопления.

Система генератора с инвертором

Инверторное отопление частного дома

Данный вид оборудования оснащен инверторной системой и наличием такого устройства, как стабилизатор электронного характера. Благодаря таким элементам, такой генератор позволяет производить электроэнергию с высокой степенью качества.

Инверторные типы генераторных установок позволяют значительным образом снизить риски поломки отопительной системы.

Инверторные генераторные установки стоят гораздо дороже установок другого типа, но зато у них имеются такие параметры, как:

  1. Высокая степень компактности, отличаются небольшим весом и размером;
  2. Не производят звуковых шумов, так как оборудованы специальными глушителями;
  3. Экономичность;
  4. Долговечность работы.

Как осуществляется подключение?

Для правильного функционирования генераторов, подключенных к системам отопления, необходимо наличие трех фаз. Иначе не будет осуществляться работа датчика пламени оборудования.

Что же придется делать, если этого параметра нет в наличии? В данном случае следует произвести процесс заземления одного из выходов. Таким образом получится искусственным путем воссоздать нужные параметры.

Все же необходимо достаточно тщательно просмотреть и изучить все нюансы прилагаемой инструкции к оборудованию: либо доверить данное подключение специалистам.

Обзор кавитационного генератора тепла и его самостоятельное изготовление

Кавитационный теплогенератор пользуется популярностью в качестве экономичного отопительного оборудования. Кавитация – специфический эффект с образованием микропузырьков пара в зонах локального снижения давления рабочей жидкости. Процесс предусматривает воздействие насосного агрегата или звуковых колебаний.

Конструктивные особенности и принцип работы

На основе кавитационного теплогенератора механическая энергия движения воды (рабочей жидкости) преобразуется в тепло, которое используется для обогрева помещений любого назначения. Кавитация подразумевает образование пузырьков в жидкости, в результате разрушения которых вырабатывается тепловая энергия.

Принцип работы кавитатора:

  • рабочий поток перемещается по устройству, в котором обеспечивается давление при помощи насоса,
  • далее с повышением скорости происходит локальное снижение давления субстанции,
  • в жидкости образуются свободные места, заполняемые пузырьками.

Впоследствии в центре камеры потоки перемешиваются, и происходит процесс кавитации: пузырьки схлопываются, в результате механическая энергия преобразуется в тепловой потенциал. Это объясняется тем, что при формировании вихревого потока кавитационные разрывы приводят к нагреву жидкой среды.

Возможности применения

Приборы кавитационного действия востребованы в различных отраслях, при этом в основном их применяют в качестве альтернативного вида отопительных установок для дома. Также оборудование находит применение и в других сферах:

  • обогрев и очистка воды в бассейнах,
  • очистка отложений внутри теплообменников,
  • в промышленности.

В последнем случае, к примеру, при изготовлении бетона с высокими эксплуатационными характеристиками.

Отопление

Кавитационный прибор способствует преобразованию механической энергии перемещающейся воды в тепловой потенциал, который направляется на обогрев различных по назначению и масштабу зданий, включая частные домовладения и промышленные комплексы.

Кавитационный теплогенератор может быть использован при отоплении

Автономное нагревание воды для бытовых нужд

Генератор кавитационного тепла способен в полной мере обеспечить хозяйство горячей водой, которая подается в кухню, санузел, баню. Также оборудование находит применение при подготовке воды в бассейнах, прачечных и саунах, используется в автономном водопроводе.

Применение кавитации тепла в производстве

Приборы актуальны при необходимости качественного смешивания субстанций с разными параметрами плотности и применяются в лабораториях, производственных цехах и других объектах промышленности.

Разновидности

Кавитационные устройства делятся на следующие виды:

  • роторные – вихревой кавитационный теплогенератор предусматривает видоизмененный центробежный насос, корпус которого представляет собой статор с входящей и выходящей трубой. Основной рабочий орган прибора – камера с подвижным ротором, который вращается по типу колеса,
  • статические – в приборе отсутствуют вращающиеся детали, для кавитации применяют конструкцию из сопел с мощным центробежным насосом,
  • трубчатые – в конструкции предусмотрены продольно расположенные трубки. КПД трубчатых теплогенераторов кавитации отличается высокими показателями,
  • ультразвуковые – эффект кавитации обеспечивается при помощи ультразвуковых волн.

Кавитационный теплогенератор вихревой

КПД ультразвукового оборудования невероятно высок.

Принцип работы роторных генераторов

Пожалуй, к самым продуктивным моделям относится конструкция Григгса, в которой ротор в форме диска располагает поверхностью с многочисленными глухими отверстиями определенного диаметра и глубины. Статор представлен в виде цилиндра с запаянными концами, в котором вращается ротор. Между роторным диском и стенками статора есть зазор величиной около 1,5 мм. В ячейках устройства обеспечивается возникновение завихрений для образования кавитационных полостей. Количество ячеек определяется частотой вращения ротора.

Как отмечают специалисты, для эффективности работы прибора применяется ротор с поперечным размером от 30 см со скоростью вращения 3 000 оборотов/мин. При меньшем диаметре требуется увеличить параметры оборотов.

Особенности роторных теплогенераторов кавитационного действия:

  • присутствует значительный уровень шума,
  • КПД устройства не впечатляет,
  • непродолжительный срок службы,
  • показатели производительности на 25% выше, чем у статических моделей.

При эксплуатации роторной установки требуется отработка четкого действия всех элементов, в том числе и балансировка цилиндра. Также необходимо своевременно менять исчерпавшие свой потенциал изоляционные материалы для уплотнения вала.

Принцип работы статического теплогенератора

Кавитация предполагает высокую скорость перемещения рабочей жидкости при помощи мощного мотора центробежного типа. Так как dвыхода сопла значительно меньше, чем параметры противоположного конца, увеличивается скорость перемещения субстанции, и возникают кавитационные эффекты.

Статические кавитаторные приборы располагают массой преимуществ:

  • не требуется балансировка и точная подгонка деталей,
  • уплотнители изнашиваются меньше, чем в роторной модели, так как здесь отсутствуют подвижные детали,
  • продолжительность срока службы статического кавитатора около 5 лет, что значительно больше, чем у предыдущего варианта прибора.

При необходимости производится замена сопла, для чего понадобится относительно небольшой расход времени и сил, тогда как в случае с роторным прибором придется воссоздать его заново, если оборудование выйдет из строя.

Трубчатые тепловые генераторы: устройство и принцип работы

В этой модели кавитационное тепло вырабатывается благодаря продольному расположению трубок:

  • помпа способствует нагнетанию давления во входящую камеру, и рабочая субстанция направляется через трубки. При этом на входе образуются пузырьки,
  • при попадании во вторую камеру, где установлено высокое давление, пузырьки разрушаются, в процессе образуется тепловой потенциал.

Трубчатый тепловой генератор

Выработанная таким способом энергия направляется вместе с паром на отопление дома. Как утверждают производители трубчатых теплогенераторов кавитации, как и специалисты в сфере климатического оборудования, эта модель отличается высокими показателями КПД.

Особенности ультразвуковых генераторов кавитационного действия

В установке создаются ультразвуковые волны, благодаря которым образуется кавитационное тепло. Для этого применяется кварцевая пластина, на ее основе под воздействием электрического тока создаются звуковые колебания. Они направляются на вход, впоследствии чего образуется вибрация. На обратной фазе звуковых волн возникают участки разряжения и наблюдается эффект кавитации. Принцип работы ультразвукового кавитатора предполагает минимальные потери энергии и практическое отсутствие трения. Всем этим обуславливается исключительно высокий КПД ультразвукового оборудования.

Плюсы и минусы

Основным достоинством кавитационного теплогенератора считается экономичность работы отопительного устройства. Также среди плюсов отмечают следующие факторы:

  • высокий уровень производительности прибора,
  • возможность самостоятельного изготовления и монтажа,
  • оборудование можно установить без разрешительных документов.

Среди недостатков выделяют:

  • необходимо обустроить отдельное помещение под котельную,
  • достаточно высокий уровень шума при работе прибора.

Нельзя забывать, что оборудование занимает много места.

Критерии выбора

При выборе устройства кавитации учитывают следующие моменты:

  1. Важно подобрать конструкцию в соответствии с условиями эксплуатации. Следует учесть масштабы отапливаемого пространства, возможности теплоизоляции помещений, климатические особенности местности в межсезонье и зимой.
  2. Стоит решить вопросы комплектации при приобретении стандартного оборудования. В этом случае, желательно, чтобы изделие было укомплектовано датчиками защиты и приборами контроля тепла. Оптимальный вариант – приобретение техники с автоматическим блоком контроля и управления, также стоит заказать услугу «монтаж под ключ».
  3. В случае приобретения оборудования по отдельным элементам, необходимо четко знать все особенности каждого компонента системы.

Если планируется самостоятельное изготовление, важно тщательно изучить схемы и вооружиться рекомендациями специалистов, далее приступают к выбору модели.

Популярные модели

Отечественными производителями предлагаются модели кавитаторов гидроударного и электрогидроударного типа. Линейка включает в себя агрегаты небольшой мощности.

ВТГ-2.2

Оборудование представляет собой прибор малой мощности, который подходит для отопления сооружения объемом до 90 м³. Стоимость продукции варьируется в пределах 32-35 т. р.

ВГТ-30

Агрегат средней мощности, разработан для обогрева зданий объемом до 1400 м³. Требуется комплектация в виде шкафа управления. Цена изделия – около 150 000 р.

Продукция ижевских производителей, как заявляют поставщики кавитаторов, располагает КПД до 150%. Несмотря на высокий диапазон стоимости, модель привлекает внимание широкой аудитории потребителей.

Как изготовить кавитационные теплогенераторы своими руками?

Оборудование представляет собой простое устройство, что позволяет при необходимости самостоятельно изготовить конструкцию.

Необходимые инструменты и материалы:

  • манометры – для контроля давления на входе/выходе,
  • термометры – для измерения температуры рабочей жидкости при входе/выходе,
  • гильзы под термометры.

Также нужны патрубки с кранами – входные и для выхода.

Особенности выбора насоса

Параметры насоса должны соответствовать специфическим требованиям. Так, нужен агрегат с возможностью работы с высокотемпературными субстанциями. Также учитывается способность прибора создавать необходимое рабочее давление – при входе жидкости достаточно давления в 4 атмосферы, для увеличения скорости нагрева требуется показатель до 12 атмосфер.

Изготовление кавитационной камеры

В самодельных приборах кавитации чаще всего предусматривается вариант в виде сопла Лаваля. Выбирая размер сечения проходного канала, стоит учитывать, что требуется обеспечение максимального перепада давления рабочей субстанции. Для этого подбирают модель наименьшего диаметра, в результате получается достаточно активный процесс кавитации. Приемлемым считается d9-16 мм, при меньшем сечении уменьшается интенсивность водного потока, что приводит к смешиванию жидкости с холодными массами. Применение сопла с маленьким отверстием также чревато следующими последствиями:

  • увеличивается число воздушных пузырьков. В результате наблюдается усиление шума при работе оборудования,
  • есть риск образования пузырьков уже в камере насоса, что может стать причиной его быстрого выхода из строя.

В зависимости от параметров установки выбирают сопла цилиндрической формы, закругленного или конусного профиля. Главное – необходимо обеспечить образование вихревого процесса уже на начальном этапе входа рабочей субстанции в сопло.

Особенности изготовления водяного контура

При самостоятельном конструировании прибора предварительно выполняют схему: определяют протяженность контура, уточняют особенности модели и переносят все это мелом на пол.

Конструкция представляет собой изогнутую трубу, которая присоединяется к выходу камеры, далее рабочая среда снова подается на вход.Субстанцияв контур поступает по направлению против часовой стрелки. Контур снабжается двумя манометрами и парой гильз с термометрами. Модель дополняет вентиль для сбора воздуха. Для регулирования давления вентиль устанавливается между входом и выходом.

Испытание генератора

После установки оборудования и подключения радиаторов к системе отопления насосное устройство включают в сеть и запускают двигатель. При исправной работе конструкции подается необходимое количество воды. Показание манометров давления жидкой среды регулируют при помощи вентиля, учитывая, что требуется разница в диапазоне 8-12 атмосфер. После пуска рабочей жидкости наблюдают параметры температуры: корректным считается нагревание 3-5°C/10 минут. С учетом, что система и насос запитаны 15 л воды, за небольшой отрезок времени нагрев достигнет 60°C. Это хороший результат для эффективной работы отопительного оборудования.

Отопительное оборудование кавитационного типа – экономичный прибор, который способен обогреть помещение за короткий промежуток времени. Производители предлагают различные модели устройства, при необходимости несложно изготовить конструкции самостоятельно с учетом особенностей обустраиваемой площади.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector