Вихревой теплогенератор (ВТГ)

Вихревой теплогенератор (ВТГ), работающий на воде и предназначенный для преобразования электрической энергии в тепловую, был разработан в начале 90-х годов. ВТГ используются для обогрева жилых, производственных и иных помещений горячего водоснабжения. ВТГ возможно использовать для получения электрической или механической энергии.

ВТГ представляет собой цилиндрический корпус, оснащенный циклоном (улиткой с тангенциальным входом) и гидравлическим тормозным устройством. Рабочая жидкость под давлением подается на вход циклона, после чего по сложной траектории проходит через него и тормозится в тормозном устройстве. Дополнительного давления в трубах тепловой сети не создается. Система работает в импульсном режиме, обеспечивая заданный режим температур.

ПРИНЦИП РАБОТЫ:

В воздухонагревателе "ТАГ-50" газ поступает из баллона в камеру сгорания через щелевидные отверстия горелки и поджигается электровоспламенителем.
В воздухонагревателе "ТАГ-100" газ поступает из сети в газовую горелку через газовый кран, электромагнитный клапан и редуктор.

В качестве теплоносителя в ВТГ используется вода или иные неагрессивные жидкости (антифриз, тосол) в зависимости от климатической зоны. При этом специальной подготовки воды (химической очистки) не требуется, так как процесс нагревания жидкости происходит за счет ее вращения по определенным физическим законам, а не под воздействием нагревательного элемента.

Коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую у ВТГ первого поколения был не менее 1,2 (то есть КПЕ не менее 120%), что на 40-80% превышало КПЕ существовавших в то время систем отопления. Так, парогазовые турбины фирмы "Сименс" имеют эффективность около 58%. Теплоэлектроцентрали в Московском регионе — 55%, и учитывая потери в теплотрассах их эффективность снижается еще на 10-15%. Принципиальное отличие ВТГ состоит в том, что электроэнергия расходуется только на электронасос, прокачивающий воду, а вода выделяет дополнительную тепловую энергию.

Работает установка в автоматическом режиме с учётом температуры окружающего воздуха. Режим работы контролируется надежной автоматикой. Возможен прямоточный нагрев жидкости (без замкнутого контура), например для получения горячей воды. Производство тепловой энергии экологически чистое и пожаро-взрыво-безопасное. Нагрев происходит за 1-2 часа в зависимости от наружной температуры и объёма обогреваемого помещения. Коэффициент преобразования электрической энергии (КПЭ) в тепловую намного выше 100%. При работе установки, накипь не образуется. При использовании установки для получения горячей воды.

ВТГ испытывались в различных НИИ, в том числе в РКК «Энергия» им. С.П. Королёва в 1994 г, в Центральном Аэродинамическом институте (ЦАГИ) им. Жуковского в 1999 г. Испытания подтвердили высокую эффективность ВТГ по сравнению с другими типами нагревателей (электрическими, газовыми, а также работающими на жидком и твёрдом топливах). При той же тепловой мощности, что и у традиционных тепловых установок, кавитационные вихревые теплогенераторные установки потребляют меньше электроэнергии. Установка отличается самой высокой эффективностью работы, проста в обслуживании и имеет срок эксплуатации более 10 лет. ВТГ отличается своими небольшими габаритами: занимаемая площадь в зависимости от вида теплогенераторной установки составляет 0,5-4 кв.м. По желанию заказчика возможно изготовление генератора для работы в агрессивных средах. Гарантийный срок работы теплогенераторной установки – 12 месяцев. Вихревые теплогенераторы изготовлены по ТУ 3614-001-16899172-2004, и сертифицированы: сертификат соответствия РОСС RU.АЯ09.В03495.

Способ производства тепловой энергии и устройство запатентовано в России. Установки ВТГ производятся по лицензионному договору от автора (Потапова Ю.С.). Копирование способа получения тепловой энергии и производство установок без лицензионного договора с автором (Потаповым Ю.С), преследуется по закону об авторском праве.

Характеристики вихревых теплогенераторов

Вихревой индукционный нагреватель (ВИН)

Индукционные нагреватели ВИН предназначены для отопления жилых домов, в том числе вилл, коттеджей, садовых домиков, , гаражей, многоэтажных многоквартирных домов, бань, помещений и зданий коммунально-бытового, торгового, общественного, промышленного и сельскохозяйственного назначения, а также других сооружений в отсутствии централизованного отопления.

Заданная температура в отапливаемых помещениях поддерживается средствами автоматики, в том числе терморегулятором.

Для нормальной работы индукционного нагревателя «ВИН» необходимы следующие условия:

•          температура помещения, в котором установлен нагреватель ВИН, предельная - от +5 до +30°С;

•          относительная влажность воздуха при 20°С - не более 75%;

•          использование только промышленную частоту тока 50 Гц., допускается 60 Гц.

•          обязательная принудительная циркуляция с помощью циркуляционного насоса, минимальная производительность насоса для ВИН-3 до ВИН-15 от 700 л/час, для ВИН-20 и выше от 1000 л/час.

•          температура теплоносителя для отопления максимум 90 °С, выше и для технологических нужд по согласованию с производителем.

•          возможно, использовать любой жидкий теплоноситель (вода, антифриз, масло и т.д.), кроме агрессивных и горючих жидкостей;

•          окружающая среда - не взрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров, разрушающих металл и изоляцию, а также производственной пыли, в количествах разрушающих или нарушающих работу индукционных нагревателей ВИН.

Назначение

Электронагреватель «ВИН», является генератором (источником) тепла и предназначен для нагрева любых теплоносителей (кроме агрессивных и горючих жидкостей), в замкнутых или открытых системах теплоснабжения с принудительной циркуляцией насосом (отопления, горячего водоснабжения в технологических процессах и т.п.).

Технические характеристики

Наше предприятие постоянно проводит усовершенствование индукционных нагревателей ВИН, поэтому их характеристики могут незначительно отличаться от приведенных в этой

Устройство индукционных нагревателей ВИН: Предприятие выпускает в зависимости от мощности две группы индукционных нагревателей - однофазные и трёхфазные:

Преимущества вихревых индукционных нагревателей ВИН:

Значительная экономия электроэнергии за счет предельно высокого КПД индукционных нагревателей, которое достигает 99% при работе на промышленной частоте 50-60 Гц., что намного выше, чем у существующих отопительных котлов других типов. Получен за счёт прямого преобразования электрической энергии в тепловую.

В основе лежит явление индукционного нагрева электропроводящих ферромагнитных материалов.

Эффект прост: вокруг любой катушки, по которой протекает переменный ток, образуется переменное магнитное поле. Если в это поле поместить электропроводящий материал, то в нем возникают индукционные токи (токи Фуко), которые разогревают этот материал, как разогревается спираль в плитке. Во-вторых, если материал ферромагнитный, то его постоянное перемагничивание приводит так же к существенному нагреву и котёл быстро выходит на номинальную мощность.

Простота монтажа, небольшие размеры и вес индукционных нагревателей ВИН.

Возможность встраивания наших нагревателей в ранее установленные отопительные системы (при обязательном выполнении наших рекомендаций), в т.ч. в качестве вторых резервных (параллельное подключение). Мощность резервного нагревателя должна соответствовать размеру отапливаемых помещений и качеству теплоизоляции.

Принципиальная схема подключения ВИН к системе отопления:

1.ВИН, 2. Соединение, 3. Шаровые краны, 4. Система безопасности (манометр, воздухоотводчик, клапан предохранительный), 5. Насос циркуляционный,  6. Фильтр сетчатый, 7. Мембранный бак, 8. Радиаторы отопления, 9. Линия наполнения и слива системы отопления, 10. Шкаф управления и защиты ВИН, 11.Температурный датчик теплоносителя, 12. Встроенный датчик от недопустимого перегрева, 13. Заземление

Нагреватель работает следующим образом:

Заполнить нагреватель теплоносителем, включить циркуляционный насос, подать электропитание. Убедиться в отсутствии воздуха в нагревателеи системе отопления.

Установит на верхнем патрубке группу безопасности нагревателя.

Под воздействием магнитных потоков в поверхностях теплообменника индуцируются  вихревые токи вызывающие его нагрев. Тепло от нагретых поверхностей передается теплоносителю.

Управление работой нагревателя (поддержания заданной температуры теплоносителя, защита от экстремальных режимов работы) осуществляется автоматической системой управления.

Контроль температурных режимов осуществляется при помощи датчиков температуры, установленных на патрубке подачи нагретой воды и датчиком защиты от недопустимого перегрева.

Монтаж и подготовка к работе нагревателя ВИН

Проекты на отопительные системы, работы по установке нагревателя, автоматики, подключение к электросети (в том числе заземлению), пуску в эксплуатацию, ремонту, освидетельствованию состояния, испытанию должны производиться организацией (фирмой), имеющей соответствующую лицензию на их проведение.

При выполнении перечисленных выше работ, оформлении документации на отопительные системы, а также при эксплуатации должны соблюдаться:

•          «Межотраслевые правила устройства электроустановок» (ПУЭ);

•          «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ эл. установок потребителей);

•          «Правила безопасности при эксплуатации электроустановок»;

•          «Правила устройства и безопасной эксплуатации электрических котлов и электрокотельных»;

•          «Настоящее Руководство».

Необходимо также соблюдать соответствующие СНиП, «Правила пожарной безопасности РФ».

Для подключения нагревателе, установки автоматического управления отопительными системами, их обслуживанию, в том числе ремонту, необходимы специалисты электрики или специалисты по КИПиА соответствующей квалификации, аттестованные и допущенные к работе с электроустановками до 1000 В, имеющие группу электробезопасности не ниже 3. Для монтажа, эксплуатации и ремонта отопительных систем необходимы специалисты-теплотехники. Указанные выше специалисты должны знать «Правила устройства и безопасной эксплуатации электрических котлов и электрокотельных», настоящее «Руководство».

По завершению перечисленных выше работ организация (фирма), выполнившая эти работы, делает обязательную запись в п.9.(Отметка, о подключении оборудования к электросети), которая заверяется ответственным исполнителем работ и печатью этой организации.

Индукционный нагреватель ВИН устанавливается в отопительную систему строго вертикально (горизонтально по согласованию с производителем). При этом клеммная группа (токо-вводы нагревателя) для подключения к электросети, защищенная от внешнего воздействия, случайного прикосновения защитным кожухом (колпаком) должна располагаться сверху. Соединение патрубков нагревателя с трубопроводами отопительной системы производится при помощи сантехнических муфт с ДУ не меньшим ДУ патрубков нагревателя и в соответствии с проектом. При проектировании отопительной системы должно быть предусмотрено:

При монтаже нагреватель должен быть прикреплён к стене независимо от способа его соединения с отопительной системой.

Для удобства обслуживания отопительной системы установить запорные краны на трубопроводе сразу после расширительного бака и перед входным патрубком нагревателя

3.1. Перед установкой осмотреть изделие на отсутствие внешних механических повреждений.

3.2. Присоединить электронагреватель к прямому (подающему) трубопроводу и к обратному трубопроводу системы теплоснабжения.

3.3. В системе теплоснабжения установить циркуляционный насос и защитное устройство от превышения давления (предохранительный клапан), с срабатыванием не более 0,3 МПа (3 кг/см2).

3.4. Произвести подсоединение электронагревателя к электрической сети.

3.5. Заполнить систему теплоносителем.

3.6. В верхней части системы установить воздухоспускные устройства, которые должны быть открыты в процессе заполнения.