Подпишись на НТ

Результаты испытаний вихревого теплогенератора тпм 5,5-1

 

Халатов А.А., д.т.н., профессор, руководитель Научного отдела высокотемпературной термогазодинамики, член-корреспондент НАН Украины; Коваленко А.С., к.т.н. старший научный сотрудник; Шевцов С.В., к.т.н, старший научный сотрудник, Институт технической теплофизики НАН Украины, г. Киев, Украина, serge@vortex.org.ua

 

(Доклад на научно-технической конференции «Аномальные физические явления в энергетике и перспективы созданиянетрадиционных источников энергии», 15-16 июня 2005, г. Харьков, Украина)

 

Введение

В последнее время в странах СНГ повышенное внимание уделяется созданию и применению целого ряда нетрадиционных источников энергии, основанных на одинаковом принципе преобразования кинетической энергии потока в тепловую, но отличающихся друг от друга по названию и конструкции[1,6,7]. По заявлению авторов, все они обладают способностью превращать подводимую к установке электрическую энергию в тепловую с коэффициентом преобразования энергии (КПЭ) порядка 1,5...2 [3] и даже более [1, 2]. Начиная с 90-х годов ХХ века, такие устройства и способ преобразования энергии в них были запатентованы в России и Украине [4, 5], а производство тепловых генераторов (ТГ) разных типоразмеров к настоящему времени исчисляется сотнями.

Теоретические положения, объясняющие эффект преобразования энергии в вихревом теплогенераторе, рассмотрены в [2, 7]. Однако, опубликованных экспериментальных исследований, подтверждающих эти теоретические предпосылки, пока нет.

Поэтому представляется важным провести такие испытания для определения достоверных значений КПЭ вихревого теплогенератора промышленного изготовления.

 

Объект исследования

Определение коэффициента преобразования энергии тепло­генератора и влияния на него режимных параметров проводилось на тепловом преобразователе мощности ТПМ-5,5-1, который был изготовлен в ЗАО «Энергоресурс» (г. Краматорск) по лицензии фирмы «Юсмар» (г. Кишинев) и эксплуатировался шесть лет.

Теплогенератор был получен для исследований на основании «Соглашения о временной передаче научно-технической продукции» от 21.11.01 г.между ИТТФ НАН Украины и ТОО «Світ ласощів» (г.Черкассы).

Основные элементы теплогенератора (рис. 1): центробежный скважинный насос для воды (3) типа ЭЦВ 6-10-110 в одном блоке с электродвигателем ПЭДВ 5,5-140, вихревая труба (7),магнитный пускатель (5), термостат-реле (4),патрубки для залива (6) и слива (1) воды, смонтированные внутри и снаружи корпуса бака-бойлера (2),а также краны (8), предназначенные для эксплуатации ТГ в системе отопления. В качестве теплоносителя использовалась вода, температуру которой можно было регулировать термостатом-реле (4).

Рис.1. Схема теплогенератора. 1 - сливной патрубок, 2 - бак, 3 - насос, 4 - термостат-реле, 5 - магнитный пускатель, 6 - заливной патрубок, 7 - вихревая труба, 8 - краны.

 

Основные паспортные данные теплогенератора представлены в таблице 1.

Таблица 1

Наименование и размерность параметра

Значение

параметра

Мощность электродвигателя,

кВт

5,5

Частота вращения,

об/мин

2900

Теплопроизводительность,

кВт·ч

11

Диапазон регулирования

температуры теплоносителя,

 

оС

 

30 ... 70

Емкость бака,

л

200

Масса бака,

кг

184

Габаритные размеры,

мм

2500х260х720

Рис. 2. Вихревая труба. 1- развихритель, 2 - корпус трубы, 3 - улитка.

 

Принцип действия объекта (рис. 2) основан на разгоне жидкости,подаваемой под давлением насосом из бака на вход вихревой трубы. Поток, закручиваясь в улитке(3), движется по спирали вдоль стенок (2) вихревой трубы с дальнейшим его торможением в спрямляющем аппарате (1) (развихрителе). Таким образом, в исследуемом теплогенераторе вода нагревается как в баке от тепла, выделяющегося в электромоторе и насосе, так и в вихревой трубе в результате процессов торможения и кавитации жидкости.

Теплогенератор может работать как по кольцевой схеме, подогревая воду (в нашем случае) с темпом примерно 0,4ºС в минуту, так и в системе отопления, потребляемая мощность которой должна быть не выше производимой теплогенератором.

 

Экспериментальная установка

Для проведения испытаний был создана установка (рис.3), состоящая из исследуемого теплогенератора, теплообменника (14), имитирующего систему отопления, систем: подвода теплоносителя от ТГ к теплообменнику и отвода от него; подвода охладителя к теплообменнику и отвода от него; замера температур; учета израсходованной электроэнергии. Теплоноситель (12) - вода (200 л) заправлялась в бак (5) из водопроводной сети без какой-либо предварительной подготовки. Из бака она подавалась насосом (3) к вихревой трубе (13), а затем через краны (2) могла попадать или обратно в бак (кольцевая схема) или же в систему питания теплообменника с последующим сливом в бак. Насос приводился в действие трехфазным асинхронным двигателем (4) с короткозамкнутым ротором и обмоткой возбуждения, соединенной треугольником.

Запуск электродвигателя производился через магнитный пускатель (9).Характер и последовательность операций при запуске ТГ соответствовали руководству по монтажу и эксплуатации фирмы-изготовителя. Рекуперативный теплообменник перекрестно-точного типа имел пластинчатые рабочие поверхности и изготовливался из нержавеющей стали. Система охлаждения теплообменника запитывалась от водопроводной сети и включала в себя регулирующий вентиль (15) и счетчик объемного расхода воды КВ-1,5 (1). Для уменьшения отвода тепла в окружающую среду теплообменник и теплогенератор были покрыты изоляцией (10).

Рис.3. - Схема установки: 1 - счетчик воды, 2 - краны, 3 - насос, 4 - электродвигатель, 5 - бак, 6 - вольтметр, 7 - счетчик активной электроэнергии, 8 - амперметр, 9 - магнитный пускатель, 10 - теплоизоляция, 11 - манометр, 12 - вода, 13 - вихревая труба, 14 - перекрестноточный теплообменник, 15 - регулирующий вентиль.

 

Измерение температур теплоносителя в баке, стенок бака, изоляции, воздуха в помещении, охладителя на входе и выходе, теплообменника производилось термоэлектрическими термометрами градуировки ХА с выводом сигнала на цифровой лабораторный вольтметр Щ68003 (на схеме не показан).

Величина давления на входе в вихревую трубу замерялась образцовым манометром (11). Электроэнергия, расходуемая при экспериментах, определялась по трехфазному счетчику (7) активной энергии непосредственного включения. Кроме того, для определения коэффициента мощности сети и дублирования показаний счетчика замерялись линейное напряжение (6) и сила тока (8).

 

Методика проведения эксперимента

и обработки его результатов

Эксперимент проводился в два этапа, которые отличались друг от друга отсутствием теплообменника (I этап) или его наличием (II этап). Кроме того, I этап, в свою очередь, разделялся на исследование ТГ при неадиабатном процессе и при квазиадиабатном. В качестве режимных параметров были выбраны температура воды в баке и давление на входе в вихревую трубу.

На I этапе КПЭ определялся в процессе стационарного нагрева теплоносителя в баке с циркуляцией воды по кольцевой схеме. Весь процесс нагрева разбивался на временные интервалы по 10 минут. В начале эксперимента и в конце каждого из интервалов замерялись необходимые параметры. Давление на входе в вихревую трубу поддерживалось постоянным, но величину его можно было регулировать краном (2). Расчет КПЭ производился в конце каждого временного интервала, начиная с первого, но за все предыдущее время эксперимента. На II этапе исследований линия кольцевания перекрывалась краном (2) и КПЭ рассчитывался при работе установки в комплексе с теплообменником, имитирующим работу системы отопления. В отличие от нее, на теплообменнике можно было изменять потребляемую тепловую мощность путем регулирования расхода охладителя вентилем (15).


Cтраницы: 1 | 2 | читать дальше>>

Поиск по по статьям

Халатов А.А., ; Коваленко А.С., Шевцов С.В., ,Результаты испытаний вихревого теплогенератора тпм 5,5–1
Источник:  Журнал “Новости теплоснабжения” №8 (84) 2007 г. , www.ntsn.ru
Скачать архивскачать архив.zip (313 кБт) Распечатать Распечатать статью Форум Обсудить статью в форуме

Метки: Вихревой теплогенератор, ВТГ

предыдущая статья Об энергетическом балансе жилых зданий, Самарин О.Д.

предыдущая статья Газогенераторы, Бохан Н.И, Ловкис В.Б., Носко В.В., Фалюшин Н.И.,


Все статьи Посмотреть все статьи по теме: Автономное теплоснабжение

Чтобы комментировать материал, пройдите авторизацию.

Вход для специалистов

Логин:
Пароль: запомнить
забыли пароль? регистрация

Вход для организаций

Логин:
Пароль: запомнить
забыли пароль? регистрация
Новые темы Форума:
Новые записи в блогах:
Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Возрастная категория Интернет-сайта "18+"
© РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению, 2003-2016
О проекте | Реклама на РосТепло.ru | E-mail: post@rosteplo.ru