ДЕШЕВЫЕ ТЕПЛО И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ ИЗ ВОДЫ ПОСРЕДСТВОМ КАВИТАЦИИ И УПРУГОГО ЭЛЕКТРОГИДРОУДАРА

© Валерий Дудышев,

д.т.н., академик

Контакт с автором:ecolog@samaramail.ru
http://www.energy21.ru
 

Реферат

Вода –как известно - основа жизни на планете.

Вполне понятно, что не только холодная но и теплая и горячая вода тоже очень нужны практически всем нам и причем каждый день. Ведь именно такая горячая вода пока в основном и обогревает посредством водяных систем теплоснабжения многие миллионы квартир в мире в холодное время года. Она нужна и для приготовления пиши и для гигиены и для много иного, причем, она нужна не только в быту, но и на многих производствах. Но пока в мире еще не научились греть воду с минимумом затрат энергии. И поэтому пока все известные и широко применяемые в мире теплоэнергетические технологии нагрева воды весьма и весьма дорого нам обходятся, поскольку пока нагрев воды сопряжен с большими энергозатратами. Поэтому любые прорывные энергосберегающие технологии в теплоэнергетике- для получения теплой и горячей воды - важны и полезны буквально всем.

Итак, пока стоимость горячей воды в мире весьма высока Но, оказывается , не так все плохо, и есть путь многократного снижения энергозатрат для более эффективного и экономичного нагрева воды .

Автор ранее уже предложил и апробировал такую технологию и в настоящей статье раскрывает некоторые свои секреты получения сверхдешевого тепла из воды с использованием аномального эффекта Юткина – явления электрогидроудара .

Совершенно очевидна важная социальная и научно- техническая значимость этой новой прорывной электрокавитационной технологии -получения дешевого тепла без использования топлива. Эта технология реализована им на новой научно технической основе-на основе использования явления электрогидроудара . По сути, автором в данной статье развивается и обсуждается революционная теплоэлектроэнергетичесая технология, предложенная им ранее /2/

В простой и доходчивой форме автором раскрывается сущность данного нового метода нагрева воды , основы конструирования и принципа работы простых и эффективных кавитационнных электрогидроударных теплонагревателей, также совмещенных ТГ и электрогидротурбин .

Обсуждаются научно- технические аспекты физики явления и причины малого электропотребления и их аномальной теплоэнергетики.

Проанализированы основные технико- экономические показатели такого класса теплонагревателей. Обоснованы их значительных эксплуатационные преимущества перед аналогами. Обсуждаются также этапы их дальнейшей разработки на разные мощности и последующего массового серийного производства . Показаны огромные социальное значение и коммерческие перспективы их массового внедрения в недалеком будущем.

Статья написана простым языком без сложных математических выкладок в предельно доходчивой форме изложения материала, понятной для широкой аудитории и хорошо иллюстирована.

Ищем инвесторов, соратников и партнеров

Проблема получения дешевого тепла из воды крайне актуальна во всем мире и особенно в странах с холодным климатом и зимними морозами, например в России Централизованное теплоснабжение уже изжило себя в связи с огромными тепловыми потерями и дороговизной его ремонта и замены труб теплосети , и в связи с этим ,постепенно уходит в историю.

Приведем пример. Сегодня требуемые затраты для замены только 1 км изношенной центральной теплосети стоит около 10 млн. руб. А для того чтобы переложить 150 тыс. км трубопроводов по всей России — требуется уже практически 1,5 триллиона. Таких денег ни у кого нет. Реально в нынешней экономической системе РФ и тем более в условиях мирового экономического кризиса теплосети страны восстановлены быть не могут…” /Примечание –стоимость замены теплосети взяты из книги С. Кара-Мурза “Брошенное ЖКХ. История кризиса”./.

Отметим, что для перехода на автономное отопление и горячее водоснабжение многоэтажных домов на основе кавитационных, например, вихревых теплогенераторов, практически, вообще не требуются бюджетные средства, не требуются вложения в реконструкцию тепловых сетей. Средства, получаемые из сокращения текущих платежей, частично должны быть использованы для ремонта жилого фонда.

Таким образом, в современном мире на смену морально устаревшему центральному теплоснабжению неизбежно должны придти и приходят более эффективные автономные водяные нагревательные теплоэнергоустановки.

Вполне понятно , что наиболее прогрессивные и перспективные конечно же именно бестопливные системы теплоснабжения, в которых для нагревания воды используется именно электроэнергия.

ТРИ ОСНОВНЫЕ ВАРИАНТА ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО АВТОНОМНОГО БЕСТОПЛИВНОГО ВОДОТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Уже существуют и достаточно широко известны и применяются основные три бестопливные технологии и три типа устройств нагрева воды

Основные из них –следующие :

1.электрокотлы

2. кавитационные электроводонагреватели

3. индукционные электроводонагреватели

Каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками .

Электрокотлы

Наиболее простые по конструкции и понятные по принципу работу, с высоким кпд –электрокотлы, но они имеет значительное электропотребление, требуют дополнительных затрат на водоподготовку, поскольку подвержены явлению образования накипи на электронагревательном элементе, контактирующим с водой.

Практикой установлено, что свыше 30% аварий с котлами малой мощности происходит из-за неудовлетворительного водного режима, и главным образом, из-за образовавшейся в результате этого накипи.

Отложение накипи в системах горячего водоснабжения способствует также образованию грязевых пробок, засорению внутреннего канала и сокращению срока службы труб почти в 4 раза. Очистка и замена засорившихся трубопроводов раньше установленного срока эксплуатации, безусловно, требует дополнительных капиталовложений. Именно поэтому предотвращение и снижение интенсивности отложений солей кальция и магния чрезвычайно важны для нормального функционирования теплогенерирующих установок и систем теплоснабжения. Без применения дополнительной обработки воды теплосиловое оборудование котельной выходит из строя уже через 2-3 года. Электрические котлы при эксплуатации на жесткой воде теряют свою эффективность до 50-60 % уже в конце первого года эксплуатации .Важными отрицательными факторами, существенно сдерживающими широкое применение электрокотлов, является постоянная растущая высокая стоимость электроэнергии и проблемы с получением требуемых лимитов электрических мощностей от городских энергохозяйств.

Электрифицированные водяные кавитационные теплогенераторы

По сравнению с электрокотлами водяные кавитационные теплогенераторы более экономичные и уже достаточно широко применяются в качестве источников дешевого тепла. Они не требуют исходной водоподготовки,в отличии от электротермических водяных нагревателей и могут быть применены на любом автономном объекте. Причем такие автономные кавитационные водопогреватели могут нагревать воду до любой требуемой температуры, включая и парообразование. Серьезными отрицательными факторами, существенно сдерживающими применение таких кавитационных устройств с электронасосами также является постоянная растущая высокая стоимость электроэнергии и проблемы с получением лимитов от городских энергохозяйств на требуемое электроснабжение таких оригинальных электронагревательных устройств .

Фото серийного образца кавитационного водяного ТГ

Принцип работы кавитационного водяного теплонагревателя

Тепло, нагревающее воду, получают путем обеспечения кавитационного режима в воде, например, посредством специальных гофрированных поверхностей или путем формирования вихревого потока воды и его течения при резонансном усилении возникающих звуковых колебаний в этом потоке и при подаче воды в поток при температуре 63-90°С. Предварительный нагрев воды до 63°С рекомендуется осуществлять теплом, получаемым по этому же способу при циркуляции воды по замкнутому контуру без отбора у нее получаемого тепла. Кавитационный режим течения вихревого потока при резонансном усилении возникающих в этом потоке звуковых колебаний обеспечивают подбором величины напора воды, скорости вращения насоса, подающего воду в вихревой теплогенератор, или подбором длины столба воды перед фильерой, или в вихревой трубе вихревого теплогенератора. На основании экспериментальных данных выявлено, что при постепенном повышении температуры воды, подаваемой на вход вихревой трубы теплогенератора, эффективность выработки им тепла скачком повышается при достижении температуры 63oC и остается столь же высокой при дальнейшем повышении температуры воды, подаваемой на вход вихревой трубы, вплоть до температуры 90oC Это ведет к уменьшению потребления электроэнергии электромотором насоса теплогенератора. Выявленный эффект обусловлен, по-видимому, тем, что при температуре ~60oC остается все меньше льдоподобных молекулярных ассоциатов (H2O)n и при температуре 65oC все они оказываются разорванными тепловым движением молекул. Однако широкое применение кавитационных водяных теплогенераторов сдерживается относительно сложной конструкцией, наличие механических движущихся частей, относительно низкой надежностью, высоким уровнем шума и вибраций, а также значительным электропотреблением, необходимым для вращения электродвигателей-насосов.

Более прогрессивные и менее затратные по сравнению с двумя вышеупомянутыми типами водяных электронагревателей являются бесконтактные индукционные тепловодонагреватели, в которых нет непосредственного контакта электронагревателя с водою

Индукционные водотеплонагреватели имеют корпус и оригинальный электрический индуктор(трансфоматор), внутри него , причем его вторичной обмоткой является сама металлическая труба с водой. в виде короткозамкнутого витка. В результате протекания значительных по величине электрических токов в ней, от индуктивно наведенного в ней электрического напряжения, эта труба интенсивно разогревается и нагревает своим теплом и воду в ней .

Управление работой индукционного электронагревателя (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.

Отметим, что индуктивные электроводонагреватели по конструкции такого типа по существу, хотя и просты, но с учетом довольно сложно физики процессов, еще пока окончательно не отработаны, и пока только начинают еще осваиваться промышленностью.

Основные технико-экономические преимущества индукционных тепловодонагревателей

- На 15-20% экономичнее других электронагревателей
- Срок службы свыше 30 лет 
- Простота монтажа и эксплуатации
- Полное отсутствие шума; 
- Пожаро и электробезопасен

- КПД и Коэффициент мощности – 99%
- Не образуют отложений и накипи
- Возможность использования любых жидких теплоносителей (вода, антифриз, масло и т.д.);
- Экологически безопасен.

Главный недостаток их состоит, как и у электрокотлов , состоит в значительном электропотреблении. Серьезными отрицательными факторами, существенно сдерживающими широкое применение таких индукционных электроводонагревателей также, как и электрокотлов, является высокая и постоянная растущая стоимость электроэнергии и проблемы с получением лимитов от городских энергохозяйств на требуемое электроснабжение таких оригинальных электронагревательных устройств .

Основные технические характеристики индукционных водонагревателей

Электрогидроударный кавитационный водяной теплонагреватель

Пока все известные водные электронагреватели, перечисленные выше, имеют общее свойство и одновременно, один общий недостаток, а именно они просто преобразуют с потерями электроэнергию в Джоулевы тепловые потери, которые и греют воду.

Поэтому требуют для своей работы значительное потребление электроэнергии, что и сдерживает их массовое применение. Поэтому крайне важно найти намного более экономичный способ нагрева воды .

Академик Дудышев предлагает осуществить революционную модернизацию кавитационных теплогенераторов а именно – на основе использования в них уникального эффекта Юткина в сочетании с кавитационным и вихревым эффектами в десятки раз снизить электропотребление в кавитационных водяных теплогенераторах и при этом навсегда устранить из них электродвигатели водяных насосов.

В основе его уникального по простоте и эффективности водяного кавитационного теплогенератора заложены сразу три прогрессивные технологии -кавитационная, вихревая и электрогидроударная технология выделения внутренней энергии из воды с использованием аномального уникального энергетического эффекта Юткина.

Принцип работы электрогидроударного кавитационного водяного теплонагревателя

Фото Электрогидроудар в воде с вылетом скоростной струи из пластиковой емкости

ЭФФЕКТИВНОЕ АВТОНОМНОЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ ЭГД-УДАРНЫХ КАВИТАЦИОННЫХ ВОДЯНЫХ ТЕПЛОГЕНЕРВАТОРОВ

Для автономного бестопливного теплоснабжения на водных судах вполне подойдут экономичные электрогидроударные водные радиаторные нагреватели . основанные на эффекте Юткина /1,8/

В принципе, можно эффективно нагреть воду и циклическими электрогидроударами (ЭГД- нагреватель)в ней , но для этого надо иметь высоковольтный источник электроэнергии и специальную электрогидроударную камеру .Конструкция такого оригинального ЭГД-теплонагревателя предложена мною ранее и упрощенно показана ниже на рис. /2,8,9

Рис. 1 Блок -схема простого кавитационного электрогидроударного теплогенератора

Обозначения

1. цилиндрический реактор
2. верхняя съемная крышка реактора
3. впускной патрубок (на нем смонтирован и аварийный клапан )
4. циркуляционный верхний патрубок
5. циркуляционный нижний патрубок
6. центральный электрод
7. цилиндрический электрод
8. электрический изолятор
9. перфорированные сферические кавитаторы
10. вода с размещенной внутри него сетчатым металлическим кавитатором
11. верхний уровень воды
12. блок регулируемого высокого напряжения (например. электрофорная машина)
13. высоковольтный электростатический генератор
14. устройство накопления электрического заряда (например, лейденские банки)
15. электроискровой разрядник
16. водяной радиатор автономного теплоснабжения
17. входной патрубок радиатора
18. выходной патрубок радиатора

Обозначения элементов

1. цилиндрический корпус теплонагревателя

 Как показано ниже в статье/1/, такие уникальные ЭГД теплогенераторы для получения тепловой энергии вполне могут быть совмещены с автономными энергоузлами, работающими от кинетической энергии воды в реке и ветра.

 Варианты конструкций кавитационных ЭГД- теплонагревателей раскрыты в патентах РФ /4,5/.В качестве высоковольтного электрогенератора миниГЭС целесообразно применить в том случае электрофорную машину с выработкой электроэнергии с напряжением 60-100 киловольт, достаточного для осуществления мощной кавитации воды посредством циклических электрических разрядов и мощных электрогидроударов в ней.

На данном фото показана простейшая конструкция такого экономичного радиаторного нагревателя воды , содержащая радиатор с водой , импульсный высоковольтный блок напряжения, электроразрядную камеру с кавитаторами и запорным подвижным клапаном, соединенную пропускными трубками с радиатором /8/

Блок – схема полной конструкции кавитационного электрогидроударного теплогенератор

Фото просто макета кавитационного ЭГД- ударного теплогенератора в разобранном виде

ЛИТЕРАТУРА

Основные публикации и патенты Дудышева В.Д.с приоритетом по дате - по данным новым энерготехнологиям:

• Дудышев В.Д.Методы и устройства радикальной экономии топлива – Журная “Электрик” №6-9 2005 год г Киев
• Дудышев В.Д Методы и устройства радикальной экономии топлива – Журнал “Экология и промышленность России” - январь 2006 г
• Дудышев В.Д Устройство получения водорода из воды – Патент России №70895 от 12.11.2007
• Дудышев В.Д Устройство получения водороды – Патент России №81964 от 02.08.2008
• Дудышев ВД.Электрокапилярная технология получения водорода - Журнал “Новая эенергетика” №1 (10) 2003г г Санкт-Петербург
• Дудышев В. Д. Новый метод преобразования энергии электрогидравлического удара -эффект Юткина в тепло и иные виды энергии “Новая Энергетика”.1/2005
• V.D.Dudyshev Metods of hydroenergetic blow and cavitation conversion into heat and other types of energy-New Energy Technologies -1/ 2005
• Дудышев В. Д. Революционные открытия, изобретения и технологии для решения глобальной эколого-энергетической проблемы цивилизации -“Новая Энергетика”,1/2005 г.
• Дудышев В. Д. Способ преобразования энергии электрогидравлического удара в механическую энергию — пат РФ № 2157893
• Дудышев В.Д. Автономный обратимый центробежный насос –патент РФ на полезную модель № 62683 от 26.09.06 г.
• Дудышев В.Д. Электрогидроударный теплогенератор - патент РФ на полезную модель № 72308 от 13.11.07 г.
• Дудышев В.Д. Сферический кавитационный электрогидроударный теплогенератор –патент РФ на полезную модель №73453 от 12.11.07.
• Дудышев В.Д. Электрогидроударное кавитационное устройство для обеззараживания и очистки воды –пат. РФ на полезную модель №71739 от 23.11.07

Назад