О некоторых методах получения тепловой и электрической энергии нетрадиционными способами

         Традиционные источники тепловой и электрической энергии, применяемые в настоящее время, работают на принципах использования энергии, выделяющейся в процессе протекания различных химических или ядерных реакций, а также использования в том или ином виде тепловой энергии. Первичная энергия, чаще всего в виде тепловой энергии, используется или непосредственно, или преобразуется в необходимую форму, например, в электрическую. Возможно и непосредственное получение электрической энергии в процессе химических или ядерных реакций либо фотоэлектрических преобразований. Примеры всем известны. Всем известна и крайне низкая эффективность таких систем, их вредность для окружающей среды (в большей части случаев), опасность при эксплуатации, невосполнимое расходование природных ресурсов и т.д.

        Если рассмотреть энергетический спектр известных в настоящее время преобразований вещества из одной формы в другую или из одного вида в другой, то можно проследить следующее. Все химические реакции по своей энергетике находятся в зоне до 5 МэВ (самая высокоэнергетическая химическая реакция - окисление водорода), ядерные реакции - в зоне за 1 МэВ. В энергетическом спектре явный разрыв, что по всем канонам науки невозможно. Процессы же, протекающие в веществе в этой части энергетического спектра, науке пока не понятны и не известны. Но все чаще появляются публикации, в которых описаны эффекты, не объяснимые с точки зрения традиционных законов термодинамики и ядерной физики. Все, наверно, помнят нашумевшие сообщения о холодном ядерном синтезе. Явления не смогли объяснить и перестали о них сообщать. По всей вероятности, мы на пороге больших открытий, способных коренным образом изменить понятия об основах построения материи, формах взаимодействия и проявления, а следовательно, на пути к появлению новых способов получения скрытой от нас энергии окружающего пространства. На нашем предприятии начаты работы в этой области, сделаны первые шаги по теоретическому обоснованию "cреднеэнергетических" процессов и практической проверке теоретических изысканий. Но об этом пока рано говорить, т.к. работы находятся в самом зародыше.

        В данной статье мы хотим рассказать об известных нам разработках в области получения энергии нетрадиционными способами. А точнее, о двух разработках - теплогенераторе и квантовой теплоэлектростанции. Физика процессов, протекающих в такого рода установках, пока еще не изучена и не описывается известными законами физики.

        В одном из номеров газеты "Деловой мир" была опубликована статья под заголовком "Свет и тепло вашему дому", в которой рассказывается о разработках заслуженного изобретателя Республики Молдова академика Юрия Семеновича Потапова в области создания нетрадиционных источников тепловой энергии. В этой статье упоминаются тепловые генераторы типа "Юсмар" и квантовые теплоэлектростанции (КТЭС). Кроме материалов по теплогенераторам и КТЭС (рекламных материалов в большей мере, чем технических), в данной статье приведены весьма лестные отзывы о работах Потапова и доктора физико-математических наук профессора МАДИ Л. Сапогина. Статья вызвала большой интерес у специалистов нашего предприятия, но породила в первую очередь недоверие к написанному, т.к. в основе всей разработки стоит возможность получения энергии практически из воды с коэффициентом преобразования энергии больше 1 (т.е. КПД больше 100%).

        И хотя разработки Потапова запатентованы в России, Молдове, на Украине и во многих странах дальнего зарубежья, материалы решено было проверить. В РКК "Энергия" был направлен наш представитель, которому в мытищинском испытательном центре РКК "Энергия" была продемонстрирована установка, включающая в себя теплогенератор Ю.С. Потапова. Испытательный центр тесно сотрудничает с Потаповым и даже наладил производство теплогенераторов на одном из подмосковных заводов.

        Конструкция теплогенератора крайне проста и представляет собой полый цилиндрический сосуд (трубу), на входе которого находится циклон с входным коническим патрубком, а на выходе - тормозное устройство. Через входной патрубок вода попадает в циклон, где формируется вихревой поток, устремляющийся в трубу и тормозящийся на выходе из трубы. Перед тормозным устройством к отверстию в цилиндрической части трубы приварена отводная трубка, соединенная с верхней частью циклона. Вода, подаваемая в теплогенератор насосом, проходя через него, нагревается и может использоваться, например, для отопления или горячего водоснабжения. Кроме теплогенератора, в состав установки входят насос (обычный напорный, с воздушным или водяным охлаждением), система управления и арматура. В ряд установок входит и бойлер, В этом случае теплогенератор и насос находятся внутри бойлера. Такие установки производятся практически серийно и могут быть поставлены заказчику. Мощность производимых установок - от 2,8 кВт до 65 кВт. Стоимость - от 1250 до 6500 $. Самое интересное (даже невероятное, с точки зрения традиционных подходов) в этих установках то, что имеются результаты испытаний, подтверждающие, что они способны производить тепловой энергии больше, чем расходуется электроэнергии. Достигнутые значения коэффициента преобразования энергии - до 1,7. Но, по словам Потапова, есть результаты исследований по достижению этого показателя до 10 и более.

        В таблице 1 приведены некоторые технические характеристики выпускаемых НПФ "Юсмар" теплогенераторов.

Таблица 1
Наименование параметра Значение параметра для данного типа ТГ
Юсмар-1М Юсмар-2М Юсмар-3М Юсмар-4М Юсмар-5М

Мощность электродвигателя
насоса, кВт

2.8 5.5 11.0 45.0 65.0
Напряжение сети, В 380 380 380 380 380

Число оборотов электродвигателя, об/мин

2900 2900 2900 2900 2900

Обогреваемая площадь, кв.м

90-100 150-160 300-350 900-1000 1500-1600

Средний расход электроэнергии на обогрев помещения с заданной в п.4 площадью, кВт/ч

1.4 2.2 5.0 20.0 30.0

Теплопроизво-
дительность, ккал/ч

3498 6956 11918 57848 77540

Масса установки (с бойлером), кг

130 150 200 450 550

Объем воды в отопительной системе (ориентировочно), л

70-100 200 1000 4000 6000

Стоимость полного комплекта (теплогенератор, насос, бойлер, система управления), $

1300 1700 3000 5600 6400

Максимальная температура жидкости на малом круге циркуляции, oС

98 100 140 150 150

Диаметр по осям отверстий фланца (D), мм

110 110 110 160 160

Длина теплогенератора (L), мм

620 880 1125 1680 1850

Диаметр трубы (d), мм

53 75 95 160 180

Масса теплогенератора, кг

6.5 10.0 18.0 37.0 45.0

        После посещения РКК "Энергия" наш представитель был командирован в Кишинев непосредственно к Ю. С. Потапову. Здесь специалисты НПФ "Юсмар" и сам Потапов ознакомили его со своими разработками, и в частности с теплогенераторами различных модификаций и квантовыми теплоэлектростанциями. Действующий опытный образец КТЭС малой мощности демонстрируется в лаборатории, а две КТЭС в это время находились на территории предприятия и были также продемонстрированы. Одна, мощностью 1 МВт, монтируется для нужд самого предприятия, а другую, мощностью 2 МВт, готовили для заказавшего потребителя. О теплогенераторе было сказано выше, а КТЭС - это достаточно сложное и громоздкое изделие. В основе ее работы заложены те же теплогенераторы, которые обеспечивают преобразование энергии с коэффициентом больше 1. Они располагаются в нижней части КТЭС. К ним подключены насосы для прокачивания через них воды. В верхней части станции находится так называемый квантовый двигатель. Полезная мощность КТЭС снимается с выходного вала, к которому подключается стандартный электрогенератор. После приведения в рабочее состояние КТЭС (выход насосов на рабочий режим и прогрев установки) около 50% вырабатываемой генератором электрической мощности используется на нужды самой КТЭС, а остальное - на нужды потребителя. Т.е. станция становится автономной и не зависимой от внешних источников энергии. Кроме электрической, КТЭС вырабатывает и тепловую энергию - около 25-30 % от электрической мощности. В таблице 2 приведены основные характеристики КТЭС, готовых к производству НПФ "Юсмар".

Таблица 2
Наименование Электрическая мощность, кВт Тепловая мощность, кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг Цена, $

КТЭС-1

4.0 5.0 800х300х1800 290 9.500

КТЭС-2

30.0 15.0 800х500х1800 350 28.500

КТЭС-3

100.0 90.0 2600х2700х2800 1200 57.000

КТЭС-4

200.0 130.0 2600х2700х2800 2700 83.000

КТЭС-5

800.0 260.0 2600х2700х2800 9100 180.000

КТЭС-6

1000.0 360.0 2600х2700х2800 11200 250.000

КТЭС-7

2000.0 900.0 2600х2700х2800 17800 350.000

        Станция работает при низком давлении воды и температуре до 90 oС. Принцип работы КТЭС основан на преобразовании энергии движения воды в электрическую плюс тепловую энергию с высоким КПД. Электрическая энергия вырабатывается синхронными генераторами со статической системой возбуждения или генераторами на постоянных магнитах. Выработка тепловой энергии осуществляется при циркуляции воды через теплогенераторы с высоким коэффициентом преобразования электрической в тепловую. Станция работает в продолжительном режиме и может стартовать от сети трехфазного переменного тока, дизельной электростанции или другого источника энергии. Средний срок службы до капитального ремонта - 15 лет. В комплект поставки КТЭС входят:

        - теплогенераторы;
        - электрогенератор;
        - задвижки;
        - щиты электрические;
        - пульт управления;
        - электронасосы;
        - квантовая станция (квантовый двигатель).

        Как уже говорилось выше, физика (или химия) процессов, протекающих в теплогенераторах, до настоящего времени неясна. Но в этом направлении ведутся работы, в частности, уже упомянутый Л. Сапогин из МАДИ пытается по заказу Ю.С. Потапова создать более или менее стройную теорию теплогенератора. По нашему мнению, с большой достоверностью можно утверждать, что одним из явлений, присутствующих в процессе генерации тепловой энергии в теплогенераторе, является кавитация (образование и схлопывание пузырьков газа в движущейся с большой скоростью жидкости).

        В журнале "Мир науки" (N 43 за 1989 г.) описаны работы американских ученых по созданию ультразвуковых химических реакторов. В таких реакторах с помощью ультразвукового генератора производится возбуждение пузырьков газа, находящихся в микротрещинах частиц примесей жидкости. Выделяющаяся при схлопывании пузырьков энергия используется для ускорения высокоэнергетических химических реакций. Природа этого явления, по-видимому, близка к тем, что происходят при перемещении жидкости в теплогенераторе Ю.С. Потапова.

        Следует отметить, что явление кавитации известно уже давно и подвергалось многим исследованиям. Например, известно, что при схлопывании пузырьков газа температура жидкости в приграничной области достигает 10000 oС, а скорость выбрасываемой жидкости - более 400 км/час. Такая температура достаточна для разложения воды на кислород и водород и возбуждения электронов атомов вещества. Но само явление кавитации не объясняет те эффекты, которые наблюдаются при действии теплогенератора. Здесь нужно работать и работать.

        Хотелось бы также рассказать о работах, проводимых на нашем предприятии по созданию аккумулятора теплоты для предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания транспортных средств. Аккумулятор способен запасать избыточное тепло двигателя внутреннего сгорания и отдавать накопленное тепло при необходимости подогрева двигателя. При массе 8 кг такой аккумулятор теплоты способен запасать до 1,5-2 МДж энергии. На основе этой разработки можно создать теплоаккумулятор большой емкости, который может обеспечить пиковые тепловые нагрузки, аварийное теплоснабжение, быстрый обогрев помещений, накопление тепловой энергии в солнечные дни для обеспечения горячего водоснабжения и др. В аккумуляторе теплоты используется принцип поглощения или выделения тепловой энергии при фазовых переходах некоторых веществ. Конструкции аккумуляторов могут быть простыми и дешевыми.

        В заключение предлагается обсудить вопрос создания мощных установок с большим запасом холода или низкотемпературной энергии Учитывая особенности нашей природы, можно в зимнее время накопить в карьерах, оврагах или других неудобьях определенное количество льда, через который будет проходить система трубопроводов. Прокачивая теплоноситель через естественный запасник холода, можно поддерживать температуру в охлаждаемых помещениях на уровне 0,5-3 (5) .С. Конечно, эта простая, на первый взгляд, идея требует хорошей технической проработки, и мы готовы взяться за ее реализацию при наличии заказчика.

А.Чечин,
зам. генерального конструктора ЦСКБ,

А.Сторож,
зам. начальника отделения,

А.Филатов,
нач. сектора

http://www.zodchiy.ru/s-info/digest/n4-96/en11_1.htm



Региональные вести

Реcурcоcбережение - 2000

         С 21 по 23 ноября в Пензе проходила выставка "Ресурсосбережение - 2000", которая проводилась в третий раз и из межрегиональной выросла в международную. Организатором выставки выступила областная Торгово-промышленная палата под патронажем правительства Пензенской области и Региональной энергетической комиссии Пензенской области при содействии управления "Пензагосэнергонадзор", ОАО "Пензаэнерго", Пензенского регионального Центра энергосбережения, Пензенского регионального Фонда энергосбережения, ассоциации потребителей Пензенской области, Приволжского Дома знаний, МЦЭБО, при финансовой поддержке пензенского филиала КБ "Мегаватт-Банк".
         В выставке "Ресурсосбережение - 2000" приняли участие более 80 российских и зарубежных промышленных, научно-производственных предприятий и фирм, из них 50 % - иногородние (Москва, Санкт-Петербург, Таллинн, Самара, Тольятти, Дзержинск, Арзамас, Владимир, Дубна, Орск, Нижний Новгород, Калуга, Саратов, Энгельс, Старый Оскол и др.).
         На выставке были представлены разделы: технические средства энергосбережения, приборы контроля и учета энергоресурсов; автоматизированные системы контроля, учета и управления ресурсами; новые технологии в области ресурсо-сбережения; децентрализованное тепло- и электроснабжение; вентиляция, отопление и кондиционирование; теплообменная аппаратура, тепловые парокомпрессорные насосы, водооборотные охлаждающие системы; экономичные источники света, повышение эффективности освещения; новые строительные и теплоизоляционные материалы, ограждающие конструкции зданий; утилизация сбросной теплоты, использование ВЭР; нетрадиционная и малая энергетика; ресурсосбережение в автомобилях; экономичные бытовые приборы; ресурсосбережение и экология.
         Был проведен опрос посетителей для определения победителей в номинациях "Лучший экспонат" и "Лучшая экспозиция". С лучшей экспозицией лидировала фирма "ДИЗА". А лучший экспонат был у ПО "Старт" (г.Заречный). Кроме того, Пензенская городская администрация вручила пять дипломов: диплом "За укрепление международных экономических связей" был присужден фирме "ASWEGA" (Таллинн), диплом "За разработку новых теплоизоляционных материалов" - Пензенской государственной архитектурно-строительной академии, остальные дипломы присуждены фирмам "Риком" (Нижний Новгород), "Взлет" (Санкт-Петербург), "Термовихрь" (Пенза).


Промышленный образец термогенератора ТМГ-5,5

         Широко были представлены системы учета энергоресурсов, технические средства охраны и системы доступа, системы телемеханики и контроля магистральных газо- и нефтепродуктопроводов, датчики давления, блоки питания, преобразователи измерительные, малогабаритные металло- и деревообрабатывающие станки и инструменты.
         На выставке были показаны: комплекс технических средств учета и контроля "Энергия", удостоенный диплома 1 степени в номинации "Лучший экспонат", датчики давления (ДРЕ-003 и ТЖИУ-406), инвертор сварочного тока (ИСТ-160) и электронное пускорегулирующее устройство, устанавливаемое в лампах дневного света. Ресурсосберегающий потенциал этих приборов при минимуме затрат способен принести максимум прибыли (до 30 %).
         Повышенный интерес проявили посетители к инвертору сварочного тока и электронному пускорегулирующему аппарату "ЭПРА".
         Интересна совместная разработка ООО "Термовихрь", ОАО "Пензенский завод коммунального машиностроения" и Пензенского государственного университета - вихревые системы автономного действия, предназначенные для отопления и горячего водоснабжения помещений различного назначения. Их работа основана на извлечении тепловой энергии из воды в специальном устройстве, называемом термогенератором (теплогенератором). Вода многократно прокачивается электронасосом под давлением 0,2 - 0,5 МПа через вихревой энергоразделитель, при этом она нагревается. Температура воды может регулироваться в пределах до 150 оС, что позволяет использовать ее для отопления и горячего водоснабжения. Конструкция термогенератора очень проста и высоконадежна, в ней используются серийно выпускаемые комплектующие и доступные материалы. Установка смонтирована в едином блоке, может устанавливаться в любом подсобном помещении, работает в автоматическом режиме, поддерживая заданную температуру.

Сравнительные характеристики электрических отопительных установок
Наименование Потребляемая электрическая мощность, кВт Напряжение сети, В Обогреваемый объем помещения, куб. м Температура теплоносителя, оС Теплопроиз-
водительность, ккал/ч
Удельная теплопроиз-
водительность, ккал/кВт ч
Стоимость установки, руб. (у.е.)
Вихревые термосистемы
ТМГ-3(Россия) 3 380 до 150 до 100 3100 1030 27440 (980)
ТМГ-5,5(Россия) 5,5 380 до 300 до 100 5700 1030 28280 (1010)
Юсмар 1М (Россия) 7,5 380 до 350 до 90 7600 1010 50400 (1800)
Юсмар 2М (Россия) 17 380 до 700 до 90 17000 1000 106400 (3800)
Водонагреватели электродные проточные
ВЭП-06(Россия) до 6 220 до 300 до 95 5000 830 -
ЭВП-03(Россия) 5 220 170 до 95 4150 825 -
ГАЛАН-М (Россия) до 6 220 200 до 95 4800 800 -
Электрокотлы с ТЭН
Руснит-212 (Россия) 12 380 330 75 - 85 8300 700 6300 (225)
Руснит-205 (Россия) 6 380 150 75 - 85 4800 690 -
CML (Испания) 10 380 до 375 до 100 7150 715 30268 (1081)
ET-9 ACV (Бельгия) 9 380 225 до 85 6500 720 21700 (775)
DAKON PTE-9 (Чехия) 9 380 225 до 95 6500 725 16520 (590)
ELEKO-12 (Словакия) 8 380 200 до 90 6000 750 18200 (650)

         По оценкам ведущих специалистов, эффективность вихревых термогенераторов значительно выше, чем у всех известных теплогенераторов, за исключением тепловых насосов. Уникальная конструкция вихревого термогенератора защищена патентами РФ.
         Вихревые термосистемы автономного действия выгодно отличаются простотой, надежностью, экономичностью и эффективностью эксплуатации и могут быть рекомендованы в качестве альтернативных систем отопления:

         На выставке широко была представлена гамма битумно-полимерных материалов: "Изопласт", "Изоэласт", "Мостопласт", "КИНЕпласт". Основная сфера применения данных материалов - это устройство новой кровли, текущий и капитальный ремонт уже существующей мягкой кровли жилых и промышленных зданий, гидроизоляция конструкций: фундаментов, каналов, бассейнов, галерей, мостов.
         Посетителям была предложена новинка среди утеплителей - уникальный по своим свойствам и качеству материал "Пеноплэкс", который производится методом экструзии из полистирола общего назначения. Процесс экструдирования полистирола обеспечивает получение пеноматериала с гомогенной структурой, состоящей из мелких ячеек размером 0,1 - 0,2 мм. В сочетании с водостойкими свойствами полистирола ячеистая структура обеспечивает чрезвычайно низкое водопоглощение материала, а также высокую прочность на сжатие, низкую теплопроводность и долговечность. "Пеноплэкс" является экологически чистым материалом. 

Материал предоставлен региональным представителем Л.УСАНОВОЙ

http://www.zodchiy.ru/s-info/archive/01.01/page1.html

    на ГЛАВНУЮ

Хостинг от uCoz