Как работает кавитационный котел отопления. Каковы его основные преимущества и недостатки. Почему кавитационные котлы считаются эффективными. Где применяются кавитационные теплогенераторы.
Что такое кавитационный котел отопления и как он работает
Кавитационный котел отопления — это инновационное устройство для обогрева помещений, работающее на основе явления кавитации. Принцип его работы заключается в следующем:
- Вода прокачивается через специальную камеру с высокой скоростью
- В камере создаются области пониженного давления, где образуются и схлопываются кавитационные пузырьки
- При схлопывании пузырьков выделяется большое количество тепловой энергии
- Нагретая таким образом вода используется для отопления
Главное отличие кавитационного котла от традиционных — отсутствие процесса горения топлива. Нагрев происходит за счет преобразования механической энергии в тепловую при кавитации.
Основные преимущества кавитационных котлов отопления
Кавитационные теплогенераторы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными отопительными котлами:

- Высокий КПД — до 95-98%
- Отсутствие вредных выбросов в атмосферу
- Компактные размеры и простота конструкции
- Быстрый нагрев теплоносителя
- Возможность точной регулировки температуры
- Бесшумность работы
- Долгий срок службы — до 20-25 лет
Благодаря этим достоинствам кавитационные котлы считаются одними из самых эффективных и экологичных систем отопления.
Недостатки и ограничения кавитационных теплогенераторов
Несмотря на множество преимуществ, у кавитационных котлов есть и некоторые недостатки:
- Высокая стоимость оборудования
- Необходимость использования качественного теплоносителя
- Зависимость от электроэнергии
- Сложность ремонта из-за недостатка специалистов
- Возможность образования накипи в системе
Кроме того, эффективность кавитационных котлов снижается при работе на предельных температурных режимах. Поэтому их рекомендуется использовать в системах с температурой теплоносителя не выше 85°C.
Принцип действия вихревых теплогенераторов
Вихревые теплогенераторы являются разновидностью кавитационных котлов. Их работа основана на создании мощных вихревых потоков воды с помощью специальной конструкции. При этом происходят следующие процессы:

- Вода подается в рабочую камеру под высоким давлением
- За счет особой формы камеры образуются интенсивные вихри
- В вихрях возникают кавитационные пузырьки
- При схлопывании пузырьков выделяется тепловая энергия
- Нагретая вода выводится из камеры в систему отопления
Такая конструкция позволяет достичь высокой эффективности нагрева воды без использования открытого пламени или ТЭНов.
Области применения кавитационных котлов отопления
- Отопление частных домов и коттеджей
- Обогрев теплиц и оранжерей
- Отопление производственных помещений
- Подогрев воды в бассейнах
- Обеспечение горячего водоснабжения
- Использование в системах «теплый пол»
Особенно эффективно использование кавитационных котлов в автономных системах отопления, где важна энергоэффективность и экологичность.
Сравнение кавитационных котлов с другими видами отопительного оборудования
По сравнению с традиционными котлами, работающими на газе, дизеле или твердом топливе, кавитационные теплогенераторы имеют ряд преимуществ:

- Более высокий КПД (до 98% против 70-92% у обычных котлов)
- Отсутствие вредных выбросов в атмосферу
- Меньшие габариты и вес
- Простота конструкции и обслуживания
- Возможность плавной регулировки мощности
При этом главным недостатком остается высокая стоимость кавитационного оборудования. Однако за счет экономии на топливе эти затраты окупаются в течение нескольких лет эксплуатации.
Перспективы развития кавитационных технологий в отоплении
Технологии кавитационного нагрева активно развиваются и имеют большой потенциал. Основные направления совершенствования кавитационных котлов:
- Повышение эффективности и КПД
- Снижение стоимости оборудования
- Расширение диапазона мощностей
- Увеличение ресурса работы
- Улучшение систем автоматизации и управления
В перспективе кавитационные теплогенераторы могут стать одним из основных видов экологичного и энергоэффективного отопительного оборудования как для частных домов, так и для промышленных объектов.
Водоснабжение и отопление, — стр. №30
При этом процесс кавитации ведет к разрушению рабочей поверхности ротора, и несмотря на то, что теплогенераторы роторного типа эффективнее, срок их службы непродолжителен. Теплогенераторы, в которых процессы кавитации происходят в отдельной камере кавитатора, а насос является внешним устройством, обладают несколько меньшей эффективностью, зато гораздо более длительным сроком эксплуатации.
Рис. 3.22. Кавитатор роторного типа:1 – ротор; 2 – вал ротора; 3 – рабочая камера; 4 – входной патрубок рабочей камеры; 5 – выходной патрубок рабочей камеры; 6 – тормозное устройство
Кроме сверхпроизводительности, кавитационный теплогенератор имеет весьма существенный плюс: он не требует топлива как такового. Фактически топливом для него служит рабочая жидкость (чаще всего вода), которую «заставляет работать» тем или иным образом электродвигатель (это может быть создание вихревых закрученных потоков, повышение/понижение давления за счет изменения скорости протекания жидкости и т. д.).
Кавитационный теплогенератор очень просто монтируется в систему отопления (Рис. 3.23), его работа может быть полностью автоматизирована, он экологически безопасен, не требует наличия дымохода и дополнительной звукоизоляции помещения котельной. Кроме того, кавитационный генератор не слишком дорог.
К минусам кавитационного теплогенератора относятся электрозависимость (нет электричества – не работает электродвигатель, насос – и нет работы генератора), высокая стоимость электродвигателя, привода ротора или насоса, а также низкая ремонтопригодность – из-за недостатка специалистов, которые способны помочь в случае поломки оборудования. Правда, существуют кавитационные теплогенераторы, имеющие уникальную гарантию: 25–50 лет с момента запуска (для сравнения: газовые и твердотопливные котлы обычно имеют гарантию до 3 лет с момента запуска). Так что есть шанс, что до выработки теплогенератором гарантийного ресурса появятся и специалисты по данному оборудованию.
Универсальные (многотопливные) котлы
При выборе отопительного оборудования следует помнить, что любой прибор может сломаться.
Рис. 3.23. Подключение кавитационного теплогенератора в систему отопления: 1 – основной насос; 2 – кавитатор; 3 – циркуляционный насос; 4 – электромагнитный клапан; 5 – запорная арматура; 6 – мембранный расширительный бак; 7 – радиатор отопления
Однако, даже если котел не сломался, а благополучно работает, все равно могут возникнуть проблемы, требующие подключения вспомогательного оборудования. Причиной подобного может быть, к примеру, недоступность топлива. В сельской местности падение давления газа в магистрали не исключение, а скорее правило. Так же, как и возможные сбои в поставке газа, различные аварии на магистрали или отключение электричества. В таких случаях резервное отопительное оборудование, работающее на другом виде топлива, становится из роскоши прямой необходимостью.
Есть и еще один нюанс: изменяющаяся цена на различные виды топлива. На сегодняшний день электричество – самый дорогой вариант, но и цены на газ (самый дешевый в настоящее время вид топлива) растут, а цена на солярку такова, что проще установить электрический котел (по крайней мере имеются периоды, когда на электричество действует льготный тариф для отопления, а вот на солярку льготных тарифов нет). Но завтра ситуация может измениться. И подорожает, к примеру, твердое топливо. И котел, сегодня вполне удовлетворяющий требованиям эксплуатационных расходов – удобный и экономичный, начнет «выжигать» громадные дыры в семейном бюджете.
Предусмотрительные владельцы загородных домов, не желая устанавливать несколько котлов разного типа (один в качестве основного, второй – в качестве вспомогательного, «аварийного»), приобретают универсальные (многотопливные) котлы, которые способны работать практически на любом топливе – на твердом, газообразном и жидком. Есть и такие котлы, которые имеют, кроме прочего, встроенные ТЭНы, то есть способны работать и как электрические отопительные котлы, и как твердотопливные, жидкотопливные, и как газовые котлы (Рис. 3.24).
Рис. 3.24. Отопительный котел, рассчитанный на все виды топлива: 1 – подключение к дымовой трубе; 2 – очистной люк; 3 – змеевик; 4 – теплообменник ГВС; 5 – люк загрузки твердого топлива; 6 – отверстие под горелку; 7 – колосник; 8 – ТЭН
В таких универсальных котлах имеются камера для сжигания твердого топлива, отдельная камера для сжигания жидкого или газообразного топлива, ТЭН, а также возможность установки горелок как для газа, так и для жидкого топлива (это может быть как солярка, так и сжиженный газ). Таким образом, можно обеспечить свой дом всеми плюсами любого отопительного котла в зависимости от текущего момента и использовать то топливо, которое в данный момент является наиболее выгодным.
К минусам многотопливных котлов относится электрозависимость, довольно сложный монтаж, потребность в постоянной профилактике и техобслуживании, а также относительно сложное управление. Кроме того, если у вас имеется основной котел и резервный, работающий на другом виде топлива, и основной котел вышел из строя (или топливо для него стало недоступным), то можно подключить резервный.
Примечание
Многие убеждены: чем сложнее оборудование, тем чаще оно выходит из строя, и это в полной мере относится к многотопливным котлам – ведь они являются сложным оборудованием. Следует заметить, что универсальные котлы считаются более долговечными и надежными, чем однотопливные, они изготавливаются с повышенным запасом прочности (надежности) именно из-за того, что предназначены выполнять функции как основного, так и резервного отопительного оборудования.
К многотопливным котлам относятся и газовые/жидкотопливные котлы со сменными горелками, которые могут работать как с магистральным газом, так и с жидким топливом. Но к этим котлам настолько привыкли, что даже не считают их универсальными.
Одноконтурные и двухконтурные котлы
Выбрав отопительный котел по типу потребляемого топлива, следует задуматься о вариантах исполнения: одноконтурный или двухконтурный котел. То есть будет ваш котел обеспечивать отопление только дома, или вы доверите ему еще и горячее водоснабжение.
Разница между одноконтурным и двухконтурным отопительными котлами – в количестве теплообменников: в одноконтурном имеется один теплообменник, через который проходит теплоноситель (вода или антифризы), а в двухконтурном – два теплообменника, через которые проходят теплоносители, причем один из теплообменников предназначен для обеспечения подогретым теплоносителем системы отопления, а второй – для подогрева воды для хозяйственных и бытовых нужд. При этом одноконтурная отопительная система работает от одноконтурного котла, а двухконтурная может работать как от двухконтурного, так и от одноконтурного. Чтобы двухконтурная отопительная система могла работать от одноконтурного котла, достаточно подключить к такому котлу бойлер для системы горячего водоснабжения.
Если вам нужно не слишком много горячей воды (до 15 л/мин), при этом не слишком высокой температуры (до +30 °C), то можно использовать двухконтурный отопительный котел проточного типа – со встроенным змеевиком. Такой котел несущественно дороже одноконтурного, а наличие встроенного змеевика практически не увеличивает габариты котла. Но если требуется полноценное горячее водоснабжение, то приходится использовать двухконтурный отопительный котел со встроенным бойлером. Таким образом, обеспечивается запас 45–60 л горячей воды (если необходимо обеспечить горячей водой несколько точек водоразбора и при этом есть вероятность их одновременной работы, желательно использовать бойлер большего объема – 200 л и более, в зависимости от потребности в горячей воде и количества одновременно работающих точек водоразбора).
Недостатками котла со встроенным бойлером являются существенно увеличившиеся габариты (по сравнению с котлом со встроенным змеевиком), большой вес (за счет бойлера), а также увеличение расхода топлива (необходимо поддерживать температуру воды, запасенной в бойлере).
- Недорогие твердотопливные котлы отопления здесь
Страницы:
- 1 |
- 2 |
- 3 |
- 4 |
- 5 |
- 6 |
- 7 |
- 8 |
- 9 |
- 10 |
- 11 |
- 12 |
- 13 |
- 14 |
- 15 |
- 16 |
- 17 |
- 18 |
- 19 |
- 20 |
- 21 |
- 22 |
- 23 |
- 24 |
- 25 |
- 26 |
- 27 |
- 28 |
- 29 |
- 30 |
- 31 |
- 32 |
- 33 |
- 34
Вихревые генераторы, выпускаемые компанией ТЕПЛО XXI ВЕКА
Википедия: ошибка или умысел
Википедия утверждает, что теплогенератором является устройство, которое вырабатывает тепло сжиганием некоего топлива. Сразу возникает вопрос: что именно необходимо сжечь в вихревом теплогенераторе ТГ, ионном генераторе тепла или электродном котле? Далее, приводится схема со стандартной процедурой сгорания топлива в соответствующей камере, передачей тепла потребителю и фактически утверждаются ограничения на сферу применения вихревых и прочих тепогенераторов — только небольшие здания и индивидуальное отопление.
Поскольку даже электродные котлы способны отапливать солидные здания, хочу уличить википедию в безграмотности следующими доводами.
Принцип действия вихревых теплогенераторов
Изначально явление вихревой кавитации было открыто в ходе наблюдений за поведением и работой лопастей судовых винтов. Сразу же открытое явление приобрело негативную оценку, поскольку приводило к повреждениям и преждевременному износу лопастей. Однако, сегодня кавитация используется для экономичного отопления и нагрева воды в вихревых теплогенераторах, которые производит наше предприятие.
«Приручив» эффект кавитации, удалось создать высокоэффективный вихревой теплогенератор, в основу работы которого положен довольно простой принцип: создание вихревых потоков воды. Для этого используется стандартный асинхронный двигатель, который путем смешивания обратного и возмущающего потоков воды создает мощные завихрения, приводящие к образованию микроскопических пузырьков газа.
Служит своеобразным катализатором, в присутствии которого имеет место перераспределение энергий, изначально свойственных самой воде. В процессе этого перераспределения, конфигурация различных видов энергий в структуре теплоносителя меняется таким образом, что это приводит к росту температуры воды.
Выдвигаемая ниже версия этих процессов является прямым следствием современных представлений о температуре и теплоте, предлагаемых независимыми исследователями. Приведем вкратце тезисы этой теории:
- Температура тела – это не показатель содержания энергии в теле. Это параметр, характеризующий распределение различных видов энергии в объекте. Суммарно общее количество энергий объекта не изменяется и сохраняется постоянным при любой температуре.
- Во время теплового контакта двух тел с разными температурами тепловая энергия не переходит от горячего тела к холодному, несмотря на то, что их температура выравнивается и устанавливается равной для обоих. В действительности, в каждом из тел имеет место перераспределение своих внутренних энергий.
- Температуру объекта можно повысить без передачи ему энергии со стороны и, не совершая работы над ним.
Вероятно, такой нагрев теплоносителя происходит во время функционирования вихревых теплогенераторов благодаря кавитации. В таком случае, потребляемая мощность из электросети, расходуется на понижение давления в воде локально. По этой причине в воде формируются кавитационные агрегаты молекул. Следующий этап трансформации этих молекул не связан с потреблением электроэнергии или ее мощностью. Как было описано ранее, нагрев кавитационных объектов-молекул, приводящий к эффективному тепловому результату, не нуждается в дополнительных интервенциях электроэнергии извне. Соответственно, так как тепловая энергия на выходе оборудования здесь не зависит от электрической мощности на входе, то какие-либо запреты на превышение полезной мощности над потребляемой отсутствуют. Собственно, положения данной теории успешно воплощены в кавитационных вихревых теплогенераторах, а ее тезисы достигаются в правильно подобранных функциональных режимах.
Поэтому «запредельный» КПД (более 100%) этих режимов, в соответствии с предлагаемой теорией, совершенно не противоречит классическому закону сохранения энергии. В пример, можно привести аналогию с функционированием слаботочного реле, которое переключает высокоамперные токи. Либо работу детонатора, которая приводит к мощному взрыву.
Надо отметить, что работа именно вихревого теплогенератора стала своеобразным маркером, который столь ярко и наглядно демонстрирует «сверхединичность» процессов преобразования энергии, вразрез с устоявшимися академическими догмами. Предлагаем взглянуть на «сверхединичность» с иной позиции: если соответствующее оборудование не дотягивает до «сверхединичности», то это говорит о несовершенной конструкции изделия или о неверно выбранном режиме функционирования.
Отметим важное положительное практическое свойство вихревого теплогенератора: удачная конструкция, которая формирует кавитационные агрегаты молекул, вызывая их взрывную конденсацию, не приводит их в соприкосновение с рабочими частями изделия и даже близко к ним. Кавитационные пузырьки двигаются в свободном объёме воды. В результате, в ходе многолетней эксплуатации вихревого оборудования, практически полностью отсутствуют симптомы кавитационной эрозии. В тоже время, это очень существенно снижает уровень акустического шума, возникающего вследствие кавитации.
Купить вихревой теплогенератор
Приобрести требуемую модель вихревого теплогенератора или согласовать условия поставки, монтажа, получить примерную смету затрат Вы можете, связавшись с нами по любой контактной форме на этой странице.
Справочно, приводим актуальные цены на действующие модели:
— Что такое кавитация насоса?
Когда система работает при давлении ниже нейтрального, возникают две проблемы, вызывающие кавитацию. 1 — газы, которые выходят из раствора создание воздушных карманов (см. Закон Генри), а 2 — испарение. Оба они очень похожи.
Чтобы это имело смысл, вам нужно узнать, что определение нейтрального давления не является находящимся на полпути между положительной стороной насоса и отрицательной. Это гидростатическое давление. (Давление при выключенном насосе)
Вода в системе всегда пытается найти равновесие.
Теперь есть два способа, которыми он попытается найти равновесие, один из них — через поглощение газа по отношению к его парциальным давлениям и температуре воды (частицы воздуха, выходящие и входящие в
системы по закону Генри), а вторая часть находит равновесие давления пара.
Частицы воды вообще покидают воду в результате испарения температуры (даже льда), а также повторно конденсируются с аналогичной скоростью. Когда вы нагреваете жидкость, ее молекулы становятся более энергичными и разрушают межмолекулярные силы (IMF) и испаряются. Если вы запечатаете верхней части кастрюли вы создадите давление пара над водой. более высокое давление пара приведет к большей реконденсации обратно в жидкую фазу. Если вы снимете эту крышку, вы увидите затяжку пара, когда давление сбрасывается, а вода испаряется из-за более низкого давления выше. Закройте крышкой, испарение прекратится, и начнется цикл испарения-конденсации.
Этот цикл всегда происходит только в разной степени и чем больше изменяется температура, тем больше она выходит из равновесия, поэтому тем больше конденсации или испарения вы увидите.
Температура кипения. «Точка кипения — это точка, при которой пары
давление равно атмосферному давлению». Вот почему вода кипит при 100°C на уровне моря, 69°C на Эвересте и 101,1°C в Мертвом море (ниже уровня моря). Если вы поместите воду комнатной температуры под колпак
и создайте вакуум, вы будете кипятить воду при комнатной температуре. Затем она замерзнет, но это другой процесс. (Тройная точка)
Однако это относится к кипению воды в открытом контейнер. Так что, если мы запечатаем контейнер?.. Лучшее утверждение было бы «точка кипения, когда давление пара равно давлению воды»
Мы также должны иметь в виду, что пар является газом и может сжимается, как и любой другой газ, с небольшой разницей в давлении, тогда как давление воды резко возрастает при сжатии, хотя и не сжимается буквально.
Теперь, когда ваша система статична, она найдет равновесие
с дерастворенным воздухом и давлением пара. Когда вы включаете насос и котел, вы изменяете две характеристики: температуру и давление. При прохождении воды через котел температура
увеличивается, что будет способствовать испарению, но лишь незначительно увеличит давление пара при сжатии газа. Когда вода проходит через насос, давление также увеличивается, поэтому вода остается в
При реальном равновесии в тот момент, когда давление в воде падает ниже статического давления (нейтрального), у вас будет повышенное давление пара из-за нагретой воды и пониженное давление воды из-за
сопротивление в системе и мощность насоса.
После падения ниже нейтрального перепада давления между давлением пара и водой замыкается, когда вы достигаете загадочной точки, где «давление пара соответствует давлению воды», межмолекулярные силы молекул воды разрушаются, и вы получаете испарение!
Наряду с этим, как уже упоминалось выше, чем выше Температурная жидкость в сочетании с низким давлением выведет газы из раствора.
Это кавиация.
Во избежание этого установите расширительный бачок как можно ближе к поз. к отрицательной стороне насоса.
Написано Адамом Чепменом, экотехником
Www.chapmanplumbers.com
Гидравлический насос Кавитация | Проблемы с водой HVAC Лучшие советы 101
Содержание
Кавитация насоса Hydronic — Кавитация насоса может вызвать серьезные проблемы с насосом, если ее не устранить и не устранить. Чтобы понять причину кавитации, вам необходимо понять соотношение давления и температуры жидкости в контуре. Будь то вода или смесь воды и гликоля. Когда вода проходит через насос, она меняет давление со стороны всасывания на сторону нагнетания насоса.
Если статическое давление воды падает слишком сильно, образуется много пара, что приводит к образованию крошечных пузырьков в воде или жидкости в контуре, проходящем через насос. Эти пузырьки нестабильны и разрушаются, вызывая сильную турбулентность внутри подшипникового узла и могут повредить крыльчатку.
Кавитация часто возникает, когда в насосе слышны хлопки и треск. Кавитация также может звучать так, как будто насос прокачивает камни через рабочее колесо. Эти ненормальные шумы являются результатом схлопывания этих крошечных пузырьков.
По мере образования этих пузырьков насос теряет способность создавать необходимый напор для продолжения циркуляции жидкости по контуру. Решите проблему, и шумы исчезнут вместе с увеличенным сроком службы насосной системы.
Помимо повреждения рабочего колеса внутри, кавитация также приводит к сокращению срока службы насоса. Кавитация вызывает ускоренный износ подшипников и уплотнений, увеличивая время простоя на техническое обслуживание и ремонт. Это в сочетании с повышенными эксплуатационными расходами делает кавитацию серьезной проблемой, если насос остается в эксплуатации без решения проблемы по какой-либо причине.
Всегда устраняйте кавитацию путем решения основной проблемы и избегайте быстрых временных решений. Когда кавитация неизбежна, следует использовать специальные насосы, подшипники и рабочие колеса, а также усиленные фундаменты насосов и крепежные детали для отклонения вибраций, вызванных кавитацией. Это может обойтись дороже, чем решение проблемы.
Кавитационный гидронасос | Проблемы с водой HVAC – причины кавитации
Плохо спроектированные гидравлические контуры, слишком большие насосы и работа жидкости контура при температурах, превышающих проектные, являются распространенными причинами кавитации в водяных контурах. Обычно кавитация возникает при высоких скоростях потока, но она также может возникать при низких скоростях потока. Эти проблемы возникают, когда давление на всасывании падает ниже давления паров перекачиваемой жидкости. Проблемы, вызывающие кавитацию:
- Слишком высокая температура жидкости
- Гидравлический контур забит или забит. Проверьте сетчатые фильтры (особенно на стороне всасывания), ручные клапаны и другие проблемы, которые могут препятствовать потоку в гидравлическом контуре.
- Насос увеличенного размера
- Воздух в контуре
- Внутренняя рециркуляция — это проблема внутри крыльчатки, когда внутренние схемы рециркуляции развиваются внутри подшипникового узла. Скорость жидкости в схемах рециркуляции увеличивается до тех пор, пока жидкость не испарится, вызывая кавитацию.
- Турбулентность — слишком сильная турбулентность имеет такой же эффект внутренней рециркуляции, как указано выше.
Наиболее распространенная форма кавитации в насосах называется NPSha или чистым положительным напором на всасывании. Решением этой проблемы может быть замена насоса, однако проконсультируйтесь с техническим специалистом, чтобы найти другие возможные решения, которые могут быть менее дорогостоящими.