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Generadores de calor Vortex
Los generadores de calor Vortex son instalaciones que le permiten recibir energía térmica en dispositivos especiales mediante la conversión de energía eléctrica.
Historia de la primera generadores de calor de remolino arraigado en el primer tercio del siglo XX, cuando el ingeniero francés Joseph Rank encontró un efecto inesperado, explorando las propiedades de un vórtice creado artificialmente en el dispositivo que desarrolló: un tubo de vórtice. La esencia del efecto observado fue que a la salida del tubo de vórtice se observó una separación del flujo de aire comprimido en una corriente fría y cálida.
La investigación en esta área fue continuada por el inventor alemán Robert Hillsch, quien en los años cuarenta del siglo pasado mejoró el diseño del tubo de vórtice Rank, logrando un aumento en la diferencia de temperatura de los dos flujos de aire en la salida de la tubería. Sin embargo, tanto Rank como Hilsch no pudieron demostrar teóricamente el efecto observado, lo que retrasó su aplicación práctica durante muchas décadas. Cabe señalar que aún no se ha encontrado una explicación teórica más o menos satisfactoria del efecto Rank-Hills desde el punto de vista de la aerodinámica clásica.
Uno de los primeros científicos que tuvo la idea de poner líquido en la tubería de Rank es el científico ruso Alexander Merkulov, profesor de la Universidad Estatal Aeroespacial Kuybyshevsky (ahora Samara), a quien se le atribuye el desarrollo de los fundamentos de la nueva teoría. Creado por Merkulov a fines de la década de 1950, el Laboratorio de Investigación Industrial de Motores de Calor y Máquinas de Refrigeración realizó una gran cantidad de investigación teórica y experimental sobre el efecto vórtice.
La idea de usar no aire comprimido sino agua como fluido de trabajo en un tubo de vórtice fue revolucionaria, porque el agua, a diferencia del gas, es incompresible. En consecuencia, no debe esperarse el efecto de la separación de flujos en frío y calor. Sin embargo, los resultados excedieron todas las expectativas: al pasar por la "cóclea", el agua se calentó rápidamente (con una eficiencia superior al 100%).
Al científico le resultó difícil explicar la efectividad similar del proceso. Según algunos investigadores, el aumento anormal de la temperatura del líquido es causado por procesos de microcavitación, a saber, el "colapso" de las microcavidades (burbujas) llenas de gas o vapor, que se forman durante la rotación del agua en un ciclón. La incapacidad para explicar una eficiencia tan alta del proceso observado desde el punto de vista de la física tradicional ha llevado al hecho de que la energía térmica vórtice se ha establecido firmemente en la lista de direcciones "pseudocientíficas".
Mientras tanto, se adoptó este principio, que condujo al desarrollo de modelos de trabajo de generadores de calor y energía que implementan el principio descrito anteriormente. Actualmente, cientos de generadores de calor de vórtice de diversas capacidades producidos por varias empresas nacionales de investigación y producción operan con éxito en Rusia, algunas repúblicas de la antigua Unión Soviética y varios países extranjeros.
Fig. 1. Diagrama esquemático del generador de calor vórtice
Actualmente, las empresas industriales producen generadores de calor de vórtice de varios diseños.
Fig. 2. Generador de calor Vortex "DEBE"
En la empresa de investigación y desarrollo de Tver "Angstrom" se desarrolló un convertidor de energía eléctrica en calor: generador de calor vórtice "DEBE". El principio de su acción está patentado por R.I. Mustafayev (Pat. 2132517) y le permite recibir energía térmica directamente del agua. El diseño no tiene elementos de calentamiento, y solo una bomba que bombea agua funciona con electricidad.Un bloque de aceleradores de fluido y un dispositivo de freno se encuentran en el cuerpo del generador de calor vórtice. Se compone de varios tubos de vórtice de un diseño especial. El inventor afirma que ninguno de los dispositivos diseñados para estos fines tiene un coeficiente más alto.
La alta eficiencia no es la única ventaja del nuevo convertidor. Los desarrolladores consideran particularmente prometedor utilizar su generador de calor vórtex en edificios de nueva construcción, así como objetos alejados de la calefacción urbana. El generador de calor de remolino DEBE montarse directamente en las redes de calentamiento internas formadas de objetos, así como en líneas tecnológicas.
Es imposible no decir que la novedad es aún más cara que las calderas tradicionales. Angstrom ya ofrece a sus clientes varios generadores MUST con capacidades de 7,5 a 37 kW. Pueden calentar habitaciones de 600 a 2200 metros cuadrados, respectivamente.
La relación de conversión de electricidad es 1.2, pero puede alcanzar 1.5. En total, alrededor de cien generadores de calor DEBE operar en Rusia. Los modelos producidos de generadores de calor DEBEN permitir calentar habitaciones de hasta 11,000 m3. El peso de instalación es de 70 a 450 kg. La potencia térmica de la instalación MUST 5.5 es 7112 kcal / h, la potencia térmica de la instalación MUST 37 es 47840 kcal / h. El portador de calor utilizado en el generador de calor de remolino DEBE ser agua, anticongelante, poliglicol o cualquier otro líquido no congelante.
Fig. 3. Generador de calor Vortex "VTG"
Generador de calor VTG Vortex Es un cuerpo cilíndrico equipado con un ciclón (caracol con entrada tangencial) y un dispositivo de frenado hidráulico. El fluido de trabajo bajo presión se suministra a la entrada del ciclón, después de lo cual pasa a través de él en un camino complejo y se frena en el dispositivo de freno. No se crea presión adicional en las tuberías de la red de calefacción. El sistema funciona en modo pulsado, proporcionando un modo de temperatura predeterminado.
El agua u otros líquidos no agresivos (anticongelante, anticongelante) se utilizan como portadores de calor en VTG, dependiendo de la zona climática. El proceso de calentar un líquido ocurre debido a su rotación de acuerdo con ciertas leyes físicas, y no bajo la influencia de un elemento calefactor.
El coeficiente de conversión de energía eléctrica en calor del generador de calor vórtice VTG de primera generación fue de al menos 1,2 (es decir, el KPI fue de al menos 120%). En VTG, se consume solo en una bomba eléctrica que bombea agua, y el agua libera energía térmica adicional.
La instalación funciona en modo automático, teniendo en cuenta la temperatura ambiente. El modo de operación es controlado por una automatización confiable. El calentamiento directo del líquido es posible (sin un circuito cerrado), por ejemplo, para producir agua caliente. El calentamiento se realiza en 1-2 horas, dependiendo de la temperatura exterior y el volumen de la habitación climatizada. El coeficiente de conversión de energía eléctrica (KPI) en calor es muy superior al 100%.
Los generadores de calor VTG vortex se probaron en varios institutos de investigación, incluido el RSC Energia que lleva el nombre S.P. Korolev en 1994, en el Instituto Central de Aerodinámica (TsAGI) ellos. Zhukovsky en 1999. Las pruebas han confirmado la alta eficiencia del generador de calor VTG Vortex en comparación con otros tipos de calentadores (eléctricos, de gas y que también funcionan con combustibles líquidos y sólidos). Con la misma producción de calor que la de las plantas de calefacción tradicionales, unidades generadoras de calor de vórtice de cavitación Consumir menos electricidad.
La instalación se caracteriza por el rendimiento general más alto, fácil de mantener y tiene una vida útil de más de 10 años. El generador de calor de remolino VTG se distingue por sus pequeñas dimensiones: el área ocupada, dependiendo del tipo de generador de calor, es de 0.5-4 m2. A pedido del cliente, es posible fabricar un generador para operar en ambientes agresivos. Los generadores de calor Vortex de varias capacidades también son producidos por otras empresas.
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