Générateurs de chaleur Vortex

Les générateurs de chaleur Vortex sont des installations qui vous permettent de recevoir de l'énergie thermique dans des appareils spéciaux en convertissant l'énergie électrique.

Histoire du premier générateurs de chaleur à tourbillon enraciné dans le premier tiers du XXe siècle, lorsque l'ingénieur français Joseph Rank a rencontré un effet inattendu, explorant les propriétés d'un vortex créé artificiellement dans l'appareil qu'il a développé - un tube à vortex. L'essence de l'effet observé était qu'à la sortie du tube vortex une séparation du flux d'air comprimé en un flux chaud et froid a été observée.

Les recherches dans ce domaine ont été poursuivies par l'inventeur allemand Robert Hillsch, qui dans les années quarante du siècle dernier a amélioré la conception du tube vortex Rank, en augmentant la différence de température des deux flux d'air à la sortie du tuyau. Cependant, Rank et Hilsch n'ont pas réussi à justifier théoriquement l'effet observé, ce qui a retardé son application pratique pendant de nombreuses décennies. Il est à noter qu'aucune explication théorique plus ou moins satisfaisante de l'effet Rank-Hills du point de vue de l'aérodynamique classique n'a encore été trouvée.

L’un des premiers scientifiques qui a eu l’idée de mettre du liquide dans la pipe de Rank est le scientifique russe Alexander Merkulov, professeur à l’Université aérospatiale d’Etat Kuybyshevsky (maintenant Samara), qui est reconnu pour avoir développé les fondements de la nouvelle théorie. Créé par Merkulov à la fin des années 1950, le Laboratoire de recherche industrielle sur les moteurs thermiques et les machines de réfrigération a effectué une énorme quantité de recherches théoriques et expérimentales sur l'effet de vortex.

L'idée d'utiliser non pas de l'air comprimé mais de l'eau comme fluide de travail dans un tube vortex était révolutionnaire, car l'eau, contrairement au gaz, est incompressible. Par conséquent, il ne faut pas s'attendre à l'effet de la séparation des flux en froid et en chaud. Cependant, les résultats ont dépassé toutes les attentes: l'eau traversant la "cochlée" s'est rapidement réchauffée (avec une efficacité supérieure à 100%).

Le scientifique a eu du mal à expliquer l'efficacité similaire du processus. Selon certains chercheurs, l'augmentation anormale de la température du liquide est causée par des processus de microcavitation, à savoir «l'effondrement» de microcavités (bulles) remplies de gaz ou de vapeur, qui se forment lors de la rotation de l'eau dans un cyclone. L'incapacité d'expliquer une telle efficacité élevée du processus observé du point de vue de la physique traditionnelle a conduit au fait que l'énergie thermique vortex s'est fermement établie dans la liste des directions "pseudoscientifiques".

Entre-temps, ce principe a été adopté, ce qui a conduit au développement de modèles fonctionnels de générateurs de chaleur et d'électricité qui mettent en œuvre le principe décrit ci-dessus. Actuellement, des centaines de générateurs de chaleur à vortex de différentes capacités produites par un certain nombre d'entreprises nationales de recherche et de production fonctionnent avec succès en Russie, dans certaines républiques de l'ex-Union soviétique et dans plusieurs pays étrangers.

Fig. 1. Schéma de principe du générateur de chaleur vortex

Actuellement, les entreprises industrielles produisent des générateurs de chaleur à vortex de différentes conceptions.

Fig. 2. Générateur de chaleur Vortex "MUST"

Dans l'entreprise de recherche et développement de Tver "Angstrom", un convertisseur d'énergie électrique en chaleur a été développé - générateur de chaleur vortex "MUST". Le principe de son action est breveté par R.I. Mustafayev (Pat.2132517) et permet de recevoir l'énergie thermique directement de l'eau. La conception ne comporte aucun élément chauffant et seule une pompe qui pompe l'eau est alimentée par l'électricité.Un bloc d'accélérateurs de fluide et un dispositif de freinage sont situés dans le corps du générateur de chaleur à vortex. Il se compose de plusieurs tubes vortex d'une conception spéciale. L'inventeur prétend qu'aucun des dispositifs conçus à ces fins n'a un coefficient plus élevé.

La haute efficacité n'est pas le seul avantage du nouveau convertisseur. Les développeurs considèrent qu'il est particulièrement prometteur d'utiliser leur générateur de chaleur à vortex dans les bâtiments nouvellement construits, ainsi que des objets éloignés du chauffage urbain. Le générateur de chaleur à tourbillon MUST peut être monté directement dans les réseaux de chauffage internes formés des objets, ainsi que dans les lignes technologiques.

Il est impossible de ne pas dire que la nouveauté est encore plus chère que les chaudières traditionnelles. Angstrom propose déjà à ses clients plusieurs générateurs MUST d'une puissance de 7,5 à 37 kW. Ils sont capables de chauffer des pièces de 600 à 2200 mètres carrés, respectivement.

Le taux de conversion de l'électricité est de 1,2, mais peut atteindre 1,5. Au total, une centaine de générateurs de chaleur à tourbillon DOIVENT fonctionner en Russie. Les modèles produits de générateurs de chaleur MUST permettent de chauffer des pièces jusqu'à 11 000 m3. Le poids d'installation est de 70 à 450 kg. La puissance thermique de l'installation MUST 5.5 est de 7112 kcal / h, la puissance thermique de l'installation MUST 37 est de 47840 kcal / h. Le caloporteur utilisé dans le générateur de chaleur à tourbillonnement MUST peut être de l'eau, de l'antigel, du polyglycol ou tout autre liquide qui ne gèle pas.

Fig. 3. Générateur de chaleur Vortex "VTG"

Générateur de chaleur vortex VTG Il s'agit d'un corps cylindrique équipé d'un cyclone (escargot à entrée tangentielle) et d'un dispositif de freinage hydraulique. Le fluide de travail sous pression est fourni à l'entrée du cyclone, après quoi il le traverse de manière complexe et est freiné dans le dispositif de freinage. Aucune pression supplémentaire dans les tuyaux du réseau de chauffage n'est créée. Le système fonctionne en mode pulsé, fournissant un mode de température prédéterminé.

L'eau ou d'autres liquides non agressifs (antigel, antigel) sont utilisés comme caloporteur dans VTG, selon la zone climatique. Le processus de chauffage d'un liquide se produit en raison de sa rotation selon certaines lois physiques, et non sous l'influence d'un élément chauffant.

Le coefficient de conversion de l'énergie électrique en chaleur provenant du générateur de chaleur à vortex VTG de première génération était d'au moins 1,2 (c'est-à-dire que le KPI était d'au moins 120%). Dans VTG, il est consommé uniquement sur une pompe électrique pompant de l'eau, et l'eau libère de l'énergie thermique supplémentaire.

L'installation fonctionne en mode automatique, en tenant compte de la température ambiante. Le mode de fonctionnement est contrôlé par une automatisation fiable. Un chauffage direct du liquide est possible (sans boucle fermée), par exemple pour produire de l'eau chaude. Le chauffage a lieu en 1 à 2 heures, selon la température extérieure et le volume de la pièce chauffée. Le coefficient de conversion de l'énergie électrique (KPI) en chaleur est bien supérieur à 100%.

Les générateurs de chaleur à vortex VTG ont été testés dans divers instituts de recherche, dont le RSC Energia nommé d'après S.P. Korolev en 1994, au Central Aerodynamic Institute (TsAGI) eux. Joukovski en 1999. Des tests ont confirmé la haute efficacité du générateur de chaleur à vortex VTG par rapport à d'autres types de radiateurs (électriques, à gaz et fonctionnant également avec des combustibles liquides et solides). À la même puissance thermique que celle des installations de chauffage traditionnelles, unités de génération de chaleur à vortex de cavitation consomment moins d'électricité.

L'installation se caractérise par les performances globales les plus élevées, facile à entretenir et a une durée de vie de plus de 10 ans. Le générateur de chaleur à tourbillon VTG se distingue par ses petites dimensions: la surface occupée, selon le type de générateur de chaleur, est de 0,5 à 4 m². À la demande du client, il est possible de fabriquer un générateur pour fonctionner dans des environnements agressifs. Des générateurs de chaleur Vortex de différentes capacités sont également produits par d'autres entreprises.