Теплова система

Реферат: Теплова система включає послідовно з'єднані між собою у кільце трубопроводами та патрубками бак для води, теплоутворювач, теплообмінник, запірну арматуру та апаратуру керування. Теплоутворювач виконано у вигляді кавітатора, вхід якого з'єднано з баком для води, а вихід під'єднано патрубками та запірною арматурою до входу теплообмінника, з'єднаного з баком для води, вхідний патрубок якого встановлено вище рівня води в ньому. UA 76610 U (12) UA 76610 U UA 76610 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до пристроїв, які можуть бути використані в системах теплозабезпечення житлових, громадських та промислових приміщень, а також для гарячого водопостачання як для побуту, так і для технологічних систем в різних галузях народного господарства. Відомі теплові системи автономного та локального опалення III, які мають у своєму складі теплоутворювач, теплообмінники, бак для води, запірну арматуру, які з'єднані між собою у кільце патрубками та трубопроводами, та апаратуру керування тепловою системою. Теплоутворювачі відомих теплових систем являють собою котли для нагрівання води при спалюванні твердого, рідинного палива або природного газу. Недоліком відомих теплових систем є низький коефіцієнт ефективності роботи, який в залежності від виду палива лежить в межах від 0,4 до 0,65 /1/ а також складність конструкції пристроїв для одержання тепла за рахунок спалювання будь якого виду палива. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки конструкції теплової системи та створення умов технологічного процесу перетворення будь-якого виду енергії, наприклад електричної, який забезпечить підвищення ефективності одержання додаткового тепла. Поставлена задача вирішується тепловою системою, яка включає послідовно з'єднані між собою у кільце трубопроводами та патрубками бак для води, теплоутворювач, теплообмінник, запірну арматуру та апаратуру керування, при цьому у відповідності до корисної моделі теплоутворювач виконано у вигляді кавітатора /2/, вхід якого з’єднано з баком для води, а вихід під'єднано патрубками та запірною арматурою до входу теплообмінника, поєднаного з баком для води, вхідний патрубок якого встановлено вище рівня води в ньому. Суть корисної моделі пояснюється схемою теплової системи для підвищення ефективності одержання тепла, яка наведена на кресленні. Теплова система складається з бака 1 для води, теплоутворювача 2 ТУ(К), теплообмінника 3, запірної арматури 4 та апаратури керування 5 (АК), які з'єднані між собою у кільце трубопроводами 6 та патрубками. Теплоутворювач 2 виконано у вигляді кавітатора, вхід якого поєднано з баком 1 для води безпосередньо запірною арматурою 4, а вихід кавітатора 2 під'єднано патрубками та запірною арматурою 4 до входу теплообмінника 3, поєднаного трубопроводом 6 з баком 1 для води, вхідний патрубок 7 якого встановлено вище рівня 8 води в ньому. Висота h вхідного патрубка 7 над рівнем води 8 у бакові 1 відповідає умові: h>0. (1) Для забезпечення зазначеної умови (1), а саме, встановлення вхідного патрубка 7 вище рівня води 8 у бакові 1, бак має контрольний патрубок 9, який забезпечує постійний максимальний рівень води в ньому. При зниженні рівня води 8 у бакові 1 висота h вхідного патрубка 7 над рівнем води 8 збільшується, що не суперечить виконанню умови (1). Теплова система працює наступним чином. Всю теплову систему заповнюють водою, при цьому рівень води 8 у бакові 1 може бути максимальним завдяки наявності контрольного патрубка 9, через який зайва вода буде зливатися геть. На датчиках температури встановлюють (задають) необхідне її значення, яке повинно бути у приміщенні. Відкривають крани запірної арматури 4 і запускають теплову систему в роботу. Запуск системи в роботу здійснюється апаратурою керування 5, за допомогою якої включають кавітатор 2. При роботі кавітатора 2 утворюють кавітаційні пухирці та виділяють атоми і складові молекул води, головним чином атомарний водень та атомарний кисень. Розміри кавітаційних пухирців зменшуються і відбувається це завдяки зближенню стінок кавітаційних пухирців з швидкістю у відповідності до рівняння Релея: 3  2P  R0   1 , (2)    R3   2 де P - тиск на зовнішній поверхні пухирця (н/м ); 3  - щільність рідини (кг/м ); R 0 - та R - початковий та текучий радіуси кавітаційного пухирця (м). Швидкість зближення стінок кавітаційних пухирців з зменшенням радіуса пухирця R необмежено збільшується (залежність 2), таким чином, продовжують зменшення розмірів кавітаційних пухирців та відстані між атомарним воднем та атомарним киснем. Відстань між атомарним воднем та атомарним киснем в нутрі пухирця зменшують до критичної, при цьому прискорення, з яким рухаються стінки пухирця до центру, збільшується, що спричиняє ущільнення шару рідини біля стінок пухирця, що створює умови, при яких відбувається взаємодія між атомарним воднем та атомарним киснем у вигляді окисно-відновній реакції (ОВР), яка спричиняє мікровибух. За формулою Жуковського для води тиск при V 50 55 1 UA 76610 U 5 10 15 20 25 30 35 "схлопуванні" кавітаційних пухирців сягає порядку 4 ГПА (40000 атм). При взаємодії між атомарним воднем та атомарним киснем у вигляді окисно-відновної реакції (ОВР) спостерігається синьо-голубе світло сонолюмінесценції, що приблизно відповідає теоретичному випромінюванню "абсолютно чорного тіла" при температурі 6000 °С. Внаслідок взаємодії між атомарним воднем та атомарним киснем у вигляді окисно-відновної реакції (ОВР) при критичній відстані між ними, утворюють нові молекули води та одержують тепло у вигляді: Н + Н + О = Н2О + Q, (3) де Н - атомарний водень; О - атомарний кисень; Н2О - молекула води; Q - виділене додаткове тепло (кал.). Крім того, між рухомими та нерухомими частинами кавітатора (статор - вода, вода - ротор) виникають електричні розряди внаслідок електролізації води, які спричиняють появі умов окисно-відновної реакції (ОВР) між атомарним воднем та атомарним киснем. Апаратура керування 5 призначена для керування роботи кавітатора 2, тобто включення та його зупинку в залежності від встановлених необхідних параметрів у приміщенні, яке обслуговується тепловою системою. Для забезпечення роботи апаратури керування 5 у приміщенні встановлені датчик(и) температури з можливістю її регулювання на необхідні параметри та датчики рівня води у бакові 1. Зазначені датчики з апаратурою керування мають зворотний зв'язок, тобто, при досягненні необхідних параметрів температури у приміщенні апаратура керування 5 автоматично вимкне кавітатор, а при зниженні її нижче встановленої автоматично увімкнено кавітатор в роботу, що дозволить підтримувати необхідні параметри температури у приміщенні у автоматичному режимі. Запропонована конструкція теплової системи та наведений перелік операцій одержання тепла забезпечить виконання поставленої задачі корисної моделі - розробка конструкції теплової системи та створення умов технологічного процесу перетворення будь-якого виду енергії, наприклад електричної, який забезпечить підвищення ефективності роботи теплової системи за рахунок одержання додаткового тепла. Запропонована конструкція теплової системи є промислово придатною і може бути реалізована в системах теплозабезпечення житлових, суспільних та промислових приміщень, а також для гарячого водопостачання як для побуту, так і для технологічних систем в різних галузях народного господарства. В джерелах інформації теплової системи з аналогічними ознаками авторами не виявлено. Джерела інформації: 1. Фоминский Л.П. Роторные генераторы дарового тепла. Сделай сам. - Черкассы: "Око Плюс", 2003. - 346 с. 2. Патент України на винахід № 78879 Кавітатор МПК B01F7/00. Глотов Є.А., Сердюк О.Д., Нікітіна О.С., Нікітін С.П. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Теплова система, яка включає послідовно з'єднані між собою у кільце трубопроводами та патрубками бак для води, теплоутворювач, теплообмінник, запірну арматуру та апаратуру керування, яка відрізняється тим, що теплоутворювач виконано у вигляді кавітатора, вхід якого з'єднано з баком для води, а вихід під'єднано патрубками та запірною арматурою до входу теплообмінника, з'єднаного з баком для води, вхідний патрубок якого встановлено вище рівня води в ньому. 2 UA 76610 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3