СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР

Группа полезных моделей относится к теплотехнике, а именно к средствам нагрева жидких сред без сжигания топлива.
Известна система отопления, содержащая насос, всасывающий патрубок насоса соединен с выходом струйного аппарата циклонного типа, ось которого расположена вертикально. Нагнетательный патрубок насоса соединен с узлом создания градиента давления, выход которого соединен с входом струйного аппарата, расположенным в верхней его части, а в нижней части струйного аппарата расположен выход для нагретой жидкости. Полость струйного аппарата соединена с расширительной емкостью, установленной над струйным аппаратом.
В процессе работы системы жидкость насосом через нагнетательный патрубок под давлением подается в узел создания градиента давления, в котором образуется скоростной поток жидкости и подается в верхнюю часть струйного аппарата. В струйном аппарате жидкость нагревается, выделяющийся из жидкости газ скапливается в центральном противопотоке, так как плотность газа значительно меньше плотности жидкости.
Образующийся противопоток газа во вращающейся жидкости направляется в расширительную емкость, что позволяет удалять выделяющийся газ непосредственно в месте его образования. Нагретая дегазированная жидкость из нижней части струйного аппарата направляется потребителю, например, в радиатор, откуда охлажденная жидкость подается во всасывающий патрубок насоса.
(см. патент РФ №2260750, кл. F24J 3/00, 2006 г.) - наиболее близкий аналог (для системы отопления).
Данная система характеризуется относительно низким тепловым КПД.
Известен гидравлический теплогенератор, содержащий закручивающее входное устройство, соединенное с одной стороны с корпусом вихревой трубы, а с другой стороны к закручивающему устройству пристыкован патрубок отвода нагретой жидкости, внутри которого установлено устройство торможения поступающей в него нагретой жидкости. Боковые стенки и дно вихревой трубы образуют ассиметричную расширяющуюся по направлению к дну полость. На боковых стенках трубы образованы цилиндрические канавки.
В процессе работы гидравлического теплогенератора при подаче жидкости через входное закручивающее устройство ее движение приобретает вихревой характер и к моменту поступления в вихревую трубу скорость ее возрастает. При движении в вихревой трубе жидкость, омывая внутреннюю поверхность стенок трубы, движется по направлению к ее дну. Часть жидкости потока, заполнив цилиндрические канавки, совершает в них спиралеподобное перемещение, интенсифицируя превращение энергии этих потоков в тепло.
Приближаясь к дну трубы, жидкость нагревается и вытесняется в среднюю приосевую зону трубы, в которой осуществляется ее движение в противоположном направлении, то есть к закручивающему устройству и далее - через его приосевую зону в патрубок отвода нагретой жидкости.
(см. патент РФ №2134381, кл. F24D 3/02, 1999 г.).
Данный гидравлический теплогенератор характеризуется относительно низким КПД.
Задачей настоящей группы полезных моделей является повышение теплового КПД и эффективности системы отопления и гидродинамического теплогенератора как ее основной части.
Поставленная задача обеспечивается тем, что система отопления содержит радиатор, насос и гидродинамический теплогенератор с входным закручивающим устройством, расположенным между имеющей днище вихревой камерой и осевым патрубком для отвода теплоносителя, соединенным с всасывающим патрубком насоса с возможностью прохождения теплоносителя через радиатор, при этом входное
закручивающее устройство сообщено с нагнетательным патрубком насоса, периферия вихревой камеры со стороны днища сообщена с всасывающим патрубком насоса.
В гидродинамическом теплогенераторе содержащем входное закручивающее устройство, расположенное между имеющей днище полуоткрытой камерой и осевым патрубком, а также тормозное устройство, новым является то, что входное отверстие патрубка расположено внутри камеры, а тормозное устройство расположено на ее днище, на днище камеры может быть установлено как минимум, одно ребро, обращенное в сторону осевого патрубка, а входное отверстие осевого патрубка расположено внутри камеры, а сам осевой патрубок установлен с возможностью осевого перемещения вдоль камеры.
При проведении патентных исследований из уровня техники не выявлены решения, идентичные заявленной полезной модели, а следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию охраноспособности «новизна».
Сведений изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления заявленной полезной модели.
Сущность заявленной группы полезных моделей поясняется графическими материалами, на которых представлена схема системы отопления и гидродинамического теплогенератора.
Система отопления содержит радиатор 1, насос 2 и гидродинамический теплогенератор 3 для нагрева теплоносителя.
Гидродинамический теплогенератор содержит вихревую камеру 4 и закручивающее устройство 5. Один торец вихревой камеры закрыт днищем 6, другой открыт и у этого ее торца размещено закручивающее устройство. Полости вихревой камеры 4 и закручивающего устройства 5 сообщены друг с другом.
Вход закручивающего устройства имеет возможность соединения с нагнетательным патрубком насоса 2.
На днище 6 вихревой камеры 4 размещено тормозное устройство, выполненное в виде одного или несколько ребер 7. Тормозное устройство также может быть выполнено в виде диффузора.
В приосевой части вихревой камеры, в зоне ее открытого торца установлен осевой патрубок 8, входное отверстие которого расположено внутри вихревой камеры 4. Ребро (ребра) 7 обращены в сторону осевого патрубка.
Выход патрубка 8 имеет возможность связи с радиатором 1. Радиатор связан с всасывающим патрубком насоса 2.
Периферия вихревой камеры со стороны днища 6 каналом 9, сообщена с всасывающим патрубком насоса 3.
Конструкция агрегатов системы, не раскрытая в материалах настоящей заявки, является известной, она не составляет предмета патентной охраны и поэтому в материалах заявки не раскрыта.
Система отопления и гидродинамический теплогенератор в ее составе работают следующим образом.
Систему монтируют таким образом, чтобы ось вихревой камеры гидродинамического теплогенератора располагалась вертикально.
При работе насоса 2, он нагнетает воду в закручивающее устройство 5, проходя через которое задается направление потока воды, в результате чего скорость потока к моменту его входа в вихревую камеру 4 возрастает. При попадании в вихревую камеру вода за счет действия центробежных сил отбрасывается к внутренней поверхности стенок камеры и совершает спиралевидное перемещение в сторону днища 6 вихревой камеры, в ходе которого частично тормозится. При этом энергия торможения преобразуется в теплоту и подогревает движущуюся жидкость. Слои (потоки) воды, находящиеся на разных расстояниях от оси вращения потока (которая практически совпадет с осью камеры) имеют разные скорости, что обуславливает трение между вращающимися друг относительно друга слоями жидкости и дальнейший ее нагрев. Вода, имеющая наибольшую температуру нагрева, скапливается в приосевой части камеры и противопотоком через патрубок 8 подается в радиатор 1 (потребителю).
После передачи потребителю тепла, охлажденная вода из радиатора насосом 3 подается на вход закручивающего устройства 5.
Закрученный поток воды с периферии (от стенки камеры), перед выходом попадает на ребра 7 тормозного устройства, или проходит через диффузор, где гасится его скорость, и по каналу 9 подается на всасывающий патрубок насоса 2.
Далее цикл повторяется.