УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к области теплоснабжения и предназначена для производства экологически чистой тепловой энергии и транспортировки ее конечному потребителю с целью обеспечения отопления помещений, горячего водоснабжения, а также безопасного нагрева технологических жидкостей, приготовления суспензий и эмульсий. Таким образом, предлагаемая полезная модель может быть использована в теплоэнергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве, здравоохранении, образовании, сельском хозяйстве, на транспорте и в других областях, где осуществляются процессы выработки и потребления тепловой энергии.
Целью создания устройства для производства тепловой энергии как автономного молекулярного резонансного, импульсно-волнового теплогенератора является удовлетворение потребности конечного потребителя в экономически эффективной экологически чистой тепловой энергии с целью обеспечения отоплением и горячим водоснабжением жилых, социальных, административных, производственных, транспортных и других объектов.
Производство тепловой энергии осуществляется установкой с теплогенератором, который состоит из металлического корпуса (крестообразной, лепестковой, шарообразной или цилиндрической формы), внутрикорпусной оснастки состоящей из резонаторов, кавитатора, активаторов, эжектора, поляризационной матрицы, сопла Лаваля, тангенциального завихрителя, комплекта запорной арматуры, измерительных и регулирующих приборов для обеспечения работы как в автоматическом, так и в ручном режимах.
Металлический корпус теплогенератора выполнен из нержавеющей стали и армирован для повышения конструкционной прочности, композиционным материалом ЭкоПЛАСТ с нанесенным теплоизолирующим покрытием. На внешней поверхности металлического корпуса располагаются входные и выходной патрубки, а также гнезда для крепления приборов безопасности, термоманометра, активаторов и резонаторов. Во внутренней полости корпуса теплогенератора жестко закрепляются четыре параболических перфорированных (с ячейкой диаметром 1 мм) активатора, три или шесть цилиндрических полых перфорированных (с ячейкой диаметром 1 мм) резонатора под углом 120° по отношению друг к другу, что определяется требуемой расчетной мощностью устройства, кавитатор, представляющий собой перфорированную (с ячейкой диаметром 1 мм) трехгранную усеченную призму, с завихрителем и соплом Лаваля на входе и тормозящим устройством в торце призмы. В призму через входной патрубок под давлением, создаваемым насосом, подается активированный поляризационной матрицей (поляризатором) теплоноситель, который проходя через сопло Лаваля ускоряется, закручивается в жгут завихрителем, поступает во внутреннюю полость призмы и распространяется до тормозящего устройства, где происходит резкое торможение жгута, и далее в зоне истечения активированной струи жидкости через перфорированные в корпусе призмы микроотверстия происходит процесс турбуляции теплоносителя с возникновением в жидкости микроскопических кавитационных пузырьков, порождаемых в зонах с пониженным давлением, и исчезающих с выделением тепловой энергии в зонах повышенного давления, которые непрерывным потоком поступают в резонансную камеру теплогенератора из внутренней полости кавитатора.
Из существующего уровня техники известны средства получения тепла без нагревания теплоносителя другими источниками тепла, например устройство для получения тепла за счет сжатия теплоносителя в центрифуге (патент США US2451837, опубликованный 19.10.1948) или нагревательное устройство на основе явления гидравлического трения (патент США US 4262386, опубликованный 31.31.1984).
Известен теплогенератор кавитационного типа с насосом-побудителем, подающим жидкость в центробежную форсунку, содержит осесимметричную камеру торможения с диаметром, большим сопла форсунки, и с торцевой стенкой и периферийно расположенное на ее выходе кольцевое сопло, переменного по радиусу сечения, выходящее в расположенную вокруг отводную камеру, сообщенную с насосом-побудителем (см. патент РФ RU 2221200 С2 от 19.05.1999). При таком выполнении теплогенератора существенно повышается интенсивность кавитационных процессов и тепловыделение в жидкости при возможности управлять процессом тепловыделения, обеспечивая безкавитационную работу насоса-побудителя. Изобретение относится к устройствам преобразования механической энергии движения жидкости в тепловую посредством кавитации в потоке жидкости, а также может использоваться для кавитационной обработки жидкости или их смесей с другими жидкостями и газами.
К недостаткам этого устройства следует отнести высокий риск зашлаковки форсунок и сопел, отсутствие компонентов интенсифицирующих процессы образования и схлопывания кавитационных пузырьков, а также низкую энергетическую эффективность.
Известно изобретение - ультразвуковой активатор (патент RU N 2054604 С1 от 20.02.96 г.), содержащий две или более соединенные последовательно рабочих камеры, в каждой из которых установлены рабочие колеса центробежного насоса с закрепленными на периферии роторами в виде перфорированных колец. Коаксиально роторам в корпусах рабочих камер напротив каждого ротора закреплен статор, выполненный в виде перфорированного кольца. Рабочие камеры сообщены между собой посредством диффузоров. Последняя рабочая камера соединена с первой камерой циркуляционным контуром.
Недостатками известного устройства являются:
- большие осевые нагрузки на подшипники;
- сложность сборки, так как требуется поэлементная единовременная сборка ротора, деталей корпуса, деталей статора;
- трудность обеспечения взаимной центровки сопрягаемых деталей;
- сложность обеспечения высокой плотности корпуса устройства при колебаниях давления и температуры.
Известно изобретение (патент российской федерации №2188366 01.03.2001 г.), которое относится к теплотехнике и может быть использовано для обогрева жилых и производственных помещений и горячего водоснабжения. Сущность изобретения заключается в том, что в теплогенераторе, содержащем емкость, подводящий и выходной патрубки, теплообменник и водонагреватель, теплообменник, являющийся одновременно гасителем кругового движения воды, представляет собой перфорированный кожух, а водонагреватель состоит из дисков, устанавливаемых между ними диафрагм, верхней крышки, установленного на верхней крышке нагнетающего патрубка, снабженного внутренним винтом Архимеда, нижней крышки, фланца, переходящего в вал, и стягивающих стержней, причем диски состоят из отдельных каплевидных сегментов, отделенных друг от друга каналами, поверхности которых построены по эвольвенте, а между наружными и внутренними частями сегментов, соединенных между собой элементами жесткости, образована полость, имеющая выходы на наружную сторону диска и в канал между сегментами. Такое выполнение теплогенератора повышает эффективность нагрева воды без применения циркуляционного насоса, увеличивает надежность и долговечность конструкции. Создаваемое водонагревателем избыточное давление воды в емкости позволяет теплогенератору выполнять функции циркуляционного насоса.
Недостатками данного устройства для получения тепловой энергии являются повышенная металлоемкость конструкции, низкие показатели технологичности и высокие значения потребляемой электрической мощности, а также сложность оптимизация процесса получения тепловой энергии.
Также известно устройство для нагрева жидких и газовых сред, состоящее из источника акустических колебаний, замкнутого контура циркулирующей массы теплоносителя, размещенного на выходе нагнетателя высокочастотного акустического фильтра, представляющего собой акустический волновод в виде напорного трубопровода, узла резонансной настройки в виде волнового отражателя с регулируемой щелью, при этом волновой отражатель выполнен в виде пластины, а регулируемая щель снабжена регулятором (патент RU 2231003, кл. F24J 3/00,10.09.2002).
Недостатками этого технического решения являются завышенные габаритно-массовые характеристики и высокий уровень энергопотребления при заданной гидравлической мощности.
Известен способ получения тепловой энергии для систем отопления и горячего водоснабжения основанный на комбинации кавитационного и электрогидроударного принципов (Патент на полезную модель №: 73453, дата публикации: 20 мая, 2008 г.). Он включает в себя устройство в форме сферического кавитационного электрогидроударного теплогенератора, содержащего полую камеру с водой, кавитационное устройство, размещенное в воде, два электрода, конструктивно совмещенных в виде электроискровой свечи и электрический водяной насос. Недостатками данного технического решения являются - невозможность обеспечения его продолжительной работы из-за быстрого выгорания электродов электроискровой свечи, недостаточная техническая надежность и низкая эффективность.
Также известно устройство получения тепловой энергии, выполненное в виде кавитационного теплового генератора, содержащего полый корпус с патрубком подвода, оснащенный ускорителем движения жидкости и тормозным устройством, при этом ускоритель движения жидкости выполнен в виде проточной камеры с конфузором и патрубком отвода обработанной жидкости, внутри проточной камеры установлен рабочий элемент в виде суперкавитационных лопаток, которые по наружной поверхности охвачены коаксиальным цилиндром, на наружной поверхности которого расположены суперкавитационные лопатки, направление закручивания потока которых противоположно направлению закручивания потока внутренними суперкавитационными лопатками, а тормозное устройство выполнено в виде дискового прерывателя потока с приводом, расположенным за рабочим элементом по ходу потока, патрубок отвода соединен с аккумулятором тепла, выход которого соединен с потребителем тепловой энергии и насосом, выход которого соединен через корпус с патрубком подвода (патент RU 2131094, кл. F25B 29/00,27.05.1999).
Недостатками данного устройства для получения тепловой энергии являются повышенная металлоемкость конструкции, низкие показатели технологичности и высокие значения потребляемой электрической мощности, а также высокий риск зашлаковки внутренней полости конфузора, проточной камеры и суперкавитационных лопаток.
Известен Би-роторный аппарат волновой отопительный «БРАВО», в котором вокруг неподвижной геометрической оси установлены, как минимум, два ротора - активатор и генератор. На периферии активатора расположены вихревые камеры. Генератор выполнен по принципу Сегнерова колеса. Роторы вращаются встречно. При этом циклически генерируются гидроудары путем перекрытия генератором выходов вихревых камер активатора. Гидроударные волны из перекрытых камер перепускаются в тыловые зоны открытых камер. Все это обеспечивает большую амплитуду и широкий частотный спектр колебаний, а также высокую эффективность кавитации при малом гидравлическом сопротивлении. Конструкция аппарата позволяет избежать общего недостатка аппаратов динамического типа - наличия валов с жестко посаженными на них роторами, а также кавитационного износа роторов (зоны кавитации локализованы в осевых зонах рабочих камер, вне контакта с их поверхностями).
Недостатками данного устройства для получения тепловой энергии являются сложность обслуживания конструкции, повышенная металлоемкость, низкие показатели технологичности и высокие значения потребляемой электрической мощности.
Известно техническое средство для генерирования тепла, в котором теплогенератор, корпус которого составлен из цилиндрической и конической частей, имеет тангенциальный вход, на который подается теплоноситель через ускорителя-активатора на основе сопла Лаваля, поступая во внутреннюю полость по касательной к его стенке корпуса теплогенератора, где движение теплоносителя приобретает спиралеобразный характер (RU 2342607, кл. F24J 3/00, 24.12.2008). Такое решение позволяет придать потоку жидкости на выходе из патрубка значительное ускорение одновременно со значительным повышением температуры, поскольку ускоренный поток попадает во внутреннюю коническую полость корпуса и закручивается с дальнейшим ускорением. Процесс нагрева жидкости протекает наиболее эффективно при повышенном давлении. Однако в таком теплогенераторе отсутствуют средства регулировки и настройки теплогенератора, что снижает эффективность его работы. Кроме того, недостатком данного устройства является сложная форма корпуса теплогенератора, что необходимо в данном устройстве для формирования закручивающегося потока теплоносителя.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является установка для производства тепловой энергии, включающая теплогенератор, содержащий корпус, входной патрубок которого предназначен для подачи теплоносителя в кавитатор, установленный во внутренней полости теплогенератора, а выход - для передачи теплоносителя системам отопления и горячего водоснабжения, и резонаторы, установленные внутри корпуса и связанные со средствами настройки их колебаний (патент UA 17299, кл. F24J 3/00, 15.09.2006). В данной установке для получения тепла производится подача воды в вихревой теплогенератор, формирование вихревого потока воды в нем и обеспечение кавитационного режима прохождения вихревого потока при резонансном усилении возникающих в этом потоке звуковых колебаний с дальнейшим отводом получаемого в вихревом теплогенераторе тепла к потребителю, при этом предварительный нагрев воды осуществляется путем ее циркуляции в замкнутом контуре, который проходит через тепловой генератор, без отвода тепла к потребителю. После предварительного нагрева воды ее напор уменьшают путем уменьшения частоты вращения вала электродвигателя насоса. При этом одновременно изменяют частоту собственных колебаний резонирующих элементов тормозного устройства путем изменения их активных длин.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы устройства за счет дополнительной турбуляции теплоносителя и формирования вихревого кавитационного жгута.
Технический результат достигается тем, что устройство для производства тепловой энергии, включающая теплогенератор, содержащий корпус, входной патрубок которого предназначен для подачи теплоносителя в кавитатор, установленный во внутренней полости теплогенератора, а выходной - для передачи теплоносителя системам отопления и горячего водоснабжения, и резонаторы, установленные внутри корпуса и связанные со средствами настройки их колебаний, снабжена ускорителем-активатором на основе сопла Лаваля, введеном в трубопровод подачи теплоносителя в теплогенератор, при этом между упомянутым ускорителем-активатором и входным патрубком корпуса теплогенератора смонтирован тангенциальный завихритель.
Внутри корпуса установлены активаторы, имеющие параболическую перфорированную поверхность. Кавитатор, установленный во внутренней полости теплогенератора является призматическим и имеет форму трехгранной усеченной перфорированной призмы с отсекателем в верхней части. Средства настройки колебаний резонаторов выполнены с возможностью плавной регулировки амплитуды, скважности и частоты следования импульсов в диапазоне от 50 Гц до 50 кГц, поступающих на резонаторы, выполненные как полые перфорированные цилиндры. На выходе теплогенератора стоит эжектор обратной связи, выполненный по форме сопла Лаваля, соединенный с двойным балансным активным смесителем, в котором осуществляется активное перемешивание потоков горячего и холодного теплоносителя. Корпус теплогенератора может иметь крестообразную, лепестковую, шарообразную или цилиндрическую форму и быть выполненным по принципу «золотого сечения», являясь объемным резонатором.
На чертеже фиг.1 представлено устройство для производства тепловой энергии.
Устройство компонуется из четырех взаимодополняющих технических модулей. Модуль №1, собственно установка для производства тепловой энергии, предназначен для производства и последующей трансляции в систему модифицированной и активированной тепловой энергии и включает: объемный резонатор 1, выполненный по принципу «золотого сечения», с закрепленными на верхнем фланце предохранительным клапаном 4 и термоманометром 8 для контроля внутрисистемных параметров в теплогенераторе, шиной заземления корпуса теплогенератора 10, с жестко фиксированными в посадочных гнездах внутренней полости теплогенератора полыми цилиндрическими перфорированными резонаторами 6, параболическими перфорированными активаторами 9, призматическим перфорированным кавитатором 5 с тангенциальным завихрителем теплоносителя 7 на входе в объемный резонатор 1; блок настройки объемного резонатора на резонансную частоту 2 с регулятором амплитуды, скважности и частоты следования импульсов 3; ускоритель-активатор потока теплоносителя на основе сопла Лаваля II; распределительный щит управления электропитанием системы 12 с электросчетчиком 15, сетевого коммутатора 13 соединенного магистралью А с системой внешнего электропитания и блоком контрольно-дистанционного управления 16; шарового отсекающего крана 14; поляризационной матрицы на сверхсильных магнитах специальной конфигурации 17; автоматического программируемого контроллера-регулятора 20 с подключенными - внешним датчиком температуры воздуха «на улице» 18 посредством магистрали В, датчиком температуры теплоносителя 19 на выходе из объемного резонатора 1, датчиком температуры теплоносителя 21 на входе в объемный резонатор 1, управляемым термоклапаном 22 на выходе из объемного резонатора 1, управляемым термоклапаном 25 в цепи обратной связи эжектора 24 исполненного как элеваторный узел на базе модифицированного сопла Лаваля с целью обеспечения экономичной работы объемного резонатора 1; циркуляционный насос 23 с шламоуловителем 26; шаровой отсекающий кран 27 для сброса теплоносителя из системы через магистраль С; шаровой отсекающий кран 28 для заполнения системы теплоносителем посредством присоединительной муфты 29 через магистраль D.
Модуль №2 предназначен для подготовки теплоносителя, коммутации и транспортировки его в систему отопления и горячего водоснабжения и включает стандартизованную предохранительную группу 30 обеспечивающую автоматический сброс воздуха, избыточного давления и контроль давления на выходе модуля №1; автоматический программируемый контроллер-регулятор 40 с подключенными - внешним датчиком температуры в эталонном помещении объекта 32, датчиком температуры теплоносителя 39 на входе в двойной балансный активный смеситель 38, датчиком температуры теплоносителя 41 на выходе из балансного смесителя, управляемым термоклапаном 31 в цепи подачи теплоносителя к балансному смесителю, управляемым термоклапаном 45 и расширительным баком 33 в цепи обратной связи от балансного смесителя к теплогенератору; шаровым отсекающим краном 34 магистрали подачи Е теплоносителя от балансного смесителя в систему отопления; шаровым отсекающим краном 37 обратной магистрали F транспортировки теплоносителя из системы отопления к двойному балансному активному смесителю посредством циркуляционного насоса 36 с шламоуловителем 35; шаровым отсекающим краном 42 подачи теплоносителя от балансного смесителя к элементам модуля №3 системы горячего водоснабжения; шаровым отсекающим краном 44 транспортировки теплоносителя от элементов модуля №3 системы горячего водоснабжения к балансному смесителю с термоманометром 43 установленном на обратном коллекторе.
Модуль №3 предназначен для подготовки и обеспечения циркуляции теплоносителя в первичном контуре системы горячего водоснабжения и включает автоматический программируемый контроллер-регулятор 47 с подключенными - внешним датчиком температуры теплоносителя 46 на входе в греющую сторону 53 пластинчатого теплообменника 52 с термоманометром 55, датчиком температуры теплоносителя 49 на выходе из греющей стороны пластинчатого теплообменника, управляемым термоклапаном 48 в цепи подачи теплоносителя к греющей стороне пластинчатого теплообменника; шаровым отсекающим краном 54 транспортировки теплоносителя с выхода греющей стороны пластинчатого теплообменника к двойному балансному активному смесителю 38 посредством циркуляционного насоса 50 с шламоуловителем 51; нагреваемую сторону 56 пластинчатого теплообменника 52 с термоманометром 58 и шаровым отсекающим краном 59.
Модуль №4 предназначен для аккумуляции горячей воды и обеспечения циркуляции ее в системе горячего водоснабжения, который включает - циркуляционный насос 61 с шламоуловителем 60 и отсекающими шаровыми кранами 62 на подаче и 63 на обратке; отсекающие шаровые краны 65 и 66 к аккумулятору горячей воды 64; отсекающие шаровые краны 67 на подаче и 68 на обратке в систему горячего водоснабжения; шаровой отсекающий кран 69 для сброса воды из системы горячего водоснабжения через магистраль J; шаровой отсекающий кран 71 для заполнения системы горячего водоснабжения водой посредством присоединительной муфты 70 через магистраль К.
Для конечного потребителя экологически чистой тепловой энергии устройство может быть исполнено как автономный тепловой пункт, при этом количество подключаемых к объекту модулей устройства в любой их комбинации определяется только параметрами самого объекта.
Перед включением в работу устройства для производства тепловой энергии осуществляется системная обвязка модулей составляющих устройство, установка внешних датчиков температуры 18 и 32, подключение к инженерным системам объекта с использованием магистралей А, В, С, D, Е, F, G, Н, J и К, выполняется заземление теплогенератора 10 и аккумуляторного бака 64, а все конструктивные элементы и запорная арматура устройства для производства тепловой энергии должны быть в следующем положении:
Теплогенератор 1 и циркуляционные насосы 23, 36, 50 и 61 должны быть обесточены;
Сетевой коммутатор 13 должен находиться в положении «Выключено»; Запорная арматура должна находиться в следующем положении:
в Модуле №1 - шаровой кран 14 в положении «Открыто», шаровые краны 27 и 28 в положении «Закрыто»;
в Модуле №2 - шаровые краны 34, 37, 42 и 44 в положении «Открыто;
в Модуле №3 - шаровые краны 54 и 59 в положении «Открыто»;
в Модуле №4 - шаровые краны 62, 63, 69 и 71 в положении «Закрыто», а шаровые краны 65, 66, 67 и 68 в положении «Открыто».
На следующем этапе необходимо:
- осуществить заполнение модулей 1, 2 и 3 устройства и элементов системы отопления теплоносителем, для чего при закрытом шаровом отсекающем кране 27 следует подключить посредством присоединительной муфты 29 подающую магистраль D и открыть шаровой отсекающий кран 28 для заполнения системы теплоносителем, контролируя процесс по приборам предохранительной группы 30 обеспечивающих автоматический сброс воздуха, избыточного давления и контроль давления в системе;
- осуществить заполнение модуля 4 системы горячего водоснабжения водой, для чего при закрытом шаровом отсекающем кране 69 следует подключить посредством присоединительной муфты 70 подающую магистраль К и открыть шаровой отсекающий кран 71 для заполнения системы горячего водоснабжения водой, контролируя давление в системе по манометру 58;
- выполнить, после полного заполнения системы отопления и горячего водоснабжения водой, включение распределительного щита управления электропитанием системы 12 с электросчетчиком 15 посредством сетевого коммутатора 13 соединенного магистралью А с системой внешнего электропитания и блоком контрольно-дистанционного управления 16 системой, в результате чего подается напряжение питания на все элементы системы, а именно на теплогенератор 1, блок настройки теплогенератора на резонансную частоту 2 с регулятором амплитуды, скважности и частоты следования импульсов 3, контроллеры-регуляторы 20, 40 и 47, циркуляционные насосы 23, 36, 50 и 61.
После выполненных процедур начинается процесс нарастающего разогрева теплоносителя в объемном резонаторе 1 до нормативного уровня, программно установленного в контроллерах-регуляторах 20 в диапазоне от 80 до 120°С, 40 в диапазоне от 70 до 90°С, 47 в диапазоне от 60 до 80°С и циркуляция его в системе отопления и горячего водоснабжения, при этом циркуляционный насос 23 по коллектору обратной связи подает теплоноситель на поляризационную матрицу 17, и далее в ускоритель-активатор 11 потока теплоносителя выполненный на основе сопла Лаваля для усиления кавитации, где в результате образования зон пониженного и повышенного давления идет процесс формирования кавитационного облака из кавитационных сферических пузырьков и трансляции его в тангенциальный завихритель 7, откуда под давлением, создаваемым циркуляционным насосом 23 теплоноситель поступает в перфорированный кавитатор 5 имеющий форму трехгранной призмы с отсекателем в верхней части, и выполняющий функцию умножителя поступающих в объемный резонатор 1 кавитационных пузырьков, которые подвергаются воздействию импульсов напряжения и тока, формируемыми блоком 2, в котором осуществляется настройка объемного резонатора 1 на резонансную частоту путем регулирования амплитуды, скважности и частоты следования импульсов 3 подаваемых на полые цилиндрические перфорированные резонаторы 6, которые предназначены для генерации и поддержания волновых колебаний, что под действием градиента электрического поля в сочетании с электролитическими, волново-резонансными и кавитационно-вихревыми процессами 1 приводит к спонтанному электродинамическому разрушению химических связей молекул воды образующих кавитационные пузырьки с выделением тепловой энергии во внутренней полости объемного резонатора, выполненного по принципу «золотого сечения»; сочетание резонаторов 6, кавитатора 5 и параболических перфорированных активаторов 9 обеспечивает совокупное воздействие на интенсификацию процесса размножения в движущемся теплоносителе кавитационных пузырьков, которые разрушаясь, образуют активные атомарные частицы кислорода и водорода с дополнительным выделением тепловой энергии, при этом лавинообразное освобождение энергии и соответственно температура нагрева теплоносителя зависит от амплитуды и частоты импульсов тока подаваемого на резонаторы 6, а также расстояния между ними и активаторами 9, что позволяет существенно усилить гидродинамические колебания молекул воды на разных частотах, войти в резонанс на отдельных гармониках и обеспечить детонационные разрывы молекулярных связей с выделением тепловой энергии и атомарного кислорода, который препятствует образованию накипи на стенках теплогенератора 1, резонаторах 6, кавитаторе 5 и активаторах 9.
Сформированное в объемном резонаторе 1 кавитационное облако через открытый шаровой отсекающий кран 14 в форме кавитационного, жгута подается в эжектор 24 исполненный как элеваторный узел на базе модифицированного сопла Лаваля, где он получает ускорение и поступает в модуль №2 в двойной балансный активный смеситель 38, где осуществляется активное перемешивание потоков горячего и холодного теплоносителя. Контроль технических параметров подаваемого теплоносителя осуществляется блоком безопасности 30, который программируется на предельно допустимые значения давления меньшее или равное 1,7 бар и температуры меньшее или равное 70°С и представляет собой стандартизованную предохранительную группу приборов, обеспечивающих автоматический сброс воздуха, избыточного давления и контроль давления на выходе модуля №1.
Контроль и поддержание температурного режима в объемном резонаторе 1 в пределах 70-90°С осуществляется автоматическим программируемым контроллером-регулятором 40 с подключенными - внешним датчиком температуры воздуха «в помещении» 32 посредством магистрали В, датчиком температуры теплоносителя 19 на выходе из объемного резонатора 1, датчиком температуры теплоносителя 21 на входе в объемный резонатор 1, управляемым термоклапаном 22 на выходе из объемного резонатора 1, управляемым термоклапаном в цепи обратной связи эжектора 24 таким образом, что при понижении температуры воздуха «на улице» автоматически приоткрывается термоклапан 22 и, наоборот, при повышении температуры воздуха «на улице» автоматически прикрывается термоклапан 22, с тем, чтобы поддержать температуру теплоносителя, контролируемую посредством датчика 19 на заданном в программе уровне, соответственно в случае отклонения в большую или меньшую сторону температуры теплоносителя в обратной магистрали, контролируемую посредством датчика 21 от заданного в программе уровня, контроллер-регулятор 20 вырабатывает и подает сигнал на приоткрытое или прикрытие управляемого термоклапана 25 в цепи обратной связи эжектора 24.
В двойном балансном активном смесителе 38 осуществляется доводка температуры теплоносителя до уровня достаточного для транспортировки его в систему отопления в пределах 70-90°С и последующая трансляция теплоносителя в форме кавитационного жгута через открытый шаровой отсекающий кран 34 по магистрали Е в систему отопления, откуда охлажденный теплоноситель по магистрали F под воздействием циркуляционного насоса 36 через открытый шаровой отсекающий кран 37 поступает обратно в двойной балансный активный смеситель 38, в котором осуществляется активное смешение горячего теплоносителя поступающего из модуля 1 и холодного теплоносителя поступающего из обратной магистрали F таким образом, что на выходе из двойного балансного активного смесителя 38 по цепи обратной связи на вход объемного резонатора 1 подается подогретый теплоноситель, что существенно повышает эффективность его работы по генерации тепловой энергии.
Контроль и поддержание температурного режима в двойном балансном активном смесителе 38 в пределах 80-120°С осуществляется автоматическим программируемым контроллером-регулятором 40 с подключенными -внешним датчиком температуры в эталонном помещении объекта 32, датчиком температуры теплоносителя 39 на входе в двойной балансный активный смеситель 38, датчиком температуры теплоносителя 41 на выходе из двойного балансного активного смесителя 38, управляемым термоклапаном 31 на входе в двойной балансный активный смеситель 38, управляемым термоклапаном 45 на выходе из двойного балансного активного смесителя 38, таким образом, что при понижении температуры воздуха в эталонном помещении объекта 32 и отклонении его от нормы автоматически приоткрывается термоклапан 31 и, наоборот, при повышении температуры воздуха в эталонном помещении объекта 32 и отклонении его от нормы автоматически прикрывается термоклапан 31, с тем, чтобы поддержать температуру теплоносителя в эталонном помещении объекта контролируемую посредством датчика 32 на заданном в программе уровне, соответственно в случае отклонения в большую или меньшую сторону температуры теплоносителя в обратной магистрали, контролируемой посредством датчика 41 от заданного в программе уровня, контроллер-регулятор 40 вырабатывает и подает сигнал на приоткрытое или прикрытие управляемого термоклапана 45 в обратной магистрали, который регулирует поступление теплоносителя из системы отопления после двойного балансного активного смесителя 38 в модуль №1 через циркуляционный насос 23 по коллектору обратной связи на поляризационную матрицу 17 и ускоритель-активатор 11.
Кроме того к двойному балансному активному смесителю 38 через открытый шаровой отсекающий кран 42 подключен вход в греющую сторону 53 пластинчатого теплообменника 52 модуля №3, предназначенного для подготовки и обеспечения циркуляции теплоносителя в системе горячего водоснабжения, и от выхода греющей стороны 53 пластинчатого теплообменника 52 через открытый шаровой отсекающий кран 54, циркуляционный насос 50 и открытый шаровой отсекающий кран 44 охлажденный теплоноситель возвращается в двойной балансный активный смеситель 38.
Контроль и поддержание температурного режима в первичном контуре системы горячего водоснабжения осуществляется автоматическим программируемым контроллером-регулятором 47 с тем, чтобы поддержать температуру теплоносителя в первичном контуре системы горячего водоснабжения контролируемую посредством датчика 46 на заданном в программе уровне, соответственно в случае отклонения в большую или меньшую сторону температуры теплоносителя в обратной магистрали, контролируемой посредством датчика 49 от заданного в программе уровня, контроллер-регулятор 47 вырабатывает и подает сигнал на приоткрытие или прикрытие управляемого термоклапана 48 в подающей магистрали, который регулирует поступление теплоносителя из двойного балансного активного смесителя 38 в модуль №3 и соответственно изменяет уровень теплопередачи к воде, протекающей в нагреваемой стороне 56 пластинчатого теплообменника 52, которая через шаровой отсекающий кран 59 транспортируется как поток нагретой воды в модуль 4, предназначенный для аккумуляции горячей воды и обеспечения циркуляции ее в системе горячего водоснабжения, где через шаровой отсекающий кран 67 и шаровой отсекающий кран 66 она поступает в накопительную емкость 64, или через шаровой отсекающий кран 62 и магистраль G направляется в систему горячего водоснабжения, откуда по магистрали Н через циркуляционный насос 61, кран шаровой отсекающий 65, кран шаровой отсекающий 68 и кран шаровой отсекающий 59 она возвращается в нагреваемую сторону 56 пластинчатого теплообменника 52, замыкая, таким образом, общий цикл функционирования технического комплекса для производства тепловой энергии. Подпитка расходуемой горячей воды в системе горячего водоснабжения холодной водой происходит путем использования отсекающего крана 71 посредством присоединительной муфты 70 через магистраль К. Для сброса воды из системы горячего водоснабжения через магистраль J применяется шаровой отсекающий кран 69.
Дополнительно предлагаемое устройство для производства тепловой энергии по сравнению с аналогами отличается:
- повышенной энергоэффективностью и надежностью работы, которая обеспечивается - рациональной геометрией технологических узлов и органичным сочетанием конструктивных модулей, использованием двойного балансного активного смесителя, управляемыми импульсным, волново-резонансным и кавитационно-вихревым процессами;
- гибким комплексированием резонансного, электролитического, импульсно-волнового и кавитационно-вихревого процессов, обеспечивающих синергетическое многофакторное воздействие на теплоноситель в объемном резонаторе, выполненном на основе принципов «золотого сечения»;
- использованием возможного эффекта спонтанной детонации ионных кластеров для активации процесса генерации тепловой энергии;
- использованием блока саморегулируемой настройки подогрева теплоносителя в процессе циркуляции в системе отопления и горячего водоснабжения, с плавным изменением температуры в пределах от 45°С до 70°С;
- использованием специально сконфигурированной поляризационной матрицы для возможного преобразования теплоносителя на молекулярном уровне;
- мобильностью и простотой использования, которая обеспечивается использованием унифицированных модулей, стандартизацией элементной конструкционной базы, использованием быстроразъемных соединений, малыми массогабаритными параметрами;
- отсутствием проблемы зашлаковки конструктивных элементов
- возможностью использования во всех секторах экономики, где имеется потребность в тепловой энергии, начиная от отдельного квартиросъемщика и кончая крупными промышленными объектами, в том числе на объектах изношенного и ветхого фонда.