Новые источники энергии

Новые источники энергии

Выхлопные газы автомобилей и ТЭЦ до предела загрязняют окружающую нас природу. Автомобиль, например, выбрасывает из двигателя более 200 наименований отравляющих и канцерогенных веществ, как правило, без цвета и запаха, а для сжигания одного килограмма бензина (чуть больше одного литра) расходует 300 литров воздуха. Это до 60 литров чистого кислорода. В среднем каждый автомобиль всего за один час своего движения превращает 3000 литров воздуха в канцерогенные и отравляющие вещества, которыми нам приходится дышать.

Только в Москве ежедневно на активное уничтожение кислорода работают около 3 млн автомобилей. Они превращают 54 млрд литров воздуха в отравляющие вещества. Наше "голубое топливо" — газ, на котором работают большинство ТЭЦ и многие автомобили, на каждый сжигаемый килограмм дает 5 кг отравляющих и канцерогенных соединений, что больше, чем при сжигании угля.

Техническая политика большинства развитых стран на сегодняшний день включает в себя возможность максимального использования гелиотехнологий, работающих на энергии солнца и на использовании водорода в качестве топлива для автомобилей и ТЭЦ. Но уже давно известно, что солнечная энергия, хотя и достается бесплатно, при существующих дорогостоящих технологиях имеет низкую эффективность. Она не способна полноценно заменить традиционные виды топлива. Сжигание же водорода приводит к уничтожению атмосферы земли в тех же объемах, что и бензин. Выделение большого количества пара и воды при сгорании водорода вызывает парниковый эффект, опять-таки нарушающий хрупкое равновесие природы. Не говоря уже о трудоемкости производства водорода и его сомнительной экологичности.

Поэтому многие предлагают широко использовать проверенные на практике новые способы и устройства для производства тепловой и электрической энергии. Это вихревой теплогенератор, работающий на воде, и вихревой двигатель, работающий на воздухе.

В вихревом теплогенераторе вода при работе очищается от вредных микробов и бактерий. Эффективность вихревого теплогенератора выше, чем у любого известного электрического или ядерного источника тепловой энергии. Эффективность вихревого двигателя достигает 97% против 34% — атомных станций, 12% — солнечных батарей.

Как работает
Вихревой теплогенератор (ВТГ), работающий на воде и предназначенный для преобразования электрической энергии в тепловую, был разработан в начале 90-х годов. ВТГ используются для обогрева жилых, производственных и иных помещений горячего водоснабжения. ВТГ возможно использовать для получения электрической или механической энергии.

ВТГ представляет собой цилиндрический корпус, оснащенный циклоном (улиткой с тангенциальным входом) и гидравлическим тормозным устройством. Рабочая жидкость под давлением подается на вход циклона, после чего по сложной траектории проходит через него и тормозится в тормозном устройстве. Дополнительного давления в трубах тепловой сети не создается. Система работает в импульсном режиме, обеспечивая заданный режим температур.

В качестве теплоносителя в ВТГ используется вода или иные неагрессивные жидкости (антифриз, тосол) в зависимости от климатической зоны. При этом специальной подготовки воды (химической очистки) не требуется, так как процесс нагревания жидкости происходит за счет ее вращения по определенным физическим законам, а не под воздействием нагревательного элемента.

Коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую у ВТГ первого поколения был не менее 1,2 (то есть КПЕ не менее 120%), что на 40-80% превышало КПЕ существовавших в то время систем отопления. Так, парогазовые турбины фирмы "Сименс" имеют эффективность около 58%. Теплоэлектроцентрали в Московском регионе — 55%, и учитывая потери в теплотрассах их эффективность снижается еще на 10-15%.
Принципиальное отличие ВТГ состоит в том, что электроэнергия расходуется только на электронасос, прокачивающий воду, а вода выделяет дополнительную тепловую энергию.

Физический вакуум
Ситуация в отношении вихревых установок связана с известными спорами в физике. Большинство физиков говорят: мы будем брать энергию из физического вакуума. Другие отвечают: этого не может быть, потому что физический вакуум — это система с минимальной энергией и оттуда ничего взять нельзя. Отрицатели не верят, что может быть КПЕ более 100% в таких установках. Эти люди просто не до конца знают современную физику или забыли то, чему их учили в вузах. Ведь КПЕ не может быть больше 100% лишь в закрытой системе, а если система открыта и взаимодействует с окружающей средой, если энергия извлекается из воды, то КПЕ может быть сколько угодно велик. Дело в том, что физический вакуум представляет собой не замороженную систему. Она ведет себя как некая кипящая жидкость, а над ее поверхностью происходят интенсивные флюктуации. Когда подсчитали, оказалось, что энергия этих флюктуаций равна бесконечности. Дополнительная энергия из воды получается при соединении ассоциатов. Каждая молекула дает от 0,24 до 0,50 эВ энергии.

В настоящее время в России уже сложилась индустрия по производству и эксплуатации ВТГ первого поколения. Около десятка российских фирм выпускают старую модель ВТГ. Потребителю предлагаются генераторы с теплопроизводительностью от 1 до 300 кВт с электронасосом или использующие двигатель внутреннего сгорания. Причем даже генераторы первого поколения (в том числе и нелицензионные) имеют неплохие технические характеристики. При типичной температуре в 50-70°С производство 1 Гкал тепла, при стоимости электричества 50 копеек за киловатт, обходится потребителю менее 300 рублей.

Уникальность
Дискуссия по поводу "необычайных" технических характеристик новых аппаратов продолжается уже несколько лет. При этом в большинстве случаев отмечаются достоинства ВТГ первого поколения (КПЕ не менее 100%). Что это за достоинства?
1. Для получения тепловой энергии не нужно традиционного топлива (газ, нефть, уголь и т.п.), вследствие чего ВТГ являются экологически чистыми (нет выделения продуктов горения) и не требуют затрат на химическую очистку систем циркуляции горячей воды.
2. Условия работы ВТГ по сравнению с другими системами нагрева воды безопасны, т.к. вода не нагревается выше 95°С.
3. Теплогенератор устанавливается непосредственно на объекте, потребляющем тепло или горячую воду, при этом исключается необходимость в теплотрассе со всеми вытекающими отсюда положительными последствиями. Не секрет, что стоимость прокладки теплотрассы в 24 раза дороже прокладки электрического кабеля.
4. При использовании теплогенераторов исключаются перерывы в горячем водоснабжении в летний период.
5. ВТГ и малая энергетика в целом не является конкурентом большой энергетике (ТЭЦ, ГЭС, АЭС). Эти 2 направления в технике развиваются в разных жизненных пространствах, взаимно дополняя друг друга. Вследствие этого возможно сотрудничество и дальнейшее развитие энергосберегающих технологий, в целом отвечающее интересам России с ее огромными территориями и все увеличивающимися потребностями в энергии.
6. Практика двух лет эксплуатации ВТГ нового поколения в Москве подтвердила, что он не требует сложного и дорогостоящего обслуживания.
7. Работа ВТГ показала, что стоимость отопления 1 м3 за год составляет всего 16,05 руб. В то же время при отоплении электрическим котлом она равна 460,37 руб., а котлом на жидком топливе — 250,80 руб.

Вихревые теплогенераторы седьмого поколения
ВТГ седьмого поколения предназначены для обеспечения автономного обогрева и снабжения горячей водой квартир, домов и индустриальных помещений. Они также могут быть использованы техническими специалистами для решения практических и исследовательских задач.
Эксплуатация генераторов производится в ручном, автоматическом и компьютерном режимах исходя из условий внешней окружающей среды. КПД вихревого теплогенератора (эффективность преобразования энергии согласно стандартам ЕЭС) составляет 220%. В процессе эксплуатации ВТГ было зафиксировано двукратное снижение потребления электроэнергии. Аппарат окупается не более чем за один отопительный сезон.

ВТГ седьмого поколения состоит из цилиндрического корпуса и ротора. Ротор вращается электромотором. Генератор оснащен накопителем энергии для эксплуатации в ночное время. Рабочая жидкость (вода) по касательной подается на вход теплогенератора. Затем вода направляется по сложной траектории и нагревается. К моменту нагревания до расчетной температуры внутри теплогенератора происходит более 500.000 циклов сжатия и расширения воды. Нагревание происходит вследствие трения молекул воды, процесса кавитации и холодного ядерного синтеза.
Система, оснащенная микропроцессором, работает в импульсном режиме и поддерживает заданный температурный режим. Различие между теплогенератором первого поколения и новым типом агрегата в том, что последний функционирует без электрического насоса, нагревая воду до 95°С за один проход воды по системе. ВТГ также позволяет вырабатывать пар.

Вихревой двигатель
Разработанный вихревой двигатель предназначен для установки на средства передвижения (автомобили, корабли, подводные лодки, самолеты, локомотивы, вертолеты, бронированную технику), а также для использования в качестве привода автономных электростанций. Двигатель работает на обыкновенном воздухе. После того как его турбина достигнет расчетных оборотов, подключается электрогенератор. Примерно 30% выходной мощности используется для собственных нужд и 70% отдается потребителю.

Как уже отмечалось, эффективность существующих двигателей низка (двигатель внутреннего сгорания в среднем имеет эффективность 40%, паровой двигатель — 12%, атомный — 34%, газотурбинный — 30%, двигатель на водородном топливе — 45%), и все типы двигателей, работающие на принципе сжигания топлива (включая сжигание водорода), представляют опасность для человечества вследствие большого расхода кислорода и вредных выбросов.

Использование катализаторов не поможет решить данную проблему. Использование водорода, например, приводит к появлению парникового эффекта, так как в процессе горения водород сжигает столько же кислорода, сколько сгорает в процессе горения бензина.
Вихревой двигатель имеет следующие характеристики. Давление на входе двигателя составляет 0,01...0,09 атм. Данный диапазон давлений определяет количество оборотов в минуту, при которых происходит отбор мощности: 960...16.700 об/мин. Потребление воздуха при этом минимально.

Вихревой двигатель практически не влияет на химическую структуру и физическое состояние воздуха в процессе эксплуатации. Отработавший воздух после турбины полностью пригоден для дыхания. Двигатель прошел лабораторные испытания в холостом режиме и с нагрузкой. Мощность двигателя составила 700 кВт. Общий вес двигателя с редуктором 80 кг (без электрогенератора).

Подготовил Александр ПАНИЧ


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 32 за 2004 год в рубрике энергетика

©1995-2022 Строительство и недвижимость