Анемофикация: конец и вновь начало?

Аватар пользователя Анкудиновский

            Заметку в своём блоге начну с показа «кина». Точнее, одного из последних номеров (№287) видеожурнала «Время, вперёд!», пользующегося, кстати говоря, бешеным успехом у пользователей Интернета. Что-что, а нюх Главреда видеожурнала Евгения Супера явно не подводит: похоже, он кожей всего своего организма ощущает, как скучает по позитивным новостям наш неизбалованный хорошими вестями зритель, когда его со всех сторон буквально затравили-отравили всяческой негативной чернухой. Скажу – «Молодец, Евгений! Продолжай в том же духе, и сама История внесёт в свои анналы твоё имя, и отпечатает его там бронзой или чем посущественнее!»

            Высокочтимый читатель может просмотреть видеожурнал «Время, вперёд!» полностью, если у него есть время. А может, начать сразу с 5.34 минуты видеоролика, когда начнётся раздел журнала «Время технологий». Смотрите:

 

 

...а свихнувшийся идальго - против!          

…Смею предположить, что современники Мигеля де Сервантеса Сааведра совершенно иначе воспринимали и понимали его роман «Хитроумный идальго Дон Кихот Ламанчский» . Скажем, эпизод битвы Дон Кихота с «великанами», за которых он принял ветряные мельницы, мы читаем лишь как забавную выдумку автора романа. Хотя подробности и мельчайшие детали, тщательность описания «сражения», наводят совсем на другие размышления. И сдаётся мне, что данный эпизод романа писался Сервантесом буквально «с натуры». А его современники соглашались с автором, видя в эпизоде утончённый юмор.

            В конечном итоге, как мы знаем, историю страны/стран пишут победители. Так и произошло с историей Испании времён Реконкисты. О том, как Европа с католической церковью во главе одержала победу над арабскими завоевателями, написаны горы литературы. И лишь очень добросовестные историки расписывают то, какое влияние на Испанию и Европу в целом оказал тогдашний исламский мир. Пишут, например, такое:

 

            Но главным достижением этой эпохи стало то, что арабы завезли в Испанию (и в Европу в целом, разумеется) новые технологические приёмы с использованием силы ветра - ветряки. Да, энергию ветра использовали в парусных судах издревле. И европейцы, конечно, тоже умели строить такие корабли. Однако древний Восток превосходил в этом Европу на голову. Ветряки нашли широкое применение в Персии ещё почти за 2 000 лет до нашей эры (Междуречье). А ещё раньше ветряки начали применять в Китае.

 

            Да, ветряки, ветровые двигатели, вещь – полезная и нужная. Но всё же это было наследие умного врага, араба-завоевателя, с чем душа гордого испанца мирилась с трудом. Вот и показывает в своём романе Сервантес потрясающую сценку нападения свихнувшегося от чтения рыцарских романов бедствующего идальго на ветряную мельницу. Современники Сервантеса понимали тонкий юмор романа и ценили его, чего не скажешь о нас, сегодняшних читателях мирового бестселлера.

            Наибольшее распространение, как известно, ветряки получили в двух странах Европы – в Испании и Фландрии, -  последняя входила в состав испанской империи. Фламандцы к использованию ветряков отнеслись весьма творчески, и не считали их наследием врага в отличие от испанцев. Скорее даже действовали по принципу: что плохо для испанца, то для фламандца - сам подарок судьбы. Собственно, благодаря этому первая промышленная революция в Европе состоялась именно в Нидерландах.

Соединение ветрового двигателя с водяными мельницами, использующими энергию падающей воды в запрудах, увеличили потенциальные возможности водоветряных устройств на 40% в сравнении с водяным приводом. И это было немедленно востребовано народившимся к тому времени и постоянно набиравшим силу промышленным капитализмом. Историки об этом времени пишут так:

 

            Некоторые биографы Сервантеса предполагают, что своего «Дон Кихота» он начал писать ещё в тюрьме, куда угодил с интендантской службы в ходе подготовки к походу так называемой испанской «Непобедимой Армады» к берегам Англии. Лишь в 1603 году была опубликована первая часть романа, когда уже был виден полный крах имперской Испании в её попытках задавить революцию в Нидерландах. Проигрывала и католическая церковь со своей политикой инквизиторства. Прошлые заслуги папства и его вклад в результаты Реконкисты, как-то резво сошли на «нет» в Нидерландах, когда папские нунции и судьи пытались сожжением на кострах остановить протестантские настроения в Европе в целом. То есть, жизнь Мигеля де Сервантеса Сааведры (1547-1616) как раз пришлась на самую бурную часть развития тех исторических событий, свидетелем которых он невольно стал. Потому-то его герой стал подлинным олицетворением мировой иронии в литературе. Известно же, как стремительно, и с какой скоростью распространялся роман Сервантеса в Европе. Его переводили с испанского на другие языки так быстро, как никакое другое литературное произведение в мире до того и в последующие времена. Спесь Испании, подзуживаемая к тому же католической церковью и её папской властью, в результате становилась посмешищем в Европе. Образ странствующего и свихнувшегося рыцаря, что называется, попал в точку.

            А сценка нападения идальго на ветряную мельницу с тех пор должна бы стать синонимом борьбы выживших из ума ретроградов с чем-либо новым...

Анемофикация в период XVIII-XX веков (кратко)

Любопытные данные из предисловия книги Безруких П.П. "Ветроэнергетика" (М.2010):

 

Но меня больше интересуют ветродвигатели с вертикальной осью вращения. Они, на мой взгляд, заслуживают того, чтобы именоваться "турбинами", имея иногда большое число лопаток. Остальное - следует именовать "ветряками". Вот предлагаю внимательному читателю ознакомиться с любопытным обзором вертикальных конструкций с украинского сайта. Обзор достаточно краткий, но весьма содержательный. Трудно проверить, но в обзоре фиксируется любопытная цифра: на сегодня "вертикалки" занимают 35% во всём объёме количества всех существующих в мире ветровых установок...

Математические страсти-мордасти в анемофикации

            Изобретать в ветровой энергетике очень трудно. Хотя бы потому, что на разработчика сразу же массово сыпятся ссылки на факты того, что:

            а) плотность энергии ветрового потока ничтожно мала в сравнении с плотностью потоков энергии в тепловой, атомной или термоядерной энергетике (читай труды академика Капицы П.Л., «изобретатель»!);

            б) коэффициент использования ветровой энергии не может быть больше некоей теоретической величины в ξ = 0,593, найденной и определённой ещё в 20-е годы прошлого века основоположниками современной аэродинамики (этот коэффициент для любого ветряка в реальности меньше ξ = 0,593 и поэтому овчинка выделки не стоит!).

            По пункту «а)» когда-нибудь стоит серьёзно поспорить с кем-нибудь, сославшись, например, на такое природное явление, как обычная грозовая ячейка. Но давайте сделаем это в другой раз и в другой статье, отдельно.

            А вот с пунктом «б)» надо разбираться потому, что тут кипят давние нешуточные споры математического характера. Величину ξ = 0,593 в 1920 году независимо друг от друга получили Альберт Бец – см. «закон Беца» (иногда фамилию пишут как «Бетц»), - и русский физик, академик Жуковский Николай Егорович .

            В 1926-27 годах профессор ЦАГИ, доктор технических наук, Сабинин Григорий Харлампиевич опубликовал свои расчёты и теорию идеального ветряка. И у него коэффициент использования ветровой энергии получился величиной в ξ = 0,687.

            Но, как это и водится в науках, закон Беца – Жуковского был признан «классическим» со всеми вытекающими отсюда последствиями. А результат, полученный Сабининым Г.Х., объявлен ошибочным. Появилось множество работ, в которых подвергаются сомнению все исходные предпосылки теории Сабинина. Хотя закон Беца – Жуковского тоже имеет свои упрощения и допущения, влияющие на ход дальнейших расчётов. Однако, то, что дозволено Юпитеру (классикам!), не дозволяется остальным, - таковы правила научной игры.

            Вот, к примеру, совместная статья профессора, доктора физико-математических наук, Окулова Валерия Леонидовича и профессора Гайса А.М. ван Куика в международном научном журнале «Альтернативная энергетика и экология» № 9 (77) 2009.

            Авторы пишут:

…Объяснить существование этого предела можно тем, что полностью остановить поток для 100%-го использования энергии ветра невозможно, так как некуда будет девать вновь поступающие объемы воздуха. Поток может быть только заторможен, причем максимально возможная степень этого торможения ξ = 0,593 строго следует из теории нагруженного диска. Данная теория, несмотря на ее сугубую абстрактность, является базовой в аэродинамике ветроустановок. Значение этого предела, так как он никак не связан с типом отборника энергии, иногда даже называют «циклом Карно ветроэнергетики"

И тут же сетуют:

…Статья же Жуковского была издана в трудах его научного института – литографическим способом, имеющим более ограниченную возможность распространения. Это была последняя статья в жизни ученого. Последовавшие болезни и смерть не оставили возможности 73-летнему ученому продолжить работы по данной теме. Поэтому его работа осталась незамеченной мировым научным сообществом. Более того, даже внимание соотечественников в 1927 г. было отвлечено ошибочной теорией идеального пропеллера Г.Х. Сабинина, которая незаслуженно находит сторонников и сегодня и отмечается в некоторых учебниках и учебных пособиях, и даже в полном собрании сочинений Жуковского есть ремарка по поводу уточнения этого предела инженером Сабининым (подчёркнуто мною - Анкудиновский).

Но вот в журнале "Учёные записки ЦАГИ" (том XLIV, 2013, №1) опубликована статья старшего научного сотрудника ЦАГИ, кандидата физико-математических наук Молчанова Виктора Фёдоровича "ВОЗМОЖНОСТЬ ПРЕВЫШЕНИЯ МАКСИМУМА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ БЕТЦА — ЖУКОВСКОГО" , в которой автор утверждает:

Максимум эффективности ветродвигателя Бетца — Жуковского ξ = 0,593 получен путем сведения проблемы к обтеканию активного диска с постоянным перепадом давления на нем. Показано, что это частный результат и применение переменного перепада давления способно увеличить ξ не менее, чем на 20%.

Но тогда получается: ξ = 0,593 + (0,593 × 0,2) = 0,712, что больше величины ξ = 0,687, по теории Сабинина Г.Х.! Не думаю, что Молчанов В.Ф. просто вступился за Сабинина Г.Х. из чувств корпоративной солидарности, - тот когда-то тоже был сотрудником ЦАГИ. Тем более, Молчанов В.Ф. всё же признаёт ошибочность расчётов Сабинина Г.Х., о чём упоминает в выводах статьи. Впрочем, это не так важно. Гораздо интереснее мысль о том, что "...применение переменного перепада давления способно увеличить ξ".

Вот видеоролик работы пропеллерного устройства в вязкой среде:

При замедлении кадров видео можно отчётливо наблюдать характерные винтовые линии, сформированные сходящими с концов лопастей неких трёхмерных образований, явно обладающих массой и энергией. Как правило, их относят к так называемым «концевым потерям». То есть, в процессе обтекания (циркуляции) вязкой среды вокруг профиля крыла/винта/пропеллера/лопасти ветряка или лопатки турбины возникают вторичные трёхмерные образования – вихревые образования, в том числе, - которые и составляют «потери» рабочего тела (потока воздуха, пара, жидкости). Считается, что часть энергии, расходуемая на вращательное движение, скажем, винта/пропеллера/лопаточного венца турбины, попросту теряется в пространстве, не совершая полезной работы. Выражаясь проще, концевые потери являются расплатой за попытку трансформации плоско-параллельного течения рабочего тела (потока воздуха, пара, жидкости) во вращательное движение лопаточного аппарата, винта, пропеллера. Избавиться от таких потерь нет никакой возможности, остаётся только совершенствовать профиль, вокруг которого идёт процесс циркуляции потока. Потому-то и задействован математический анализ во всей своей мощи и глубине расчётов с целью неуклонного снижения расходов рабочего тела на концевые потери.

Результатом работы становятся столь изящные формы профилей с поверхностями двоякой кривизны, под реализацию и исполнение которых создаётся целый класс машиностроительного оборудования, готового справиться с подобной «сверхматематизированной» задачей исполнительского мастерства, с доведением до подлинного искусства современной промышленности. Поэтому, вероятно, лично меня удивляет та настойчивость, с которой требуют относить к «высшему пилотажу» лишь «высокие технологии» в сфере компьютерных изысканий, а вот совершенство геометрических форм с получением высочайшего аэродинамического или газодинамического качества к «высоким технологиям» не относят, говорят о них с некоторым пренебрежением, высокомерно и через губу. Не от большого ума, заметим.

Например, я предлагаю просто глянуть в Интернете на тему лопаток  паровых турбин и компрессоров. Существует целый «Атлас профилей лопаток турбин», к примеру, для студентов: , с помощью которого сегодня проектируются ступени паровых турбин большой энергетической мощности. Данный «Атлас» создавался на протяжении многих десятилетий кропотливым трудом учёных и специалистов. Работы продолжаются и по сей день, и вносятся изменения по мере получения новых результатов в ходе исследовательских продувок. Я тоже когда-то в студенческие годы принимал участие в экспериментальных продувках турбинных решёток. Вот поэтому о скрупулёзности и кропотливости таких исследований знаю не понаслышке.

Да и просто посмотрите внимательно на множество фотографий в Интернете крыльев и лопастей существующих ветряков. Это уже не сравнить с ветряками времён известного испанского идальго. Формы и поверхности двоякой кривизны, материалы и конструкции лопастей столь совершенны, что предложить тут что-то новенькое, изобрести что-нибудь выдающееся, - занятие из разряда настолько же забавных и смешных курьёзов, как и само историческое нападение свихнувшегося идальго с копьём наперевес на ветряную мельницу.

   Тем не менее, при достигнутом совершенстве форм и конструкций ветряков, концевые потери не исчезли. Они остаются самым серьёзным недостатком, влияющим на эффективность использования энергии ветра.

 

Если недостаток обратить в достоинство

История науки и техники знает множество примеров того, как, не сумев избавиться от какого-либо существенного недостатка технологического процесса или реально работающей конструкции, пытались «зайти с другой стороны», а именно: недостаток процесса или конструкции, как неразрешимый узел имеющихся противоречий, стремились превратить в «главное действующее лицо». То есть, недостаток процесса или конструкции обращался в преимущество, в достоинство нового процесса или новой конструкции. Иногда это приводило прямо-таки к прорывному решению, к прорывному прогрессу в технике.

Так и в нашем случае: если нет принципиальной возможности избавиться от концевых потерь, - то есть, исключить возникновение «вторичных трёхмерных образований (вихрей, в том числе)» в межлопаточном или межлопастном пространстве, - то стоит, вероятно, поступить ровно наоборот, и превратить вихревые образования в главное рабочее тело. А на самом деле: почему бы не сделать так, чтобы ветровой поток постоянно инициировал бы вихреобразование в ложбине каждой лопасти?! Профиль лопастей должен быть соответствующим, «удобным» для возникновения «вторичных трёхмерных образований». Думаю, дальнейшими исследованиями будут определены наиболее оптимальные поперечные сечения лопасти, их геометрические формы и размеры, только с одной целью: в ложбине каждой лопасти должен возникать вихревой шнур и устойчиво развиваться и существовать.

У вышеупомянутого старшего сотрудника ЦАГИ, кандидата физико-математических наук, Молчанова В.Ф. имеется статья от 2011 года, в которой он пишет:

…Индукция этих вихрей определяет скорости движения частиц среды, которые удовлетворяют законам сохранения массы импульса и, условно, закону сохранения энергии. Энергия вихря бесконечна, но вихри можно заменить круговыми цилиндрами радиуса ε. Путем очевидных оценок можно установить, что если ε существенно меньше характерного расстояния между вихрями, циркуляция вокруг каждого цилиндра равна циркуляции вокруг соответствующего вихря, а плотность материала, из которого изготовлены цилиндры, равна плотности среды, то движение центров таких цилиндров будет близким к движению вихрей, а энергия конечна.…

То  есть, в среде вязкого газа динамику перемещения любого вихря можно смоделировать, заменяя его вполне материальным объектом – круговым цилиндром. Такой объект обладает массой и, соответственно, энергией, поскольку эта масса имеет скорость собственного вращательного движения. Мало того, вихри обладают способностью перераспределения полной энергии в своём развитии, что приводит к изменению термодинамических параметров вязкого газа (температуры, давления) на некотором радиусе от оси вращения. В конечном итоге, в процессе развития вихря происходит уплотнение среды вязкого газа.

Вот картинка лопастного/лопаточного аппарата турбины ортогонального типа гиперболоидной формы, в ложбине каждой лопасти которой показана модель вихревого шнура в виде некоей витой пружины:

Число лопастей может быть различным, по принципу: чем больше лопастей, тем больше величина суммарной массы воздуха, втянутого в вихревое движение в ложбинах каждой из лопастей. Тогда речь может идти о присоединённой массе ветрового потока. Вертикальные турбины, как известно , обладают той особенностью, что для каждой конструктивной конфигурации существует своя стабильная частота вращения, которая не зависит от изменений скорости ветрового потока: турбина довольно-таки резво набирает определённую частоту вращения из состояния покоя, и далее роста частоты вращения не происходит, какой бы силы и с какой бы скоростью не дул ветер при этом. Но при этом наблюдается необычное явление: турбина работает со стабильной частотой вращения, а крутящий момент на валу меняется в зависимости от изменений силы/скорости ветрового потока. Объясняется просто – с изменением силы/скорости ветра меняется и суммарная величина присоединённой массы в ложбинах лопастей.

Кроме того, процессы вихреобразования в ложбинах лопастей носят волновой характер. Например, в момент прямого взаимодействия ветрового потока с профилем каждой лопасти имеет место так называемой «накачки» зародившихся вихрей. Далее вихрь проходит стадию «развития». Стадия довольно таки инерционная, поэтому процесс «развития» продолжается и в «тени» ветрового потока. И, поскольку лопасть представляет собой некую пространственную прямую, скрещивающуюся – но не пересекающуюся, - с осевой линией вращения, то в обоих концах каждой лопасти на вихревые жгуты действует центробежная сила, что вынуждает к выбросу, «выхлопу» части массы вихревого образования. Таким образом, если на все процессы глянуть в целом, при полном вращении конструкции, то цепочка стадий – «накачка» + «развитие» + «выхлоп», - носит ярко выраженный волновой характер.

Отсюда – вполне объяснимое желание разработчика и его попытки «поиграться» с конфигурациями конструкций ветровых турбин. Вариантов много. Вот один из вариантов, составленный из двух усечённых гиперболоидов, строго симметричных друг другу:

Поскольку подобная конфигурация внешне походит на зубчатое колесо шевронного типа, то назовём его «конфигурацией шевронного вида». "Выхлоп" струи вихревого шнура каждой лопасти происходит с некоторой силой F. Если разложить её по правилам треугольника скоростей, то легко обнаруживается тангенциальная составляющая Ft, касательная к очерковой окружности концов лопастей. Выходит, на каждую лопасть при этом будет оказывать влияние сила реактивной отдачи Fреактивная нисходящей струи «выхлопа». Таким образом, на всю конструкцию будет действовать суммарный крутящий момент ƩFреактивная, умноженный на радиус окружности действия сил реактивной отдачи. То есть, каждая лопасть будет постоянно продолжать работать, находясь при этом даже в «тени» ветрового потока.

Есть и другие, не менее интересные, варианты конфигурации ветровой турбины гиперболоидного типа. Но рассмотрением преимуществ той или иной конструкции в сравнениях с остальными, займёмся в другое время и в другом месте.

А пока вернусь к утверждению Молчанова В.Ф.: "...применение переменного перепада давления способно увеличить ξ". И сразу же хочется ответить: «Да, такое вполне возможно, если без оглядок пуститься на технические ухищрения». Давними исследованиями европейских учёных установлено, что параметры воздуха, отработавшего в ометаемой площади заурядного ветряка, меняются. Скажем, температура воздуха может уменьшиться на 2…4°С, что вызывает слабое уменьшение давления в отработавшем потоке в сравнении с окружающим ветряк воздухом. Но в случае использования вихревых процессов в ложбинах лопастей ветровой турбины, следует ожидать более глубокого срабатывания внутренней энергии рабочего тела, поскольку в вихревых шнурах происходит перераспределение полной энергии в адиабатных потоках вязкого газа. Этим и отличаются вихревые образования от прочих вторичных трёхмерных образований, которые возникают в процессах циркуляции вокруг профиля лопасти/лопатки/крыла. То есть, отработавший в ложбинах лопастей ветровой турбины воздух ветрового потока, на «выхлопе», может иметь более низкую температуру, нежели в случае обычного крыльчатого ветряка. Уменьшение температуры ведёт, как правило, к падению давления в уходящем воздухе за турбиной. Соответственно, следует ожидать увеличение коэффициента использования энергии ветра ξ. Так что, основная идея работ Молчанова В.Ф. может быть подтверждена практикой. Конечно, нужны эксперименты и исследования.

Я исходил всегда, и исхожу сейчас из того убеждения, что в современных ветродвигателях всё самым тщательным образом вылизано и доведено до полного совершенства. Что-то добавить, изменить, переделать там, считаю делом безнадёжным и неперспективным. Но исторические процессы развития техники, как и всего остального в мире людей, на самом деле, идут по некоей конусной расширяющейся спирали. Когда-то посчитали, что «вертикалки» из всего семейства ветряков отжили своё. Развитие пошло по пути совершенствования крыльчатых ветряков с горизонтальным расположения ротора винта. Именно под них разрабатывались теории идеального ветряка, просчитывался раз за разом коэффициент использования ветровой энергии ξ. Остановились на показателе Беца-Жуковского величиной ξ = 0,593, признали его «классикой». Но споры-то продолжаются, на что я пытаюсь обратить внимание читающей публики. А раз идут споры, то истина где-то совсем рядом. Если нет возможности совершенствовать совершенное, то почему бы не обратить взоры на брошенные когда-то «вертикалки»? – их-то всяко можно совершенствовать и совершенствовать без конца, пускаясь на всевозможные технические ухищрения…

На распутье

А в итоге - я оказываюсь на распутье. За моими плечами более двадцати лет работы в Большой Энергетике. Как получается продукт высочайшего потребительского качества – Электроэнергия, - готов сам объяснить любому до деталей, до мелочей, до тонкостей, о которых рядовой обыватель даже и не подозревает. С другой стороны – что-то такое наследственное бродит в душе (поминаю об этом в Комментарии автора) и не даёт покоя.

Между прочим, я на стороне тех, кого про себя именую «инквизиторами АШ», горячих противников «зелёнобесия», накатывающегося на Россию с Запада. Но иногда «инквизиторы» становятся подобием некоего свихнувшегося испанского идальго – так рьяно выступают вообще против всякой «зелени», против ВИЭ, забывая при этом, что идальго восседал на кляче под именем Росинант, и доспехи с оружием у него были ржавыми, и в качестве шлема использовался прибор заурядного деревенского цирюльника, и тп. Чем они лучше рыцаря из Ламанчи? – спрашивается. Да, умеют некоторые щедро сыпать цифирью с оглядкой на Запад. Но и – только.

На одном из технических форумов я писал:

…Знаю по собственному опыту, что очень трудно убедить кого-либо цифровыми выкладками. Кульбиты с цифрами сегодня дёшево стоят. Поэтому предлагаю задуматься на тему неуязвимости нашего населения малых городов, посёлков, деревень. УЯЗВИМОСТЬ! – вот беда нашего времени. Мы настолько привыкли к благам цивилизации, что стали абсолютно беспечными. Более того, мы становимся заложниками собственных достижений научно-технического характера. Случился обширный лесной пожар (лето 2010 года), и целые деревни оказались отрезаны от цивилизационных преимуществ. Люди в этой ситуации оказались абсолютно беспомощными – без воды и без электроэнергии. Наши воздушные линии передач электроэнергии разрушаются легко и просто в случаях природных и техногенных катастроф. И не только в России. Это имеет место быть по всему миру.

…А бомбардировки Югославии вояками НАТО тоже ещё не забыли?! Так вот, чтобы вывести из строя энергосистему достаточно мощного ЕВРОПЕЙСКОГО государства, оказалось, вполне достаточно сбрасывание нескольких десятков авиационных бомб с начинкой в виде графитового порошка на места сгущения высоковольтных ЛЭП. В электроэнергетике знают о таком крайне опасном и грозном явлении, которое именуется «развалом энергосистемы». Используя это явление в свою пользу, можно в считанные часы поставить любое - самое мощное в военном и экономическом отношении, - государство на колени…

Правда, у меня несколько иные аргументы против «зелёной энергетики» и чересчур ретивого западного "зелёнобесия". Просто понимаю, что всевозможные ветряки, солнечные панельки, миниГЭС с миниТЭС, по определению не могут выдавать электроэнергию такого же высочайшего качества, какое получается на мощных ТЭС, ГЭС, АЭС с мощными турбинными агрегатами. И когда я вижу цифры демонстрации присутствия ВИЭ в энергосистемах целых государств, то невольно возникает вопрос об узаконенном воровстве: как можно смешивать несмешиваемое, впихивать невпихуемое?! Выходит, смешивать электроэнергию низкого качества всяких ВИЭ с электроэнергией высочайшего качества ТЭС, ГЭС, АЭС - подобно тому, как в высококачественный бензин добавляют фракции прямой перегонки нефти или газового конденсата весьма сомнительного качества для сжигания в цилиндрах автомобильного двигателя и продают при этом «бодяжную» смесь по цене высококачественного бензина?! Я слегка знаком с «бодяжничеством» топлива на нефтебазах – приходилось иметь дело. И прямо скажу: это – воровство в полном смысле слова.

В одном «бородатом» еврейском анекдоте говорится про то, что из любой ситуации имеется два выхода. Так и в наших рассуждениях: а почему бы не поставить вопрос об официальном признании так называемой «электроэнергии низкого качества» или «электроэнергии низкого передела»? Есть же понятия в электроэнергетике такие, как «высоковольтная – низковольтная», «сильноточная – слаботочная» и т.п. И ничто не мешает ввести понятие «эл/энергия низкого качества». Разработать под это понятие все виды технических регламентов, разрешить создавать целые локальные электросети под такую электроэнергию. Тогда ветряки, ветродвигатели, ветровые турбины могут получить вторую, нормальную, жизнь в России. А работ с использованием эл/энергии низкого качества полным-полно. Например, как минимум, две трети сети автомобильных дорог в России нуждается в круглосуточном освещении трасс на протяжении 5…7 месяцев в году (на Севере – так вообще в круглогодичном режиме). Только тогда, по-видимому, удастся снизить аварийность на дорогах с резким уменьшением смертельных исходов, серьёзных травм, да и простого «жестяного» ДТП. И что? – прикажете на подобное освещение тратить электроэнергию высочайшего качества с миллионно-тонными расходами углеводородов или делящихся материалов?! Что мешает на трассе в 1 км поставить 30 столбов с водружением на их вершины ветровых турбинок мощностью в 0,2…0,5 Квт? Полученные 6…15 Квт расходовать именно на освещение этого километрового участка дороги. Пусть всегда будет светло на наших дорогах, а ветра в России полно. Только в моём районе проживания за сто лет наблюдения отмечается, что 240 дней в году у нас дуют ветры со средней скоростью 4,2 метра/сек. А если создать ветротурбинку, которая фактически будет работать от простого чиха? – скажем, при скорости ветра от 1,4 метра/сек? Я не вижу препятствий для реализации поставленной задачи.

Попутно готов предложить свои прежние наработки по теме промышленного хранения электроэнергии. В любых объёмах. На любые сроки хранения. В тизере вверху данной статьи я не случайно упоминаю книжечку изобретателя Уфимцева Анатолия Григорьевича в 28 страниц - «Проблема анемофикации». Хороший изобретатель, как правило, пытается решать проблему в комплексе. Как Уфимцев А.Г.: создал ветродвигатель с «довеском» в виде инерционного накопителя энергии. И эта штуковина довольно-таки долго работала. Даже после ранней смерти своего создателя в 1936 году. Надо бы завидовать и подражать такому подвижничеству…

 

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Комментарий автора: 

Я не застал своего деда по отцу в живых. Кратко упоминал здесь, на АШ, о нём:

Но под Сталинградом был и мой дед по отцу. Он служил механиком на пароходе. В Сталинград речными пароходами доставляли технику, снаряды, мины и патроны. И под непрерывными бомбёжками выгружали на берег доставленный груз и сразу, тут же забирали раненных. В один из таких походов, дед при погрузочно-разгрузочных операциях надорвался (было ему далеко за 50 лет). Умер буквально за ночь, когда пароход двинулся из Сталинграда вверх по Волге. Остановиться пароход не имел права. Поэтому деда (Умяр - по имени) похоронили по-флотски: завернули тело в кусок брезента, привязали к ногам ненужную железку и спустили тело в воду реки. Мы даже не знаем, в каком месте Волги (Аг-Иделя) покоятся косточки деда...

А моя бабушка (Хадича - по имени) рассказывала о деде Умяре следующее:

Был механиком-самоучкой с начальным образованием. Работая в Волжском пароходстве до революции, дошёл до должности механика пароходов. Много раз ходил в каботажное плавание по Балтике. Бывал, в том числе, в Голландии. И чем-то поразили его водоветряные мельницы, коих там было бесчисленное множество.

Женился на Хадиче, а там и революции 1917 года подоспели (мой отец, кстати, родился в 1917 году). Жили в Ярославле - когда-то за счёт щедрого авторского вознаграждения за какое-то изобретение, дед сумел купить добротный дом на одной из центральных улиц Ярославля.

В годы НЭПа дед тряхнул мошной и скупил земельные наделы вдоль небольшой речки в своей родной деревне. Построил запруду и поставил водяную мельницу. Но решил сделать всё по-голландски - начал строить и ветряную мельницу в дополнение к водяной. То есть, хотел получить именно водоветряную мельницу. В ходе строительства, как рассказывала бабушка, обнищал до предела. Даже на еду в семье денег не было. Тесть Умяра (получается - мой прадед по бабушке) забрал Хадичу с детьми, обозвав при этом прилюдно деда умалишённым.

Бабушка не знала что и как, но свою задумку дед Умяр довёл до конца, - достроил таки водоветряную мельницу. И затем в течение буквально одного года стремительно разбогател, вернул свою семью. Разбогател настолько, что все кулаки в уезде ходили у него в должниках. Дед даже смог выписать из-за границы (!!!) и поставить у себя паровую молотилку.

А в 1927-28 годах пошли разговоры о предстоящей коллективизации. Дед смекнул куда клонится политика государства. И когда в деревне начался процесс коллективизации, дед Умяр первым вступил в колхоз со всем своим имуществом. Но долго не мог смириться с тем, как безалаберно обходились с его имуществом (с мельницей, в том числе) новые "хозяева жизни". Мне вот в школе очень нравился "крепкий середняк" Островнов Яков Лукич - когда "проходили" в 10-м классе "Поднятую целину" Шолохова М.А. Обратил внимание на то, как тепло описывал его автор романа. Чем-то напоминал по характеру и повадкам моего деда. В 10-м классе школы я даже позволил себе поспорить с преподавателем литературы, защищая Якова Лукича: ведь он, как и мой дед, двигал на село новые технологии.

В конце-концов, дед собрал семью и вернулся в Ярославль. Там опять начал работать механиком пароходов...

***

Так что, интерес к ветрякам, ветродвигателям, ветровым турбинам, у меня, можно сказать, - наследственный. Вот и изобретаю как умею.

Комментарии

Аватар пользователя Анкудиновский

Да, знаю. Переписывались.

Аватар пользователя groks
groks(8 лет 3 месяца)

Ха. Сразу вспомнилась управляющая шестерня в видиках, которых я тонну в 90е перечинил. Так что запросто.

Я вот прочитал про накопитель Уфимцева. Я не подумал о такой функции. Просто хотел сделать центробежный регулятор. Обороты больше-грузы растягивает-крылья доворачивает. А у него получается, что при старте маховик не создаёт большого сопротивления, поскольку масса около оси, при высоких оборотах масса расползается центробежными. Можно скрестить с порошковой муфтой. Есть ещё маховик с перематывающейся лентой, прямо по Уфимцеву.

Аватар пользователя Анкудиновский

Я заказал электронную версию книжечки Уфимцева А.Г. в Российской государственной библиотеке (РГБ). Жду пересылки.

А вообще-то, идей у него очень много. Да и прошёл путь от террориста до учёного-изобретателя. Мне он весьма импонирует именно идеями, не терроризмом, конечно.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(8 лет 8 месяцев)

Тут переключающий механизм должен быть ещё следяще согласован с указателем направления ветра. Но сейчас уже думаю, что лучше всего не усложнять и не загромождать, а по максимуму положиться на действие самого потока ветра, как это было у аналогичных водных турбин.

 

Аватар пользователя Анкудиновский

Мне нравится, досточтимый Brunoru.gif , то, как Вы лихо погружаетесь в тему. Похвально!

Аватар пользователя Polaris
Polaris(8 лет 4 месяца)

Проще реализовать в виде полого цилиндрического маховика, вращающегося вокруг вертикальной оси, в котором жидкость по мере увеличения оборотов перетекала бы с нижнего основания на стенку, а взамен подавалась бы дополнительная.

Аватар пользователя Polaris
Polaris(8 лет 4 месяца)

Можно иначе: лопасти со шкивами вращаются вокруг вертикальной оси с неподвижным шкивом, делая половину оборота за оборот. Положение неподвижного шкива задается лопастью-флюгером (не показана) по ветру.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(8 лет 8 месяцев)

Да, тоже интересный вариант. Вообще, у "вертикалов" огромное множество интересных решений, но они почему-то находят мало применения. Думаю, что это из-за более низкого кпд. Если так, то это ошибка внедрения. Кпд важен в топливных двигателях и в двигающихся энергоустановках. В бестопливных стационарных энергоустановках большее значение имеют капитальные и эксплуатационные затраты и/или EROEI. Ведь если одни ветряки имеют кпд 40%, а другие 30%, то это значит, что там где первых нужно поставить 3 штуки, вторых (при той же заметаемой площади) - 4 штуки. И если вторые вполовину дешевле первых, то их и нужно ставить, несмотря на более низкий кпд.

А вот со стоимостью у горизонталов всё не так просто. Из-за больших изгибающих нагрузок в несущей конструкции, они имеют повышенный расход материалов на фундамент и мачту, что делает их не менее материалоёмкими (удельно на кВт), чем ГЭС. Вертикалы в этом плане обещают быть более экономичными - нагрузки по несущим конструкциям можно распределить более равномерно, генератор поместить в фундамент и т.п. 

Аватар пользователя Polaris
Polaris(8 лет 4 месяца)

Я думаю, материалоемкость - не главный фактор. Если есть поток достаточной энергии - можно и материалы потратить (вопрос срока окупаемости всего лишь). В России, однако, такие потоки существуют главным образом на побережьях, из которых самое энерговооруженное - северное. Там, с другой стороны, только в районе Мурманска есть подходящие для полей ветрогенераторов районы. Остальное огромное побережье - зона бездорожья, вечной мерзлоты и особых климатических условий. Там кругом проблемы: и логистика, и фундаменты, и обслуживание, и линии передач.

Тем не менее, в перспективе именно северное побережье с ветрогенераторами может в комплексе в солнечной генерацией южного степного пояса при российской протяженности составить основу энергетического комплекса на возобновляемых источниках, свободного в значительной степени от пиков и провалов.

Будущее, на мой взгляд, в использовании энергии тропосферных воздушных течений, гораздо более стабильных и энергетически значимых.

Что касается моей конструкции - она первоначально разрабатывалась как подруливающее устройство для морских платформ. Потом пришла мысль, что возможно и обратное использование - для генерации. Представленная схема условна, техническая реализация другая.

Её достоинства:

- запуск без предварительного раскручивания, необходимого для других вертикальных решений;

- простота реализации;

- возможность работы при малых скоростях ветра.

Недостатки:

- плохая защищенность от экстремальных ветровых нагрузок;

- более низкий кпд использования энергии ветра из-за тихоходности.

Использование этой установки и ветрогенераторов вообще в моем регионе (северо-запад) оказалось нецелесообразно из-за отсутствия ветра большую часть времени, поэтому до практической реализации не дошло.

Аватар пользователя Bruno
Bruno(8 лет 8 месяцев)

>>> вопрос срока оку­па­е­мо­сти всего лишь

Так и я о том же

 И если вторые впо­ло­ви­ну де­шев­ле первых, то их и нужно ста­вить, несмот­ря на более низкий кпд.

 

Аватар пользователя Анкудиновский

Что касается моей конструкции - она первоначально разрабатывалась как подруливающее устройство для морских платформ. Потом пришла мысль, что возможно и обратное использование - для генерации. Представленная схема условна, техническая реализация другая.

Да, интересное решение. Даже поверхностный с умозрительным анализ говорит о работоспособности данной конструкции. Стоит, стоит она того, чтобы заниматься вплотную.

Аватар пользователя Polaris
Polaris(8 лет 4 месяца)

Нет сомнений в работоспособности, проверено на модели. Однако, с учетом замеренной скорости ветра за год в моей местности и цены обеспечения бесперебойности выдаваемой энергии оказалось, что окупаемость порядка 15 лет и проще покупать готовое электричество.

Аватар пользователя Анкудиновский

Я думаю, материалоемкость - не главный фактор. Если есть поток достаточной энергии - можно и материалы потратить (вопрос срока окупаемости всего лишь).

  "...материалоемкость - не главный фактор?!" Но с материалоёмкостью, считаю, надо обходиться очень и очень расчётливо.

Вот моя картинка проработки 2010 года:

Как видите, все прочностные элементы несущей конструкции сосредоточены главным образом в районе "талии" гиперболоида. Делается это с целью снижения величины момента инерции ротора турбины. Ведь Вы утверждаете:

В России, однако, такие потоки существуют главным образом на побережьях, из которых самое энерговооруженное - северное. Там, с другой стороны, только в районе Мурманска есть подходящие для полей ветрогенераторов районы. Остальное огромное побережье - зона бездорожья, вечной мерзлоты и особых климатических условий. Там кругом проблемы: и логистика, и фундаменты, и обслуживание, и линии передач.

На самом деле, в любой точке России, естественно, присутствуют ветровые потоки. Но их силу, их кинетическую энергию оценивают только с позиций использования КРЫЛЬЧАТЫХ ветряков. А оные, как известно, не могут работать в потоке скоростью менее 8 м/сек.

Ветровые вертикальные турбины тем и интересны, что с ними можно побороться за энергию ветров скоростями менее 5...8 м/сек. Я уверен, что даже так называемые "бризовые ветра" со скоростями в 0,20...0,25 м/сек, им освоить вполне под силу. Ведь Россия сильно "испещрена" водными поверхностями рек, речушек, озёр, болот. Вдумайтесь, только в Европейской части России имеется более 30 000 (тридцати тысяч) рек, речушек! А над такими районами ветер присутствует постоянно. Но - с чудовищно малыми для КРЫЛЬЧАТЫХ ветряков скоростями. Такие пространства надо осваивать с помощью ветровых турбин...

Аватар пользователя Анкудиновский

Видимо, я как-то пропустил Ваш материал, досточтимый Brunoru.gif , - имею в виду Вашу статью Сравнение материалоёмкости гидро- и ветрогенерации (Bruno) . Сейчас прочитал с большим интересом.

В ней Вы справедливо, в общем-то, отмечаете:

Если весьма приблизительно принять энергоёмкость цемента 200 кг. условного топлива на тонну, а стали - 600 кг. у.т./т, то энергии, затрачиваемой на производство основных материалов, используемых в ветрогенерации, в три раза больше, чем энергии для материалов сопоставимой гидрогенерации.

С этим можно согласиться, если принять западную схему строительства ветрогенераторов большой мощности. Но Россия тем и отличается от западного мира, что даже в таких вопросах давным-давно обошла Запад. Если не возражаете, то ещё раз продублирую здесь свою картинку:

В качестве опоры турбины, как видите, предлагается использовать стальные гиперболоиды "по-Шухову". Напомню, что русский инженерный гений ШУХОВ В.Г. буквально блистал на Всероссийской промышленной выставке в Н.Новгороде в 1898 году со свой конструкцией водонапорной башни:

Эта башня, как известно, сегодня располагается в Полибино. Ей, - на секундочку! - 120 лет. То есть, шуховские гиперболоиды могут сохраняться более 100 лет. Даже сохраняют свою несущую способность. Для ветрогенерации вполне достаточны сроки службы в 30...40 лет. Но главное достоинство этих ажурных конструкций в том, что расходы металла на них в 2,5...3 раза меньше, чем на стальные опоры прочих конструкций с той же несущей способностью.

Как мне видится, Вы будете сто крат правы утверждая:

Однако, стоит заметить, что ветряки, как и всякая малая энергетика, гораздо раньше, если считать от момента начала возведения объекта, начинают отрабатывать затраты на себя, поскольку возводятся быстрее. А в заёмно-ростовщической экономике, как известно, время - деньги.

Вот поэтому я вижу ветровые турбины на шуховских опорах - проще строить, дешевле, долговечнее.

Аватар пользователя nictrace
nictrace(12 лет 2 месяца)

разновидность обычной вертикалки. На низком ветру могут работать, но КИЭВ ниже, чем у лопастного. Вот турбина Горлова -очень интересная штука)

Аватар пользователя mamomot
mamomot(11 лет 3 месяца)

Очень познавательно! Особенно понравились истории из семейного архива.

Интересно... А есть проработки использования энергии сквозняков. Ведь, по сути любое высокое здание - это шахта с тягой...

Комментарий администрации:  
*** Уличен в том, что обзывает людей ("обиженками", "хохло-нечистью" и т.п.), а потом пишет администрации жалобы вида "в ответ на мое крайне корректное обращение..." ***
Аватар пользователя Анкудиновский

Спасибо, досточтимый mamomotru.gif !

Да, по одной просьбе была попытка проработки утилизации (рекуперации) тепла уходящих газов вентиляционных систем. Но что-то заказчик быстро потерял интерес. Забросил...

Аватар пользователя mamomot
mamomot(11 лет 3 месяца)

Понятно... Жаль... 

Комментарий администрации:  
*** Уличен в том, что обзывает людей ("обиженками", "хохло-нечистью" и т.п.), а потом пишет администрации жалобы вида "в ответ на мое крайне корректное обращение..." ***
Аватар пользователя Анкудиновский

Да, таких моментов в жизни любого разработчика вагон и маленькая тележка. Устанешь обижаться...

Аватар пользователя groks
groks(8 лет 3 месяца)

Рекуператоры уже продаются.

А с трубой вертикальной такие дела - очень высокая труба даст существенный поток воздуха, поскольку вверху меньше давление. Предлагалось даже цеплять гибкую лёгкую трубу за аэростат. Преимущество, что вся генерирующая часть в основании, на уровне земли.

Аватар пользователя Анкудиновский

Готов восхищаться Вами, досточтимый groksru.gif ! Вы уже начали изобретать. Поздравляю!

Аватар пользователя SmokeMK
SmokeMK(6 лет 10 месяцев)

Очень интересно.

Тут подумалось....вот когда кончится нефть)))...Если запустить в небо большой буреустойчевый гелевый шарик типа дирижабль на тросу-кабеле и на трос-кабель нанизать эти штуки то получится вечный халявный ток ибо в небе ветер всегда. Соответственно можно регулировать нижний предел напряжения и смело подключать его к сети уже как постоянный источник питания. В случае приближающейся прям критичной для шарика бури, торнадо- "сматывать удочки" и переходить на наземные ВЭУ, потом снова возвращать обратно шарик в небо. При необходимости в переходный период использовать АКБ, если потребление не большое, но это не подходит для крупных потребителей. Но если придумать автоматическую систему как быстро "сматывать удочки", то можно сматывать уже в момент работы наземных ВЭУ. Главное рассчитывать и разработать регламент при котором можно добиватся постоянной работы системы и подачи в сеть не изменной величины, на которую можно опираться при расчёте потребителя и его группы энергоснабжения, а излишки всегда можно продать....а в торнадо даже сеть постоянная не гарантирует работу, так что можно сделать и кратковременный перерыв в работе в случае прям форс-мажёра..

Можно между высокими домами прокидывать трос и так же на трос насаживать. Вертикальная конструкция более практичней чем горизонтальная из-за размеров и возможности применения.

Но вот где 24 и 36 лопастей существует угроза обледенения и забивания пазов мокрым снегом...необходимо ставить датчик веса и пускать через выпрямитель кратковременно ток к.з. на лопасти при увеличении веса....Плавка льда вроде называется в энергетике для проводов применяется. Особенно это актуально в  регионах с высокой влажностью и низкими температурами зимой. Но необходимо, что бы рядом была сеть и ВЭУ работала в паралели с сетью.

 

Аватар пользователя Анкудиновский

Тут подумалось....вот когда кончится нефть)))...Если запустить в небо большой буреустойчевый гелевый шарик типа дирижабль ...

Вы так далеко за горизонт заглянули, что я со своим фантазёрством могу постоять в стороне и курить...

Но вот где 24 и 36 лопастей существует угроза обледенения и забивания пазов мокрым снегом...необходимо ставить датчик веса и пускать через выпрямитель кратковременно ток к.з. на лопасти при увеличении веса....Плавка льда вроде называется в энергетике для проводов применяется.

Вот потому-то мне нравится общение с Вами. Указываете на проблему и тут же пытаетесь указать пути выхода из ситуации. Обледенение, забивание, - решаемые и устраняемые проблемы. Опыта работы в Арктике с Антарктикой в России достаточно. У меня родной дядя по матери, будучи учёным с мировым именем, работал в экспедициях годами. И вся техника там нашего  производства работает без сучка и задоринки.

Можно между высокими домами прокидывать трос и так же на трос насаживать. Вертикальная конструкция более практичней чем горизонтальная из-за размеров и возможности применения.

Попадалась на глаза фотография небоскрёба в ОАЭ - там меж двумя корпусами на простой балке укрепили ветряк мощностью под 100 Квт. Работает!

Аватар пользователя Анкудиновский

Ещё дополню.

Но необходимо, что бы рядом была сеть и ВЭУ работала в паралели с сетью.

Вы абсолютно правы. Ветровые турбины надо ставить парами, а то - и по три штуки сразу. Три штуки - если уж на то пошло, - сразу же образуют локальную электросеть при соединении едиными шинами. Такая схема будет работать очень надёжно. Кстати, и в большой энергетике не создают электростанцию под одну турбину, под один энергоблок. Обязательно - не меньше пары турбогенераторов. Я мотался по монтажам более 13 лет, и не видел случаев построения ТЭЦ, ГРЭС, ТЭС с одним турбогенератором. Даже АЭС (бывал на них) под один реактор с турбогенератором имеет, как правило, резервные мощные дизель-генераторы, тоже кстати парами.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Уважаемый Анкудиновский!

 Вашу гиперболоидную конструкцию можно с успехом применить в качестве... градирни! Уж очень формы навевают., т.е. внутрь традиционной градирни(корпуса) поместить Ваш гиперболоид, только лопасти развернуть на 180 гр вокруг из оси, ну может ещё форму подогнать либо корпуса либо гиперболоида, прикинуть нужно, что лучше. Распыляемая вода будет, стекая по желобу лопасти, охлаждаться причём интенсивно, за счёт вихревого обтекания последнего воздухом и на выходе, снизу лопасти будет создавать некоторую тягу(по 3 закону Ньютона). Плюс воздух, поднимаясь вверх и обтекая лопасти свою долю тяги добавит. вся конструкция, как у Вас и задумано, сидит на валу генератора и вырабатывает ток или вращает подающий насос. Воздух, обтекая лопасти и вращая их, будет сильнее охлаждаться, т.к. совершает работу. Т.е. унос воды должен быть меньше. В следствии выше озвученного  должен сократиться габарит/масса, азначит и стоимость при равной производительности. Плюс сократятся энергозатраты. Плюс потоки воды/воздуха практически постоянны - проще расчёт/управление/настройки. Поумайте над таким вариантом применения. ;)

ИМХУ

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

М-да, а это мысль, но только с целью удаления газов из воды. :)))

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

М-да, а это мысль, но только с целью удаления газов из воды. :)))

Ну почему же. Можно ещё гиперболоид поставить на градирню сверху,. тогда будет утилизироваться энергия охлаждающего воздуха плюс будет возвращаться часть воды которая обычно уносится с паром в градирнях. Ведь, как я ранее писал, воздух будет совершать работу, значит будет охлаждаться, т.е. какая-та часть влаги при этом будет конденсироваться на лопастях и будет стекать в градирню. Уже экономия, меньше потребуется подкачки свежей воды на производство. Плюс выработанную гиперболоидным ветряком энергию пустить на снижение затрат на прокачку той же воды в той же градирне. Потоки в градирне как правило стабильны. От обледенения поможет установка на каждой лопасти виброэлемента, простого тензерного микрофона и их периодического включения в зависимости от погоды.

ИМХУ

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

Речь идет о конкретном решении циркуляции воды и удаления газов. Но температура воды именно одинаковая.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Речь идет о конкретном решении циркуляции воды и удаления газов

Видимо я не до конца понял Вашу мысль. Не могли бы Вы поподробнее, на пальцах?

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

Дегазация воды в системах замкнутого водоснабжения. Например в индустриальном разведении рыбы. И воду нужно перекачивать непрерывно и дегазация обязательный элемент системы. В таких система 500 тонн воды за 30 минут никого уже не удивляет. И это постоянно и годами должно работать.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Дегазация воды в системах замкнутого водоснабжения. Например в индустриальном разведении рыбы. И воду нужно перекачивать непрерывно и дегазация обязательный элемент системы.

Хм, я честно говоря думал, что при разведении рыбы наоборот, аэрируют воду, насыщая ее кислородом. Например, давно замечено, что хариуса лучше ловить либо на перекате, либо сразу за ним ниже по течению. На перекате вода насыщается кислородом(буруны и пр.) и рыба там тусуется охотнее, чем в затхлых заводях. То же подтверждается и тем, что рыбы становится гораздо больше после водосброса плотин, например ГЭС. Даже на водохранилище НГРЭС самое рыбное место - сброс воды из водоводного канала, хотя там водопадик-то, тьфу, метра 4 высотой всего. Кроме того аэрация ещё и для очистки служит, возникающая пена  собирает в себя всякие примеси, например нефтепродукты или остатки подкормки(вулканического пепла, например)….

Хотя кто его знает, раз говорите, что надо, то значит надо. Я не специалист.

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

Сначала дегазация, а уже потом в конус для насыщения кислородом. http://www.akvagroup.com/products/land-based-aquaculture Все не так просто как кажется на первый взгляд. В действительности это довольно сложная технология.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Сначала дегазация, а уже потом в конус для насыщения кислородом.

Тогда кавитация и фокус "ментос+кола". Т.е. в потоке воды увеличиваем давление, при этом в ней газы растворяются, а затем в детандере резко  давление сбрасываем. Дополнительно тут же пропускаем поток через высокопористый материал, например слой мелкого песка. Вода просто "вскипит", заодно почистится, хотя бы частично.

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

Вот и вопрос как это сделать с минимум энергетических затрат, совместить с циркуляционным насосом, сохранять стабильную температуру воды (точно заданную +/- 1 градус) и при этом желательно использовать халявную "зеленую" энергию. И про песок забудьте, будет еще масса частиц меньше 50 мкм (в лучшем случае 20 мкм), так что песок забьется сразу. Используется пластиковые конструкции. А если еще придумаете как это совместить с биофильтром, то считайте вывели себестоимость производства на новый уровень. Собственно вот типовая схема: http://www.akvagroup.com/products/land-based-aquaculture/recirculation-s... 

В место ультрафиолета лучше применять озон, но тогда нужен обязательно контролировать содержания озона на выходе.

И не забывайте, все должно работать годами с минимум технического обслуживания и непрерывно, и перекачивать сотни и сотни тонн воды в час.

Хотя сразу возникает идея уменьшать в объеме давление газов. Поставить газовый насос, а воду поднимать отрицательным давлением.

Аватар пользователя Анкудиновский

Невольно обратил внимание на ваш обоюдный "междусобойчик" - очень и очень активный. А не позволите мне встрять в него и "вставить свои 5 копеек"?

Вот и вопрос как это сделать с минимум энергетических затрат, совместить с циркуляционным насосом, сохранять стабильную температуру воды (точно заданную +/- 1 градус) и при этом желательно использовать халявную "зеленую" энергию.

Сайт в приведённой ссылке не переведён на русский язык, а английского - я не знаю. Но из схем кое-что всё же понять можно. Речь, в частности, идёт о таком энергозатратном процессе, как аэрация воды. Может быть, Вас, досточтимый Корректорru.gif , заинтересует технология "Микропузырьковой аэрации биологических систем", см. по ссылке:

https://cloud.mail.ru/public/LNhJ/BYQppNfB3

Эту тему поддерживают в ООО "Акварос" (Москва). Я состоял в переписке с член-корреспондентом РАЕН, доктором биологических наук ЖМУР Натальей Сергеевной. Можно и сейчас обратиться к ним за содействием. Тем более, директор "Акварос", доктор биологических наук ЛАПШИН Олег Михайлович напрямую занимается рыбоводным хозяйством в России - см. по ссылке:

http://oxycom.biz/ru/akvaros/187483

Вместо ультрафиолета лучше применять озон, но тогда нужен обязательно контролировать содержания озона на выходе.

Коль речь зашла об озоне, наиболее дешёвых способах его получения, то может Вас ещё заинтересует вот такая информация - см. по ссылке:

https://investors.partners/projects/735-ultra-dispersiya-ozona-v-jidkostyah

 

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

Уже ответил Вам, вопрос энергоснабжения комплекса это нисколько не решает. Опять нужна энергия. И ее как-то нужно получать. Энергия, это 30% себестоимости продукции. Хотя решение безусловно интересное.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Коль речь зашла об озоне, наиболее дешёвых способах его получения, то может Вас ещё заинтересует вот такая информация - см. по ссылке:

Чуть выше/ниже/раньше я, в ответе Корректору, озвучил способ предельного насыщения воды и прочих жидкостей практически любым ггазом: использование локального повышения давления с помощью кумулятивного эффекта. С помощью излучателя в жидкости создаётся фронт волны давления фокусирующийся в некоторой точке. В этой точке будет наблюдаться многократный рост давления и, следовательно, интенсивное растворение газов в жидкости. Разместив в этойе точке вход в магистраль высокого давления можно отводить насыщенную жидковсть в резервуар на хранение либо для дальнейшего использования. Вот такой скелет технологии. Достаточно просто реализуемый. ИМХУ

)))))

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Вот и вопрос как это сделать с минимум энергетических затрат, совместить с циркуляционным насосом, сохранять стабильную температуру воды (точно заданную +/- 1 градус) и при этом желательно использовать халявную "зеленую" энергию.

Если рядом есть река/ручей или что-то подобное, даже невеликой мощности, можно задействовать её. Было предложение по аэрации реки с целью очистки используя для этого энергию её же течения. Там принцип как в гидротаране(один из первых автоматических насосов) Выглядит примерно так: в потоке установлена труба под наклоном: заборное отверстие выше, выпуск ниже по глубине. В заборном конце есть клапан и после него установлен патрубок сообщающийся с атмосферой. В патрубке тоже клапан. Оба клапана синхронизированы между собой. Работает всё так: в заборное отверстие поступает водный поток. В какой-то момент поток перекрывается заборным клапаном и одновременно открывается клапан воздушного патрубка. Под действием сил инерции и эжектирования придонным потоком двигающийся в трубе "обрубок" водного потока работает как поршень и засасывает в трубу порцию воздуха. В нужный момент клапан в воздушном патрубке закрывается а заборный открывается. Начинающий вновь поступать водный поток под действием всё тех же сил и напора течения стремится догнать и сжать  менее плотную среду - воздух. Наконец воздух достигает выходного, придонного отверстия трубы и поднимаясь к поверхности аэрирует воду. Если поставить второй клапан в трубе на выходе, второй патрубок для отвода сжатого воздуха всё синхронизировать, то можно получать сжатый воздух в больших количествах и приличного давления. А уж его можно задействовать например в пневмоприводах тех же насосов, вентиляторов в теплообменниках и пр. На закате СССР такую идею прорабатывали на Украине. У автора фамилия на "Ч" вроде. В "Науке и жизни" была статья.

И про песок забудьте, будет еще масса частиц меньше 50 мкм (в лучшем случае 20 мкм), так что песок забьется сразу. Используется пластиковые конструкции. А если еще придумаете как это совместить с биофильтром, то считайте вывели себестоимость производства на новый уровень.

Не забъётся. Песок в моём предложении с кавитацией служит ещё и демпфером, гасителем ударных волн возникающих в кавитирующем потоке. Величина ударов настолько велика, что на раз "съедает" гребные винты и выкрашивает стальные стенки труб. В общем система выглядит так:

Откачанная из садка вода попадает в аэратор с озоном(раз его лучше использовать, то сразу и начнём) который подаётся, например барботажем под давлением. Давление в потоке локально повышается при помощи пьезо-излучателя например в виде конуса. Излучаема концентрическая волна будет в этом случае не только перемещать жидкость далее по потоку, но и фокусироваться на некотором расстоянии от излучателя(зависит от угла раствора), формируя область с очень большим давлением(как в кумулятивных боеприпасах). вот примерно в эту область, чуть раньше и нужно подавать озон. Под большим давлением газ интенсивно растворяется в воде обезараживая её от бактерий(как я понял это его назначение?), но его может и не потребоваться вообще! Т.к. если после фокуса давления канал будет резко расширен, то так же резко упадёт и давление в водном потоке, что приведёт к испарению растворённых в воде газов, например тех же СО2 или азота или кислорода БЕЗ исключений, т.е. образованию кавитационных пузырьков-каверн наполненных газами и парами воды. При этом взрывоподобно расширится и содержимое живых клеток бактерий, наружное давление-то упало. Микробов просто разорвёт изнутри. Причём из-за многоочаговости процесса и несжимаемости воды ударные волны давлений-разряжений будут накладываться друг на друга вызывая многократное повторение появления-схлопывания кавитационных каверн. Так что бактериям и мусору достанется не по одному разу. Если при этом в данном потоке будет ещё находиться пористая структура, тот же песок, мелкоячеистая сеть, или нечто подобное, то большая часть газов выделившись из воды оборатно в ней уже не расстворится, "зацепившись" за эту поверхность. Так происходит с газировкой. если в неё сыпануть соли или песка,так же происходит в школьном опыте с перегретой дистилированной водой которая мгновенно и взрывоподобно вскипает когда в неё так же всыпают песок или соль. Кроме всего прочего такая поверхность/структура служит успокоителем ударных волн. Вот Вам пожалуйста, озонатор, дегазатор и биофильтр в одном флаконе. После него поставить только дополнительный мех.фильтр, чтобы отловить обломки мусора и "трупов бактерий" аэрировать очищенную воду кислородом и можно вновь её подавать в рыбный садок.

Куда реквизиты моей банковской карты сообщать? ;)

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

Дробление особенно твердых веществ кавитацией явно не ваше изобретение. :))) Тут да, и алмазы можно дробить. ;) Но вы явно скромно умолчали о напряжении на контактах вашего пьезоэлемента. Общих энергозатратах и стоимости самого оборудования. И о чем вам сразу и говорил песок становится расходным материалом.

Вопрос изначально стоял о минимальном энергопотреблении и автономности системы. Вот прямо как "голландская мельница". А так с вами совершенно согласен, кавитация вещь очень полезная.

Нет, речку использовать нельзя. Просто там где комплексы есть смысл ставить реки очень сезонное явление. И летом полноводная река становится глубиной 15 сантиметров, а зимой в большей части замерзает.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Дробление особенно твердых веществ кавитацией явно не ваше изобретение.

А "дробление" микроорганизмов с целью саночистки воды, как и интенсификация растворимости газов в ней же на изобретение уже не тянет? ;)

Но вы явно скромно умолчали о напряжении на контактах вашего пьезоэлемента. Общих энергозатратах и стоимости самого оборудования. И о чем вам сразу и говорил песок становится расходным материалом.

Песок никуда не денется изфильтра, да и может быть заменён сеткой, например.

Пьезоактуаторов всяких в инете полно, не найдётся подходящего, с радостью сварганят на заказ. Всё равно без опытов не обойтись. Или Вам систему "под ключ" надо? Ну, дык, я изобретатель нынче, и не бизнесмен по натуре

Нет, речку использовать нельзя. Просто там где комплексы есть смысл ставить реки очень сезонное явление. И летом полноводная река становится глубиной 15 сантиметров, а зимой в большей части замерзает.

.Это рядом с норвегами поди, чтоб подкормки ихние ближе возить? Ну, там реки не везде промерзают, на водопадах, например. Не промерзают они там из-за аэрации как раз. Воздух захватывается струёй падающей воды и увлекается вглубь(природный эжекционный насос) и оттуда, поднимаясь препятствует образованию наледи. Таким образом предложенный вариант с получением сжатого воздуха "из реки" можно снабдить "антиобледенительной" системой: достаточно получать воздуха с некоторым избытком и этот избыточный воздух тратить на аэрацию потока вокруг самой установки. Если река не промерзает до дна, система может быть вполне работоспособна и зимой. Летнее обмельчание тоже не сильная проблема, во-первых вполне может хватить и оставшихся 15 см. А во-вторых можно установить временную запруду, из труб и синтетической ткани, типа мягких дачных бассейнов. Впрочем, любая система должна резервироваться.

Я понимаю, что хочется совсем задарма, но как у классика: "утром воткнул оглоблю, а к вечеру тарантас вырос" не получится. К сожалению.

ИМХУ.

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

А "дробление" микроорганизмов с целью саночистки воды, как и интенсификация растворимости газов в ней же на изобретение уже не тянет? ;)

Нет не тянет. Дезинфекцию придумали до вас. :))) Патенты ниже. ;) Но вы не учли вирусы. :)))

Песок никуда не денется изфильтра, да и может быть заменён сеткой, например.

Вот это уже ближе к реальности. А то уже представил расход песка мелкой фракции в час. :)))

Пьезоактуаторов всяких в инете полно, не найдётся подходящего, с радостью сварганят на заказ.

Вот с этой темой знаком. Особенно "на заказ". Честно говоря, проще купить уже применяемое в Европе оборудование и эксплуатировать его несколько лет. :))) Но если вы знаете как это сделать действительно за рациональную стоимость другой вопрос.

Или Вам систему "под ключ" надо? Ну, дык, я изобретатель нынче, и не бизнесмен по натуре

Так и прекрасно. Бизнесменов нынче немерено. Ну как минимум они так думают. :))) Но на выходе все больше попил и неадекватная экономика предприятий. ;)

Это рядом с норвегами поди, чтоб подкормки ихние ближе возить?

Да нет, Сибирь средина Евразии. Вот потому индустриальные установки по разведению рыбы и очень интересны. Но тут проблемы с инфраструктурой. И строительство предложенных вами гидросооружений на реке, это можно расценить как экологический терроризм. И опять в -45 все замерзнет, а все ваши трубы разорвет. А потом наступит весна и метровый слой льда снесет остатки, а площадку снова выравняет. Это Сибирь! ;)

Я понимаю, что хочется совсем задарма, но как у классика: "утром воткнул оглоблю, а к вечеру тарантас вырос" не получится. К сожалению.

Целью не является "даром", а получить относительную автономию и этим улучшить себестоимость на 30 %. Например использовать ветрогенератор для уменьшения затрат энергии. Ведь с объемом воды проблем нет, так что можно и запасаться на безветренную погоду. А если уже совсем все плохо, то можно и дизель включить на пару суток. Он в любом случае ставится резервным.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Нет не тянет. Дезинфекцию придумали до вас. :)))

Дезинфекцию с помощью кавитации? Не встречал, дадите ссылку на патент? )) Если же я с помощью известного явления добиваюсь нового результата или применяю его в новой области, то это изобретение.

Вот это уже ближе к реальности. А то уже представил расход песка мелкой фракции в час. :)))

Вы как родник бьёт видели? Струя вертикально из толщи песка, песчинки в ней танцуют и оседают рядом, а их место занимают новые и так по кругу, веками. Так и тут: Детандер- ящик-фильтр с песком, вода подаётся снизу, вертикально, далее, как раньше описывал, кавитация, куски бактерий, отделение газов, танец песчинок. Можно прикрыть ещё сеткой, можно и без неё, можно и без песка. Пробовать надо. что лучше, дешевле и пр.

Но если вы знаете как это сделать действительно за рациональную стоимость другой вопрос.

Теоритически могу предложить, практически у меня опыта нет, И денег на опыты тоже.  А так, на вскидку несколько вариантов:

1) Берём существующие пьезоизлучатели и из них собираем блок, например пирамидальный раструб, нам же необязательно прям круглое сечение? Хотя и желательно. Пляшем с ним.

2) Берём промышленный кавитатор, например для очистки дна судов от наростов(водоросли, полипы, грязь, ржа и т.д.) и модернизируем под наши нужды.

3) Используем опыт мотоциклистов-двухтактников. А именно так называемый резонансный наддув и методы расчёта резонаторов. Т.е. в поток помещаем диск с прорезями или другим способом организуем пульсацию потока воды с определённой частотой (вот тут нам, в отличии от мотоциклистов повезло - частота практически фиксированная!) после этой заслонки-пульсатора рассчитываем и устанавливаем резонансную систему. Такой "механический" кавитатор получается.

И строительство предложенных вами гидросооружений на реке, это можно расценить как экологический терроризм. И опять в -45 все замерзнет, а все ваши трубы разорвет. А потом наступит весна и метровый слой льда снесет остатки, а площадку снова выравняет. Это Сибирь! ;)

Я "немножко", 40 лет пожил в тех краях. Южная Якутия, Алдан-Чульман-Нерюнгри, даже служил в ОАПО, ПЗ-ПК "Тикси". ;)

"Гидросооружения" сводятся к трубе лежащей на дне, ну или чуть выше на паре стоек(чтобы зимой в придонный лёд не вмёрзла, хотя при аэрации и не вмёрзнет) с двумя трубами торчащими из неё над водой. Если одной мало, рядом укладывается ещё одна или сколько потребуется. Какой терроризм, да ещё и экологический?! 8-[   ] От них вреда не больше чем от бревна-топляка на дне. Только в отличии от него они реке ещё и на пользу, Антиобледенительная/антиобрастальная аэрация насыщает воду реки кислородом. Рыбе, речной, дикой, тоже будет хорошо, не только Вашей, "в загонах". ))) От сноса ледоходом давно придуманы быки-ледорезы как на опорах мостов. А щаз вот вообще пришла в голову мысль: Разместить трубу -компрессор....на берегу! А в реку кинуть лишь заборный и сбрасывательный рукава, типа пожарных. Там тогда один раз воде придать движение, а дальше она сама работать будет. По принципу сифона. Главное баланс расходов подобрать. Тут с защитой от замерзания и сноса ледоходом много проще. Лишь бы заборное и сбросовое отверстия лежали ниже уровня промерзанияреки и авыше уровня придонного льда. А так ещё и мобильная установка может получиться. ))))

Целью не является "даром", а получить относительную автономию и этим улучшить себестоимость на 30 %. Например использовать ветрогенератор для уменьшения затрат энергии. Ведь с объемом воды проблем нет, так что можно и запасаться на безветренную погоду. А если уже совсем все плохо, то можно и дизель включить на пару суток. Он в любом случае ставится резервным.

К Вами названному и моему(хотя он не совсем мой, но береговая версия вполне на самостоятельную тянет, не? ;)) "воздухонасосу " сюда ещё добавьте солнечный тепловой коллектор+тепловой аккумулятор (бетонный подвал засыпанный галькой) Для дешевизны можно воздушный. Такой коллектор в средней полосе России продлевает обитаемость дачного домика до октября-ноября с существенной экономией на отоплении. Только на этом Вы сможете достичь желанной экономии в 30% в год. Можно ещё тепловой насос ставить, но это совсем дорого и по оборудованию и по работам. (((

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

Давайте в практическую плоскость. В текущем проекте 455520 кВтч/год, что соответствует 30 % себестоимости продукции. Вот и вопрос, как их получить в Сибири, ну хотя бы большую часть. Собственно потому мне и интересно решение с ветрогенератором. Поскольку теоретически можно почти "напрямую" превратить в работу системы циркуляции. Если есть идеи как именно сделать очистку воды, дезинфекцию и насыщение ее кислородом, то давайте подходить к вопрос практически, и посчитаем во сколько выйдет ОКР. А где проверить есть.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Мда, 52 кВт*час круглый год бесперебойно.... В медвежем углу... Это вряд ли. ((( В таких местах если нет центральной ЛЭП, то только дизель-генератор. Из остальных - лес/дрова, ветер, Солнце и река. Из всех стабильным можно условно считать дрова, ну и всё таки река, хоть и сезонно. Остальные только как вспомогательные, по возможности. Так что видется так весна/лето/осень - наплавная ГЭС или пневмо, как я писал ранее. Зимой - дизель. Возможно, для экономии на синтез-газе(дрова). Солнечный коллектор для обогрева помещений, подогрева воды, аккумулирование тепла днём и отдача ночью. Ветрогенератор - электричество + зарядка аккумуляторов.
Ну и поиск путей снижения энергопотребления самого процесса. Вливать, например, воду в садок тангенциально, и также, о касательной её из садка забирать. Пусть в образовавшемся круговороте рыба "бегает" навстречу течению, быстрее вес наберёт(пасут же гусей а голландских кур дык вообще гоняют бегом у них и мясо то только в ногах))), Плюс центробежкой к бортам будет часть загрязнений относить, может чуть меньше энергии на очистку потребуется.

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

Иллюзий не питаю. Но каждый процент экономии энергии неплохо улучшает себестоимость продукции. Весь вопрос в адекватной стоимости оборудования для экономии. Ну и материалоемкость системы снизить всегда интересно. Сделать систему компактной.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

аждый процент экономии энергии неплохо улучшает себестоимость продукции. Весь вопрос в адекватной стоимости оборудования для экономии. Ну и материалоемкость системы снизить всегда интересно. Сделать систему компактной.

Вот моё предложение, по экономии первых процентов. По дешевизне почти чемпион. По компактности сравнимо с палаткой. Из готовых комплектующих(магазин "всё для дома и сада"). Итак, воздушно-тепловой солнечный коллектор "мягкого" типа предназначен для получения теплого воздуха для использования последнего для отопления помещений и/или подогрева воды. Консттруктивно представляет собой комплект дуг-опор теплицы(покупаются в вышеназванном магазине) воткнутых в грунт с определённым шагом. Изнутри к дугам-опорам подвязывается воздуховод-теплообменник из полиэтиленовой трубы(двуслойная плёнка) можно изготовить из двух слоёв: верхнего прозрачного и нижнего чёрного(типа как для мусорных мешков). Хотя может и такая есть в продаже(?). На землю, под трубу, укладывается слой вспененного полистирола/полиэтилена с металлизированной/зеркальной одной стороной(продается в там в качестве утеплителя для пола) "зеркалом" вверх. Вся конструкция накрывается полиэтиленовой плёнкой. На воход и выход трубы-теплообменника устанавливаются вентиляторы с питанием от солнечных батарей(в том же магазине продаются уличные светильники для дачи с такими батареями и аккумулятором внутри). Вентиляторы слабые, но объём трубы велик и для успешного нагрева воздуха в ней, особенно в нежаркую погоду, требуется длительное время, а значит невысокая скорость потока. Нагретый воздух может направляться непосредственно на нагрев/вентиляцию помещений, в теплообменник для подогрева воды, в теплоаккумулятор для использования подогрева в ночное время(например летом, когда днём подогрев не требуется, а ночью, особенно в предполагаемом районе, необходим). Теплоаккумулятором может служить теплоизолированная примерно теми же методами яма/котлован или даже наружная ёмкость типа мягкого бассейна заполненная мелкой галькой или щебнем через который продувается воздух из коллектора днём (а охлаждённый воздух может идти опять же на вентиляцию и теплообмен с водой), а ночью через него продувается воздух взятый из помещений и возвращаемый туда же, часть воздуха из вентиляции может заменяться забранным снаружи. Нужно учитывать возможность образования в теплоаккумуляторе конденсата и предусмотреть его удаление(ну, по-хорошему).

Система дешева, мобильна, мало материалоёмка, легко монтируется, демонтируется, масштабируема(чем легко нивелируется её невысокий кпд), проста в обслуживании/эксплуатации/ремонте, в отличии от систем с жидким теплоносителем. В значительной степени самонастраивающаяся, т.к. привод вентилятора осуществляется от солнечных батарей, то чем интенсивнее излучение,, тем выше обороты, но и быстрее нагрев, но то так, "для бедных", в реальности конечно нужно "рулить" по-другому, но это не проблема. Может быть легко приспособлена для установки на крыше зданий(меняем дуги-опоры на пластиковую пружину внутри трубы) где роль теплоприёмника может выполнять сама кровля, а уж плоская, залитая гудроном прям просится на эту роль. Кроме того такой коллектор будет являтся дополнительной тепло-, а при определённых условиях и гидроизоляцией.

Собрать подобную установку и провести первые опыты Вы можете уже чуть ли не сегодня. Статистику по солнечной радиации в районе предполагаемого использования можно найти в интернете или в у метеорологов. Зная потребный расход на отопление/подогрев можно прикинуть площади, экономию и пр.

Вот как-то так. Для начала

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

Вопрос отопления меня мало интересует, запасы каменного угля в регионе значительные, а технологии отопления каменным углем примитивны и давно известны. Меня интересует вопрос электрической энергии или прямого механического привода на циркуляцию воды.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Вопрос отопления меня мало интересует, запасы каменного угля в регионе значительные, а технологии отопления каменным углем примитивны и давно известны.

Если с углём проблем нет, тогда почему Вы не хотите совместить отопление и парогенератор, к примеру? Или перевести дизель-генератор на синтез-газ получаемый из угля в газогенераторе(процесс вроде Фишера-Тропа называется), там тоже пар нужен. Отходами топить топку паровой котельной.

Ну или в качестве альтернативы дизелю можно, как уже говорил, задействовать парогенератор. За основу взять ступень свободной турбины от турбостартера ТС-21, прямо вместе с редуктором у него на выходном валу как раз 3000 об\мин можно получить при 60 кВт как раз для генератора.  А не рассматривали Вы возможность дегазификации, обеззараживания и очистки воды испарением? Вымораживанием такое делают вроде. В пищевой промышленности. Так почему бы и не кипячением? Т.е. загнали воду в котёл через мех фильтр, полученный пар сработали в турбине/приводах механизмов, в теплообменнике сконденсировали, прогнали через второй мех.фильтр, охладили до нужной температуры, аэрировали и загнали обратно в садок. А? Ну, может и не весь объём воды(500 тонн пара в час, брррр) но часть воды так обработать можно,заодно и энергию на насосы выработать и на обогрев зимой. Остальную воду обработать с помощью энергии полученной при кипячении первой части.

Продолжая паровую тему объединим её с солнечной. Т.е. устраиваем солнечный коллектор в виде вогнутого полированного листа. В фокусе этого зеркала размещаем трубу заполненную проволочной "путанкой" из нержавейкидля увеличения поверхности теплообмена, поверхность трубы, не подвергаемая облучению должна быть теплоизолированна. В трубе прокачивается вода с избыточным давлением(чтоб позже закипала). На выходе из трубы-парогенератора(длина установки должна быть несколько метров) в солнечный день возможно получить пар давлением в пару-тройку атмосфер и температурой 200-300гр. Дачный насос с высотой подъёма 60м(6 бар) и производительностью 18 л/мин, т.е. 0,3 кг/сек потребляет 300 ватт. Этого количества пара, 300 гр./сек хватит турбопарогенератору, даже двум, на основе турбинной части автомобильного дизельного турбокомпрессора типа ТКР-7(только нужен низкого давления) с одного такого генератора вполне можно получить 5-8кВт. Редуктор только потребуется. Либо высокооборотный генератор прямого привода. КПД турбины будет низкий, ну, дык, халява жеж.

Кстати, значение в 52 кВт*час потребных, полученное из озвученных Вами цифр не сходиться с нагугленными насосами с производительностью 500 м3 в час. У тех мощность эл.привода 130-160 кВт. Ну да ладно., Вам виднее.

Оффтоп: А у меня бЯда. Какая-то.... самка сабаки ночью спёрла с карты последние деньги. Чтоб ты был здоров уже совсем! Напрочь! Нехорошая особь!!!!!  >:-|

Аватар пользователя Корректор
Корректор(7 лет 2 недели)

Или перевести дизель-генератор на синтез-газ получаемый из угля в газогенераторе(процесс вроде Фишера-Тропа называется), там тоже пар нужен. Отходами топить топку паровой котельной.

А может сразу газификатор Сименс поставить? Или полный комплект Лурджи или Шелл? Юморист.

А не рассматривали Вы возможность дегазификации, обеззараживания и очистки воды испарением? Вымораживанием такое делают вроде.

Спасибо, установку ядерного реактора не планирую. :))))))

Давайте ближе к практической плоскости, без фантастики. В промышленных технологиях переработки угля неплохо разбираюсь. И поверьте, разбираясь, поставлю самый обычный котел.

Аватар пользователя Telekast_AKA JohnDoe
Telekast_AKA JohnDoe(5 лет 9 месяцев)

Юморист

Да какой смех. Во время Второй Мировой в тылу ездило огромное кол-во грузовиков "на дровах", на газогенераторы переводили трактора и  привода насосов в шахтах и пр. Где-то валялась книга про ГГ-установки.

Ну, не хотите, как хотите. Я вот могу предложить как увеличить топливную эффективность бензо-дизель-генератора, процентов на 15, с незначительным падением мощности, либо даже без оного. Вполне посильная/недорогая переделка мотора. Лучше всего дизель, но можно и на бензинке потренироваться. Вот "копейка" экономии.

Очередная "копейка" - это вожделенный ветряк, лучше вертикальный. Можно любой, например автора этого блога, а можно например один из моих. В качестве нагрузки - перистальтический насос. Не самый эффективный, но простой и дешёвый, а главное способный работать даже при небольших скоростях и мощностях, можно в параллель к насосу подключить эл.генератор, чтобы догружать ветряк при превышении некоторой скорости ветра и появления избыточной для насоса мощности. Можно ветряк не ваять один здоровенный, а сделать массив из ветряков меньшего размера, проще обслуживать, монтировать//демонтировать/перевозить, выше отказоустойчивость(при поломке единственного ветряка всё встанет, а в массиве лишь упадёт мощность/производительность на кол-во вышедших из строя звеньев), проще масштабировать.

Страницы