Журнал Q - Журнал Q 05 2010

Режиссер съёмки обратился к инженеру по эксплуатации демонстрируемой установки и спросил, какой, по его измерениям, у неё КПД. Тот угрюмо ответил, что у него таких данных нет, он измерениями не занимается. На обратном пути оператор съёмки между делом рассказал, что он разговаривал с одним покупате-

лем «вихревого генератора» где-то в глубинке и спросил, действительно ли он экономит энергию. Тот ответил, что для него не стоял вопрос, какую систему обогрева ставить — губернатор велел покупать «вихревой генератор» и баста. А до того, во время «диспута», я получил от Урпина вопрос, как объяснить тот факт, что потребители шлют благодарные отзывы и пишут об экономии энергии, если, как я полагаю, экономии нет. Я ответил, что снабженец, который купил такое устройство, никогда не признается, что свалял дурака — его с работы уволят!

Несмотря на наши полярные взгляды на «вихревые генераторы», мы с К.В. Урпиным расстались мирно и договорились о продолжении диалога. Диалог свёлся к обмену письмами, которых за два месяца набралось более двух десятков.

Осваивая полученное новое знание, я обратился к благодарным отзывам потребителей продукции «Тепла XXI века» на сайте www.ecoteplo.ru. Их изучение показало, что лишь в одном отзыве содержались сведения об измерениях эффективности теплогенератора, допускавшие хоть какой-то анализ. А именно, белорусский «Волковысский завод кровельных и строительно-отделочных машин» прислал официальный «Протокол испытаний работоспособности тепловой установки (вихревого теплогенератора ТС-1) и определение коэффициента преобразования электрической энергии в тепловую». Протокол содержал приложение с довольно подробным описанием измерительных процедур и таблицами полученных результатов. Тем не менее, анализ этих данных оказался делом непростым, поскольку в них встречались противоречия и пробелы*.

Испытания были разделены на два этапа. В первом участвовала только вода в расширительном баке, которая принудительно прогонялась через «активатор» дополнительным циркуляционным насосом. Измерялась её начальная и конечная температура и количество потраченной электроэнергии. За 28 минут произошёл нагрев 400 литров воды от 10 °С до 84 °С. Замерен расход электроэнергии — 36 кВт • ч. Эти данные позволяют вычислить коэффициент преобразования, который оказывается равным 0,96.

Далее цитирую свой отзыв, высланный авторам протокола: «При этом не учитывались потери тепла на нагрев воздуха в помещении. Однако эти потери по оценке, использующей схему и данные составителей протокола, составляют менее 400 ккал, т.е. чуть более 1% от полного количества тепла, переданного воде.

* В этом анализе мне помогал мой давний коллега Ю.Н. Толпаров.

Не учтена и теплоёмкость оборудования, но и она также заведомо пренебрежима по сравнению с теплоёмкостью 400 литров воды. Следует заметить, что, с другой стороны, не учтена электрическая мощность циркуляционного насоса, которая также целиком переходила в нагрев воды. (Учёт этой мощности, не указанной в отчёте, должен был привести к снижению коэффициента преобразования.) Поэтому в целом полученный результат представляется верным в пределах точности порядка нескольких процентов. Этот результат (K ‹1)полностью соответствует обычным представлениям об эффективности перевода электрической энергии в тепло и не обнаруживает никаких аномалий».

На втором этапе испытаний к теплогенератору подключался рабочий контур теплоснабжения со значительным увеличением полного объема циркулирующей воды. При этом включался дополнительный циркуляционный насос и производились замеры расхода воды и перепада температуры на входе и выходе «активатора». Измерения производились в нестационарных условиях. Авторы протокола пришли в выводу, что на втором этапе установка продемонстрировала коэффициент преобразования К = 1.48. Анализ данных, относящихся к этому этапу, обнаружил недопустимо низкую точность измерений. Например, измерение расхода воды проводилось с точностью до 100 литров, а производительность циркуляционного насоса на протяжении 15 минут почему-то изменилась в 1.4 раза. Перечень претензий к процедуре проделанных измерений, заключение об их некорректности и предложение прокомментировать его и заполнить пробелы отчета были направлены авторам протокола ещё в конце января 2009 г. Ответа не последовало.

Поиск публикаций показал, что тема «вихревых генераторов» совсем не отражена в академических научных журналах, хотя частенько всплывала в СМИ и даже в периферийных отраслевых технических журналах. В.К. Урпин прислал мне статью одного из директоров группы «Тепло XXI века» С.В. Козлова под названием «Может ли КПД "вихревого теплогенератора" быть больше единицы?», опубликованную "в порядке обсуждения" журналом "Энергетика в Сибири"» [2]. Статья имеет элегантный эпиграф -«Мы все учились понемногу, чему-нибудь и как-нибудь…», который хорошо согласуется с её довольно необычным содержанием. Первая треть статьи посвящена «ликбезу» в области термодинамики и освежает знания читателя о цикле Карно, о КПД тепловой машины и, главным образом, о принципе действия тепловых на-

сосов — обращённых тепловых машин (или, попросту говоря, холодильников), позволяющих переносить тепло от холодного тела к более горячему за счёт потраченной работы. Эффективность теплового насоса характеризуется коэффициентом КТЭ, который равен отношению количества перенесенного тепла к затраченной работе. КТЭ идеального теплового насоса всегда больше 1 (как величина, обратная КПД) и может неограниченно нарастать по мере снижения разности температур между охлаждаемым и обогреваемым объёмом.

Всё это давно и хорошо известно, но не имеет никакого отношения к теме статьи, поскольку «вихревые генераторы» не имеют ничего общего с тепловыми насосами, кроме лукавого второго названия «тепловые гидродинамические насосы» (ТГН). Несомненно, это понимает и автор, поскольку после дидактических демонстраций схемы реального теплового насоса он переходит к описанию вихревого генератора, никак не пытаясь связать эти два устройства. Замечу, что название ТГН автор использует в качестве обобщающего, потому что механически нагревать воду можно разными способами (цитирую) — «Воздействовать на жидкий теплоноситель можно с помощью разных устройств: насоса типа "улитка" и "вихревой трубы", дисков, турбин и т.д.».

Далее в статье приводятся весьма сомнительные рекомендации по испытанию ТГН с путаными деталями, которые я раскритиковал в письме к Урпину. С.В. Козлов сурово выговорил мне за это: «В статье четко говорится, что приведенная методика применяется только для определения работоспособности теплового гидродинамического насоса, а не для определения КПЭ. Общепринятой методики определения КПЭ до настоящего времени нет, но мы заинтересованы в её создании. Это и сказано в статье». Яснее не скажешь. Тем самым, разработчики ТГН вообще не несут ответственности за заявленные ими заведомо невозможныецифры энергетической эффективности.