НОВОСТИ

ДРУГИЕ НОВОСТИ

РЕКОМЕНДУЕМ




ПОПУЛЯРНЫЕ НОВОСТИ


АВТОРИЗАЦИЯ

КАЛЕНДАРЬ НОВОСТЕЙ

«    Май 2018    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031 

НАШ АРХИВ

Январь 2018 (1)
Август 2017 (1)
Июль 2017 (1)
Июнь 2017 (1)
Апрель 2017 (3)
Январь 2017 (2)


Насос на пару

Предлагается насос, качающий воду из скважин и получающий энергию от солнца.

Извлечение воды из скважины в местах, где нет электроэнергии, представляется задачей совсем непростой. Особенно если эта скважина глубиной в десятки метров. Для этих целей наиболее реальны два варианта экологически чистых и экономных насосов — с использованием ветровой и солнечной энергии.

Поскольку наличие ветра вовсе необязательно везде и всегда, а Солнце — фактор постоянный, хотя и с разной степенью активности для разных регионов, то второй вариант более предпочтителен. Обычно его используют для выработки электроэнергии, с помощью которой потом приводят в действие скважинный электрический насос. Кровля металлочерепица - самая популярная кровля в странах СНГ, ведь ее стоимость немного выше шифера, и намного меньше натуральной черепицы, меньше стоимости битумной черепицы. Таким образом, самый главный критерий популярности металлочерепицы, когда необходимо купить металлочерепицу - это ее невысокая стоимость. Для подъема небольших объемов воды с глубины 30 м, например, можно применить погружной насос мощностью 0,5 кВт. Для работы такого насоса требуются солнечные батареи большой площади, аккумулятор, инвертор и другие составляющие. Весь комплект весит около 120 кг. И он требует постоянного присмотра и обслуживания. И это только для одного насоса. Поэтому как альтернативу такой системе водоснабжения я и мои коллеги разработали солнечный насос (гелио-насос) на базе паровакуумного насоса ПВНК 1-10 (рис. 1). Нагрев воды до кипения в гелионасосе осуществляется в медной герметичной капсуле с помощью параболоцилиндрического концентратора теплового солнечного потока. Зеркало такого концентратора фокусирует солнечные лучи на медной капсуле, в которой находится специальная жидкость, расположенная вдоль этой капсулы. Жидкость имеет пониженную температуру кипения, как, например, специально подготовленная вода. Температура в фокусе концентратора достигает больше 300°, а жидкость размещена тонким слоем в хорошо передающем тепло сосуде, поэтому вода в капсуле вскипает быстро. Пар, образовавшийся в результате кипения, накапливается, сжимается до величины давления водяного столба в скважине и вытесняет воду из скважины по трубе-стояку. Затем он конденсируется с образованием вакуума, который всасывает в стояк воду из скважины. Насос работает циклически, в режиме 4-тактного двигателя. Однако если параболоцилиндрический концентратор не будет постоянно ориентирован на Солнце, нагрев и работа насоса быстро прекратится. Для отслеживания траектории движения Солнца и постоянной ориентации концентратора на него в «ПВНК-Гелио» имеется специальное оптико-механическое устройство. Поскольку плотность солнечного излучения составляет 835 Вт/кв.м, то концентратор площадью 1 х1,5 м с учетом всех потерь тепла при концентрации теплового потока сосредоточит в фокусе параболического отражателя на медной капсуле около 1 кВт мощности. С учетом того что объем воды в капсуле, необходимый для выработки нужного количества пара, очень мал (из 1 л воды получается около 1500 л пара), то нагрев, испарение и конденсация чередуются в течение десятков секунд.

Для увеличения мощности насоса можно увеличить площадь концентратора, т.е. добавить одну или несколько секций. Насос не требует специального постоянного обслуживания и может устанавливаться в местах, удаленных от центров цивилизации. Несмотря на довольно сложный профиль концентратора, изготовление его достаточно простое. Сама отражающая часть-зеркало может быть сделана из алюминиевой фольги, или зеркальной пленки, наклеенной на стальной лист толщиной около 1 мм, или из тонкого полированного листа нержавеющей стали такой же толщины, закрепленного на нескольких шпангоутах из толстолистовой фанеры или пластмассы. На шпангоуте с помощью линейки и лекала выполнены вырезы под зеркало. Или вырезы сделаны с помощью гидроабразивной резки по заданной программе.

Насос устроен так, что испаряющаяся жидкость не взаимодействует с жидкостью перекачиваемой. Она приводит в движение поршень насоса, который выполняет всю работу по всасыванию и подъему жидкости из скважины. Благодаря этому можно перекачивать самые разные жидкости и не обязательно располагать концентратор рядом со скважиной. Помимо солнечной энергии такой насос может действовать с помощью любого источника тепла (дрова, уголь, газ, солярка, электричество), если появляется необходимость работы насоса в ночное время. Он может обеспечить принудительную циркуляцию воды в отопительной системе дома от обычного огневого котла.

Напомним, что базовый паровакуумный насос для перекачки жидкости ПВНК 1-10 (рис.2) не имеет ни одной подвижной детали, но тем не менее перекачивает воду по трубам под любым необходимым давлением. Причем давление это он автоматически изменяет в зависимости от сопротивления, которое оказывает ему трубопроводная система. И работает в режиме четырехтактного двигателя. Он представляет собой герметичный бачок 1 с двумя или больше, в зависимости от мощности и фазности сети, электродами F и N и двумя клапанами — впускным 2 и выпускным 3, а также датчиками нижнего 4 и верхнего 5 уровней и радиаторами 6. Для контролируемости и безопасности работы насос снабжен клапанами 7,8, 9 и 14, а также манометром 12 и крестовиной 13. Действует насос следующим образом. Бачок и вся отопительная система заполняются водой. На электроды F и N подается напряжение. Между ними проходит ток, и вода нагревается. Вместе с ростом температуры увеличивается давление в бачке 1 и сила тока в межэлектродном пространстве. Вода начинает вскипать, и пар поднимается в верхнюю часть бачка. Не имея возможности выйти и вытеснить воду, пар в бачке накапливается и сжимается, поднимая давление внутри. Это первый такт работы насоса. Когда количество сжатого пара в бачке и его давление достигнут величины гидравлического сопротивления системы, вода начнет выходить из бачка через обратный клапан 7 и поступать в радиаторы 6, вытесняя оттуда остывшую воду в расширительный бак 11. Это второй такт. Снижение уровня жидкости ведет к уменьшению площади контактирования электродов с водой и уменьшению тока. Как только уровень воды достигнет нижнего датчика уровня, ток отключается и пар, вытеснив остатки воды, конденсируется. Образуется вакуум. Это такт три. Вакуум открывает клапан 2, и вода из обратной линии и радиаторов 6 засасывается в бачок 1, а на ее место приходит вода из расширительного бака 11. Как только уровень воды достигнет верхнего датчика 5 уровня, нагреватель снова включится. Далее цикл повторяется. Когда температура помещения достигнет заданного значения, автоматика отключает нагрев.

В простейшем виде такой насос может быть расположен прямо на трубе отопительной системы рядом с радиатором в виде автономного теплового узла. Преимущество таких аппаратов перед другим отопительным оборудованием в первую очередь в том, что это компактное, мобильное и универсальное устройство. Для него не требуется специального помещения и разводки. Насос может быть подключен к любой отопительной системе в любом месте с помощью двух гибких трубопроводов. Пульсирующий способ прокачки воды создает в трубах циклическое изменение давления и скорости движения жидкости, что предотвращает образование осадков на стенках трубопроводов и улучшает теплоотдачу системы, повышая ее КПД. Несмотря на то что насос такого типа рассчитан в первую очередь на электрический способ нагрева, тем не менее сам принцип можно использовать и с другими источниками нагрева. Но самый желательный вариант, как уже сказано выше, — солнечный нагреватель. И именно солнечный нагреватель был использован авторами этого изобретения (пат. 2406040) в скважин-ном насосе, предназначенном для южных регионов СНГ, в частности для Узбекистана.

С. КАРПЕНКО
E-mail: carpenko.s@yandex.ru
Опубликовано в категории: Наука и технологии
Метки: насос, пар, технологии

26-01-2012, 16:24