О некоторых методах получения
тепловой и электрической энергии
нетрадиционными способами

Традиционные источники тепловой и электрической энергии, применяемые в настоящее время, работают на принципах использования энергии, выделяющейся в процессе протекания различных химических или ядерных реакций, а также, использования, в том или ином виде, тепловой энергии.

Первичная энергия, чаще всего в виде тепловой энергии, используется или непосредственно, или преобразуется в необходимую форму, например, в электрическую.

Возможно и непосредственное получение электрической энергии в процессе химических или ядерных реакций, либо фотоэлектрических преобразований. Примеры всем известны.

Всем известна и крайне низкая эффективность таких систем, их вредность для окружающей среды (в большей части случаев), опасность при эксплуатации, невосполнимое расходование природных ресурсов и т. д.

Если рассмотреть энергетический спектр известных в настоящее время преобразований вещества из одной формы в другую или из одного вида в другой, то можно проследить следующее.

Все химические реакции, по своей энергетике, находятся в зоне до 5 МэВ (самая высокоэнергетическая химическая реакция — окисление водорода), ядерные реакции — в зоне за 1 МэВ.

В энергетическом спектре явный разрыв, что, по всем канонам науки, невозможно. Процессы же, протекающие в веществе в этой части энергетического спектра, науке пока не понятны и не известны.

Но всё чаще появляются публикации, в которых описаны эффекты, необъяснимые, с точки зрения традиционных законов термодинамики и ядерной физики.

Все, наверно, помнят нашумевшие сообщения о холодном ядерном синтезе. Явления не смогли объяснить и перестали о них сообщать.

По всей вероятности, мы на пороге больших открытий, способных коренным образом изменить понятия об основах построения материи, формах взаимодействия и проявления, а следовательно, на пути к появлению новых способов получения скрытой от нас энергии окружающего пространства.

На нашем предприятии начаты работы в этой области, сделаны первые шаги по теоретическому обоснованию cреднеэнергетических процессов и практической проверке теоретических изысканий.

Но об этом пока рано говорить, т. к. работы находятся в самом зародыше.

В данной статье мы хотим рассказать об известных нам разработках в области получения энергии нетрадиционными способами. А точнее, о двух разработках — теплогенераторе и квантовой теплоэлектростанции.

Физика процессов, протекающих в такого рода установках, пока ещё не изучена и не описывается известными законами физики.

В одном из номеров газеты Деловой мир была опубликована статья под заголовком Свет и тепло вашему дому, в которой рассказывается о разработках заслуженного изобретателя Республики Молдова академика Юрия Семеновича Потапова, в области создания нетрадиционных источников тепловой энергии.

В этой статье упоминаются тепловые генераторы типа Юсмар и квантовые теплоэлектростанции (КТЭС).

Кроме материалов по теплогенераторам и КТЭС (рекламных материалов в большей мере, чем технических), в данной статье приведены весьма лестные отзывы о работах Потапова и доктора физико-математических наук профессора МАДИ Л. Сапогина.

Статья вызвала большой интерес у специалистов нашего предприятия, но породила, в первую очередь, недоверие к написанному, т. к., в основе всей разработки стоит возможность получения энергии практически из воды, с коэффициентом преобразования энергии больше 1 (т. е., КПД больше 100%).

И, хотя разработки Потапова запатентованы в России, Молдове, на Украине и во многих странах дальнего зарубежья, материалы решено было проверить.

В РКК Энергия был направлен наш представитель, которому в мытищинском испытательном центре РКК Энергия была продемонстрирована установка, включающая в себя теплогенератор Ю. С. Потапова.

Испытательный центр тесно сотрудничает с Потаповым и даже наладил производство теплогенераторов на одном из подмосковных заводов.

Конструкция теплогенератора крайне проста и представляет собой полый цилиндрический сосуд (трубу), на входе которого находится циклон с входным коническим патрубком, а на выходе — тормозное устройство.

Через входной патрубок вода попадает в циклон, где формируется вихревой поток, устремляющийся в трубу и тормозящийся на выходе из трубы.

Перед тормозным устройством, к отверстию в цилиндрической части трубы приварена отводная трубка, соединённая с верхней частью циклона.

Вода, подаваемая в теплогенератор насосом, проходя через него, нагревается и может использоваться, например, для отопления или горячего водоснабжения.

Кроме теплогенератора, в состав установки входят насос (обычный напорный, с воздушным или водяным охлаждением), система управления и арматура. В ряд установок входит и бойлер. В этом случае, теплогенератор и насос находятся внутри бойлера.

Такие установки производятся практически серийно и могут быть поставлены заказчику. Мощность производимых установок — от 2,8 кВт до 65 кВт. Стоимость — от 1250 до 6500 $.

Самое интересное (даже невероятное, с точки зрения традиционных подходов) в этих установках то, что имеются результаты испытаний, подтверждающие, что они способны производить тепловой энергии больше, чем расходуется электроэнергии.

Достигнутые значения коэффициента преобразования энергии — до 1,7. Но, по словам Потапова, есть результаты исследований по достижению этого показателя до 10 и более.

В таблице 1 приведены некоторые технические характеристики выпускаемых НПФ Юсмар теплогенераторов.

Таблица 1.

  • Наименование параметра; Значение параметра для данного типа ТГ
  • Юсмар-1М; Юсмар-2М; Юсмар-3М; Юсмар-4М; Юсмар-5М
  • Мощность электродвигателя насоса, кВт; 2.8; 5.5; 11.0; 45.0; 65.0
  • Напряжение сети, В; 380; 380; 380; 380; 380
  • Число оборотов электродвигателя, об/мин; 2900; 2900; 2900; 2900; 2900
  • Обогреваемая площадь, кв.м; 90-100; 150-160; 300-350; 900-1000; 1500-1600
  • Средний расход электроэнергии на обогрев помещения с заданной в п. 4 площадью, кВт/ч; 1.4; 2.2; 5.0; 20.0; 30.0
  • Теплопроизводительность, ккал/ч; 3498; 6956; 11918; 57848; 77540
  • Масса установки (с бойлером), кг; 130; 150; 200; 450; 550
  • Объем воды в отопительной системе (ориентировочно), л; 70-100; 200; 1000; 4000; 6000
  • Стоимость полного комплекта (теплогенератор, насос, бойлер, система управления), $; 1300; 1700; 3000; 5600; 6400
  • Максимальная температура жидкости на малом круге циркуляции, °С; 98; 100; 140; 150; 150
  • Диаметр по осям отверстий фланца (D), мм; 110; 110; 110; 160; 160
  • Длина теплогенератора (L), мм; 620; 880; 1125; 1680; 1850
  • Диаметр трубы (d), мм; 53; 75; 95; 160; 180
  • Масса теплогенератора, кг; 6.5; 10.0; 18.0; 37.0; 45.0



После посещения РКК Энергия, наш представитель был командирован в Кишинёв непосредственно к Ю. С. Потапову.

Здесь специалисты НПФ Юсмар и сам Потапов ознакомили его со своими разработками, и, в частности, с теплогенераторами различных модификаций и квантовыми теплоэлектростанциями.

Действующий опытный образец КТЭС малой мощности демонстрируется в лаборатории, а две КТЭС в это время находились на территории предприятия и были также продемонстрированы.

Одна, мощностью 1 МВт, монтируется для нужд самого предприятия, а другую, мощностью 2 МВт, готовили для заказавшего потребителя.

О теплогенераторе было сказано выше, а КТЭС — это достаточно сложное и громоздкое изделие. В основе её работы заложены те же теплогенераторы, которые обеспечивают преобразование энергии с коэффициентом больше 1.

Они располагаются в нижней части КТЭС. К ним подключены насосы для прокачивания через них воды. В верхней части станции находится, так называемый, квантовый двигатель.

Полезная мощность КТЭС снимается с выходного вала, к которому подключается стандартный электрогенератор.

После приведения в рабочее состояние КТЭС (выход насосов на рабочий режим и прогрев установки) около 50% вырабатываемой генератором электрической мощности используется на нужды самой КТЭС, а остальное — на нужды потребителя.

Т. е., станция становится автономной и не зависимой от внешних источников энергии. Кроме электрической, КТЭС вырабатывает и тепловую энергию — около 25-30 % от электрической мощности.

В таблице 2 приведены основные характеристики КТЭС, готовых к производству НПФ Юсмар.

Таблица 2.

  • Наименов.; Электр. Мощн., кВт; Тепл. Мощн., кВт; Габаритные размеры, мм; Масса, кг; Цена, $
  • КТЭС-1; 4.0; 5.0; 800х300х1800; 290; 9.500
  • КТЭС-2; 30.0; 15.0; 800х500х1800; 350; 28.500
  • КТЭС-3; 100.0; 90.0; 2600х2700х2800; 1200; 57.000
  • КТЭС-4; 200.0; 130.0; 2600х2700х2800; 2700; 83.000
  • КТЭС-5; 800.0; 260.0; 2600х2700х2800; 9100; 180.000
  • КТЭС-6; 1000.0; 360.0; 2600х2700х2800; 11200; 250.000
  • КТЭС-7; 2000.0; 900.0; 2600х2700х2800; 17800; 350.000



Станция работает при низком давлении воды и температуре до 90 °С. Принцип работы КТЭС основан на преобразовании энергии движения воды в электрическую, плюс тепловую энергию с высоким КПД.

Электрическая энергия вырабатывается синхронными генераторами со статической системой возбуждения или генераторами на постоянных магнитах.

Выработка тепловой энергии осуществляется, при циркуляции воды через теплогенераторы с высоким коэффициентом преобразования электрической в тепловую.

Станция работает в продолжительном режиме и может стартовать от сети трёхфазного переменного тока, дизельной электростанции или другого источника энергии.

Средний срок службы до капитального ремонта — 15 лет. В комплект поставки КТЭС входят:

  • теплогенераторы;

  • электрогенератор;

  • задвижки;

  • щиты электрические;

  • пульт управления;

  • электронасосы;

  • квантовая станция (квантовый двигатель).

Как уже говорилось выше, физика (или химия) процессов, протекающих в теплогенераторах, до настоящего времени не ясна.

Но в этом направлении ведутся работы, в частности, уже упомянутый Л. Сапогин из МАДИ пытается по заказу Ю. С. Потапова создать, более или менее, стройную теорию теплогенератора.

По нашему мнению, с большой достоверностью можно утверждать, что одним из явлений, присутствующих в процессе генерации тепловой энергии в теплогенераторе, является кавитация (образование и схлопывание пузырьков газа в движущейся с большой скоростью жидкости).

В журнале Мир науки (N 43 за 1989 г.) описаны работы американских учёных по созданию ультразвуковых химических реакторов.

В таких реакторах с помощью ультразвукового генератора производится возбуждение пузырьков газа, находящихся в микротрещинах частиц примесей жидкости.

Выделяющаяся, при схлопывании пузырьков, энергия используется для ускорения высокоэнергетических химических реакций.

Природа этого явления, по-видимому, близка к тем, что происходят при перемещении жидкости в теплогенераторе Ю. С. Потапова.

Следует отметить, что явление кавитации известно уже давно и подвергалось многим исследованиям.

Например, известно, что, при схлопывании пузырьков газа, температура жидкости в приграничной области достигает 10 000 °С, а скорость выбрасываемой жидкости — более 400 км/час.

Такая температура достаточна для разложения воды на кислород и водород и возбуждения электронов атомов вещества.

Но само явление кавитации не объясняет те эффекты, которые наблюдаются при действии теплогенератора. Здесь нужно работать и работать.

Хотелось бы также рассказать о работах, проводимых на нашем предприятии по созданию аккумулятора теплоты для предпусковой подготовки двигателя внутреннего сгорания транспортных средств.

Аккумулятор способен запасать избыточное тепло двигателя внутреннего сгорания и отдавать накопленное тепло, при необходимости подогрева двигателя.

При массе 8 кг, такой аккумулятор теплоты способен запасать до 1,5-2 МДж энергии.

На основе этой разработки, можно создать теплоаккумулятор большой ёмкости, который может обеспечить пиковые тепловые нагрузки, аварийное теплоснабжение, быстрый обогрев помещений, накопление тепловой энергии в солнечные дни для обеспечения горячего водоснабжения и др.

В аккумуляторе теплоты используется принцип поглощения или выделения тепловой энергии при фазовых переходах некоторых веществ. Конструкции аккумуляторов могут быть простыми и дешёвыми.

В заключение, предлагается обсудить вопрос создания мощных установок с большим запасом холода или низкотемпературной энергии.

Учитывая особенности нашей природы, можно в зимнее время накопить в карьерах, оврагах или других неудобьях определённое количество льда, через который будет проходить система трубопроводов.

Прокачивая теплоноситель через естественный запасник холода, можно поддерживать температуру в охлаждаемых помещениях на уровне 0,5-3 (5) °С.

Конечно, эта простая, на первый взгляд, идея требует хорошей технической проработки, и мы готовы взяться за её реализацию, при наличии заказчика.

А. Чечин, зам. генерального конструктора ЦСКБ,

А. Сторож, зам. начальника отделения,

А. Филатов, нач. сектора

Гидроэнергетика

В этой отрасли электроэнергия производится на Гидроэлектростанциях (ГЭС), использующих для этого энергию водного потока.

ГЭС преобладает в ряде стран — в Норвегии и Бразилии вся выработка электроэнергии происходит на них. Список стран, в которых доля выработки ГЭС превышает 70 %, включает несколько десятков из них.

  • Здравствуйте. Все это актуально, особенно на севере Якутии, где в будущем году я собираюсь начать с - во общественног здания купольного типа объёмом 12500м3
    Предпологается приминение нетрадиционных источников эл. Энергии. Рад буду сотрудничеству

    Гость
  • Зорин Сергей Леонидович

    Гость
  • Где можно увидеть и купить КТЭС - 1?

    Гость