В начале XX века научно-технический потенциал России занимал лидирующее положение в мире, что обуславливалось целенаправленным развитием теорий, позволяющих создавать лучшие изобретения и открытия. Так, в Центральном институте авиационного моторостроения под руководством А.Д. Чаромского был разработан и построен 2000-сильный дизель, превосходивший лучшие зарубежные образцы по эксплуатационным данным, прежде всего, по экономичности, по удельному расходу топлива. В то же время были созданы двигатели для транспортных средств, а также судовые двигатели.
Однако после окончания Великой Отечественной войны началась Холодная война. Правительство СССР направило большую часть финансов на создание военной техники, на разработку реактивных двигателей, которые в военной авиации совершили решительный поворот. Но были закрыты заводы и фабрики гражданских отраслей, а вместе с ними отраслевые институты и профессиональные училища.
Считаю, ситуацию усугубили депутаты Государственной Думы РФ путем принятия статей в Гражданском кодексе, ущемляющих права новаторов. Изобретатель обязан сам внедрять свои изобретения, находить спонсоров, заказчиков. Вместе с тем были закрыты все редакции, выпускающие статьи о научно-техническом творчестве. По моему мнениею, это привело к тому, что Россия быстро скатилась на последнее место по научно-техническому развитию среди развитых стран. Кроме того, долгие годы не находят применения пятнадцать проектов двигателей нового поколения, запатентованных мною в России. В то же время в Россию из-за рубежа ввозят иномарки с двигателями, созданными в XVIII веке с КПД, не превышающими 25%, это наносит непоправимый вред природе и человеческому обществу, как я полагаю. Вместе с этим не используют в России солнечную энергию для обогрева жилых помещений и снабжения россиян горячей водой. Этот способ предложен Борисом Феодосьевичем Титаевым – советским и российским инженером и педагогом. Его изобретение уже испытанное, подтвердившее изрядную эффективность по части экономии органического топлива и сохранения окружающей среды. Оно могло бы стать основой для снижения доли нефтепродуктов, использующих в топливно-энергетическом комплексе страны.
Этот запатентованный способ можно использовать везде, где есть источник электроэнергии и нужна тепловая автономия: на подводных и космических станциях, на северном полюсе, в городах и таёжных посёлках, на предприятиях и фермах России. К сожалению, сегодня горячее водоснабжение и отопление являются самыми дорогостоящими статьями расхода для граждан и организаций России. Теплоэнергетики вырабатывают тепловую энергию на тепловых электростанциях (ТЭЦ) или котельных, путём сжигания огромного количества дорогостоящего топлива. Далее тепловую энергию (горячую воду) по трубам переправляют потребителям, находящимся на больших расстояниях от ТЭЦ и котельных, с огромными потерями тепловой энергии.
Все это оплачивает потребитель тепловой энергии. Чтобы уменьшить оплату за тепловую энергию, крупнейшая французская энергетическая компания Engie, занимающаяся разработкой и внедрением энергогенерирующих проектов, в том числе с использованием альтернативных источников энергии, решила использовать тепловую энергию Средиземного моря для обеспечения зданий обогревом, а людей горячей водой.
Первая морская геотермическая станция во Франции была введена в эксплуатацию в 2014 году. Забор морской воды совершался на глубине 7 м при температуре в среднем от 140 до 240С с помощью немецких насосов KSB, выполненных из специального коррозионностойкого материала NORIDUR, обладающего высокой коррозионной и абразивной устойчивостью. Кроме того, геотермические станции имели дополнительные обогревательные источники тепловой энергии, использующие традиционное топливо: уголь, газ, электричество, а также жидкое топливо (см. Рис. 1).
Однако, в России нет тёплых рек, озёр, морей и океанов, а есть вечный могучий источник энергии – Солнце. Земля отсасывает лучистую энергию атомов и молекул веществ, находящихся при сверхвысокой температуре, на расстоянии 150 миллионов километров, для обогрева своей атмосферы, воды, а также других веществ. Все тела на Земле запасают энергию.
Из учебников средней школы мы знаем, что тепловая энергия, запасённая молекулами воды (Н2О), определяется химическими связями между атомами в молекулах воды, то есть атомами кислорода (О) и двумя атомами водорода (Н2), поэтому является сложным веществом. Из органической химии мы знаем, что при распаде сложного вещества на простые вещества во время химических реакций, сложное вещество выделяет запасённую им внутреннюю энергию. Из курса физики мы знаем, что теплоемкость 1 кг воды равна С = 4200 Дж/кг*град, а удельная теплота парообразования L = 2 300 000 Дж/кг или 540 ккал/кг. Очевидно, зная об этом, Б.Ф. Титаев использовал эти существенные признаки в патенте №1443426 от 27.05.1999.
Сущность заявленного «Способа получения тепловой энергии и реактора для его осуществления» заключался в том, что в пресную воду, находящуюся в корпусе реактора, предварительно вводили морскую воду, в небольших количествах. Затем подавали электрический ток 380 вольт на электроды, размещенные под углом 1200, на расстоянии друг от друга 20-28 мм. После подачи электрических импульсов на электроды реактора температура обрабатываемой воды поднималась с 150С до 1000С. Из реактора горячую воду направляли в конденсатор для нагревания водопроводной воды во втором контуре, связанным с нагрузкой потребителей тепловой энергии.
Недостатком способа получения тепловой энергии и реактора для его осуществления является то, что площадь электродов реактора, между которыми пропускают импульсы электрического тока, очень мала. Это не позволяет получать тепловую энергию в необходимом количестве для обогрева жилых помещений, а людей горячей водой.
Исходя из вышеизложенного, была поставлена задача – увеличить площадь поверхности электродов, в зависимости от необходимого количества тепловой энергии, запланированной для жилищной компании или предприятия. При этом учитывается то, что каждый килограмм воды (Н2О) при распаде на кислород (О) и два атома водорода (Н2) высвобождает 540 ккал тепловой энергии. На эти существенные признаки была оформлена заявка №2026101148 от 20.01.2026 под названием «Способ повышения эффективности получения тепловой энергии».
Устройство для реализации способа повышения эффективности получения тепловой энергии был реализован в конкретном варианте, изображенном на чертежах (Рис. 2, 3). На Рис. 2 показано устройство для реализации способа повышения эффективности получения тепловой энергии. На Рис. 3 показано то же устройство (вид слева, разрез А - А).
Устройство для реализации способа повышения эффективности получения тепловой энергии содержит корпус бойлера 1 с патрубком подвода холодной воды 12 и патрубком отвода горячей воды 13.
Инициирующее устройство в виде двух электродов 2, 3. Рабочая поверхность каждого электрода выполнена в виде прямоугольных пластин.
Электроды закреплены к несущим пластинам 4 и 5, которые закреплены уголками 6 и 7 на фарфоровом изоляторе 8. Нижние концы прямоугольных пластин 4 и 5 закреплены на текстолитовой пластине 9. Электрический ток напряжением 220 Вольт подводят к клеммам 10, 11.
Работает устройство для получения тепловой энергии следующим образом. К патрубку подвода холодной водопроводной воды подводят пресную воду и заполняют ею весь объем бойлера. Бойлер готов к запуску. При подачи напряжения на клеммы 10 и 11 в бойлере возбуждается цепная химическая реакция расщепления молекул воды Н2О на более простые водород Н и кислород О. При распаде воды высвобождается заключенная в ней энергия. Удельная теплота парообразования воды 2300000 (два миллиона триста тысяч) Дж/кг, 540 ккал/кг. Таким образом при распаде воды Н2О под действием электронов электрического тока каждый килограмм воды высвобождает 540 ккал тепловой энергии. Выделение тепловой энергии способствует повышению давления воды в бойлере, это приводит к самоускоряющемуся лавинообразному процессу. Поддержание относительно постоянной скорости возбужденной цепной химической реакции осуществляется за счет подачи рабочего напряжения на электроды 2 и 3. В данном конкретном примере конструктивного выполнения бойлера для поддержания температуры воды на выходе из бойлера 800 С. Временные интервалы включения бойлера в работу зависят от расхода горячей воды. При понижении температуры горячей воды напряжение на электроды 2 и 3 подается автоматически.
Благодаря объемному характеру процесса таких цепных реакций эффективность теплоотдачи в них в несколько десятков раз превышает эффективность теплоотдачи существующих нагревательных систем, использующих поверхностный способ передачи тепла (например, тэны и тому подобное).
Заявляемый способ повышения эффективности получения тепловой энергии и устройство для его осуществления обеспечивают широкое использование их в различных тепловых системах объектов промышленного и бытового назначения, обеспечивая безопасность и экологическую чистоту.
Илья Печкин,
г. Владивосток .
Рис.1: первая морская геотермальная станция во Франции.
Рис. 2: способ повышения эффективности получения тепловой энергии.
1 – корпус бойлера;
2,3 – электроды;
4,5 – несущие пластины;
6,7 – уголки;
8 – фарфоровый изолятор;
12 – трубопровод холодной воды;
13 – трубопровод горячей воды; РВ1, РВ2 регулирующие вентили.
Рис. 3: устройство бойлера 1 (вид слева, разрез по А-А).
1 – корпус бойлера;
2,3 – электроды;
4,5 – несущие пластины;
6,7 – уголки;
8 – фарфоровый изолятор;
9 – текстолитовая пластина;
10,11 – клеммы электрического тока напряжением 220V.