Преобразователи квантового вакуума
21.1. Теплогенераторы Карпенко
21.1.1. Парокапельный нагреватель
КПД термодинамической системы на начальном этапе внедрения изобретения находится в диапазоне 130-170 %. Это достигается благодаря более полному включению в термодинамический цикл токов тепла, которые образуются во всех переходных процессах, как «тепловые токи смещения энергии», возникающие в следующих, последовательно связанных звеньях переходных процессов термодинамического цикла (приложение, рис. 9).
— «Нагрев воды и корпуса теплообменника теплом внешнего источника (электронагревателя) — минус тепловой ток смещения», о наличии которого свидетельствует возрастающая температура воды и корпуса при нагревании. Минус означает, что ток смещения работает на снижение КПД системы, ограничивая эквивалент преобразования энергии внешнего источника.
— «Испарение воды, конденсация пара, охлаждение сконденсированной воды в теплообменнике, стекающей к нагревателю под действием гравитации, — плюс тепловые токи смещения», тепловые потоки в которых направлены против снижения температуры при охлаждении воды и пара. «Плюс» означает, что это тепло в этих случаях направлено, в конечном итоге, на обогрев помещения, т. е. на повышение КПД генератора.
— «Передача части тепла во всех «термодинамических звеньях» в корпус теплообменника — минус тепловой ток смещения, о котором свидетельствует переменная скорость нагревания корпуса».
— «Передача тепла от корпуса теплообменника к воздуху обогреваемого помещения — минус тепловой ток смещения, о котором свидетельствует повышение температуры воздуха в помещении».
КПД>100 % обеспечивается только благодаря превышению интегральных значений тепловых токов смещения со знаком «плюс» над токами со знаком «минус». Это означает, что в термодинамической системе должны присутствовать звенья, токи смещения одного знака в которых суммируются и превышают по модулю интегральные значения тепловых токов смещения с противоположным знаком.
В теплогенераторе Карпенко в качестве «анкерного механизма», обеспечивающего повышение эквивалента преобразования электроэнергии, работает звено «вода — гравитация». Вода, образовавшаяся вследствие конденсации пара, стекает в наклонном корпусе теплообменника к участку нагрева под влиянием притяжения Земли. Вода охлаждается, передавая тепло трубе теплообменника, сохраняет знак тока смещения, равный знаку основного теплового тока смещения в звене «теплообменник — воздух помещения». Иначе говоря, на повышение КПД теплогенератора работает гравитация (земное тяготение).
Поскольку энергия квантового вакуума поступает в рабочую среду из её достаточно малых локальных участков (в отличие от электромагнитных систем), то предложенное «дробление» методической схемы термодинамической системы Карпенко на звенья не имеет ограничений и может быть продолжено в целях совершенствования системы. Из этого следует, что парокапельный нагреватель требует оптимизации технических параметров по длине, диаметру и объёму трубы, мощности нагревателя и др., т. к. по всей длине трубы её элементарные участки представляют собой термодинамические звенья, которые характери’’,уются токами смещения, переменными по величине и противоположными знаку. Поэтому производителем дополнительной энергии является не вся труба, если она слишком длинная, а одно из её звеньев или их сочетания. С целью повышения эффективности рабочего звена необходимо снизить давление в трубе также до оптимальной величины.
В закрытой системе отработавший пар, имеющий более высокое теплосодержание, вследствие действия токов смещения в других звеньях, в отличие от паровой машины, не удаляется, а возвращается в систему, точнее остаётся в ней, возвращая тепло в систему. Тепловой ток смещения сконденсированной воды суммируется с теплом из внешнего источника, уменьшая общие теплозатраты. Более высокий эквивалент преобразования и КПД>100 % обеспечиваются только при соблюдении условия, что система эксплуатируется в режиме неравновесного термодинамического состояния не только в «рабочих звеньях» генератора, но и в целом в системе — «теплогенератор — обогреваемое помещение». Это означает, что необходимым условием обеспечения более высокого эквивалента преобразования электроэнергии должно быть недопущение термодинамического равновесия системы путём периодического отключения внешнего источника питания. Очевидно, что мощность теплогенератора должна быть несколько избыточной. Максимально высокий КПД обеспечивается подбором параметров конструкторско-технологических реализаций звеньев системы: они д. б. сопрягаемыми по параметрам инерционности с параметрами тепловых токов смещения. Только благодаря этому возможна синхронизация звеньев, которая обеспечивается оптимальным режимом периодического «включения-выключения» электронагревателя воды.
В классических паровых машинах целенаправленно используется только повышение теплосодержания (энтальпии) отработавшего пара после его расширения, путём различных способов утилизации его тепла. Остальные токи смещения противоположных знаков, парируемые вслепую, как различные формы сконденсированной энергии, из поля зрения инженеров выпали, как «бесполезные» диссипативные процессы (инерция переменного движения деталей машин, излучение тепла, трение и др.) или вследствие малой значимости. Если бы при расчёте КПД оценивалась не произведённая машиной работа, а хотя бы только теплосодержание исходного и отработавшего пара, как это случилось с теплогенератором Карпенко, то значение КПД любой паровой машины было бы всегда больше 100 %.
Пребывая в противофазе с токами смещения в основном рабочем звене, токи смещения в других звеньях обычно ограничивают величины эквивалентов преобразования энергии. В конструкции Карпенко знаки некоторых «тепловых токов смещения» «счастливым образом» совпали со знаком искомого направления движения тепла — из системы в окружающую среду. Термодинамическая макросистема Карпенко оказалась наглядной иллюстрацией этого факта. Она является более эффективным ретранслятором энергии квантового вакуума в окружающую среду благодаря преобладанию интегральных значений токов смещения одного знака, действующих в других конструкторских реализациях теплогенераторов в качестве обычных диссипативных процессов, снижающих эквиваленты преобразований и КПД системы в целом.