Svrha vrtložnog generatora topline Potapov (VTG), izrađenog ručno, je dobivanje topline samo uz pomoć elektromotora i pumpe. Ovaj se uređaj uglavnom koristi kao ekonomičan grijač.
Shema uređaja sustava vrtložnog grijanja.
Budući da ne postoje studije za određivanje parametara proizvoda ovisno o snazi pumpe, približne dimenzije bit će osvijetljene.
Najlakši način je napraviti vrtložni generator topline od standardnih dijelova. Bilo koji elektromotor je pogodan za to. Što je snažniji, to će se više vode zagrijati na zadanu temperaturu.
Glavna stvar je motor
Morate odabrati motor ovisno o dostupnom naponu. Postoje mnogi krugovi s kojima možete povezati motor od 380 V na mrežu od 220 V i obrnuto. Ali to je druga tema.
Montaža generatora topline započinje se od elektromotora. Trebat će ga pričvrstiti za krevet. Dizajn ovog uređaja je metalni okvir, koji je najlakše napraviti od kvadrata. Dimenzije će trebati biti odabrane lokalno za one uređaje koji će biti dostupni.
Crtež vrtložnog generatora topline.
Popis alata i materijala:
- kutna brusilica;
- Stroj za zavarivanje;
- električna bušilica;
- set bušilica;
- otvoreni ili ključni ključevi za 12 i 13;
- vijci, matice, podloške;
- metalni kut;
- temeljni premaz, boja, kist.
- Izrežite kvadrate kutnom brusilicom. Pomoću aparata za zavarivanje sastavite pravokutnu strukturu. Alternativno se sklop može izvesti pomoću vijaka i matica. To neće utjecati na konačni dizajn. Odaberite duljinu i širinu tako da svi dijelovi optimalno pristaju.
- Izrežite još jedan komad kvadrata. Pričvrstite ga kao poprečni nosač kako bi se mogao osigurati motor.
- Obojite okvir.
- Izbušite rupe u okviru za vijke i ugradite motor.
Instaliranje pumpe
Sada ćete morati pokupiti pumpu za vodu. Sada u specijaliziranim prodavaonicama možete kupiti jedinicu bilo koje preinake i snage. Na što biste trebali obratiti pažnju?
- Crpka mora biti centrifugalna.
- Vaš će ga motor moći vrtjeti.
Ugradite pumpu na okvir, ako trebate izraditi više poprečnih nosača, a zatim ih izradite ili iz kutnog ili od tračnog željeza iste debljine kao i kutni. Teško je moguće napraviti spojnu čahuru bez struga. Stoga ćete ga morati negdje naručiti.
Dijagram hidro vrtložnog generatora topline.
Vrtložni generator topline Potapov sastoji se od tijela izrađenog u obliku zatvorenog cilindra. Na njegovim krajevima trebaju biti prolazne rupe i mlaznice za spajanje na sustav grijanja. Tajna dizajna je unutar cilindra. Mlaz treba biti smješten iza ulaza. Njegova se rupa odabire pojedinačno za ovaj uređaj, ali poželjno je da bude dva puta manja od četvrtine promjera tijela cijevi. Ako učinite manje, crpka neće moći propustiti vodu kroz ovu rupu i počet će se sama zagrijavati. Osim toga, unutarnji dijelovi počet će se intenzivno uništavati zbog fenomena kavitacije.
Alati: kutna brusilica ili metalna pila za metal, aparat za zavarivanje, električna bušilica, podesivi ključ.
Materijali: debela metalna cijev, elektrode, svrdla, 2 navojne nazuvice, spojnice.
- Izrežite komad debele cijevi promjera 100 mm i duljine 500-600 mm.Na njemu napravite vanjski utor oko 20-25 mm i polovicu debljine cijevi. Izrežite niti.
- Napravite dva prstena duljine 50 mm od istog promjera cijevi. Izrežite unutarnji navoj s jedne strane svakog pola prstena.
- Od iste debljine ravnog metala kao i cijev, napravite poklopce i zavarite ih na strani prstenova gdje nema navoja.
- Na poklopcima napravite središnju rupu: jednu prema promjeru mlaznice, a drugu prema promjeru mlaznice. Na unutarnjoj strani poklopca, gdje je mlaz, napravite skosnicu s bušilicom većeg promjera. Rezultat bi trebala biti mlaznica.
- Spojite generator topline na sustav. Spojite odvojnu cijev na kojoj se nalazi mlaznica na pumpu u rupi iz koje se voda dovodi pod pritiskom. Spojite ulaz sustava grijanja na drugu odvojnu cijev. Spojite izlaz sustava na ulaz crpke.
Voda pod pritiskom, koju će stvoriti crpka, proći će kroz mlaznicu vrtložnog generatora topline, koji izrađujete vlastitim rukama. U komori će se početi zagrijavati zbog snažnog miješanja. Zatim ga opskrbite sustavom za grijanje. Postavite kugličnu bravu iza cijevi za regulaciju temperature. Pokrijte ga, a vrtložni generator topline dulje će voziti vodu unutar kućišta, što znači da će temperatura u njemu početi rasti. Ovako radi ovaj grijač.
Načini produktivnosti
Dijagram toplinske pumpe.
U pumpi dolazi do gubitka topline. Dakle, Potapovljev vrtložni generator topline u ovoj verziji ima značajan nedostatak. Stoga je logično potopljenu pumpu okružiti vodenom košuljom tako da i njezina toplina odlazi na korisno grijanje.
Vanjsko kućište cijelog uređaja napravite malo većim od promjera dostupne pumpe. To može biti gotova cijev, što je poželjno, ili paralelepiped izrađen od limenog materijala. Njegove dimenzije moraju biti takve da pumpa, spojnica i sam generator uđu unutra. Debljina stjenke mora podnijeti pritisak u sustavu.
Kako biste smanjili gubitak topline, napravite toplinsku izolaciju oko tijela uređaja. Možete ga zaštititi kućištem od lima. Kao izolator upotrijebite bilo koji izolacijski materijal koji može izdržati vrelište tekućine.
- Sastavite kompaktni uređaj koji se sastoji od potopne pumpe, spojne cijevi i generatora topline koji ste sami sastavili.
- Odlučite o njegovim dimenzijama i pokupite cijev takvog promjera, unutar koje bi svi ti mehanizmi lako stali.
- Napravite poklopce s jedne i s druge strane.
- Osigurajte krutost unutarnjih mehanizama i sposobnost pumpe da pumpa vodu kroz sebe iz nastalog spremnika.
- Napravite ulaz i na njega pričvrstite bradavicu. Pumpa bi trebala biti smještena unutra tako da unos vode bude što bliže ovoj rupi.
Zavarite prirubnicu na suprotnom kraju cijevi. Uz njegovu pomoć, poklopac će biti pričvršćen kroz gumenu brtvu. Da biste olakšali postavljanje unutrašnjosti, napravite nekomplicirani lagani okvir ili kostur. Sastavite uređaj unutar njega. Provjerite prikladnost i nepropusnost svih dijelova. Umetnite u kućište i zatvorite poklopac.
Povežite se s potrošačima i provjerite ima li nepropusnosti. Ako nema curenja, uključite pumpu. Otvaranjem i zatvaranjem slavine koja se nalazi na izlazu iz generatora, prilagodite temperaturu.
Izolacija generatora
Dijagram spajanja generatora topline na sustav grijanja.
Prvo morate napraviti kućište izolacije. Za to uzmite list pocinčanog lima ili tankog aluminija. Izrežite iz njega dva pravokutnika ako ćete izrađivati kućište od dvije polovice. Ili jedan pravokutnik, ali s očekivanjem da će nakon izrade u potpunosti odgovarati Potapovljevom vrtložnom generatoru topline, koji je sastavljen ručno.
Najbolje je saviti list na cijevi velikog promjera ili koristiti poprečni nosač. Stavite izrezani list na njega i rukom pritisnite drveni blok na vrh. Drugom rukom pritisnite na lim kako bi se cijelom dužinom stvorio mali zavoj. Lagano pomaknite obradak i ponovite postupak. Činite to dok ne dobijete cilindar.
- Spojite ga sa bravom koju koriste limari za odvodne cijevi.
- Napravite poklopce za kućište s otvorima za spajanje generatora.
- Omotajte izolacijski materijal oko uređaja. Izolaciju učvrstite žicom ili tankim trakama od lima.
- Stavite uređaj u kućište, zatvorite poklopce.
Postoji još jedan način za povećanje proizvodnje topline: za to trebate shvatiti kako radi vrtložni generator Potapov, čija se učinkovitost može približiti 100% i više (nema konsenzusa zašto se to događa).
Tijekom prolaska vode kroz mlaznicu ili mlaz, na izlazu se stvara snažna struja koja pogađa suprotni kraj uređaja. Uvija se, a zagrijavanje nastaje uslijed trenja molekula. To znači da je postavljanjem dodatne prepreke unutar ovog protoka moguće povećati miješanje tekućine u uređaju.
Kad saznate kako to funkcionira, možete započeti s dizajniranjem dodatnih poboljšanja. To će biti vrtložni prigušivač izrađen od uzdužnih ploča smještenih unutar dva prstena u obliku zrakoplovnog stabilizatora bombe.
Dijagram stacionarnog generatora topline.
Alati: aparat za zavarivanje, kutna brusilica.
Materijali: lim ili ravno željezo, cijev debelih zidova.
Napravite dva prstena širine 4-5 cm od cijevi manjeg promjera od vrtložnog generatora topline Potapov.Izrežite identične trake od metalne trake. Njihova duljina trebala bi biti jednaka četvrtini duljine tijela samog generatora topline. Odaberite širinu tako da nakon montaže unutra ostane slobodna rupa.
- Pričvrstite ploču u škripac. Objesite ga s jedne i s druge strane prstena. Zavarite im ploču.
- Skinite obradak sa stezaljke i okrenite ga za 180 stupnjeva. Stavite ploču unutar prstenova i učvrstite u stezaljku tako da ploče budu jedna nasuprot drugoj. Na taj način učvrstite 6 ploča na jednakoj udaljenosti.
- Sastavite vrtložni generator topline umetanjem opisanog uređaja nasuprot mlaznici.
Vjerojatno se ovaj proizvod može dodatno poboljšati. Na primjer, umjesto paralelnih ploča, upotrijebite čeličnu žicu navijajući je u zračnu kuglu. Ili na pločama napravite rupe različitih promjera. O ovom poboljšanju se ništa ne govori, ali to ne znači da se to ne bi trebalo učiniti.
Dijagram uređaja toplinske puške.
- Obavezno zaštitite Potapovljev vrtložni generator topline bojanjem svih površina.
- Njegovi unutarnji dijelovi tijekom rada nalazit će se u vrlo agresivnom okruženju uzrokovanom procesima kavitacije. Stoga pokušajte i kućište i sve u njemu napraviti od debelog materijala. Ne štedite na hardveru.
- Napravite nekoliko različitih čepova s različitim ulazima. Tada će biti lakše odabrati njihov promjer kako bi se postigle visoke performanse.
- Isto se odnosi i na prigušivač vibracija. Također se može modificirati.
Izgradite malu laboratorijsku klupu na kojoj ćete trčati u svim karakteristikama. Da biste to učinili, nemojte spajati potrošače, već spojite cjevovod na generator. To će pojednostaviti njegovo ispitivanje i odabir potrebnih parametara. Budući da je kod kuće teško pronaći sofisticirane uređaje za određivanje koeficijenta učinkovitosti, predlaže se sljedeći test.
Uključite vrtložni generator topline i zabilježite vrijeme kada voda zagrije na određenu temperaturu. Bolje je imati elektronički termometar, točniji je. Zatim izmijenite dizajn i ponovno pokrenite eksperiment, promatrajući porast temperature. Što se voda istodobno više zagrijava, to će se veća prednost dati konačnoj verziji utvrđenog poboljšanja u dizajnu.
Jeste li primijetili da je cijena grijanja i opskrbe toplom vodom porasla i ne znate što učiniti s tim? Rješenje problema skupih energetskih izvora je vrtložni generator topline. Govorit ću o tome kako je uređen vrtložni generator topline i koji je princip njegova rada. Također ćete saznati je li moguće sastaviti takav uređaj vlastitim rukama i kako to učiniti u kućnoj radionici.
Uradi sam CTG
Najjednostavnija opcija za primjenu kod kuće je kavitacijski generator cjevastog tipa s jednom ili više mlaznica za grijanje vode. Stoga ćemo analizirati primjer izrade upravo takvog uređaja, za to će vam trebati:
- Pumpa - za grijanje svakako odaberite dizalicu topline koja se ne boji stalne izloženosti visokim temperaturama. Mora osigurati radni tlak na izlazu 4 - 12 atm.
- 2 manometra i čahure za njihovu ugradnju - smješteni na obje strane mlaznice za mjerenje tlaka na ulazu i izlazu kavitacijskog elementa.
- Termometar za mjerenje količine zagrijavanja rashladne tekućine u sustavu.
- Ventil za uklanjanje viška zraka iz kavitacijskog generatora topline. Instalirano na najvišoj točki sustava.
- Mlaznica - mora imati promjer provrta od 9 do 16 mm, ne preporučuje se raditi manje, jer se kavitacija može pojaviti već u pumpi, što će znatno smanjiti njezin vijek trajanja. Oblik mlaznice može biti cilindričan, konusan ili ovalni, s praktičnog gledišta, bilo koji će vam odgovarati.
- Cijevi i spojni elementi (radijatori grijanja u njihovoj odsutnosti) odabiru se u skladu s zadatkom, ali najjednostavnija opcija su plastične cijevi za lemljenje.
- Automatizacija uključivanja / isključivanja kavitacijskog generatora topline - u pravilu je vezan uz temperaturni režim, postavljen da se isključi na oko 80 ° C i da se uključi kad padne ispod 60 ° C. Ali način rada kavitacijskog generatora topline možete odabrati sami.
Sl. 6: dijagram kavitacijskog generatora topline
Prije spajanja svih elemenata, poželjno je nacrtati dijagram njihovog položaja na papiru, zidovima ili na podu. Prostori se moraju nalaziti dalje od zapaljivih elemenata ili se oni moraju ukloniti na sigurnoj udaljenosti od sustava grijanja.
Prikupite sve elemente, kao što ste prikazali na dijagramu, i provjerite nepropusnost bez uključivanja generatora. Zatim testirajte kavitacijski generator topline u radnom načinu rada, normalni porast temperature tekućine je 3 - 5 ° C u jednoj minuti.
Jeste li primijetili da je cijena grijanja i opskrbe toplom vodom porasla i ne znate što učiniti s tim? Rješenje problema skupih energetskih izvora je vrtložni generator topline. Govorit ću o tome kako je uređen vrtložni generator topline i koji je princip njegova rada. Također ćete saznati je li moguće sastaviti takav uređaj vlastitim rukama i kako to učiniti u kućnoj radionici.
Malo povijesti
Vrtložni generator topline smatra se obećavajućim i inovativnim razvojem. U međuvremenu, tehnologija nije nova, jer su prije gotovo 100 godina znanstvenici razmišljali o tome kako primijeniti fenomen kavitacije.
Prvo eksperimentalno postrojenje u radu, takozvanu "vrtložnu cijev", proizveo je i patentirao francuski inženjer Joseph Rank 1934.
Rank je prvi primijetio da se temperatura zraka na ulazu u ciklonu (pročistač zraka) razlikuje od temperature iste struje zraka na izlazu.Međutim, u početnim fazama ispitivanja na stolu, vrtložna cijev nije testirana na učinkovitost grijanja, već, naprotiv, na učinkovitost hlađenja zračnog mlaza.
Tehnologija je doživjela novi razvoj 60-ih godina dvadesetog stoljeća, kada su sovjetski znanstvenici smislili kako poboljšati Rankovu cijev lansirajući u nju tekućinu umjesto zračnog mlaza.
Zbog veće gustoće tekućeg medija, u usporedbi sa zrakom, temperatura tekućine pri prolasku kroz vrtložnu cijev intenzivnije se mijenjala. Kao rezultat, eksperimentalno je utvrđeno da se tekući medij, prolazeći kroz poboljšanu Ranque cijev, nenormalno brzo zagrijava s faktorom pretvorbe energije od 100%!
Nažalost, u to vrijeme nije bilo potrebe za jeftinim izvorima toplinske energije, a tehnologija nije pronašla praktičnu primjenu. Prve kavitacijske instalacije namijenjene zagrijavanju tekućeg medija pojavile su se tek sredinom 90-ih godina dvadesetog stoljeća.
Niz energetskih kriza i, kao posljedica toga, sve veći interes za alternativne izvore energije doveli su do nastavka rada na učinkovitim pretvaračima energije kretanja vodenog mlaza u toplinu. Kao rezultat toga, danas je moguće kupiti instalaciju potrebne snage i koristiti je u većini sustava grijanja.
Prednosti i nedostatci
U usporedbi s ostalim generatorima topline, kavitacijske jedinice razlikuju se u brojnim prednostima i nedostacima.
Prednosti takvih uređaja uključuju:
- Mnogo učinkovitiji mehanizam za dobivanje toplinske energije;
- Troši znatno manje resursa od generatora goriva;
- Može se koristiti za grijanje i malih i velikih potrošača;
- Potpuno ekološki - ne emitira štetne tvari u okoliš tijekom rada.
Mane kavitacijskih generatora topline uključuju:
- Relativno velike dimenzije - električni i gorivni modeli su mnogo manji, što je važno kada se ugrađuju u već operiranu sobu;
- Velika buka zbog rada pumpe za vodu i samog kavitacijskog elementa, što otežava njezinu ugradnju u kućanske prostore;
- Neučinkovit omjer snage i performansi za sobe male kvadratne površine (do 60 m 2 isplativije je koristiti jedinicu koja radi na plin, tekuće gorivo ili ekvivalentnu električnu energiju s grijaćim elementom). \
Princip rada
Kavitacija omogućuje ne davanje topline vodi, već izvlačenje topline iz vode koja se kreće, dok je zagrijava na značajne temperature.
Uređaj radnih uzoraka vrtložnih generatora topline izvana je jednostavan. Možemo vidjeti masivni motor, na koji je spojen cilindrični uređaj "puž".
Puž je modificirana verzija Rankove cijevi. Zbog svog karakterističnog oblika, intenzitet kavitacijskih procesa u šupljini "puža" mnogo je veći u usporedbi s vrtložnom cijevi.
U šupljini "puža" nalazi se aktivator diska - disk s posebnom perforacijom. Kada se disk okreće, tekući medij u "pužu" se pokreće, zbog čega se javljaju procesi kavitacije:
- Elektromotor okreće aktivator diska
... Aktivator diska najvažniji je element u dizajnu generatora topline, a na elektromotor je povezan pomoću ravne osovine ili pomoću remenskog pogona. Kada je uređaj uključen u režimu rada, motor prenosi moment na aktivator; - Aktivator zavrti tekući medij
... Aktivator je dizajniran na takav način da se tekući medij, dospjevši u šupljinu diska, kovitla i stječe kinetičku energiju; - Pretvorba mehaničke energije u toplinu
... Napuštajući aktivator, tekući medij gubi ubrzanje i kao rezultat oštrog kočenja javlja se učinak kavitacije. Kao rezultat, kinetička energija zagrijava tekući medij do + 95 ° C, a mehanička energija postaje toplinska.
Uređaj i princip rada
Načelo rada kavitacijskog generatora topline je učinak zagrijavanja zbog pretvorbe mehaničke energije u toplinu. Pogledajmo sada pobliže sam fenomen kavitacije. Kada se u tekućini stvori prekomjerni tlak, nastaju vrtlozi, zbog činjenice da je pritisak tekućine veći od tlaka plina koji se u njemu nalazi, molekule plina se oslobađaju u zasebne inkluzije - kolaps mjehurića. Zbog razlike u tlaku voda teži stisnuti mjehurić plina koji na svojoj površini akumulira veliku količinu energije, a temperatura unutra doseže oko 1000 - 1200 ° C.
Kad kavitacijske šupljine pređu u zonu normalnog tlaka, mjehurići se uništavaju, a energija njihovog uništavanja oslobađa se u okolni prostor. Zbog toga se oslobađa toplinska energija, a tekućina se zagrijava iz vrtložnog toka. Rad generatora topline temelji se na ovom principu, a zatim razmotrite načelo rada najjednostavnije verzije kavitacijskog grijača.
Najjednostavniji model
Sl. 1: Funkcionalni princip kavitacijskog generatora topline
Pogledajte sliku 1, ovdje je predstavljen uređaj najjednostavnijeg kavitacijskog generatora topline, koji se sastoji od pumpanja vode pumpom do mjesta suženja cjevovoda. Kad protok vode dosegne mlaznicu, pritisak tekućine znatno se povećava i započinje stvaranje kavitacijskih mjehurića. Na izlazu iz mlaznice mjehurići oslobađaju toplinsku snagu, a tlak nakon prolaska kroz mlaznicu značajno se smanjuje. U praksi se mogu povećati više mlaznica ili cijevi za povećanje učinkovitosti.
Potapov idealan generator topline
Generator topline Potapov, koji ima okretni disk (1) postavljen nasuprot nepokretnom (6), smatra se idealnom opcijom ugradnje. Hladna voda dovodi se iz cijevi smještene na dnu (4) kavitacijske komore (3), a izlaz se već zagrijava s gornje točke (5) iste komore. Primjer takvog uređaja prikazan je na slici 2 dolje:
Sl. 2: Potapovljev kavitacijski generator topline
Ali uređaj nije dobio široku distribuciju zbog nedostatka praktičnog opravdanja za svoj rad.
Opseg primjene
| Ilustracija | Opis opsega |
| Grijanje ... Oprema koja mehaničku energiju kretanja vode pretvara u toplinu uspješno se koristi za zagrijavanje različitih zgrada, od malih privatnih zgrada do velikih industrijskih objekata. Inače, na teritoriju Rusije danas se može izbrojati najmanje deset naselja u kojima centralizirano grijanje ne pružaju tradicionalne kotlovnice, već gravitacijski generatori. | |
| Grijanje tekuće vode za kućnu upotrebu ... Generator topline, kada je spojen na mrežu, vrlo brzo zagrijava vodu. Stoga se takva oprema može koristiti za grijanje vode u autonomnom sustavu vodoopskrbe, u bazenima, saunama, praonicama itd. | |
| Miješanje tekućina koje se ne miješaju ... U laboratorijskim uvjetima kavitacijske jedinice mogu se koristiti za visokokvalitetno miješanje tekućih medija različitih gustoća, sve dok se ne dobije homogena konzistencija. |
Integracija u sustav grijanja privatne kuće
Da bi se generator topline koristio u sustavu grijanja, mora se u njega uvesti. Kako to učiniti ispravno? Zapravo u tome nema ništa teško.
Ispred generatora (označena brojem 2 na slici) instalirana je centrifugalna pumpa (1 na slici), koja će opskrbljivati vodom pod tlakom do 6 atmosfera. Nakon generatora ugrađeni su ekspanzijski spremnik (6 na slici) i zaporni ventili.
Prednosti upotrebe kavitacijskih generatora topline
| Prednosti vrtložnog alternativnog izvora energije | |
| Profitabilnost ... Zbog učinkovite potrošnje električne energije i velike učinkovitosti, generator topline je ekonomičniji u usporedbi s ostalim vrstama opreme za grijanje. | |
| Male dimenzije u usporedbi s konvencionalnom opremom za grijanje slične snage ... Stacionarni generator pogodan za grijanje male kuće dvostruko je kompaktniji od modernog plinskog kotla. Ako instalirate generator topline u uobičajenu kotlovnicu umjesto kotla na kruto gorivo, bit će puno slobodnog prostora. | |
| Mala težina instalacije ... Zbog svoje male težine, čak i velika postrojenja velike snage mogu se lako postaviti na pod kotlovnice bez izgradnje posebnih temelja. Uopće nema problema s smještajem kompaktnih preinaka.
| |
| Jednostavna konstrukcija ... Generator topline kavitacijskog tipa toliko je jednostavan da se u njemu nema što prekinuti. Uređaj ima mali broj mehanički pokretnih elemenata, a složena elektronika u principu izostaje. Stoga je vjerojatnost kvara uređaja u usporedbi s kotlovima na plin ili čak na kruta goriva minimalna. | |
| Nema potrebe za dodatnim preinakama ... Generator topline može se integrirati u postojeći sustav grijanja. Odnosno, nije potrebno mijenjati promjer cijevi ili njihovo mjesto. | |
| Nema potrebe za tretmanom vode ... Ako je filtar tekuće vode potreban za normalan rad plinskog kotla, tada instaliranjem kavitacijskog grijača ne možete se bojati blokada. Zbog specifičnih procesa u radnoj komori generatora, na zidovima se ne pojavljuju začepljenja i kamenac. | |
| Rad opreme ne zahtijeva stalno praćenje ... Ako trebate paziti na kotlove na kruta goriva, kavitacijski grijač radi u autonomnom načinu rada. Upute za rad uređaja su jednostavne - samo priključite motor u mrežu i, ako je potrebno, isključite ga. | |
| Ekološki prihvatljivost ... Kavitacijske biljke ni na koji način ne utječu na ekosustav, jer je jedina komponenta koja troši energiju električni motor. | |
Sheme za proizvodnju generatora topline kavitacijskog tipa
Da bismo vlastitim rukama izradili radni uređaj, razmotrite crteže i dijagrame postojećih uređaja čija je učinkovitost utvrđena i dokumentirana u patentnim uredima.
| Ilustracije | Opći opis izvedbi kavitacijskih generatora topline |
| Općeniti prikaz jedinice ... Slika 1 prikazuje najčešći dijagram uređaja za kavitacijski generator topline. Broj 1 označava vrtložnu mlaznicu na kojoj je postavljena vrtložna komora. Sa bočne strane vrtložne komore možete vidjeti ulaz (3), koji je povezan s centrifugalnom pumpom (4). Broj 6 na dijagramu označava ulazne cijevi za stvaranje protoka koji ometa. Posebno važan element na dijagramu je rezonator (7) izrađen u obliku šuplje komore, čiji se volumen mijenja pomoću klipa (9). Brojevi 12 i 11 označavaju prigušnice koje kontroliraju brzinu protoka vodenih tokova. | |
| Uređaj s dvije serije rezonatora ... Na slici 2 prikazan je generator topline u kojem su rezonatori (15 i 16) ugrađeni u seriju. Jedan od rezonatora (15) izrađen je u obliku šuplje komore koja okružuje mlaznicu, označen brojem 5. Drugi rezonator (16) je također izrađen u obliku šuplje komore i nalazi se na suprotnom kraju Uređaj u neposrednoj blizini ulaznih cijevi (10) koji ometa ometajuće tokove. Prigušnice označene brojevima 17 i 18 odgovorne su za brzinu opskrbe tekućim medijem i za način rada cijelog uređaja. |
| Generator topline s kontra rezonatorima ... Na sl.3 prikazuje rijetku, ali vrlo učinkovitu shemu uređaja, u kojoj su dva rezonatora (19, 20) smještena jedan nasuprot drugome. U ovoj shemi vrtložna mlaznica (1) s mlaznicom (5) savija se oko izlaza rezonatora (21). Nasuprot rezonatoru označenom s 19, možete vidjeti ulaz (22) rezonatora na broju 20. Imajte na umu da su izlazne rupe dva rezonatora poravnate. |
| Ilustracije | Opis vrtložne komore (puževi) u dizajnu kavitacijskog generatora topline |
| "Puž" kavitacijskog generatora topline u presjeku ... Na ovom dijagramu možete vidjeti sljedeće detalje: 1 - tijelo, koje je šuplje i u kojem se nalaze svi bitno važni elementi; 2 - osovina na kojoj je pričvršćen disk rotora; 3 - prsten rotora; 4 - stator; 5 - tehnološke rupe izrađene u statoru; 6 - emiteri u obliku šipki. Glavne poteškoće u izradi navedenih elemenata mogu nastati u proizvodnji šupljeg tijela, jer je najbolje da je lijevano. Budući da u kućnoj radionici nema opreme za lijevanje metala, takva će se konstrukcija, iako na štetu čvrstoće, morati zavariti. |
| Shema poravnanja prstena rotora (3) i statora (4) ... Dijagram prikazuje prsten rotora i stator u trenutku poravnanja kada se disk rotora okreće. Odnosno, sa svakom kombinacijom ovih elemenata vidimo nastanak učinka sličnog djelovanju Rank cijevi.
| |
| Rotacijski pomak rotorskog prstena i statora ... Ovaj dijagram prikazuje položaj strukturnih elemenata "puža" kod kojih dolazi do hidrauličkog udara (kolaps mjehurića) i zagrijavanja tekućeg medija. Odnosno, zbog brzine vrtnje rotorskog diska moguće je postaviti parametre intenziteta pojave hidrauličkih udara koji izazivaju oslobađanje energije. Jednostavno rečeno, što se brže zavrti disk, to će biti veća temperatura izlazne vode. |
Pregled cijena
Naravno, kavitacijski generator topline je praktički nenormalan uređaj, gotovo je idealan generator, teško ga je kupiti, cijena je previsoka. Predlažemo razmotriti koliko košta kavitacijski uređaj za grijanje u različitim gradovima Rusije i Ukrajine:
Kavitacijski vrtložni generatori topline imaju jednostavnije crteže, ali ponešto su inferiorni u učinkovitosti. Trenutno postoji nekoliko tržišnih lidera: rotacijska hidro-šok pumpa-generator topline "Radex", NE "Nove tehnologije", električni udar "Tornado" i elektro-hidraulični udar "Vektorplus", mini uređaj za privatna kuća (LATR) TSGC2-3k (3 kVA) i bjeloruski Yurle-K.
Fotografija - generator topline Tornado
Prodaja se vrši u prodajnim salonima i partnerskim trgovinama u Rusiji, Kirgistanu, Bjelorusiji i drugim zemljama ZND-a.
Kako bi osigurali ekonomično grijanje stambenog, komunalnog ili industrijskog prostora, vlasnici koriste razne sheme i metode za dobivanje toplinske energije. Da biste vlastitim rukama sastavili generator topline kavitacijskog djelovanja, morate razumjeti procese koji vam omogućuju stvaranje topline.
Rezimirajmo
Sada znate što je popularan i tražen izvor alternativne energije. To znači da ćete lako moći odlučiti je li takva oprema prikladna ili ne. Također preporučujem gledanje videozapisa u ovom članku.
Svake godine porast cijena grijanja tjera nas da tražimo jeftinije načine za grijanje životnog prostora u hladnoj sezoni. To se posebno odnosi na one kuće i stanove koji imaju velik trg. Jedan od tih načina štednje je vrtlog. Ima i mnogo prednosti omogućuje vam spremanje
na stvaranju.Jednostavnost dizajna neće otežati prikupljanje, čak ni početnicima. Dalje, razmotrit ćemo prednosti ove metode grijanja, a također ćemo pokušati izraditi plan za sastavljanje generatora topline vlastitim rukama.
Generator topline je poseban uređaj čija je glavna svrha stvaranje topline izgaranjem goriva napunjenog u nju. U tom se slučaju stvara toplina koja se troši na zagrijavanje rashladne tekućine, koja zauzvrat izravno izvršava funkciju zagrijavanja stambenog prostora.
Prvi generatori topline pojavili su se na tržištu davne 1856. godine, zahvaljujući izumu britanskog fizičara Roberta Bunsena, koji je tijekom niza eksperimenata primijetio da toplina nastala tijekom izgaranja može biti usmjerena u bilo kojem smjeru.
Od tada su generatori, naravno, modificirani i sposobni su zagrijati mnogo više površine nego prije 250 godina.
Glavni kriterij po kojem se generatori međusobno razlikuju je gorivo koje se puni. Ovisno o tome razlikuju slijedeće vrste
:
- Dizelski generatori topline - generiraju toplinu izgaranjem dizelskog goriva. Sposobni su dobro zagrijati velike površine, ali bolje ih je ne koristiti za kuću zbog stvaranja otrovnih tvari nastalih kao rezultat izgaranja goriva.
- Generatori topline za plin - rade na principu kontinuirane opskrbe plinom, izgaranjem u posebnoj komori koja također generira toplinu. Smatra se vrlo ekonomičnom opcijom, ali instalacija zahtijeva posebno dopuštenje i povećanu sigurnost.
- Generatori na kruto gorivo slični su dizajnu kao i uobičajeni štednjak na ugljen, s komorom za izgaranje, odjeljkom za čađu i pepeo i grijaćim elementom. Prikladni su za rad na otvorenim prostorima, jer njihov rad ne ovisi o vremenskim uvjetima.
- - njihov se princip rada temelji na procesu toplinske pretvorbe, u kojem mjehurići nastali u tekućini izazivaju miješani protok faza, što povećava količinu proizvedene topline.
Izrada generatora topline vlastitim rukama prilično je složen i mukotrpan postupak. U pravilu je ovaj uređaj potreban za ekonomično grijanje domova. Generatori topline dolaze u 2 izvedbe: statički i rotacijski. U prvom slučaju, mlaznica se mora koristiti kao glavni element. U rotacijskom generatoru treba koristiti električni motor za stvaranje kavitacije.
Ova jedinica je modernizirana centrifugalna pumpa, odnosno njezino kućište, koje će služiti kao stator. Ne možete bez radne komore i odvojnih cijevi.
Unutar tijela našeg hidrodinamičkog dizajna nalazi se zamašnjak kao rotor. Postoji velika raznolikost rotacijskih izvedbi za generatore topline. Najjednostavniji od njih je dizajn diska.
Na cilindričnu površinu diska rotora nanosi se potreban broj rupa, koji mora imati određeni promjer i dubinu. Uobičajeno ih je zvati "Griggsove stanice". Treba imati na umu da će veličina i broj izbušenih rupa varirati ovisno o kalibru diska rotora i brzini osovine motora.
Tijelo takvog izvora topline najčešće je izrađeno u obliku šupljeg cilindra. Zapravo je to redovita cijev sa zavarenim prirubnicama na krajevima. Razmak između unutarnje strane kućišta i zamašnjaka bit će vrlo mali (približno 1,5-2 mm).
Upravo će se u ovom razmaku dogoditi izravno zagrijavanje vode. Zagrijavanje tekućine postiže se istodobno njenim trenjem o površinu rotora i kućišta, dok se disk zamašnjaka kreće gotovo maksimalnim brzinama.
Kavitacijski procesi (stvaranje mjehurića) koji se događaju u rotorskim stanicama imaju velik utjecaj na zagrijavanje tekućine.
Rotacijski generator topline modernizirana je centrifugalna pumpa, točnije njezino kućište, koje će služiti kao stator
U pravilu je promjer diska kod ove vrste generatora topline 300 mm, a brzina vrtnje hidrauličkog uređaja 3200 o / min. Brzina će varirati ovisno o veličini rotora.
Analizirajući dizajn ove instalacije, možemo zaključiti da je njezin radni vijek prilično mali. Zbog stalnog zagrijavanja i abrazivnog djelovanja vode, jaz se postupno povećava.
Treba napomenuti da rotacijski generatori topline stvaraju puno buke tijekom rada. Međutim, u usporedbi s ostalim hidrauličkim uređajima (statički tip) oni su 30% učinkovitiji.
Pogledi
Glavni zadatak kavitacijskog generatora topline je stvaranje plinskih uključaka, a kvaliteta grijanja ovisit će o njihovoj količini i intenzitetu. U modernoj industriji postoji nekoliko vrsta takvih generatora topline koji se razlikuju po principu stvaranja mjehurića u tekućini. Najčešće su tri vrste:
- Rotacijski generatori topline
- radni element se okreće zbog električnog pogona i stvara vrtloženje tekućine; - Cjevasti
- mijenjati tlak zbog sustava cijevi kroz koje se voda kreće; - Ultrazvučni
- nehomogenost tekućine u takvim generatorima topline stvara se zbog zvučnih vibracija niske frekvencije.
Pored gore navedenih vrsta, postoji i laserska kavitacija, ali ova metoda još nije pronašla industrijsku primjenu. Sada razmotrimo svaku od vrsta detaljnije.
Rotacijski generator topline
Sastoji se od električnog motora, čije je vratilo povezano s rotacijskim mehanizmom dizajniranim za stvaranje turbulencije u tekućini. Značajka dizajna rotora je zatvoreni stator u kojem se odvija zagrijavanje. Sam stator ima unutra cilindričnu šupljinu - vrtložnu komoru u kojoj se rotor okreće. Rotor kavitacijskog generatora topline je cilindar s nizom utora na površini; kada se cilindar okreće unutar statora, ti žljebovi stvaraju nehomogenost u vodi i uzrokuju kavitacijske procese.
Sl. 3: dizajn rotacijskog generatora
Broj udubljenja i njihovi geometrijski parametri određuju se ovisno o modelu. Za optimalne parametre grijanja, udaljenost između rotora i statora je oko 1,5 mm. Ovaj dizajn nije jedini takve vrste; tijekom duge povijesti modernizacija i poboljšanja, radni element rotacijskog tipa pretrpio je puno transformacija.
Jedan od prvih učinkovitih modela kavitacijskih pretvarača bio je Griggsov generator, koji je koristio rotirajući disk sa slijepim rupama na površini. Jedan od suvremenih analoga generatora topline s kavitacijskim diskom prikazan je na slici 4 dolje:
Sl. 4: disk generator toplote
Unatoč jednostavnosti dizajna, rotacijske jedinice prilično je teško koristiti, jer zahtijevaju preciznu kalibraciju, pouzdane brtve i usklađenost s geometrijskim parametrima tijekom rada, što im otežava rad. Takve kavitacijske generatore topline karakterizira prilično nizak vijek trajanja - 2 - 4 godine zbog kavitacijske erozije tijela i dijelova. Osim toga, stvaraju prilično veliko opterećenje bukom tijekom rada rotirajućeg elementa. Prednosti ovog modela uključuju visoku produktivnost - 25% veću od one kod klasičnih grijača.
Cjevasti
Statički generator topline nema rotirajuće elemente. Postupak zagrijavanja u njima događa se zbog kretanja vode kroz cijevi koje se sužavaju po duljini ili zbog ugradnje Laval mlaznica.Dovod vode u radno tijelo provodi se hidrodinamičkom pumpom koja stvara mehaničku silu tekućine u sužavajućem prostoru, a kada pređe u širu šupljinu nastaju kavitacijski vrtlozi.
Za razliku od prethodnog modela, cijevna oprema za grijanje ne stvara veliku buku i ne troši se tako brzo. Tijekom instalacije i rada ne trebate brinuti o točnom uravnoteženju, a ako su grijaći elementi uništeni, njihova zamjena i popravak bit će mnogo jeftiniji nego kod rotacijskih modela. Mane cjevastih generatora topline uključuju znatno manje performanse i glomazne dimenzije.
Ultrazvučni
Ova vrsta uređaja ima rezonatorsku komoru podešenu na određenu frekvenciju zvučnih vibracija. Na njegovom ulazu ugrađena je kvarcna ploča koja vibrira kada se primijene električni signali. Vibracija ploče stvara efekt talasa unutar tekućine, koji doseže stijenke komore rezonatora i odražava se. Tijekom povratnog kretanja valovi se susreću s vibracijama prema naprijed i stvaraju hidrodinamičku kavitaciju.
Sl. 5: princip rada ultrazvučnog generatora topline
Nadalje, mjehurići se odvode protokom vode duž uskih ulaznih cijevi toplinske instalacije. Pri prolasku u široko područje mjehurići se urušavaju oslobađajući toplinsku energiju. Generatori ultrazvučne kavitacije također imaju dobre performanse jer nemaju rotirajuće elemente.
Proizvodnja vrtložnog generatora topline Potapov
Razvijeni su mnogi drugi uređaji koji rade na potpuno drugačijim principima. Na primjer, Potapovljevi vrtložni generatori topline, izrađeni ručno. Statički se nazivaju konvencionalno. To je zbog činjenice da hidraulički uređaj nema rotirajuće dijelove u strukturi. Vrtložni generatori topline u pravilu primaju toplinu pomoću pumpe i elektromotora.
Najvažniji korak u procesu izrade takvog izvora topline vlastitim rukama bit će izbor motora. Treba ga odabrati ovisno o naponu. Brojni su crteži i dijagrami vrtložnog generatora topline "uradi sam", koji pokazuju metode povezivanja elektromotora s naponom od 380 volti na mrežu od 220 volti.
Sklop okvira i ugradnja motora
Uradi sam instalaciju izvora topline Potapov započinje ugradnjom električnog motora. Prvo ga pričvrstite na krevet. Zatim pomoću kutne brusilice napravite kutove. Izrežite ih s prikladnog kvadrata. Nakon što napravite 2-3 kvadrata, pričvrstite ih na prečku. Zatim, pomoću aparata za zavarivanje, sastavite pravokutnu strukturu.
Ako nemate pri ruci aparat za zavarivanje, ne morate rezati kvadrate. Samo izrežite trokute na mjestima predviđenog nabora. Zatim savijte kvadrate pomoću škripca. Za pričvršćivanje upotrijebite vijke, zakovice i matice.
Nakon montaže možete obojati okvir i izbušiti rupe u okviru za postavljanje motora.
Instaliranje pumpe
Sljedeći važan element naše vrtložne hidrokonstrukcije bit će pumpa. Danas u specijaliziranim prodavaonicama možete jednostavno kupiti jedinicu bilo koje snage. Prilikom odabira obratite veliku pozornost na 2 stvari:
- Mora biti centrifugalno.
- Odaberite jedinicu koja će optimalno raditi s vašim električnim motorom.
Nakon što kupite pumpu, pričvrstite je na okvir. Ako nema dovoljno prečki, napravite još 2-3 ugla. Osim toga, bit će potrebno pronaći spojnicu. Može se okrenuti na tokarilici ili kupiti u bilo kojoj trgovini hardvera.
Vrtložni kavitacijski generator topline Potapov na drvu, izrađen ručno, sastoji se od tijela koje je izrađeno u obliku cilindra.Vrijedno je napomenuti da na njegovim krajevima moraju biti prolazne rupe i mlaznice, inače nećete moći pravilno pričvrstiti hidro strukturu na sustav grijanja.
Umetnite mlaz odmah iza ulaza. Odabire se pojedinačno. Međutim, ne zaboravite da bi njegova rupa trebala biti 8-10 puta manja od promjera cijevi. Ako je rupa premala, pumpa će se pregrijati i neće moći pravilno cirkulirati vodu.
Uz to, zbog isparavanja, Potapovljev vrtložni kavitacijski generator topline na drvu bit će vrlo osjetljiv na hidroabrazivno trošenje.
Kako napraviti cijev
Proces izrade ovog elementa Potapovog izvora topline na drvu odvijat će se u nekoliko faza:
- Prvo brusilicom izrežite komad cijevi promjera 100 mm. Duljina obratka mora biti najmanje 600-650 mm.
- Zatim napravite vanjski žlijeb u izratku i izrežite nit.
- Zatim napravite dva prstena duljine 60 mm. kalibar prstenova mora odgovarati promjeru cijevi.
- Zatim odrežite niti za polu prstenove.
- Sljedeća je faza izrada poklopaca. Moraju biti zavareni sa strane prstenova gdje nema niti.
- Zatim izbušite središnju rupu na poklopcima.
- Zatim velikom svrdlom zakrivite unutrašnjost poklopca.
Nakon obavljenih operacija, na sustav treba priključiti kavitacijski generator topline na drva. U rupu pumpe odakle se dovodi voda umetnite odvojnu cijev s mlaznicom. Spojite drugu armaturu na sustav grijanja. Spojite izlaz iz hidrauličkog sustava na pumpu.
Ako želite regulirati temperaturu tekućine, instalirajte kuglasti mehanizam odmah iza mlaznice.
Uz njegovu pomoć, generator topline Potapov na drvu puno će duže prolaziti vodu kroz uređaj.
Je li moguće povećati performanse izvora topline Potapov
U ovom uređaju, kao i u svakom hidrauličkom sustavu, dolazi do gubitka topline. Stoga je poželjno pumpu okružiti vodenom jaknom. Da biste to učinili, napravite toplinsko izolacijsko kućište. Napravite vanjski profil takvog zaštitnog uređaja veći od promjera vaše pumpe.
Gotova cijev od 120 mm može se koristiti kao slijepa za toplinsku izolaciju. Ako nemate takvu priliku, paralelepiped možete napraviti vlastitim rukama pomoću čeličnog lima. Veličina slike trebala bi biti takva da se cjelokupna struktura generatora može lako uklopiti u nju.
Obradak mora biti izrađen samo od kvalitetnih materijala kako bi bez problema mogao podnijeti visoki tlak u sustavu.
Kako biste dodatno smanjili gubitak topline oko kućišta, napravite toplinsku izolaciju koja se kasnije može obložiti limenim kućištem.
Bilo koji materijal koji može izdržati vrelište vode može se koristiti kao izolator.
Proizvodnja toplinskog izolatora odvijat će se u nekoliko faza:
- Prvo, sastavite uređaj, koji će se sastojati od pumpe, spojne cijevi, generatora topline.
- Nakon toga odaberite optimalne dimenzije uređaja za toplinsku izolaciju i pronađite cijev odgovarajućeg kalibra.
- Zatim napravite pokrivače s obje strane.
- Nakon toga sigurno pričvrstite unutarnje mehanizme hidrauličkog sustava.
- Na kraju napravite ulaz i u njega pričvrstite (zavarite ili zavrnite) cijev.
Nakon obavljenih operacija zavarite prirubnicu na kraju hidrauličke cijevi. Ako imate poteškoća s montažom unutarnjih mehanizama, možete napraviti okvir.
Obavezno provjerite nepropusnost sklopova generatora topline i vaš hidraulički sustav zbog nepropusnosti. Napokon, sjetite se temperature podesiti kuglicom.
Zaštita od smrzavanja
Prije svega, napravite izolacijsko kućište. Da biste to učinili, uzmite pocinčani lim ili tanki lim od aluminija. Izrežite dva pravokutnika. Ne zaboravite da je potrebno saviti list na trnu većeg promjera.Također možete saviti materijal na prečki.
Prvo položite list koji ste izrezali i pritisnite na njega komadićem drveta. Drugom rukom pritisnite na list tako da se cijelom dužinom stvori lagani zavoj. Zatim pomaknite obradak malo u stranu i nastavite ga savijati dok ne dobijete šuplji cilindar.
Zatim napravite poklopac za kućište. Preporučljivo je omotati cijelu toplinsko-izolacijsku strukturu posebnim materijalom otpornim na toplinu (staklena vuna, itd.), Koji se nakon toga mora osigurati žicom.
