Kavitacijski generator topline: uređaj, vrste, primjena. Kavitacijski generator topline "uradi sam" Vrtložni generator topline "uradi sam"

Različiti načini uštede energije ili dobivanja besplatne električne energije i dalje su popularni. Zahvaljujući razvoju interneta informacije o svim vrstama “čudesnih izuma” postaju sve dostupnije. Jedan dizajn, koji je izgubio popularnost, zamijenjen je drugim.

Danas ćemo razmotriti takozvani generator vrtložne kavitacije - uređaj čiji nam izumitelji obećavaju visoko učinkovito grijanje prostora u koji je ugrađen. Što je? Ovaj uređaj koristi učinak zagrijavanja tekućine tijekom kavitacije - specifičan učinak stvaranja mikromjehurića pare u područjima lokalnog sniženja tlaka u tekućini, koji se događa ili kada rotor pumpe rotira ili kada je tekućina izložena zvučnim vibracijama. Ako ste ikada koristili ultrazvučnu kupku, možda ste primijetili kako se njezin sadržaj primjetno zagrijava.

Internetom kruže članci o rotacijskim vrtložnim generatorima, čiji je princip stvaranje područja kavitacije kada rotor određenog oblika rotira u tekućini. Je li ovo rješenje održivo?

Počnimo s teoretskim izračunima. U ovom slučaju električnu energiju trošimo na rad elektromotora (prosječna učinkovitost je 88%), dok se nastala mehanička energija dijelom troši na trenje u brtvama kavitacijske pumpe, a dijelom na zagrijavanje tekućine uslijed kavitacije. To jest, u svakom slučaju, samo dio potrošene električne energije pretvorit će se u toplinu. Ali ako se sjetite da je učinkovitost konvencionalnog grijaćeg elementa od 95 do 97 posto, postaje jasno da neće biti čuda: mnogo skuplja i složenija vrtložna pumpa bit će manje učinkovita od jednostavne nichrome spirale.

Može se tvrditi da je pri korištenju grijaćih elemenata potrebno uvesti dodatne cirkulacijske crpke u sustav grijanja, dok će vrtložna pumpa sama moći pumpati rashladnu tekućinu. Ali, čudno, kreatori pumpi se bore s pojavom kavitacije, koja ne samo da značajno smanjuje učinkovitost pumpe, već uzrokuje i njezinu eroziju. Stoga pumpa generatora topline ne samo da mora biti snažnija od specijalizirane prijenosne pumpe, već također zahtijeva upotrebu naprednijih materijala i tehnologija kako bi se osigurao usporediv resurs.

Strukturno, naša Laval mlaznica izgledat će poput metalne cijevi s cijevni navoj na krajevima, što omogućuje korištenje navojnih spojnica za spajanje na cjevovod. Za izradu cijevi potreban vam je strug.

• Sam oblik mlaznice, točnije njen izlazni dio, može se razlikovati u izvedbi. Opcija "a" je najlakša za proizvodnju, a njezine karakteristike mogu se mijenjati promjenom kuta izlaznog konusa unutar 12-30 stupnjeva. Međutim, ova vrsta mlaznice pruža minimalni otpor protoku tekućine, a samim time i najmanju kavitaciju u protoku.
• Opcija "b" je složenija za proizvodnju, ali će zbog maksimalnog pada tlaka na izlazu iz mlaznice stvoriti najveću turbulenciju protoka. Uvjeti za pojavu kavitacije u ovom slučaju su optimalni.
• Opcija "c" je kompromis u smislu složenosti proizvodnje i učinkovitosti, pa se na njoj vrijedi zaustaviti.

Mnogi korisni izumi ostali su nepotraživani. To se događa zbog ljudske lijenosti ili zbog straha od neshvatljivog. Jedno od tih otkrića dugo je bio vrtložni generator topline. Sada, u pozadini potpune uštede resursa, želje za korištenjem ekološki prihvatljivih izvora energije, generatori topline stavljeni su u praksu za grijanje doma ili ureda. Što je? Uređaj koji se dosad razvijao samo u laboratorijima ili nova riječ u termoenergetici.

Sustav grijanja s vrtložnim generatorom topline

Princip rada

Osnova za rad generatora topline je transformacija mehanička energija na kinetičku, a zatim na toplinsku.

Još početkom 20. stoljeća Joseph Rank otkrio je razdvajanje vrtložnog mlaza zraka na hladnu i vruću frakciju. Sredinom prošlog stoljeća njemački izumitelj Hilsham modernizirao je uređaj vrtložne cijevi. Nakon nekog vremena ruski znanstvenik A. Merkulov pustio je vodu u Rankeovu cijev umjesto zraka. Na izlazu se temperatura vode značajno povećala. To je načelo koje je temelj rada svih generatora topline.

Prolazeći kroz vodeni vrtlog, voda stvara mnogo mjehurića zraka. Pod utjecajem pritiska tekućine, mjehurići se uništavaju. Kao rezultat, dio energije se oslobađa. Voda se zagrijava. Ovaj proces se naziva kavitacija. Rad svih vrtložnih generatora topline proračunat je na principu kavitacije. Ovaj tip generatora naziva se "kavitacijski".

Vrste generatora topline

Svi generatori topline podijeljeni su u dvije glavne vrste:

1. Rotacijski. Generator topline u kojem se pomoću rotora stvara vrtložni tok.
2. Statički. U takvim tipovima, vodeni vrtlog se stvara pomoću posebnih kavitacijskih cijevi. Tlak vode stvara centrifugalna pumpa.

Svaka vrsta ima svoje prednosti i nedostatke, o kojima treba detaljnije govoriti.

Rotacijski generator topline

Stator u ovom uređaju je kućište centrifugalne pumpe.

Rotori mogu biti različiti. Na internetu postoji mnogo shema i uputa za njihovu provedbu. Generatori topline više su znanstveni eksperiment koji se stalno razvija.

Dizajn rotacijskog generatora

Tijelo je šuplji cilindar. Razmak između kućišta i okretnog dijela izračunava se pojedinačno (1,5-2 mm).

Zagrijavanje medija nastaje zbog njegovog trenja s kućištem i rotorom. U tome pomažu mjehurići, koji nastaju zbog kavitacije vode u ćelijama rotora. Performanse takvih uređaja su 30% veće od statičkih. Jedinice su prilično bučne. Imaju povećano trošenje dijelova zbog stalne izloženosti agresivnom okruženju. Potrebno je stalno praćenje: za stanje brtvila, brtvila itd. To uvelike komplicira i poskupljuje održavanje. Uz njihovu pomoć, rijetko instaliraju grijanje kod kuće, pronašli su nešto drugačiju primjenu - grijanje velikih industrijski prostori.

Model industrijskog kavitatora

Statički generator topline

Glavna prednost ovih instalacija je što se u njima ništa ne okreće. Električna energija se koristi samo za rad pumpe. Kavitacija nastaje prirodnim fizičkim procesima u vodi.

Učinkovitost takvih instalacija ponekad prelazi 100%. Okruženje za generatore može biti tekućina, komprimirani plin, antifriz, antifriz.

Razlika između ulazne i izlazne temperature može doseći 100⁰S. Prilikom rada na komprimirani plin, upuhuje se tangencijalno u vrtložnu komoru. U njemu se ubrzava. Prilikom stvaranja vrtloga vrući zrak prolazi kroz stožasti lijevak, a hladni se vraća. Temperatura može doseći 200⁰S.

Prednosti:

1. Može osigurati veliku temperaturnu razliku na vrućem i hladnom kraju, raditi pri niskom tlaku.
2. Učinkovitost ne manja od 90%.
3. Nikada se ne pregrijava.
4. Otporan na požar i eksploziju. Može se koristiti u eksplozivnim okruženjima.
5. Omogućuje brzo i učinkovito zagrijavanje cijelog sustava.
6. Može se koristiti i za grijanje i za hlađenje.

Trenutno nije u širokoj upotrebi. Kavitacijski generator topline koristi se za smanjenje troškova grijanja kuće ili industrijskih prostora u prisutnosti komprimiranog zraka. Nedostatak ostaje prilično visoka cijena oprema.

Generator topline Potapov

Popularan i više proučavan je izum Potapovljevog generatora topline. Smatra se statičnim uređajem.

Sila pritiska u sustavu stvara centrifugalna pumpa. Mlaz vode se puni pod visokim pritiskom u puž. Tekućina se počinje zagrijavati zbog rotacije duž zakrivljenog kanala. Ona ulazi u vrtložnu cijev. Snimak cijevi mora biti deset puta veći od širine.

Dijagram uređaja generatora

1. Ogranak cijevi
2. Puž.
3. Vrtložna cijev.
4. Gornja kočnica.
5. Ispravljač vode.
6. Spojnica.
7. Donji kočioni prsten.
8. Zaobići.
9. Izlazna linija.

Voda prolazi duž spiralne spirale koja se nalazi duž zidova. Zatim je isporučen kočni uređaj za uklanjanje dijela Vruća voda. Mlaz je lagano izravnan pločama pričvršćenim za rukav. Unutra se nalazi prazan prostor povezan s drugim uređajem za kočenje.

Voda s visokom temperaturom raste, a hladni vrtložni tok tekućine se spušta unutarnji prostor. Hladno strujanje dolazi u dodir s vrućim strujanjem kroz pločice na rukavcu i zagrijava se.

Topla voda spušta se do donjeg kočionog prstena i dalje se zagrijava kavitacijom. Zagrijani tok iz donjeg kočionog uređaja prolazi kroz obilaznicu do izlazne cijevi.

Gornji kočni prsten ima prolaz čiji je promjer jednak promjeru vrtložne cijevi. Zahvaljujući njemu, topla voda može ući u cijev. Dolazi do miješanja toplog i toplog toka. Nadalje, voda se koristi za namjeravanu svrhu. Obično za grijanje prostora ili kućne potrebe. Povratak je spojen na pumpu. Ogranak cijevi - do ulaza u sustav grijanja kuće.

Za ugradnju generatora topline Potapov potrebno je dijagonalno ožičenje. Vruća rashladna tekućina mora se dovoditi u gornji dio baterije, a hladna će izlaziti iz donjeg.

Potapov generator sam

Postoji mnogo modela industrijskih generatora. Za iskusnog majstora, neće biti teško napraviti vrtložni generator topline vlastitim rukama:

1. Cijeli sustav mora biti sigurno pričvršćen. Uz pomoć uglova izrađuje se okvir. Možete koristiti zavarivanje ili vijčani spoj. Glavna stvar je da je dizajn jak.
2. Na okviru je fiksiran električni motor. Odabire se prema površini prostorije, vanjski uvjeti i raspoloživi napon.
3. Na okvir je pričvršćena pumpa za vodu. Prilikom odabira razmotrite:

• potrebna je centrifugalna pumpa;
• motor ima dovoljno snage da ga vrti;
• Pumpa mora moći izdržati tekućinu na bilo kojoj temperaturi.

1. Pumpa je spojena na motor.
2. Cilindar duljine 500-600 mm izrađen je od debele cijevi promjera 100 mm.
3. Od debelog ravnog metala potrebno je napraviti dva poklopca:

• mora imati rupu za cijev;
• drugi pod mlazom. Na rubu se pravi skošenje. Ispada mlaznica.

1. Bolje je pričvrstiti poklopce na cilindar navojnim spojem.
2. Mlaz je unutra. Njegov promjer trebao bi biti dva puta manji od ¼ promjera cilindra.

Vrlo mali otvor uzrokovat će pregrijavanje pumpe i brzo trošenje dijelova.

1. Ogranak cijevi sa strane mlaznice spojen je na dovod pumpe. Drugi je spojen na gornju točku sustava grijanja. Ohlađena voda iz sustava spojena je na ulaz pumpe.
2. Voda pod pritiskom pumpe dovodi se do mlaznice. U komori generatora topline njegova se temperatura povećava zbog vrtložnih tokova. Zatim se dovodi u grijanje.

Shema generatora kavitacije

1. Jet.
2. Osovina motora.
3. Vrtložna cijev.
4. ulazna mlaznica.
5. Odvodna cijev.
6. Prigušivač vrtloga.

Za kontrolu temperature, iza mlaznice je postavljen ventil. Što je manje otvoren to je voda u kavitatoru dulja i njena temperatura je viša.

Kada voda prolazi kroz mlaz, dobiva se jak pritisak. On udari u suprotni zid i zbog toga se okrene. Postavljanjem dodatne barijere u sredini toka, možete postići veće povrate.

Jacuzzi prigušivač

Rad prigušivača vrtloga temelji se na sljedećem:

1. Izrađuju se dva prstena širine 4-5 cm, promjera nešto manjeg od cilindra.
2. 6 ploča ¼ tijela generatora izrezano je od debelog metala. Širina ovisi o promjeru i odabire se pojedinačno.
3. Ploče su fiksirane unutar prstenova jedna nasuprot drugoj.
4. Prigušivač je umetnut nasuprot mlaznice.

Razvoj generatora se nastavlja. Možete eksperimentirati s apsorberom kako biste povećali učinkovitost.

Kao rezultat rada dolazi do gubitaka topline u atmosferu. Da biste ih uklonili, možete napraviti toplinsku izolaciju. Prvo, izrađen je od metala, a na vrhu je obložen bilo kojim izolacijskim materijalom. Glavna stvar je da može izdržati točku vrenja.

Kako bi se olakšalo puštanje u rad i održavanje generatora Potapov, potrebno je:

• obojite sve metalne površine;
• napravite sve dijelove od debelog metala, tako da će generator topline trajati duže;
• tijekom montaže ima smisla napraviti nekoliko poklopaca s različitim promjerima rupa. Empirijski se odabire najbolja opcija za ovaj sustav;
• prije spajanja potrošača, nakon petlje generatora, potrebno je provjeriti njegovu nepropusnost i operativnost.

Hidrodinamička kontura

Za ispravna instalacija vrtložni generator topline zahtijeva hidrodinamički krug.

Dijagram spajanja petlje

Za njegovu proizvodnju potrebno je:

• izlazni manometar za mjerenje tlaka na izlazu iz kavitatora;
• termometri za mjerenje temperature ispred i iza generatora topline;
• rasteretni ventil za uklanjanje zračnih džepova;
• dizalice na ulazu i izlazu;
• manometar na ulazu, za kontrolu tlaka pumpe.

Hidrodinamički krug će pojednostaviti održavanje i kontrolu sustava.

U prisutnosti jednofazne mreže, možete koristiti pretvarać frekvencije. To će povećati brzinu vrtnje pumpe, odaberite pravu.

Vrtložni generator topline služi za grijanje kuće i opskrbu toplom vodom. Ima nekoliko prednosti u odnosu na druge grijače:

• ugradnja generatora topline ne zahtijeva dozvole;
• kavitator radi izvan mreže i ne zahtijeva stalno praćenje;
• je ekološki prihvatljiv izvor energije, nema štetnih emisija u atmosferu;
• potpuna sigurnost od požara i eksplozije;
• manja potrošnja električne energije. Neosporna učinkovitost, učinkovitost se približava 100%;
• voda u sustavu ne stvara kamenac, nije potrebna dodatna obrada vode;
• može se koristiti i za grijanje i za opskrbu toplom vodom;
• zauzima malo prostora i lako se montira u bilo koju mrežu.

Imajući sve ovo u vidu, generator kavitacije postaje sve traženiji na tržištu. Takva se oprema uspješno koristi za grijanje stambenih i uredskih prostorija.

Video. Vrtložni generator topline "uradi sam".

Proizvodnja takvih generatora se uspostavlja. Moderna industrija nudi rotacijske i statičke generatore. Opremljeni su kontrolnim uređajima i zaštitnim senzorima. Možete odabrati generator za montiranje grijanja za sobe bilo kojeg područja.

Znanstveni laboratoriji i obrtnici nastavljaju eksperimente za poboljšanje generatora topline. Možda će uskoro vrtložni generator topline zauzeti svoje pravo mjesto među uređajima za grijanje.

U suvremenim uvjetima kupnja vlastitog uređaja za proizvodnju i opskrbu toplinom dovoljno košta kupce velika svota. Radi uštede novca ili u nedostatku mogućnosti kupnje izvora topline u trgovini, postoje razumni razlozi za izgradnju generatora topline vlastitim rukama. Postoji nekoliko vrsta takvih projekata. Izbor ovisi o tehničkim mogućnostima vlasnika ili zadacima koje treba riješiti uz pomoć sustava za proizvodnju topline.

Prednosti domaće proizvodnje topline

Općenito, postoje dvije vrste uređaja: statički i rotacijski. Ako u prvoj verziji postoji mlaznica u srcu dizajna, tada drugi strojevi stvaraju kavitaciju pomoću rotora. ove vrtložne strukture možete usporediti i izabrati prikladna opcija za montažu.

Generator topline "uradi sam" dizajniran za pružanje udobnosti temperaturni režim Kuća za odmor, vikendica, zasebna vikendica, stan - u nedostatku centraliziranog grijanja, njegovih nedostataka, prekida ili nesreća.

Također, takvi uređaji pomažu nadoknaditi troškove topline, odabrati najbolju opciju za opskrbu energijom. Oni su jednostavni u smislu dizajna i ekonomični, ekološki prihvatljivi.

Kako napraviti generator topline vlastitim rukama?

Za montažu će vam trebati sljedeći materijali i alati:

Dovoljan broj cijevi koji odgovaraju prostoriji po duljini i širini;
- perforator (bušilica) za bušenje cijevi;
- pumpa;
- kavitator bilo koje vrste;
- manometar;
- termometar za mjerenje razine topline i navlake za njega;
- slavine za sustave grijanja;
- električni motor.

Mogu biti potrebne različite vrste sustava dodatni pribor. Ali općenito domaće uređaji za grijanje prilično su dostupni za dizajn i prilagodbu svima.

dizajn kavitacije

Kavitacijski generator topline vlastitim rukama može se izraditi na temelju kojeg se često nalazi u kupaonici, bunaru, vodoopskrbnom sustavu vikendice. Niska učinkovitost takve pumpe može se pretvoriti u energiju kavitacijskog grijača. Doći će do prijelaza mehaničke energije u toplinsku. Ovaj princip se često koristi u industriji.

Kavitacijski generator topline "uradi sam" izrađen je na bazi pumpe koja stvara tlak iznad mlaznice. Nedostatak uređaja za kavitaciju je visoka razina buke, velika snaga, neprikladna u malim sobama, rijetki materijali, dimenzije - čak i minijaturni model će zauzeti 1,5 četvornih metara.

Grijanje na drva

Generator topline na drva vlastitim rukama osigurat će stabilno grijanje prostora u nedostatku centraliziranog grijanja i prisutnosti dovoljne količine drvnog goriva. Bez obzira kako se tehnologija razvija i metode izgradnje, peć na drva, kamin će vas spasiti u slučaju prekida u opskrbi toplinom.

Za grijanje na drva provodi se ili tradicionalna peć.

Ali takvi sustavi zahtijevaju pažljivo pridržavanje sigurnosnih standarda. Važno je odlučiti o mjestu ugradnje peći - masivne jedinice ne mogu se uvijek postaviti u seoske kuće.

Izrada generatora topline na drva "uradi sam" dobro je rješenje ako vam je potrebno autonomno grijanje prostorija. Ponekad je to doista jedina moguća opcija grijanja.

Potapovljev uređaj

Potapov generator topline "uradi sam" može se izraditi pomoću sljedećih materijala:

Kutna brusilica;
- uređaj za zavarivanje;
- bušilica i bušilice;
- u 12 i 13 sati;
- različiti vijci, matice, podloške;
- metalni uglovi;
- boje i temeljni premazi.

Potapov generator topline "uradi sam" omogućuje vam stvaranje topline na temelju električnog motora pomoću pumpe. Ovo je vrlo ekonomična opcija, koji je vrlo jednostavno napraviti od običnih dijelova.
Motor se bira ovisno o postojećem naponu - 220 ili 380 V.

Montaža počinje s njim, pričvršćujući ga na okvir. Izvedena metalna karkasa od kvadrata, zavarivanje i vijci, matice pomažu pričvrstiti cijelu strukturu. Izrađuju se rupe za vijke, motor se postavlja unutra, okvir je prekriven bojom. Zatim se odabire centrifugalna pumpa koju će vrtjeti motor. Crpka je instalirana na okvir, međutim, u ovom slučaju, spojka s tokarilica koji se može naručiti iz tvornice. Generator je važno izolirati posebnim kućištem od limova ili aluminija.

Frenette generator

Generator topline Frenette vlastitim rukama izrađuju mnogi ljubitelji tehničkih eksperimenata - ova je jedinica poznata po nevjerojatno visokoj učinkovitosti i velikom izboru modela. Međutim, mnoge od ovih dizalica topline prilično su skupe.

Frenettov generator topline vlastitim rukama može se izraditi od sljedećih komponenti:
- rotor;
- stator;
- ventilator s lopaticama;
- osovina, itd.
Stator i rotor djeluju kao cilindri, jedan u drugom. U veliki se ulijeva ulje, mali cilindar svojim okretajima zagrijava cijeli sustav. Ventilator daje topli zrak. Ovo je dovoljno jednostavan model toplinska pumpa, koja se može poboljšati. U budućnosti možete zamijeniti unutarnji cilindar čeličnim diskovima ili ukloniti ventilator.
Visoka razina Učinkovitost je osigurana cirkulacijom nosača topline (ulja). zatvoreni sustav. Nema izmjenjivača topline, ali je snaga grijanja prilično velika. Ovaj sustav štedi troškove koji se obično moraju rasporediti na druge vrste grijanja.

Magnetski generator

Magnetski sustavi grijanja su vrtložni i rade na temelju elektromagnetskog polja, čiju energiju apsorbiraju zagrijani objekti i pretvaraju u toplinu. U srcu takve jedinice je indukcijski svitak - cilindrični s više zavoja, pri prolasku kroz koji električna struja stvara magnetsko polje izmjeničnog stanja.

Magnetski generator topline "uradi sam" izrađen je od elemenata: mlaznice i manometra na izlazu, termometra s rukavcima, slavina i indukcijskih elemenata. Ako se zagrijani objekt postavi blizu takve jedinice, generirani tok magnetske indukcije će prodrijeti kroz zagrijani objekt. linije električno polje smještene okomito na smjer magnetskih čestica i idu u začarani krug.

U procesu divergencije vrtložnih tokova električne energije, energija se pretvara u toplinu - objekt se zagrijava.

Magnetski generator topline "uradi sam" (s inverterom) omogućuje vam korištenje snage magnetskih polja za pokretanje crpke, brzo zagrijavanje prostorije i sve tvari do visoke temperature. Takvi grijači ne samo da mogu zagrijati vodu do željenu temperaturu ali i za taljenje metala.

dizelski generator

Sastavljen vlastitim rukama, pomoći će učinkovito riješiti problem grijanja na neizravan način. Cijeli proces grijanja u takvim jedinicama potpuno je automatiziran, dizelski uređaj se također može koristiti u industrijskim potrebama.
Glavna vrsta goriva u ovom slučaju je dizel ili kerozin. Uređaj je top koji se sastoji od kućišta (kućišta), spremnika goriva i priključene pumpe, te filtra za čišćenje i komore za izgaranje. Spremnik za gorivo nalazi se na dnu jedinice radi praktičnosti opskrbe resursom.

Dizelski generator topline "uradi sam" pomoći će vam da zagrijete sobu učinkovito i brzo na prilično ekonomičan način.

Također, jedinice mogu poslužiti kao gorivo, imaju mlaznicu koja raspršuje gorivo dok izgara, ali u nekim izvedbama opskrba se može izvršiti metodom kapanja. Kada se računa na kontinuirani rad Generator je potrebno napuniti gorivom dva puta tijekom dana.

Test dizajna

Generator topline "uradi sam" radit će što učinkovitije ako provedete preliminarna ispitivanja cijelog sustava i ispravite moguće nedostatke:
- sve površine moraju biti zaštićene bojom;
- tijelo mora biti izrađeno od debelog materijala zbog vrlo agresivnih procesa kavitacije;
- ulazni otvori moraju biti različite veličine- tako će biti moguće regulirati izvedbu;
- Prigušivač vibracija mora se redovito mijenjati.
Bolje je imati poseban laboratorij gdje će se testirati generatori.

Najbolja opcija - u kojoj se voda jače zagrijava u istom vremenskom razdoblju, ovaj uređaj se može dati prednost i dodatno poboljšati.

Ovaj članak opisuje kako sami napraviti generator topline.

Detaljno je opisan princip rada statičkog generatora topline, rezultati njegovih istraživanja, dane su preporuke za njegov proračun i izbor komponenti.

Ideja za stvaranje

Što učiniti ako nema dovoljno novca za kupnju generatora topline? Kako ga sami napraviti? Govorit ću o vlastitom iskustvu po ovom pitanju.

Na ideju da napravimo vlastiti generator topline došli smo nakon što smo se upoznali s raznim vrstama generatora topline. Njihov dizajn činio se dovoljno jednostavan, ali ne i potpuno promišljen.

Poznata su dva dizajna takvih uređaja: rotacijski i statički. U prvom slučaju, kao što možete pogoditi iz naziva, rotor služi za stvaranje kavitacije, u drugom, glavni element uređaja je mlaznica. Da bismo napravili izbor u korist jedne od opcija, uspoređujemo oba dizajna.

Rotacijski generator topline

Što je rotacijski generator topline? Zapravo, donekle je modificiran centrifugalna pumpa, To jest, postoji kućište crpke (koje je u ovom slučaju stator) s ulaznim i izlaznim cijevima, te radna komora, unutar koje se nalazi rotor koji djeluje kao impeler. Glavna razlika od konvencionalne pumpe leži upravo u rotoru. Postoji mnogo dizajna rotora vrtložnih generatora topline, i naravno nećemo sve opisati. Najjednostavniji od njih je disk, na čijoj su cilindričnoj površini izbušene mnoge slijepe rupe određene dubine i promjera. Te se rupe nazivaju Griggsove ćelije, prema američkom izumitelju koji je prvi testirao rotacijski generator topline ovog dizajna. Broj i veličina ovih ćelija određuje se na temelju veličine diska rotora i brzine elektromotora koji ga pokreće. Stator (odnosno tijelo generatora topline), u pravilu, izrađen je u obliku šupljeg cilindra, tj. cijev začepljena s obje strane prirubnicama.U ovom slučaju razmak između unutarnje stijenke statora i rotora je vrlo mali i iznosi 1 ... 1,5 mm.

U razmaku između rotora i statora voda se zagrijava. To je olakšano njegovim trenjem na površini statora i rotora, uz brzu rotaciju potonjeg. I naravno, procesi kavitacije i turbulencije vode u ćelijama rotora igraju značajnu ulogu u zagrijavanju vode. Brzina rotacije rotora, u pravilu, iznosi 3000 okretaja u minuti s promjerom od 300 mm. Sa smanjenjem promjera rotora potrebno je povećati brzinu.

Nije teško pogoditi da, unatoč svojoj jednostavnosti, takav dizajn zahtijeva dosta visoka preciznost proizvodnja. I očito je da će biti potrebno balansiranje rotora. Osim toga, potrebno je riješiti problem brtvljenja osovine rotora. Naravno, brtveni elementi zahtijevaju redovitu zamjenu.

Iz navedenog proizlazi da resurs takvih instalacija nije tako velik. Uz sve ostalo, rad rotacijskih generatora topline prati povećana buka. Iako imaju 20-30% veću učinkovitost u usporedbi s generatorima topline statički tip. Rotacijski generatori topline mogu čak proizvoditi i paru. Ali je li to prednost s kratkim vijekom trajanja (u usporedbi sa statičnim modelima)?

Statički generator topline

Drugi tip generatora topline uvjetno se naziva statički. To je zbog nepostojanja rotirajućih dijelova u dizajnu kavitatora. Za stvaranje kavitacije koriste se procesi različite vrste mlaznice. Najčešće se koristi tzv. Laval mlaznica

Da bi došlo do kavitacije potrebno je osigurati veliku brzinu tekućine u kavitatoru. Za to se koristi konvencionalna centrifugalna pumpa. Crpka tlači tekućinu ispred mlaznice, ona juri u otvor mlaznice, koji ima znatno manji presjek od dovodnog cjevovoda, što osigurava veliku brzinu na izlazu iz mlaznice. Zbog oštrog širenja tekućine na izlazu iz mlaznice dolazi do kavitacije. Tome također pridonosi trenje tekućine o površinu kanala mlaznice i vrtlog vode koji nastaje kada se mlaz naglo izvuče iz mlaznice. To jest, voda se zagrijava iz istih razloga kao u rotacijskom generatoru topline, ali s nešto nižom učinkovitošću.

Dizajn statičkog generatora topline ne zahtijeva visoku preciznost u izradi dijelova. Mehanička restauracija u proizvodnji ovih dijelova je minimiziran u usporedbi s rotacijskim dizajnom. Zbog odsutnosti rotirajućih dijelova, lako se rješava problem brtvljenja spojnih komponenti i dijelova. Balansiranje također nije potrebno. Vijek trajanja kavitatora je puno duži (jamstvo 5 godina) Čak i ako mlaznica istekne svoj resurs, proizvodnja i zamjena će zahtijevati znatno manje materijalne troškove (u ovom slučaju, rotacijski generator topline bit će potrebno proizveden nanovo).

Možda je najvažniji nedostatak statičkog generatora topline cijena pumpe. Međutim, trošak proizvodnje generatora topline ovog dizajna praktički se ne razlikuje od rotacijske verzije, a ako se prisjetimo resursa obje jedinice, tada će se ovaj nedostatak pretvoriti u prednost, jer ako se zamijeni kavitator, crpka čini ne treba mijenjati.

Stoga ćemo se odlučiti za generator topline statične izvedbe, pogotovo jer pumpu već imamo i nećemo morati trošiti novac na njezinu kupnju.

Proizvodnja generatora topline

Izbor crpke

Počnimo s odabirom crpke za generator topline. Da bismo to učinili, odredit ćemo njegove radne parametre. Da li ova pumpa cirkulira ili podiže tlak nije bitno. Na fotografiji slike 6, cirkulacijska pumpa sa suhim Grundfosov rotor. Važni su radni tlak, rad crpke i najveća dopuštena temperatura dizane tekućine.

Ne mogu se sve pumpe koristiti za pumpanje tekućina visoke temperature. A ako ne pridajete važnost ovom parametru pri odabiru crpke, tada će njegov radni vijek biti mnogo manji od onog koji je naveo proizvođač.

Učinkovitost generatora topline ovisit će o veličini tlaka koju razvija pumpa. Oni. što je veći tlak, veći je pad tlaka koji osigurava mlaznica. Kao rezultat toga, učinkovitije se zagrijava tekućina koja se pumpa kroz kavitator. Međutim, nemojte juriti za maksimalnim brojevima Tehničke specifikacije pumpe. Već pri tlaku u cjevovodu ispred mlaznice od 4 atm bit će vidljivo povećanje temperature vode, iako ne tako brzo kao pri tlaku od 12 atm.

Rad crpke (volumen tekućine koju pumpa) zapravo ne utječe na učinkovitost grijanja vode. To je zbog činjenice da, kako bismo osigurali pad tlaka u mlaznici, njezin presjek činimo mnogo manjim od nazivnog promjera cjevovoda kruga i mlaznica pumpe. Brzina protoka tekućine koja se pumpa kroz kavitator neće prijeći 3…5 m3/h, jer Sve crpke mogu osigurati najveću visinu samo pri najnižem protoku.

Snaga radne pumpe generatora topline odredit će faktor pretvorbe električna energija u toplinsku. U nastavku pročitajte više o faktoru pretvorbe energije i njegovom izračunu.

Prilikom odabira crpke za naš generator topline pošli smo od iskustva rada s instalacijama Warmbotruff (ovaj generator topline opisan je u članku o eko-kući). Znali smo da je pumpa WILO IL 40/170-5,5/2 korištena u generatoru topline koji smo ugradili (vidi sliku 6). Ovo je cirkulaciona pumpa sa suhim rotorom tipa Inline sa snagom od 5,5 kW, maksimalnim radnim tlakom od 16 atm, osiguravajući maksimalnu visinu od 41 m (tj. osiguravajući pad tlaka od 4 atm). Slične pumpe proizvode i drugi proizvođači. Na primjer, Grundfos proizvodi analog takve pumpe - ovo je model TP 40-470 / 2.

Slika 6 - Radna pumpa generatora topline "Warmbotruff 5.5A"

Ipak, nakon usporedbe performansi ove crpke s drugim modelima istog proizvođača, odlučili smo se za centrifugalnu višestupanjsku crpku. visokotlačni MVI 1608-06/PN 16. Ova pumpa isporučuje više nego dvostruko veću visinu za istu snagu motora, iako košta gotovo 300 € više.

Sada postoji sjajna prilika za uštedu novca koristeći kineski pandan. Uostalom, kineski proizvođači pumpi stalno poboljšavaju kvalitetu krivotvorina svjetski poznatih marki i proširuju asortiman. Trošak kineskog "grundfosa" često je nekoliko puta manji, dok je kvaliteta daleko od uvijek onoliko puta lošija, a ponekad i ne mnogo inferiorna.

Projektiranje i izrada kavitatora

Što je kavitator? Postoji ogroman broj dizajna statičkih kavitatora (u to se možete uvjeriti putem interneta), ali u gotovo svim slučajevima izrađeni su u obliku mlaznice. U pravilu se Laval mlaznica uzima kao osnova i modificira je dizajner. Klasična Laval mlaznica prikazana je na sl. 7.

Prvo na što trebate obratiti pozornost je dio kanala između difuzora i konfuzora.

Nemojte previše suziti njegov presjek, pokušavajući osigurati maksimalni pad tlaka. Naravno, kada voda napusti rupu malog presjeka i uđe u ekspanzionu komoru, postići će se najveći stupanj razrijeđenosti, a samim tim i aktivnija kavitacija. Oni. Voda će se u jednom prolazu kroz mlaznicu zagrijati na visoku temperaturu. Međutim, volumen vode koja se pumpa kroz mlaznicu bit će premalen, i miješanje sa hladna voda, prenijet će mu nedovoljnu količinu topline. Tako će se ukupna količina vode polako zagrijavati. Osim toga, mali dio kanala pridonijet će prozračivanju vode koja ulazi u ulaznu cijev radne pumpe. Zbog toga će pumpa raditi bučnije i može doći do kavitacije u samoj pumpi, a to su već nepoželjne pojave. Zašto se to događa postat će jasno kada uzmemo u obzir dizajn hidrodinamičkog kruga generatora topline.

Najbolji učinak postiže se s promjerom otvora kanala od 8-15 mm. Osim toga, učinkovitost grijanja također će ovisiti o konfiguraciji ekspanzijske komore mlaznice. Dakle, prelazimo na drugu važna točka u dizajnu mlaznice - ekspanzijska komora.

Koji profil izabrati? Štoviše, ovo nije sve moguće opcije profili mlaznica. Stoga smo, kako bismo odredili dizajn mlaznica, odlučili pribjeći matematičkom modeliranju protoka tekućine u njima. Dat ću neke rezultate modeliranja mlaznica prikazanih na sl. osam.

Slike pokazuju da ovi dizajni mlaznica omogućuju kavitacijsko zagrijavanje tekućina koje se pumpaju kroz njih. Oni pokazuju da kada tekućina teče, zone visokog i niski pritisak, koji uzrokuju stvaranje šupljina i njihov kasniji kolaps.

Kao što se može vidjeti na slici 8, profil mlaznice može biti vrlo različit. Opcija a) je u biti klasični Laval profil mlaznice. Koristeći takav profil, možete mijenjati kut otvaranja ekspanzijske komore?, čime se mijenjaju karakteristike kavitatora. Obično je vrijednost u rasponu od 12 ... 30 °. Kao što se može vidjeti iz dijagrama brzine na Sl. 9, takva mlaznica osigurava najveću brzinu tekućine. Međutim, mlaznica s takvim profilom osigurava najmanji pad tlaka (vidi sl. 10). Najveća turbulencija će se uočiti već na izlazu iz mlaznice (vidi sl. 11).

Očito je da će opcija b) učinkovitije stvoriti vakuum kada tekućina istječe iz kanala koji povezuje ekspanzionu komoru s kompresijskom komorom (vidi sliku 9). Brzina protoka tekućine kroz ovu mlaznicu bit će najmanja, što dokazuje dijagram brzine prikazan na sl. 10. Turbulencija koja proizlazi iz prolaska tekućine kroz mlaznicu druge opcije, po mom mišljenju, najoptimalnija je za grijanje vode. Pojava vrtloga u strujanju počinje već na ulazu u međukanal, a na izlazu iz mlaznice počinje drugi val stvaranja vrtloga (vidi sl. 11). Međutim, u proizvodnji takve mlaznice je malo teže, jer. morati samljeti polukuglu.

Profilna mlaznica c) je pojednostavljena verzija prethodne. Bilo je za očekivati ​​da će posljednje dvije opcije imati slične karakteristike. Ali dijagram promjene tlaka prikazan na Sl. 9 označava da će razlika biti najveća od tri opcije. Brzina protoka tekućine bit će veća nego u drugoj verziji mlaznice i niža nego u prvoj (vidi sl. 10). Turbulencija koja se javlja kada se voda kreće kroz ovu mlaznicu je razmjerna drugoj opciji, ali se formiranje vrtloga događa na drugačiji način (vidi sliku 11).

Dao sam kao primjer samo najjednostavnije profile mlaznica za proizvodnju. Pri projektiranju generatora topline mogu se koristiti sve tri opcije i ne može se reći da su neke opcije točne, a druge ne. Možete sami eksperimentirati s različitim profilima mlaznica. Da biste to učinili, nije ih potrebno odmah izraditi od metala i provesti pravi eksperiment. To nije uvijek opravdano. Prvo, možete analizirati mlaznicu koju ste izmislili u bilo kojem od programa koji simuliraju kretanje tekućine. Za analizu gore navedenih mlaznica koristio sam aplikaciju COSMOSFloWorks. Pojednostavljena verzija ovu aplikaciju dio je sustava za računalno potpomognuto projektiranje SolidWorks.

U eksperimentu za izradu vlastitog modela generatora topline koristili smo kombinaciju jednostavnih mlaznica (vidi sl. 12).

Ima mnogo sofisticiranijih dizajnerskih rješenja, ali ne vidim razloga da ih sve nabrajam. Ako vas ova tema stvarno zanima, na internetu uvijek možete pronaći druge dizajne kavitatora.

Izrada hidrodinamičkog kola

Nakon što smo se odlučili za dizajn mlaznice, prelazimo na sljedeću fazu: izradu hidrodinamičkog kruga. Da biste to učinili, prvo morate skicirati dijagram strujnog kruga. Učinili smo to vrlo jednostavnim crtanjem dijagrama na podu kredom (vidi sl. 13)

1. Manometar na izlazu iz mlaznice (mjeri tlak na izlazu iz mlaznice).
2. Termometar (mjeri temperaturu na ulazu u sustav).
3. Ventil za ispuštanje zraka (Uklanja zračnu bravu iz sustava).
4. Odvodna cijev sa slavinom.
5. Navlaka za termometar.
6. Ulaz momak s kranom.
7. Čahura termometra na ulazu.
8. Manometar na ulazu u mlaznicu (mjeri tlak na ulazu u sustav).

Sada ću opisati uređaj kruga. To je cjevovod, čiji je ulaz spojen na izlaz crpke, a izlaz na ulaz. U ovaj cjevovod je zavarena mlaznica 9, mlaznice za spajanje mjerača tlaka 8 (prije i poslije mlaznice), čahure za ugradnju termometra 7,5 (nismo zavarivali navoje ispod čahura, već smo ih jednostavno zavarili), priključak za ventil za odzračivanje 3 (koristili smo obični scarran, okove za regulacijski ventil i armature za spajanje kruga grijanja.

U dijagramu koji sam nacrtao, voda se kreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Voda se dovodi u krug kroz donju granu cijevi (šarkran s crvenim zamašnjakom i nepovratnim ventilom), a voda se ispušta iz nje, odnosno kroz gornju (šarkran s crvenim zamašnjakom). Pad tlaka kontrolira ventil koji se nalazi između ulazne i izlazne cijevi. Na fotografiji sl. 13, prikazan je samo na dijagramu i ne nalazi se uz svoju oznaku, jer već smo ga namotali na okove, prethodno namotavši pečat (vidi sl. 14).

Za proizvodnju kruga uzeli smo cijev DN 50, jer. priključne cijevi pumpe imaju isti promjer. Istodobno smo dovodnu i odvodnu cijev kruga, na koji je spojen krug grijanja, izradili od cijevi DN 20. Što smo dobili vidite na sl. petnaest.

Na fotografiji je pumpa s motorom od 1 kW. Naknadno smo je zamijenili gore opisanom pumpom od 5,5 kW.

Pogled se, naravno, nije pokazao najestetičnijim, ali nismo si postavili takav zadatak. Možda će se netko od čitatelja zapitati zašto takve dimenzije konture, jer je možete smanjiti? Pretpostavljamo da zbog duljine cijevi ispred mlaznice donekle raspršujemo vodu. Ako kopate po internetu, sigurno ćete pronaći slike i dijagrame prvih modela generatora topline. Gotovo svi su radili bez mlaznica. Učinak zagrijavanja tekućine postignut je ubrzavanjem do prilično velikih brzina. Za to su korišteni cilindri male visine tangencijalni ulaz i koaksijalni izlaz.

Nismo upotrijebili ovu metodu za ubrzavanje vode, već smo odlučili naš dizajn učiniti što jednostavnijim. Iako imamo razmišljanja o tome kako ubrzati tekućinu s ovim dizajnom kruga, ali više o tome kasnije.

Na fotografiji manometar ispred mlaznice i adapter s tuljkom termometra koji je montiran ispred vodomjera još nisu zavrnuti (tada još nije bio spreman). Ostaje instalirati elemente koji nedostaju i prijeći na sljedeći korak.

Pokretanje generatora topline

Mislim da nema smisla govoriti o tome kako spojiti motor pumpe i radijator grijanja. Iako smo pitanju spajanja elektromotora pristupili ne sasvim standardno. Budući da se kod kuće obično koristi jednofazna mreža, i industrijske pumpe proizvode s trofaznim motorom, odlučili smo primijeniti pretvarać frekvencije dizajniran za jednofaznu mrežu. To je, osim toga, omogućilo podizanje brzine vrtnje pumpe iznad 3000 o/min. a zatim pronaći rezonantnu frekvenciju vrtnje pumpe.

Za parametriranje frekvencijskog pretvarača potrebno nam je prijenosno računalo s COM priključkom za parametriranje i upravljanje frekvencijskim pretvaračem. Sam pretvarač se ugrađuje u razvodni ormar u kojem je predviđeno grijanje zimski uvjeti rad i ventilacija za ljetne uvjete rada. Za ventilaciju kabineta koristili smo standardni ventilator, a za grijanje kabineta koristi se grijač od 20W.

Frekvencijski pretvarač omogućuje vam podešavanje frekvencije crpke u širokom rasponu, ispod glavne i iznad glavne. Frekvenciju motora ne možete podići više od 150%.

U našem slučaju, možete podići brzinu motora na 4500 o / min.

Možete nakratko povećati frekvenciju i više do 200%, ali to dovodi do mehaničkog preopterećenja motora i povećava vjerojatnost njegovog kvara. Osim toga, uz pomoć pretvarača frekvencije, motor je zaštićen od preopterećenja i kratkog spoja. Također, pretvarač frekvencije omogućuje pokretanje motora sa zadanim vremenom ubrzanja, što ograničava ubrzanje lopatica pumpe pri pokretanju i ograničava početne struje motora. Frekvencijski pretvarač montiran je u zidni ormarić (vidi sl. 16).

Sve kontrole i elementi indikacije prikazani su na prednjoj ploči upravljačkog ormara. Na prednjoj ploči (na uređaju MTM-RE-160) prikazani su parametri rada sustava.

Uređaj ima mogućnost snimanja tijekom dana očitanja 6 različitih kanala analognih signala. U ovom slučaju bilježimo očitanja temperature na ulazu u sustav, očitanja temperature na izlazu iz sustava i očitanja tlaka na ulazu i izlazu iz sustava.

Zadatak za vrijednost broja okretaja glavne pumpe provodi se pomoću uređaja MTM-103.Zelena i žuta tipka služe za pokretanje i zaustavljanje motora radne pumpe generatora topline i cirkulacijska pumpa. Za smanjenje potrošnje električne energije planiramo koristiti cirkulacijsku pumpu. Uostalom, kada se voda zagrije na zadanu temperaturu, cirkulacija je još uvijek potrebna.

Kada koristite Micromaster 440 pretvarač frekvencije, možete koristiti poseban program Pokretač tako da ga instalirate na prijenosno računalo (vidi sl. 18).

Program na početku upisuje početne podatke motora, ispisane na natpisnoj pločici (pločica s tvorničkim parametrima motora, pričvršćena na stator motora).

• Nazivna snaga R kW,
• Nazivna struja I nom.,
• Kosinus,
• Tip motora,
• Nazivna brzina N nom.

Nakon toga počinje autodetekcija motora i sam pretvarač frekvencije određuje potrebne parametre motora. Nakon toga pumpa je spremna za rad.

Ispitivanje generatora topline

Nakon što je instalacija spojena, možete započeti testiranje. Pokrećemo motor pumpe i, promatrajući manometre, postavljamo potreban pad tlaka. Za to je u krugu predviđen ventil koji se nalazi između ulazne i izlazne cijevi. Okretanjem ručice ventila postavljamo tlak u cjevovodu nakon mlaznice u rasponu od 1,2 ... 1,5 atm. U dijelu kruga između ulaza mlaznice i izlaza crpke, optimalni tlak bit će u rasponu od 8 ... 12 atm.

Pumpa nam je uspjela osigurati tlak na ulazu mlaznice od 9,3 atm. Nakon što su postavili tlak na izlazu iz mlaznice na 1,2 atm, pustili su vodu da teče u krug (zatvorili izlazni ventil) i zabilježili vrijeme. Kada se voda kreće duž kruga, zabilježili smo porast temperature od oko 4 °C po minuti. Tako smo već nakon 10 minuta vodu zagrijali s 21°C na 60°C. Volumen konture sa instalirana pumpa iznosila je gotovo 15 litara Utrošena električna energija izračunata je mjerenjem jakosti struje. Na temelju tih podataka možemo izračunati faktor pretvorbe energije.

KPI \u003d (C * m * (Tk-Tn)) / (3600000 * (Qk-Qn));

• OD - određena toplina voda, 4200 J/(kg*K);
• m - masa zagrijane vode, kg;
• Tn - početna temperatura vode, 294° K;
• Tk - konačna temperatura vode, 333° K;
• Qn - početna očitanja električnog brojila, 0 kWh;
• Qk - konačna očitanja električnog brojila, 0,5 kWh.

Zamijenite podatke u formuli i dobijete:

KPI = (4200*15*(333-294))/(3600000*(0,5-0)) = 1,365

To znači da uz potrošnju od 5 kWh električne energije naš generator topline proizvodi 1,365 puta više topline, odnosno 6,825 kWh. Stoga možemo sa sigurnošću ustvrditi održivost ove ideje. Ova formula ne uzima u obzir učinkovitost motora, što znači da će stvarni omjer transformacije biti još veći.

Pri izračunavanju toplinske snage potrebne za grijanje naše kuće polazimo od općeprihvaćene pojednostavljene formule. Prema ovoj formuli, uz standardnu ​​visinu stropa (do 3 m), naša regija treba 1 kW toplinske snage za svakih 10 m2. Dakle, za našu kuću s površinom od 10x10 = 100 m2, 10 kW topline bit će potreban izlaz. Oni. jedan generator topline s kapacitetom od 5,5 kW nije dovoljan za grijanje ove kuće, ali to je samo na prvi pogled. Ako niste zaboravili, za grijanje prostorija koristit ćemo sustav "toplog poda" koji štedi do 30% potrošene energije. Iz ovoga slijedi da bi 6,8 kW toplinske energije koju stvara generator topline trebalo biti dovoljno za grijanje kuće. Osim toga, naknadnim spajanjem dizalice topline i solarnog kolektora dodatno ćemo smanjiti troškove energije.

Zaključak

Zaključno, želio bih ponuditi jednu kontroverznu ideju za raspravu.

Već sam spomenuo da se u prvim generatorima topline voda ubrzavala rotacijskim gibanjem u posebnim cilindrima. Vi znate da mi nismo išli tim putem. Pa ipak, da bi se povećala učinkovitost, potrebno je da, osim translatornog kretanja, voda dobije i rotacijsko gibanje. Istodobno se značajno povećava brzina kretanja vode. Slična tehnika se koristi u natjecanjima za brzo ispijanje boce piva. Prije nego što ga popijete, pivo u boci se temeljito zavrti. I tekućina se izlijeva kroz uski vrat mnogo brže. I imali smo ideju kako bismo to mogli pokušati učiniti, praktički bez mijenjanja postojećeg dizajna hidrodinamičkog kruga.

Da bismo vodi dali rotacijsko gibanje, koristit ćemo se stator indukcijski motor S kavezni rotor voda koja prolazi kroz stator mora se prvo magnetizirati. Da biste to učinili, možete koristiti solenoid ili permanentni prstenasti magnet. Kasnije ću vam reći što je proizašlo iz ovog pothvata, jer sada, nažalost, nema mogućnosti za eksperimentiranje.

Također imamo ideje kako poboljšati našu mlaznicu, ali više o tome nakon eksperimentiranja i patentiranja ako uspije.

Vlasnici privatnih kuća na sve moguće načine pokušavaju uštedjeti na grijanju, što iz godine u godinu zahtijeva znatne troškove. Kako bi se stvorili ekonomični sustavi grijanja u stambenim, industrijskim, javnih prostora razvio i stavio u praksu razne sheme za proizvodnju profitabilne toplinske energije. U ove svrhe prikladan je kavitacijski generator topline.

Za uštedu toplinske energije - ovaj generator topline pomoći će vam u tome

Vortex uređaj: opći koncept

Takva instalacija je konstruktivno vrlo jednostavna. Koristi se za učinkovito i isplativo grijanje zgrade po najnižoj cijeni. Isplativost je uzrokovana posebnim zagrijavanjem vode putem kavitacije. Ova metoda sastoji se u stvaranju malih mjehurića od pare u zoni smanjenog tlaka radne tekućine, što je osigurano posebnim zvučnim vibracijama, radom pumpe.

Kavitacijski grijač se nosi s preradom mehaničke energije u toplinski tok, što je važno za industrijske objekte. U njima grijaći elementi povremeno kvare, jer rade s tekućinama velike razlike u temperaturi.

Upravo su ovi kavitatori pouzdana zamjena za uređaje čiji rad ovisi o krutim gorivima.

U ovom videu naučit ćete kako radi generator topline:

Generatori kavitacije: prednosti

Takve instalacije se široko koriste u uvjetima kamenoloma iu proizvodnji. Razlog tome su sljedeći čimbenici koji ih karakteriziraju:

• pristupačnost;
• Ekonomija sistem grijanja;
• mogućnost stvaranja strukture vlastitim rukama;
• visoka učinkovitost grijanja.

Radna pravila navode da je nemoguće instalirati vortex proizvode unutar stambenog prostora zbog stvaranja visoke razine buke. Najbolja opcija bila bi uređenje zasebne gospodarske zgrade, kotlovnice.

Nedostaci su prilično velike veličine grijač spreman za upotrebu. Također je zabilježena prekomjerna snaga za privatnu kuću, vikendicu, moguće poteškoće u nabavi materijala koji će biti potrebni u slučaju samoproizvodnja kavitator.

U ovom grijaču jedna od prednosti je visoka učinkovitost

Struktura grijača i princip rada

Kavitacijsko zagrijavanje karakterizira stvaranje mjehurića od pare u radnom fluidu. Kao rezultat ovog djelovanja, tlak se postupno smanjuje zbog velike brzine protoka. Treba napomenuti da se potrebna vaporizacija postavlja posebnim zračenjem laserskih impulsa ili akustikom zadanom određenim zvukovima. Zračne površine zatvorenog tipa miješaju se s vodenom masom, nakon čega ulaze u zonu visokog tlaka, gdje se otvaraju i emitiraju očekivani udarni val.

Oprema kavitacijskog tipa razlikuje se po načinu na koji funkcionira. Shematski to izgleda ovako:

1. Protok vode se kreće kroz kavitator, u kojem se, uz pomoć cirkulacijske pumpe, radni tlak dovodi u radni spremnik.
2. Nadalje, u takvim spremnicima povećava se brzina, odnosno tlak tekućine kroz cijevi instalirane prema crtežima.
3. Tokovi koji dopiru do središnjeg dijela komore se miješaju, zbog čega nastaje kavitacija.
4. Kao rezultat opisanog procesa, mjehurići pare se ne povećavaju i ne dolazi do interakcije između njih i elektroda.
5. Nakon toga voda prelazi u suprotni dio spremnika i vraća se kako bi završila novi krug.
6. Zagrijavanje se postiže kretanjem i širenjem tekućine na mjestu izlaska iz mlaznice.

Iz rada vrtložne instalacije vidljivo je da je njezin dizajn jednostavan i jednostavan, ali istodobno osigurava brzo i isplativo zagrijavanje prostora.

Vrste grijača

Kavitacijski kotao za grijanje jedan je od najčešćih vrsta grijača. Najtraženiji od njih:

1. Rotacijske instalacije, među kojima posebnu pažnju zaslužuje Griggsov uređaj. Suština njegovog djelovanja temelji se na centrifugalnoj rotacijskoj pumpi. Izvana, opisani dizajn nalikuje disku s nekoliko rupa. Svaka takva niša naziva se Griggsova ćelija, njihov broj i funkcionalni parametri međusobno ovise o brzini pogona, vrsti generatorski set. Radni fluid se zagrijava u prostoru između rotora i statora zbog brzog kretanja po površini diska.
2. Statički grijači. Kotlovi su lišeni ikakvih pokretnih dijelova, kavitaciju u njima osiguravaju posebni Laval elementi. Pumpa ugrađena u setove sustava grijanja potreban pritisak voda, koja se počinje brzo kretati i zagrijavati. Zbog uskih rupa u mlaznicama, tekućina se kreće ubrzano. Zbog brzog širenja postiže se potrebna kavitacija za zagrijavanje.

Izbor jednog ili drugog grijača ovisi o potrebama osobe. Treba imati na umu da je rotacijski kavitator produktivniji, osim toga, manji je.

Posebnost statičke jedinice je odsutnost rotirajućih dijelova, što određuje njegov dugi vijek trajanja. Trajanje rada bez održavanja doseže 5 godina. Ako se mlaznica pokvari, može se lako zamijeniti, što je mnogo jeftinije u usporedbi s nabavom novog radnog elementa u rotacijskoj instalaciji.

Samostalna proizvodnja opreme

Sasvim je moguće stvoriti kavitator vlastitim rukama, ali prvo se trebate upoznati sa shematskim značajkama, točnim crtežima jedinice, razumjeti i detaljno proučiti princip po kojem radi. Najjednostavniji model smatra se Potapov VTG s učinkovitošću od 93%. Shematski, generator topline je prilično jednostavan., bit će prikladni u svakodnevnom životu i industrijskoj uporabi.

Počevši sastavljati jedinicu, potrebno je odabrati pumpu u sustavu, koja mora u potpunosti zadovoljiti zahtjeve snage potrebne za toplinsku energiju. Uglavnom, opisani generatori nalikuju obliku mlaznice, takvi su modeli najprikladniji i najjednostavniji za kućnu upotrebu.

Stvaranje kavitatora je nemoguće bez prethodna obuka određene alate i uređaje. To uključuje:

• ogranci cijevi ulaznog i izlaznog tipa, opremljeni slavinama;
• mjerači tlaka;
• termometar, bez kojeg je nemoguće mjeriti temperaturu;
• rukavci s kojima se nadopunjuju termometri;
• ventile, uz pomoć kojih se zračni čepovi uklanjaju iz cijelog sustava grijanja.

Redoslijed projektiranja kavitacijskog generatora topline vlastitim rukama predstavljen je sljedećim koracima:

1. Odabir pumpe koja je dizajnirana za rad s tekućinama visoke temperature. Inače će brzo propasti. Predstavljen je takav element obvezni zahtjev: stvaranje tlaka od 4 atmosfere.
2. Izvedbeni kapacitet za kavitaciju. Glavni uvjet je odabir prolaznog kanala potrebnog za presjek.
3. Izbor mlaznice uzimajući u obzir značajke konfiguracije. Takav dio može biti cilindričan, stožast, zaobljen. Važno je da se na ulazu vode u spremnik razvija vrtložni proces.
4. Priprema vanjske konture važan je postupak. To je zakrivljena cijev koja se proteže od kavitacijske komore. Nadalje, spojen je na dva termometra i dva manometra, kao i na ventil za zrak koji se nalazi u prostoru između izlaza i ulaza.

Kada je rad s kućištem završen, trebali biste eksperimentirati s grijačem. Procedura je donijeti pumpna jedinica na električnu mrežu, dok su radijatori spojeni na sustav grijanja. Sljedeći korak je uključivanje mreže.

Mjerači tlaka moraju se pažljivo pratiti. Razlika između brojeva na ulazu i izlazu trebala bi varirati unutar 8-12 atmosfera.

Ako struktura radi ispravno, potrebna količina vode se dovodi u nju. Dobar pokazatelj- zagrijavanje tekućine za 3-5 stupnjeva u 10-15 minuta.

Kavitacijski tip grijača je isplativa instalacija, u kratkom vremenu zagrijava zgradu, štoviše, to je što ekonomičnije. Po želji, lako se konstruira kod kuće, što će zahtijevati pristupačnu i jeftinu opremu.