Кавитационный теплогенератор своими руками чертежи устройство: Как сделать вихревой кавитационный теплогенератор систем отопления своими руками? Устройство, схемы и чертежи кавитационных теплогенераторов.

устройство, плюсы и минусы использования в отопительных системах. Теплоустановка потапова

Википедия утверждает, что теплогенератором является устройство, которое вырабатывает тепло сжиганием некоего топлива. Сразу возникает вопрос: что именно необходимо сжечь в вихревом теплогенераторе ТГ, ионном генераторе тепла или электродном котле? Далее, приводится схема со стандартной процедурой сгорания топлива в соответствующей камере, передачей тепла потребителю и фактически утверждаются ограничения на сферу применения вихревых и прочих тепогенераторов — только небольшие здания и индивидуальное отопление.

Поскольку даже электродные котлы способны отапливать солидные здания, хочу уличить википедию в безграмотности следующими доводами.

Принцип действия вихревых теплогенераторов

Изначально явление вихревой кавитации было открыто в ходе наблюдений за поведением и работой лопастей судовых винтов. Сразу же открытое явление приобрело негативную оценку, поскольку приводило к повреждениям и преждевременному износу лопастей. Однако, сегодня кавитация используется для экономичного отопления и нагрева воды в вихревых теплогенераторах, которые производит наше предприятие.

«Приручив» эффект кавитации, удалось создать высокоэффективный вихревой теплогенератор, в основу работы которого положен довольно простой принцип: создание вихревых потоков воды. Для этого используется стандартный асинхронный двигатель, который путем смешивания обратного и возмущающего потоков воды создает мощные завихрения, приводящие к образованию микроскопических пузырьков газа.

Специальная конструкция гидродинамического смесителя и нагнетаемое насосом давление воды вынуждает пузырьки газа схлопываться, высвобождая огромное количество тепловой энергии. Внутренняя температура пузырьков в момент схлопывания доходит до 1500°С. Можете себе представить какой потенциал кроется в простой воде.

В сравнении с установками прямого электрического нагрева, вихревые теплогенераторы имеют гораздо более высокое отношение полезной выходной тепловой мощности к потребляемой мощности.

Этот показатель может быть в разы больше и даже превышать единицу. Это обстоятельство получило в исследовательской среде название «сверхединичности», то есть способность отдавать с одного затраченного киловатта энергии полтора и больше киловатта тепла на выходе. Эта «сверхединичность» выходит за пределы научных академических догм, поэтому официальное объяснение этого механизма отсутствует. Не взирая на это, независимым исследователям удалось построить адекватную модель кавитационного процесса, в которой не применяются «эзотерические» гипотезы. При этом «сверхединичность» получает естественное обоснование, которое совершенно не противоречит базовым законам сохранения энергии.

Немного теории

Первым шагом в данной модели служит ревизия представлений о содержании термина «кавитационный пузырек».

В соответствии с правилами термодинамики, преобразование электрической энергии в тепловую невозможно со 100%-ой эффективностью и коэффициент полезного действия генератора тепла может принимать значения в пределах 100% (или единицы).

Однако, имеются подтвержденные факты работы кавитационных вихревых теплогенераторов с КПД равным 100% и более. К примеру, официально зафиксированы государственные испытания теплового кавитационного насоса Белорусской фирмы «Юрле», которые были проведены Институтом тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова Национальной Академии Наук АН Беларуси. Подтвержденный коэффициент преобразования составил 0,975-1,15 (без учета тепловых потерь в окружающую среду)
». Ряд производителей реализуют кавитационные вихревые теплогенераторы с коэффициентом полезного действия 1.25 и 1.27. Бесперебойно и экономно функционируют вихревые теплогенераторы нашей компании, которые в определённых режимах работы демонстрируют превышение полезной тепловой мощности над потребляемой электрической мощностью в 1.48 раза и более.

Отклик научной среды на эти достижения ожидаемый: ученые мужи старательно их игнорируют, делая вид, что данных фактов не существует (пример этого на видео). Но разгадка парадокса «сверхединичности» есть и, по нашему мнению, ответ здесь довольно прост. В перечисленных устройствах электроэнергия не трансформируется в нагревание воды, а всего лишь служит инструментом поддержания самого процесса.

Служит своеобразным катализатором, в присутствии которого имеет место перераспределение энергий, изначально свойственных самой воде. В процессе этого перераспределения, конфигурация различных видов энергий в структуре теплоносителя меняется таким образом, что это приводит к росту температуры воды.

Выдвигаемая ниже версия этих процессов является прямым следствием современных представлений о температуре и теплоте, предлагаемых независимыми исследователями. Приведем вкратце тезисы этой теории:

1. Температура тела – это не показатель содержания энергии в теле. Это параметр, характеризующий распределение различных видов энергии в объекте. Суммарно общее количество энергий объекта не изменяется и сохраняется постоянным при любой температуре.
2. Во время теплового контакта двух тел с разными температурами тепловая энергия не переходит от горячего тела к холодному, несмотря на то, что их температура выравнивается и устанавливается равной для обоих. В действительности, в каждом из тел имеет место перераспределение своих внутренних энергий.
3. Температуру объекта можно повысить без передачи ему энергии со стороны и, не совершая работы над ним.

Вероятно, такой нагрев теплоносителя происходит во время функционирования вихревых теплогенераторов благодаря кавитации. В таком случае, потребляемая мощность из электросети, расходуется на понижение давления в воде локально. По этой причине в воде формируются кавитационные агрегаты молекул. Следующий этап трансформации этих молекул не связан с потреблением электроэнергии или ее мощностью. Как было описано ранее, нагрев кавитационных объектов-молекул, приводящий к эффективному тепловому результату, не нуждается в дополнительных интервенциях электроэнергии извне. Соответственно, так как тепловая энергия на выходе оборудования здесь не зависит от электрической мощности на входе, то какие-либо запреты на превышение полезной мощности над потребляемой отсутствуют. Собственно, положения данной теории успешно воплощены в кавитационных вихревых теплогенераторах, а ее тезисы достигаются в правильно подобранных функциональных режимах.

Поэтому «запредельный» КПД (более 100%) этих режимов, в соответствии с предлагаемой теорией, совершенно не противоречит классическому закону сохранения энергии. В пример, можно привести аналогию с функционированием слаботочного реле, которое переключает высокоамперные токи. Либо работу детонатора, которая приводит к мощному взрыву.

Надо отметить, что работа именно вихревого теплогенератора стала своеобразным маркером, который столь ярко и наглядно демонстрирует «сверхединичность» процессов преобразования энергии, вразрез с устоявшимися академическими догмами. Предлагаем взглянуть на «сверхединичность» с иной позиции: если соответствующее оборудование не дотягивает до «сверхединичности», то это говорит о несовершенной конструкции изделия или о неверно выбранном режиме функционирования.

Отметим важное положительное практическое свойство вихревого теплогенератора: удачная конструкция, которая формирует кавитационные агрегаты молекул, вызывая их взрывную конденсацию, не приводит их в соприкосновение с рабочими частями изделия и даже близко к ним. Кавитационные пузырьки двигаются в свободном объёме воды. В результате, в ходе многолетней эксплуатации вихревого оборудования, практически полностью отсутствуют симптомы кавитационной эрозии. В тоже время, это очень существенно снижает уровень акустического шума, возникающего вследствие кавитации.

Купить вихревой теплогенератор

Приобрести требуемую модель вихревого теплогенератора или согласовать условия поставки, монтажа, получить примерную смету затрат Вы можете, связавшись с нами по любой контактной форме на этой странице.

Отопление дома, гаража, офиса, торговых площадей – вопрос, решать который надо сразу после того, как помещение построено. И не важно, какое время года на улице. Зима всё равно придёт. Так что побеспокоиться о том, чтобы внутри было тепло необходимо заранее. Тем, кто покупает квартиру в многоэтажном доме, волноваться не о чем – строители уже всё сделали. А вот тем, кто строит свой дом, оборудует гараж или отдельно стоящее небольшое здание, придётся выбирать, какую систему отопления устанавливать. И одним из решений будет вихревой теплогенератор.

Сепарация воздуха, иначе говоря, разделение его на холодную и горячую фракции в вихревой струе – явление, которое и легло в основу вихревого теплогенератора, было открыто около ста лет назад. И как это часто бывает, лет 50 никто не мог придумать, как его использовать. Так называемую вихревую трубу модернизировали самыми разными способами и пытались пристроить практически во все виды человеческой деятельности. Однако везде она уступала и по цене и по КПД уже имеющимся приборам. Пока русский учёный Меркулов не придумал запустить внутрь воду, не установил, что на выходе температура повышается в несколько раз и не назвал этот процесс кавитацией. Цена прибора уменьшилась не намного, а вот коэффициент полезного действия стал практически стопроцентным.

Принцип действия

Так что же такое эта загадочная и доступная кавитация? А ведь всё довольно просто. Во время прохождения через вихрь, в воде образуется множество пузырьков, которые в свою очередь лопаются, высвобождая некое количество энергии. Эта энергия и нагревает воду. Количество пузырьков подсчёту не поддаётся, а вот температуру воды вихревой кавитационный теплогенератор может повысить до 200 градусов. Не воспользоваться этим было бы глупо.

Два основных вида

Несмотря на то и дело появляющиеся сообщения о том, что кто-то где-то смастерил уникальный вихревой теплогенератор своими руками такой мощности, что можно отапливать целый город, в большинстве случаев это обычные газетные утки, не имеющие под собой никакой фактической основы. Когда-нибудь, возможно, это случиться, а пока принцип работы этого прибора можно использовать только двумя способами.

Роторный теплогенератор. Корпус центробежного насоса в этом случае будет выступать в качестве статора. В зависимости от мощности по всей поверхности ротора сверлят отверстия определённого диаметра. Именно за счёт их и появляются те самые пузырьки, разрушение которых и нагревает воду. Достоинство у такого теплогенератор только одно. Он намного производительнее. А вот недостатков существенно больше.

• Шумит такая установка очень сильно.
• Изношенность деталей повышенная.
• Требует частой замены уплотнителей и сальников.
• Слишком дорогое обслуживание.

Статический теплогенератор. В отличие от предыдущей версии, здесь ничего не вращается, а процесс кавитации происходит естественным путём. Работает только насос. И список достоинств и недостатков принимает резко противоположное направление.

• Прибор может работать при низком давлении.
• Разница температур на холодном и горячих концах довольно велика.
• Абсолютно безопасен, в каком бы месте не использовался.
• Быстрый нагрев.
• КПД 90 % и выше.
• Возможность использования, как для обогрева, так и для охлаждения.

Единственным недостатком статического ВТГ можно считать дороговизну оборудования и связанную с этим довольно долгую окупаемость.

Как собрать теплогенератор

При всех этих научных терминах, которые могут напугать незнакомого с физикой человека, смастерить в домашних условиях ВТГ вполне возможно. Повозиться, конечно, придётся, но если всё сделать правильно и качественно, можно будет наслаждаться теплом в любое время.

И начать, как и в любом другом деле, придётся с подготовки материалов и инструментов. Понадобятся:

• Сварочный аппарат.
• Шлифмашинка.
• Электродрель.
• Набор гаечных ключей.
• Набор свёрл.
• Металлический уголок.
• Болты и гайки.
• Толстая металлическая труба.
• Два патрубка с резьбой.
• Соединительные муфты.
• Электродвигатель.
• Центробежный насос.
• Жиклёр.

Вот теперь можно приступать непосредственно к работе.

Устанавливаем двигатель

Электродвигатель, подобранный в соответствии с имеющимся напряжением, устанавливается на станину, сваренную или собранную с помощью болтов, из уголка. Общий размер станины вычисляется таким образом, чтобы на ней можно было разместить не только двигатель, но и насос. Станину лучше покрасить во избежание появления ржавчины. Разметить отверстия, просверлить и установить электродвигатель.

Подсоединяем насос

Насос следует подбирать по двум критериям. Во-первых, он должен быть центробежным. Во вторых, мощности двигателя должно хватить, чтобы его раскрутить. После того, как насос будет установлен на станину, алгоритм действий следующий:

• В толстой трубе диаметром 100 мм и длиной 600 мм с двух сторон нужно сделать внешнюю проточку на 25 мм и в половину толщины. Нарезать резьбу.
• На двух кусках такой же трубы длинной каждый 50 мм нарезать внутреннюю резьбу на половину длины.
• Со стороны противоположной от резьбы приварить металлические крышки достаточной толщины.
• По центру крышек сделать отверстия. Одно по размеру жиклёра, второе по размеру патрубка. С внутренней стороны отверстия под жиклёр сверлом большого диаметра необходимо снять фаску, чтобы получилось подобие форсунки.
• Патрубок с форсункой подсоединяется к насосу. К тому отверстию, из которого вода подаётся под напором.
• Вход системы отопления подсоединяется ко второму патрубку.
• К входу насоса присоединяется выход из системы отопления.

Цикл замкнулся. Вода будет под давлением подаваться в форсунку и за счёт образовавшегося там вихря и возникшего эффекта кавитации станет нагреваться. Регулировку температуры можно осуществить, установив за патрубком, через который вода попадает обратно в систему отопления, шаровый кран.

Чуть прикрыв его, вы сможете повысить температуру и наоборот, открыв – понизить.

Усовершенствуем теплогенератор

Это может звучать странно, но и эту довольно сложную конструкцию можно усовершенствовать, ещё больше повысив её производительность, что будет несомненным плюсом для обогрева частного дома большой площади. Основывается это усовершенствование на том факте, что сам насос имеет свойство терять тепло. Значит, нужно заставить расходовать его как можно меньше.

Добиться этого можно двумя путями. Утеплить насос при помощи любых подходящих для этой цели теплоизоляционных материалов. Или окружить его водяной рубашкой. Первый вариант понятен и доступен без каких-либо пояснений. А вот на втором следует остановиться подробнее.

Чтобы соорудить для насоса водяную рубашку придётся поместить его в специально сконструированную герметическую ёмкость, способную выдерживать давление всей системы. Вода будет подаваться именно в эту емкость, и насос будет забирать её уже оттуда. Внешняя вода так же нагреется, что позволит насосу работать намного продуктивнее.

Вихрегаситель

Но, оказывается и это ещё не всё. Хорошо изучив и поняв принцип работы вихревого теплогенератора, можно оборудовать его гасителем вихрей. Подаваемый под большим давлением поток воды ударяется в противоположную стенку и завихряется. Но этих вихрей может быть несколько. Стоит только установить внутрь устройства конструкцию напоминающую своим видом хвостовик авиационной бомбы. Делается это следующим образом:

• Из трубы чуть меньшего диаметра, чем сам генератор необходимо вырезать два кольца шириной 4-6 см.
• Внутрь колец приварите шесть металлических пластинок, подобранных таким образом, чтобы вся конструкция получилась длинной равной четверти длины корпуса самого генератора.
• Во время сборки устройства закрепите эту конструкцию внутри напротив сопла.

Пределу совершенства нет и быть не может и усовершенствованием вихревого теплогенератора занимаются и в наше время. Не всем это под силу. А вот собрать устройство по схеме, приведённой выше, вполне возможно.

Заметили, что цена отопления и горячего водоснабжения выросла и не знаете, что с этим делать? Решение проблемы дорогих энергоресурсов — это вихревой теплогенератор. Я расскажу о том, как устроен вихревой теплогенератор и каков принцип его работы. Также вы узнаете, можно ли собрать такой прибор своими руками и как это сделать в условиях домашней мастерской.

Немного истории

Вихревой тепловой генератор считается перспективной и инновационной разработкой. А между тем, технология не нова, так как уже почти 100 лет назад ученые думали над тем, как применить явление кавитации.

Первая действующая опытная установка, так-называемая «вихревая труба», была изготовлена и запатентована французским инженером Джозефом Ранком в 1934 году.

Ранк первым заметил, что температура воздуха на входе в циклон (воздухоочиститель) отличается от температуры той же воздушной струи на выходе. Впрочем, на начальных этапах стендовых испытаний, вихревую трубу проверяли не на эффективность нагрева, а наоборот, на эффективность охлаждения воздушной струи.

Технология получила новое развитие в 60- х годах двадцатого века, когда советские ученые догадались усовершенствовать трубу Ранка, запустив в нее вместо воздушной струи жидкость.

За счет большей, в сравнении воздухом, плотности жидкой среды, температура жидкости, при прохождении через вихревую трубу, менялась более интенсивно. В итоге, опытным путем было установлено, что жидкая среда, проходя через усовершенствованную трубу Ранка, аномально быстро разогревалась с коэффициентом преобразования энергии в 100%!

К сожалению, необходимости в дешёвых источниках тепловой энергии на тот момент не было, и технология не нашла практического применения. Первые действующие кавитационные установки, предназначенные для нагрева жидкой среды, появились только в середине 90-х годов двадцатого века.

Череда энергетических кризисов и, как следствие, увеличивающийся интерес к альтернативным источникам энергии послужили причиной для возобновления работ над эффективными преобразователями энергии движения водяной струи в тепло. В результате, сегодня можно купить установку необходимой мощности и использовать ее в большинстве отопительных систем.

Принцип действия

Кавитация позволяет не давать воде тепло, а извлекать тепло из движущейся воды, при этом нагревая ее до значительных температур.

Устройство действующих образцов вихревых теплогенераторов внешне несложное. Мы можем видеть массивный двигатель, к которому подключена цилиндрическое приспособление «улитка».

«Улитка» — это доработанная версия трубы Ранка. Благодаря характерной форме, интенсивность кавитационных процессов в полости «улитки» значительно выше в сравнении с вихревой трубой.

В полости «улитки» располагается дисковый активатор — диск с особой перфорацией. При вращении диска, жидкая среда в «улитке» приводится в действие, за счет чего происходят кавитационные процессы:

• Электродвигатель крутит дисковый активатор
  . Дисковый активатор — это самый важный элемент в конструкции теплогенератора, и он, посредством прямого вала или посредством ременной передачи, подсоединён к электродвигателю. При включении устройства в рабочий режим, двигатель передает крутящий момент на активатор;
• Активатор раскручивает жидкую среду
  . Активатор устроен таким образом, что жидкая среда, попадая в полость диска, закручивается и приобретает кинетическую энергию;
• Преобразование механической энергии в тепловую
  . Выходя из активатора, жидкая среда теряет ускорение и, в результате резкого торможения, возникает эффект кавитации. В результате, кинетическая энергия нагревает жидкую среду до + 95 °С, и механическая энергия становится тепловой.

Сфера применения

Иллюстрация	Описание сферы применения
	Отопление . Оборудование, преобразующее механическую энергию движения воды в тепло, с успехом применяется при обогреве различных зданий, начиная с небольших частных построек и заканчивая крупными промышленными объектами. Кстати, на территории России уже сегодня можно насчитать не менее десяти населённых пунктов, где централизованное отопление обеспечивается не традиционными котельными, а гравитационными генераторами.
	Нагрев проточной воды для бытового использования . Теплогенератор, при включении в сеть, очень быстро нагревает воду. Поэтому такое оборудование можно использовать для разогрева воды в автономном водопроводе, в бассейнах, банях, прачечных и т.п.
	Смешивание несмешиваемых жидкостей . В лабораторных условиях, кавитационные установки могут использоваться для высококачественного перемешивания жидких сред с разной плотностью, до получения однородной консистенции.

Интеграция в отопительную систему частного дома

Для того, чтобы применить теплогенератор в отопительной системе, его в нее надо внедрить. Как это правильно сделать? На самом деле, в этом нет ничего сложного.

Перед генератором (на рисунке отмечен цифрой 2) устанавливается центробежный насос (на рисунке — 1), которой будет поддавать воду с давлением до 6 атмосфер. После генератора устанавливается расширительный бак (на рисунке — 6) и запорная арматура.

Преимущества применения кавитационных теплогенераторов

Достоинства вихревого источника альтернативной энергии
	Экономичность . Благодаря эффективному расходованию электричества и высокому КПД, теплогенератор экономичнее в сравнении с другими видами отопительного оборудования.
	Малые габариты в сравнении с обычным отопительным оборудованием сходной мощности . Стационарный генератор, подходящий для отопления небольшого дома, вдвое компактнее современного газового котла. Если установить теплогенератор в обычную котельную вместо твёрдотопливного котла, останется много свободного места.
	Небольшая масса установки . За счет небольшого веса, даже крупные установки высокой мощности можно запросто расположить на полу котельной, не строя специальный фундамент. С расположением компактных модификаций проблем вообще нет. Единственно, на что нужно обратить внимание при монтаже прибора в отопительной системе, так это на высокий уровень шума. Поэтому монтаж генератора возможен только в нежилом помещении — в котельной, подвале и т.п
	Простая конструкция . Теплогенератор кавитационного типа настолько прост, что в нем нечему ломаться. В устройстве небольшое количество механически подвижных элементов, а сложная электроника отсутствует в принципе. Поэтому вероятность поломки прибора, в сравнении с газовыми или даже твердотопливными котлами, минимальна.
	Нет необходимости в дополнительных доработках . Теплогенератор можно интегрировать в уже существующую отопительную систему. То есть, не потребуется менять диаметр труб или их расположение.
	Нет необходимости в водоподготовке . Если для нормальной работы газового котла нужен фильтр проточной воды, то устанавливая кавитационный нагреватель, можно не бояться засоров. За счет специфических процессов в рабочей камере генератора, засоры и накипь на стенках не появляются.
	Работа оборудования не требует постоянного контроля . Если за твёрдотопливными котлами нужно присматривать, то кавитационный обогреватель работает в автономном режиме. Инструкция эксплуатации устройства проста — достаточно включить двигатель в сеть и, при необходимости, выключить.
	Экологичность . Кавитационные установки никак не влияют на экосистему, ведь единственный энергопотребляющий компонент — это электродвигатель.

Схемы изготовления теплогенератора кавитационного типа

Для того чтобы сделать действующий прибор своими руками, рассмотрим чертежи и схемы действующих устройств, эффективность которых установлена и документально зарегистрирована в патентных бюро.

Иллюстрации	Описание камеры закрутки (Улитки) в конструкции кавитационного теплогенератора
	«Улитка» кавитационного теплогенератора в поперечном разрезе . На этой схеме можно видеть следующие детали: 1 — корпус, который выполнен полым, и в котором располагаются все принципиально важные элементы; 2 — вал, на котором закреплен роторный диск; 3 — роторное кольцо; 4 — статор; 5 — технологические отверстия проделанная в статоре; 6 — излучатели в виде стержней. Основные трудности при изготовлении перечисленных элементов могут возникнуть при производстве полого корпуса, так как лучше всего его сделать литым. Так как оборудования для литья металла в домашней мастерской нет, такую конструкцию, пусть и с ущербом для прочности, придётся делать сварной.
	Схема совмещения роторного кольца (3) и статора (4) . На схеме показано роторное кольцо и статор в момент совмещения при прокручивании роторного диска. То есть, при каждом совмещении этих элементов мы видим образование эффекта, аналогичного действию трубы Ранка. Такой эффект будет возможен при условии, что в агрегате, собранном по предложенной схеме, все детали будут идеально подогнаны друг к другу
	Поворотное смещение роторного кольца и статора . На этой схеме показано то положение конструктивных элементов «улитки», при котором происходит гидравлический удар (схлопывание пузырьков), и жидкая среда нагревается. То есть, за счёт скорости вращения роторного диска, можно задать параметры интенсивности возникновения гидравлических ударов, провоцирующих выброс энергии. Проще говоря, чем быстрее будет раскручиваться диск, тем температура водной среды на выходе будет выше.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, что собой представляет популярный и востребованный источник альтернативной энергии. А значит, вам будет просто решить: подходит такое оборудование или нет. Также рекомендую к просмотру видео в этой статье.

В связи с высокими ценами на промышленное отопительное оборудование многие умельцы собираются делать своими руками экономичный нагреватель вихревой теплогенератор.

Такой теплогенератор представляет собой всего лишь немного видоизмененный центробежный насос. Однако, чтобы собрать самостоятельно подобное устройство, даже имея все схемы и чертежи, нужно иметь хотя бы минимальные знания в данной сфере.

Принцип работы

Теплоноситель (чаще всего используют воду) попадает в кавитатор, где установленный электродвигатель производит его раскручивание и рассечение винтом, в результате образуются пузырьки с парами (это же происходит, когда плывет подводная лодка и корабль, оставляя за собой специфический след).

Двигаясь по теплогенератору, они схлопываются, за счет чего выделяется тепловая энергия. Такой процесс и называется кавитацией.

Исходя из слов Потапова, создателя кавитационного теплогенератора, принцип работы данного типа устройства основан на возобновляемой энергии. За счет отсутствия дополнительного излучения, согласно теории, КПД такого агрегата может составлять около 100%, так как практически вся используемая энергия уходит на нагрев воды (теплоносителя).

Создание каркаса и выбор элементов

Чтобы сделать самодельный вихревой теплогенератор, для подключения его к отопительной системе, потребуется двигатель.

И, чем больше будет его мощность, тем больше он сможет нагреть теплоноситель (то есть быстрее и больше будет производить тепла). Однако здесь необходимо ориентироваться на рабочее и максимальное напряжение в сети, которое к нему будет подаваться после установки.

Производя выбор водяного насоса, необходимо рассматривать только те варианты, которые двигатель сможет раскрутить.
При этом, он должен быть центробежного типа, в остальном ограничений по его выбору нет.

Также нужно приготовить под двигатель станину. Чаще всего она представляет собой обычный железный каркас, куда крепятся железные уголки. Размеры такой станины будут зависеть, прежде всего, от габаритов самого двигателя.

После его выбора необходимо нарезать уголки соответствующей длины и осуществить сварку самой конструкции, которая должна позволить разместить все элементы будущего теплогенератора.

Далее нужно для крепления электродвигателя вырезать еще один уголок и приварить к каркасу, но уже поперек. Последний штрих, в подготовке каркаса – это покраска, после которой уже можно крепить силовую установку и насос.

Конструкция корпуса теплогенератора

Такое устройство (рассматривается гидродинамический вариант) имеет корпус в виде цилиндра.

Соединяется с отопительной системой он через сквозные отверстия, которые у него находятся по бокам.

Но основным элементом этого устройства является именно жиклер, находящийся внутри этого цилиндра, непосредственно рядом с входным отверстием.

Обратите внимание:
важно, чтобы размер входного отверстия жиклера имел размеры соответствующие 1/8 от диаметра самого цилиндра. Если его размер будет меньше этого значения, то вода физически не сможет в нужном количестве через него проходить. При этом насос будет сильно нагреваться, из-за повышенного давления, что также будет оказывать негативное влияние и на стенки деталей.

Как изготовить

Для создания самодельного генератора тепла понадобится шлифовальная машинка, электродрель, а также сварочный аппарат.

Процесс будет происходить следующим образом:

1. Сначала нужно отрезать кусок достаточно толстой трубы, общим диаметром 10 см, а длиной не более 65 см. После этого на ней нужно сделать внешнюю проточку в 2 см и нарезать резьбу.
2. Теперь из точно такой же трубы необходимо сделать несколько колец, длиной по 5 см, после чего нарезается внутренняя резьба, но только с одной её стороны (то есть полукольца) на каждой.
3. Далее нужно взять лист металла толщиной, аналогичной с толщиной трубы. Сделайте из него крышки. Их нужно приварить к кольцам с той стороны, где у них нет резьбы.
4. Теперь нужно сделать в них центральные отверстия. В первой оно должно соответствовать диаметру жиклера, а во второй диаметру патрубка. При этом, с внутренней стороны той крышки, которая будет использоваться с жиклером, нужно сделать, используя сверло, фаску. В итоге должна выйти форсунка.
5. Теперь подключаем ко всей этой системе теплогенератор. Отверстие насоса, откуда вода подается под давлением, нужно присоединить к патрубку, находящемуся возле форсунки. Второй патрубок соедините со входом уже в саму отопительную систему. А вот выход из последней подключите ко входу насоса.

Таким образом, под давлением, создаваемым насосом, теплоноситель в виде воды начнет проходить через форсунку. За счет постоянного движения теплоносителя внутри этой камеры он и будет нагреваться. После этого она попадает уже непосредственно в систему отопления. А чтобы была возможность регулировать получаемую температуру, нужно за патрубком установить шаровой кран.

Изменение температуры будет происходить при изменении его положения, если он будет меньше пропускать воды (будет находиться в полузакрытом положении). Вода будет дольше находиться и двигаться внутри корпуса, за счет чего её температура увеличится. Именно таким образом и работает подобный водонагреватель.

Смотрите видео, в котором даются практические советы по изготовлению вихревого теплогенератора своими руками:

Рекомендуем также

как он выглядит и действует

Теплогенератор Потапова не известен широким народным массам и еще мало изучен с научной точки зрения. Впервые попробовать осуществить пришедшую в голову идею Юрий Семенович Потапов осмелился уже ближе к концу восьмидесятых годов прошлого столетия. Исследования проводились в городе Кишиневе. Исследователь не ошибся, и результаты попыток превзошли все его ожидания.

Готовый теплогенератор удалось запатентовать и пустить в общее пользование лишь в начале февраля 2000 года.

Чертеж вихревого теплогенератора.

Все имеющиеся мнения в отношении созданного Потаповым теплогенератора достаточно сильно расходятся. Кто-то считает его практически мировым изобретением, приписывают ему очень высокую экономичность при эксплуатации – до 150%, а в отдельных случаях и до 200% экономии энергии. Считают, что практически создан неиссякаемый источник энергии на Земле без вредных последствий для окружающей среды. Другие же утверждают обратное – мол, все это шарлатанство, и теплогенератор, на самом деле, требует ресурсов даже больше, чем при использовании его типовых аналогов.

По некоторым источникам, разработки Потапова запрещены в России, Украине и на территории Молдовы. По другим источникам, все-таки, на настоящий момент в нашей стране термогенераторы подобного типа выпускают несколько десятков заводов и продаются они по всему миру, давно пользуются спросом и занимают призовые места на различных технических выставках.
Описательная характеристика строения теплогенератора
Представить, как выглядит теплогенератор Потапова можно, тщательно изучив схему его строения. Тем более, что состоит он из достаточно типовых деталей, и о чем идет речь, понять будет не сложно.

Схема стационарного теплогенератора.

Итак, центральной и самой основательной частью теплогенератора Потапова является его корпус. Он занимает центральное положение во всей конструкции и имеет цилиндрическую форму, установлен он вертикально. К нижней части корпуса, его фундаменту, торцом присоединен циклон для зарождения в нем вихревых потоков и увеличения скорости продвижения жидкости. Поскольку установка в основе своего действия имеет большие скоростные явления, то в ее конструкции необходимо было предусмотреть элементы, тормозящие весь процесс для более удобного управления.

Для таких целей в противоположной стороне от циклона к корпусу присоединяется специальное тормозное устройство. Оно тоже цилиндрической формы, в центре его установлена ось. На оси по радиусам прикреплены несколько ребер, количеством от двух. Следом за тормозным устройством предусмотрено дно, снабженное выходным отверстием для жидкости. Далее по ходу отверстие преобразуется в патрубок.

Это основные элементы теплогенератора, все они расположены в вертикальной плоскости и плотно соединены. Дополнительно патрубок для выхода жидкости оснащен перепускным патрубком. Они плотно скреплены и обеспечивают контакт двух концов цепочки основных элементов: то есть патрубок верхней части соединен с циклоном в нижней части. В месте сцепления перепускного патрубка с циклоном предусмотрено добавочное малое тормозное устройство. К торцевой части циклона под прямым углом к оси основной цепочки элементов прибора присоединен инжекционный патрубок.

Инжекционный патрубок предусмотрен конструкцией устройства с целью соединения насоса с циклоном, приводящими и отводящими трубопроводами для жидкости.

Прототип теплогенератора Потапова

Схема механизма работы теплового насоса.

Вдохновителем Юрия Семеновича Потапова на создание теплогенератора стала вихревая труба Ранка. Труба Ранка была изобретена с целью разделения горячей и холодной масс воздуха. Позже в трубу Ранка стали запускать и воду с целью получения аналогичного результата. Вихревые потоки брали свое начало в так называемой улитке – конструктивной части прибора. В процессе применения трубы Ранка было замечено, что вода после прохождения улиткообразного расширения прибора изменяла свою температуру в положительную сторону.

На это необычное, до конца не обоснованное с научной точки зрения явление и обратил внимание Потапов, применив его для изобретения теплогенератора с одним лишь небольшим отличием в результате. После прохождения воды через вихрь ее потоки не резко делились на горячий и холодный, как это происходило с воздухом в трубе Ранка, а на теплый и горячий. В результате некоторых измерительных исследований новой разработки Юрий Семенович Потапов выяснил, что самая энергозатратная часть всего прибора – электрический насос – затрачивает намного меньше энергии, чем ее вырабатывается в результате работы. В этом и заключается принцип экономичности, на котором основан теплогенератор.

Физические явления, на основе которых действует теплогенератор
В общем-то, в способе действия теплогенератора Потапова ничего сложного или необычного нет.

Принцип действия этого изобретения основан на процессе кавитации, отсюда его еще называют вихревым теплогенератором. Кавитация основана на образовании пузырьков воздуха в толще воды, вызванном силой вихревой энергии потока воды. Образование пузырьков всегда сопровождается специфическим звуком и образованием некой энергии в результате их ударов на большой скорости. Пузырьки представляют собой полости в воде, заполненные испарениями от воды, в которой они сами и образовались. Жидкость оказывает постоянное давление на пузырек, соответственно, он стремится перемещаться из области высокого давления в область низкого, дабы уцелеть. В итоге, он не выдерживает давления и резко сжимается или «лопается», при этом выплескивая энергию, образующую волну.

Схема устройства вихревой теплосистемы.

Выделяемая «взрывная» энергия большого количества пузырьков обладает такой силой, что способна разрушить внушительные металлические конструкции. Именно такая энергия и служит добавочной при нагреве. Для теплогенератора предусмотрен полностью закрытый контур, в котором образуются пузырьки очень малого размера, лопающиеся в толще воды. Они не обладают такой разрушительной силой, но обеспечивают прирост тепловой энергии до 80%. В контуре обеспечивается поддержание переменного тока напряжением до 220В, целостность важных для процесса электронов при этом сохраняется.

Как уже было сказано, для работы тепловой установки необходимо образование «водяного вихря». За это отвечает встроенный в тепловую установку насос, который образовывает необходимый уровень давления и с силой направляет его в рабочую емкость. Во время возникновения завихрения в воде происходят определенные перемены с механической энергией в толще жидкости. В результате начинает устанавливаться одинаковый температурный режим. Дополнительная энергия создается, по Эйнштейну, переходом некой массы в необходимое тепло, весь процесс сопровождается холодным ядерным синтезом.

Принцип действия теплогенератора Потапова

Схема вихревого теплогенератора «МУСТ».

Для полного понимания всех тонкостей в характере работы такого устройства, как теплогенератор, следует рассмотреть поэтапно все стадии процесса нагрева жидкости.

В системе теплогенератора насос создает давление на уровне от 4 до 6 атм. Под созданным давлением вода с напором поступает в инжекционный патрубок, присоединенный к фланцу запущенного центробежного насоса. Поток жидкости стремительно врывается в полость улитки, подобной улитке в трубе Ранка. Жидкость, как и в проделанном с воздухом опыте, начинает быстро вращаться по изогнутому каналу для достижения эффекта кавитации.

Следующий элемент, который содержит теплогенератор и куда попадает жидкость – это вихревая труба, в этот момент вода уже достигла одноименного характера и движется стремительно. В соответствии с разработками Потапова, длина вихревой трубы в разы превышает размеры ее ширины. Противоположный край вихревой трубы является уже горячим, туда-то и направляется жидкость.

Схема теплового насоса.

Чтобы достичь необходимой точки, она проходит свой путь по винтообразно закрученной спирали. Винтовая спираль располагается около стенок вихревой трубы. Через мгновение жидкость достигает своего пункта назначения – горячей точки вихревой трубы. Этим действием завершается движение жидкости по основному корпусу устройства. Следом конструктивно предусмотрено основное тормозное устройство. Это устройство предназначено для частичного вывода горячей жидкости из обретенного ею состояния, то есть поток несколько выравнивается благодаря радиальным пластинам, закрепленным на втулке. Втулка имеет внутреннюю пустую полость, которая соединяется с малым тормозным устройством, следующим за циклоном в схеме строения теплогенератора.

Вдоль стенок тормозного устройства горячая жидкость все ближе продвигается к выходу из устройства. Тем временем, по внутренней полости втулки основного тормозного устройства навстречу потоку горячей жидкости протекает вихревой поток отведенной холодной жидкости.

Времени контакта двух потоков через стенки втулки достаточно, чтобы нагреть холодную жидкость. И теперь уже теплый поток направляется к выходу через малое тормозное устройство. Дополнительный нагрев теплого потока осуществляется во время прохождения его по тормозному устройству под действием явления кавитации. Хорошо прогретая жидкость готова выйти из малого тормозного устройства по байпасу и пройти по основному отводящему патрубку, соединяющему два конца основной цепи элементов теплового устройства.

Горячий теплоноситель также направляется на выход, но в противоположном направлении. Вспомним, что к верхней части тормозного устройства прикрепляется дно, в центральной части дна предусмотрено отверстие с диаметром, равным диаметру вихревой трубы.

Схема подключения теплогенератора к системе отопления.

Вихревая труба, в свою очередь, соединена отверстием в дне. Следовательно, горячая жидкость заканчивает свое движение по вихревой трубе проходом в отверстие дна. После горячая жидкость попадает в основной отводящий патрубок, где смешивается с теплым потоком. На этом движение жидкостей по системе теплогенератора Потапова закончено. На выход из нагревателя вода поступает с верхней части отводного патрубка – горячая, а из нижней его части – теплая, в нем же она смешивается, готовая к использованию. Горячая вода может применяться либо в водопроводе для хозяйственных нужд, либо в качестве теплоносителя в системе отопления. Все этапы работы теплогенератора проходят в присутствии эфира.

Особенности применения теплогенератора Потапова для отопления помещений
Как известно, нагретую воду в термогенераторе Потапова можно использовать в различных бытовых целях. Достаточно выгодным и удобным может быть применение теплогенератора в качестве конструктивной единицы отопительной системы. Если исходить из указанных экономических параметров установки, то ни одно другое устройство не сравнится по экономии.

Итак, при использовании теплогенератора Потапова для нагрева теплоносителя и пуска его в систему предусмотрен следующий порядок: отработанная уже жидкость с более низкой температурой от первичного контура снова поступает в центробежный насос. В свою очередь, центробежный насос отправляет теплую воду через патрубок непосредственно в систему отопления.

Преимущества теплогенераторов при использовании для отопления
Наиболее явное преимущество теплогенераторов – достаточно простое обслуживание, несмотря на возможность свободной установки без спроса специального разрешения на то у сотрудников электросетей. Достаточно раз в полгода проверить трущиеся детали устройства – подшипники и сальники. При этом, по заявлениям поставщиков, средний гарантированный срок службы – до 15 лет и более.

Схема устройства тепловой пушки.

Теплогенератор Потапова отличается полной безопасностью и безвредностью для окружающей среды и использующих его людей. Экологичность обоснована тем, что при работе кавитационного теплогенератора исключаются выбросы в атмосферу вреднейших продуктов от переработки природного газа, твердотопливных материалов и дизельного топлива. Они просто не используются.

Подпитка работы происходит от электросети. Исключается возможность возникновения возгорания по причине отсутствия контакта с открытым огнем. Дополнительную безопасность обеспечивает приборная панель устройства, с ней производится тотальный контроль за всеми процессами изменения температуры и давления в системе.

Экономическая эффективность при отоплении помещения теплогенераторами выражается в нескольких преимуществах. Во-первых, не нужно заботиться о качестве воды, когда она играет роль теплоносителя. Думать о том, что она причинит вред всей системе только по причине ее низкого качества, не придется. Во-вторых, финансовых вложений в обустройство, прокладку и обслуживание тепловых трасс делать не нужно. В третьих, нагрев воды с использованием физических законов и применения кавитации и вихревых потоков полностью исключает появления кальциевых камней на внутренних стенках установки. В четвертых, исключаются траты денежных средств на транспортировку, хранение и приобретение ранее необходимых топливных материалов (природного угля, твердотопливных материалов, нефтяных продуктов).

Неоспоримое преимущество теплогенераторов для домашнего пользования заключается в их исключительной универсальности. Спектр применения теплогенераторов в бытовом обиходе очень широк:

Схема гидровихревого теплогенератора.

• в результате прохождения через систему вода преобразуется, структурируется, а болезнетворные микробы в таких условиях погибают;
• водой из теплогенератора можно поливать растения, что будет способствовать их бурному росту;
• теплогенератор способен нагреть воду до температуры, превышающей точку кипения;
• теплогенератор может работать в совокупности с уже используемыми системами или быть встроенным в новую отопительную систему;
• теплогенератор уже давно используется осведомленными о нем людьми в качестве основного элемента отопительной системы в домах;
• теплогенератор легко и без особых затрат подготавливает горячую воду для использования ее в хозяйственных нуждах;
• теплогенератор может нагревать жидкости, используемые по различным назначениям.

Совершенно неожиданным преимуществом является то, что теплогенератор можно применять даже для переработки нефти. Ввиду уникальности разработки, вихревая установка способна разжижать тяжелые пробы нефти, провести подготовительные мероприятия перед транспортировкой на нефтеперерабатывающие заводы. Все указанные процессы проводятся с минимальными затратами.

Следует отметить способность теплогенераторов к абсолютно автономной работе. То есть режим интенсивности его работы можно задать самостоятельно. К тому же, все конструкции теплогенератора Потапова очень просты при монтаже. Привлекать работников сервисных организаций не потребуется, все операции по установке можно проделать самостоятельно.

Самостоятельная установка теплогенератора Потапова

Схема вихревого теплогенератора.

Для установки своими руками вихревого теплогенератора Потапова в качестве основного элемента отопительной системы требуется достаточно мало инструментов и материалов. Это при условии, что разводка самой отопительной системы уже готова, то есть регистры подвешены под окнами и соединены между собой трубами. Остается только подключить устройство, подающее горячий теплоноситель. Необходимо подготовить:

• хомуты – для плотного соединения труб системы и труб теплогенератора, типы соединений будут зависеть от используемых материалов труб;
• инструменты для холодной или горячей сварки – при использовании труб с обеих сторон;
• герметик для уплотнения соединений;
• плоскогубцы для утяжки хомутов.

При установке теплогенератора предусмотрена диагональная разводка труб, то есть по ходу движения горячий теплоноситель будет подаваться в верхний патрубок батареи, проходить через нее, а остывающий теплоноситель будет выходить из противоположного нижнего патрубка.

Непосредственно перед установкой теплогенератора необходимо убедиться в целостности и исправности всех его элементов. Затем выбранным способом нужно подсоединить подающий воду патрубок к подающему в систему. То же самое проделать с отводящими патрубками – соединить соответствующие. Затем следует позаботиться о подключении в систему отопления необходимых контролирующих приборов:

• предохранительный клапан для поддержания давления системы в норме;
• циркуляционный насос для принуждения движения жидкости по системе.

После теплогенератор подключается к электропитанию напряжением 220В, и проводится заполнение системы водой при открытых воздушных задвижках.

Вихревой теплогенератор своими руками. Вихревые теплогенераторы

Вихревые теплогенераторы – это устройства, с помощью которых можно довольно просто обогревать жилое помещение. Достигается это только за счет использования электродвигателя, а также насоса. В целом данное устройство можно назвать экономичным, и больших затрат оно за собой не влечет. Стандартная схема подключения вихревого теплогенератора подразумевает использование насоса циркуляционного типа. В верней части должен располагаться обратный клапан. За счет этого расширительный бак способен выдерживать большое давление.

Отопительные приборы для обогрева могут использоваться разнообразные. Наиболее часто применяются радиаторы, а также конвекторы. Также неотъемлемой частью системы любой модели принято считать блок управления с термодатчиком и грязевиком. Чтобы собрать вихревой теплогенератор своими руками, необходимо более подробно ознакомиться с наиболее известными его модификациями.

Модель с радиальной камерой

Изготовить с радиальной камерой вихревой теплогенератор своими руками (чертежи и схемы показаны ниже) довольно сложно. В данном случае ротор необходимо подбирать мощный и максимальное давление он обязан выдерживать не менее 3 бар. Также следует изготовить корпус для устройства. Толщина металла обязана составлять как минимум 2,5 мм. При этом выход в диаметре должен равняться 5,5 см. Все это позволит успешно приварить устройство к патрубку.

Выходной клапан располагается в приборе не сильно далеко от края фланца. Также следует подобрать для модели улитку. Как правило, в данном случае она используется стального типа. Для того чтобы она стерлась, ее концы необходимо заранее обточить. Уплотнитель в этой ситуации можно использовать резиновый. Минимум его толщина должна составлять 2,2 мм. Диаметр выхода, в свою очередь, приветствуется на уровне 4,5 см. Отдельно необходимо уделить внимание диффузору. При помощи данного устройства теплый воздух попадает в камеру. Отличается радиальная модификация тем, что у нее имеется множество канальцев. Самостоятельно их нарезать можно при помощи станка.

Теплогенераторы вихревого типа с С-образной камерой

Изготавливается с С-образной камерой вихревой теплогенератор своими руками для дома при помощи сварочного аппарата. В данном случае необходимо в первую очередь собрать корпус под улитку. При этом крышка должна отсоединяться отдельно. Для этого некоторые специалисты советуют нарезать резьбу. Диффузор используется небольшого диаметра. Уплотнитель применяется только у выходного отверстия. Всего клапанов в системе должно быть предусмотрено два. Закрепить улитку на корпусе можно при помощи болта. Однако важно зафиксировать на ней защитное кольцо. Выходное отверстие от ротора обязано располагаться на расстоянии около 3,5 см.

Теплогенераторы вихревого типа Потапова

Собирается вихревой теплогенератор Потапова своими руками при помощи ротора на двух дисках. Минимум его диаметр обязан составлять 3,5 см. При этом статоры чаще всего устанавливаются чугунного типа. Корпус для устройства можно подобрать стальной, однако толщина металла в данном случае минимум обязана составлять около 2,2 мм. Кожух для вихревого теплогенератора подбирается толщиною примерно 3 мм. Все это необходимо для того, чтобы улитка над ротором сидела довольно плотно. При этом зажимное кольцо важно использовать также плотное.

На выходе устанавливается кожух, однако его толщина обязана равняться примерно 2,2 мм. Для того чтобы закрепить кольцо, необходимо использовать втулку. Штуцер в данном случае должен находиться над улиткой. Диффузоры для этого устройства используются самые простые. При этом клапанов механизме имеется только два. Один их них обязан располагаться над ротором. При этом минимальный зазор у камеры должен составлять 2 мм. Крышка чаще всего снимается по резьбе. Электродвигатель для устройства подирают мощностью не менее 3 кВт. За счет этого предельное давление в системе способно возрасти до 5 бар.

Сборка модели на два выхода

Сделать вихревой кавитационный теплогенератор своими руками можно с электродвигателем мощностью около 5 кВт. Корпус для устройства необходимо подбирать чугунного типа. В данном случае минимальный диаметр выхода обязан составлять 4,5 см. Роторы для этой модели подходят только на два диска. При этом статор важно использовать ручной модификации. Устанавливается он в вихревом теплогенераторе над улиткой.

Непосредственно диффузор целесообразнее использовать небольшой. Обточить его при желании можно с трубы. Прокладку под улитку лучше использовать толщиною около 2 мм. Однако в данной ситуации многое зависит от сальников. Устанавливать их надо сразу над центральной втулкой. Для того чтобы воздух быстро прогонялся, важно сделать дополнительную стойку. При этом крышка для устройства подбирается на резьбе.

Теплогенераторы вихревого типа на три выхода

Собирается на три выхода вихревой теплогенератор своими руками (чертежи показаны ниже) так же, как предыдущая модификация. Однако разница заключается в том, что ротор для устройства необходимо подбирать на одном диске. При этом клапанов в механизме чаще всего используются три. Сальники для набивки применяются только в крайнем случае.

Некоторые специалисты также советуют использовать пластиковые уплотнители для улитки. По влагозащищенности они подходят идеально. Также следует под крышкой устанавливать защитное кольцо. Все это необходимо для того, чтобы уменьшить износ штуцера. Электродвигатели на вихревые теплогенераторы в основном подбираются с мощностью около 4 кВт. Муфта должна быть предусмотрена довольно упругая. Также напоследок следует отметить, что у основания улитки устанавливается фланец.

Модель с коллектором

Собирать с коллектором вихревой теплогенератор своими руками необходимо с подготовки корпуса. В данном случае выходов должно быть предусмотрено два. Дополнительно следует аккуратно обточить входное отверстие. Крышку в этой ситуации важно подбирать отдельно с резьбой. Электродвигатели с коллектором в основном устанавливают средней мощности. В такой ситуации расход электроэнергии будет незначительный.

Улитка подбирается стального типа и устанавливается сразу на прокладку. Для того чтобы подогнать ее под выходное отверстие, лучше всего воспользоваться напильником. При этом для сооружения корпуса необходимо иметь сварочный инвертор. Коллектор, так же как и улитка, должен стоять на прокладке. При этом втулка закрепляется в модели при помощи зажимного кольца.

Теплогенераторы вихревого типа с тангенциальными каналами

Чтобы собирать с тангенциальными каналами вихревые теплогенераторы своими руками, необходимо подобрать в первую очередь хороший уплотнитель. Благодаря этому устройство максимально долго будет держать температуру. Двигатель чаще всего монтируется мощностью около 3 кВт. Все это дает хорошую производительность, если правильно установить улитку и диффузор.

Подгоняется сальник в данном случае до самого ротора. Для того чтобы его закрепить, многие специалисты рекомендуют пользоваться двухсторонними шайбами. При этом зажимные кольца также устанавливаются. Если втулка для штуцера не подходит, то ее можно обточить. Сделать камеру с каналами есть возможность резаком.

Применение однонаправленных закруток

Собираются с однонаправленными закрутками вихревые теплогенераторы своими руками довольно просто. В данном случае работу необходимо стандартно начинать с подготовки корпуса устройства. Многое в этой ситуации зависит от габаритов электродвигателя. Коллекторы, в свою очередь, применяются довольно редко.

Устанавливается однонаправленная закрутка только после того, как будет зафиксирован фланец. В свою очередь, кожух используется только у входного отверстия. Все это необходимо для того, чтобы уменьшить износ втулки. В целом однонаправленные закрутки позволяют не использовать штуцеры. При этом сборка вихревого теплогенератора обойдется недорого.

Использование кольцевых втулок

Собрать с кольцевыми втулками вихревой теплогенератор своими руками получится только при помощи сварочного инвертора. В данном случае необходимо заранее подготовить выходное отверстие. Фланец в устройство следует устанавливать только на зажимном кольце. Также важно подобрать для прибора качественное масло. Все это необходимо для того, чтобы износ кольца не был значительным. Втулка в данном случае устанавливается непосредственно под улитку. При этом крышка для нее используется довольно редко. В этой ситуации необходимо заранее рассчитать расстояние до стойки. Задевать муфту она не должна.

Модификация с приводным механизмом

Для того чтобы сделать с приводным механизмом вихревой теплогенератор своими руками, в первую очередь необходимо подобрать хороший электродвигатель. Мощность его обязана составлять минимум 4 кВт. Все это даст хорошую теплопроизводительность. Корпуса для устройства чаще всего используются чугунные. В данном случае выходные отверстия необходимо обтачивать отдельно. Для этого можно воспользоваться напильником. Ротор для электродвигателя целесообразнее подбирать ручного типа. Крепиться муфта обязана на защитной шайбе. Улитку многие специалисты советуют устанавливать только после диффузора.

Таким образом, появится возможность положить уплотнитель на верхнюю крышку. Непосредственно приводной механизм должен располагаться над электродвигателем. Однако на сегодняшний день встречаются модификации с боковой его установкой. Стойки в данном случае необходимо приварить с обоих концов. Все это значительно повысит прочность устройства. В последнюю очередь важно заняться установкой ротора. На этом этапе особое внимание необходимо уделить фиксации кожуха.

Как сделать теплогенератор своими руками | 4 info

В современных условиях приобретение собственного устройства по производству и подаче тепла обходится покупателям в достаточно крупную сумму. Для экономии средств или при отсутствии возможности приобрести теплоисточник в магазине есть резонные основания сконструировать теплогенератор своими руками. Существует несколько разновидностей подобныхпроектов. Выбор зависит от технических возможностей владельца или задач, которые требуется решить с помощью теплогенерирующей системы.

Преимущества самодельного теплопроизводства

В целом есть два типа устройств: статические и роторные. Если в первом варианте в основе конструкции есть сопло, то другие машины создают кавитацию с помощью ротора. Эти вихревые конструкции можно сравнить между собой и выбрать подходящий вариант для сборки.

Теплогенератор, своими руками сконструированный, поможет обеспечить комфортным температурным режимом загородный дом, дачу, отдельный коттедж, квартиру – при отсутствии централизованного отопления, его дефектах, перебоях или авариях. Также подобные устройства помогают компенсировать расходы на тепло, выбрать оптимальный вариант энергоснабжения. Они несложны в конструкционном плане и экономичны, экологически безопасны.

Как сделать теплогенератор своими руками?

Для сборки потребуются следующие материалы и инструменты:

— достаточное количество труб, соответствующих помещению по длине и ширине;
— перфоратор (дрель) для сверления труб;
— насос;
— кавитатор любой разновидности;
— манометр;
— термометр для замера уровня тепла и гильзы для него;
— краны для отопительных систем;
— двигатель на электрической основе.

Для систем разного типа могут потребоваться дополнительные комплектующие. Но в целом самодельные отопительные приборы вполне доступны для конструирования и настройки всем желающим.

Кавитационная конструкция

Кавитационный теплогенератор своими руками можно сделать на основе центробежного насоса, который часто имеется в ванной, скважине, системе водоснабжения коттеджа. Низкая эффективность такого насоса может быть преобразована в энергию кавитационного нагревателя. Произойдет переход механической энергии в тепловую. Этот принцип часто используют в промышленности.

Кавитационный теплогенератор своими руками изготавливается на основе насоса, нагнетающего давление над соплом. Недостаток кавитацинного прибора – высокий уровень шума, большая мощность, неуместная в небольших помещениях, редкие материалы, габариты – даже миниатюрная модель займет 1,5 квадратных метра.

Обогрев на дровах

Теплогенератор на дровах, своими руками сделанный, обеспечит стабильный обогрев помещений при отсутствии централизованного отопления и наличия достаточного количества древесного топлива. Как бы ни развивались технологии и строительные методы, дровяная печь, камин спасут при перебоях с теплоснабжением.

Для отопления на дровах осуществляется монтаж камина или традиционной печки. Но такие системы требуют тщательного соблюдения норм безопасности. Важно определиться с местом установки печи – массивные агрегаты не всегда можно разместить в дачных домиках.

Сделать теплогенератор на дровах своими руками – это хорошее решение при необходимости автономного обогрева комнат. Иногда это действительно единственный возможный вариант отопления.

Устройство Потапова

Теплогенератор Потапова своими руками можно сделать с использованием следующих материалов:

— шлифовальная машина для углов;
— сварочный прибор;
— дрель и сверла;
— накидные ключи на 12 и 13;
— разные болты, гайки, шайбы;
— металлические уголки;
— краски и грунтовки.

Теплогенератор Потапова, своими руками сделанный, позволяет вырабатывать тепло на основе электрического двигателя с использованием насоса. Это очень экономичный вариант, изготовить который достаточно просто из обычных деталей.
Двигатель выбирают в зависимости от существующего напряжения – 220 или 380 В. С него начинают сборку, закрепляя на станине. Выполняется металлический каркас из угольника, сварка и болты, гайки помогают закрепить всю конструкцию. Делаются отверстия для болтов, внутри размещается двигатель, каркас покрывают краской. Затем подбирают центробежный насос, который будет раскручиваться двигателем. Насос устанавливают на раме, однако в данном случае потребуется соединительная муфта с токарного станка, которую можно заказать на заводе. Важно утеплить генератор специальным кожухом из жестяных листов или алюминия.

Генератор Френетта

Теплогенератор Френетта своими руками делают многие любители технических экспериментов – этот агрегат известен невероятно высоким КПД и большим разнообразием моделей. Однако многие из этих тепловых насосов достаточно дороги.

Теплогенератор Френетта своими руками можно сделать из следующих комплектующих:
— ротора;
— статора;
— лопастного вентилятора;
— вала и др.
Статор и ротор выполняют роль цилиндров, один внутри другого. В большой заливается масло, малый цилиндр за счет своих оборотов нагревает всю систему. Вентилятор обеспечивает подачу горячего воздуха. Это достаточно простая модель теплового насоса, которая поддается усовершенствованию. В дальнейшем можно заменить внутренний цилиндр дисками из стали или убрать вентилятор.
Высокий уровень КПД обеспечивается циркуляцией носителя тепла (масла) в закрытой системе. Нет теплообменника, но мощность нагрева достаточно высокая. Эта система экономит затраты, которые обычно нужно выделять на другие виды обогрева.

Генератор на магните

Магнитные системы обогрева относятся к вихревому типу и работают на основе индукционного нагревателя. В процессе функционирования образуется электромагнитное поле, чью энергию нагреваемые объекты поглощают и преобразовывают в тепловую. В основе такого агрегата лежит индукционная катушка – многовитковая цилиндрическая, при проходе через которую электрический ток создает магнитное поле переменного состояния.

Магнитный теплогенератор своими руками делают из элементов: сопло и манометр на выходе, термометр с гильзами, краны и индукционные элементы. Если разместить нагреваемый объект вблизи такого агрегата, создаваемый поток магнитной индукции будет пронизывать нагреваемый объект. Линии электрического поля располагаются перпендикулярно направлению магнитных частиц и идут по замкнутому кругу. В процессе расхождения вихревых потоков электричества энергия трансформируется в тепловую – происходит нагревание объекта.

Магнитный теплогенератор, своими руками изготовленный (с инвертором), позволяет использовать силу магнитных полей для запуска насоса, быстро прогреть помещение и любые вещества до высоких температур. Такие нагреватели могут не только нагреть воду до нужной температуры, но и расплавить металлы.

Генератор на дизеле

Дизельный теплогенератор, своими руками собранный, поможет эффективно решить проблему обогрева непрямым способом. Весь обогревательный процесс в таких агрегатах полностью автоматизирован, дизельный прибор можно использовать в покрасочных камерах и промышленных нуждах.
Основной вид топлива в данном случае – дизель или керосин. Устройство представляет собой пушку, которая формируется из корпуса (кожуха), топливного бака и присоединенного насоса, а также очистного фильтра и камеры сгорания. Топливный бак помещают внизу агрегата для удобства подачи ресурса.

Дизельный теплогенератор, своими руками сделанный, поможет эффективно и оперативно обогреть помещение достаточно экономичным способом. Также топливом может служить солярка. Дизельные агрегаты имеют форсунку, которая распыляет топливо по мере его выгорания, но в некоторых вариантах подача может производится капельным методом. При расчете на непрерывную работу заправлять генератор необходимо дважды в течение суток.

Испытание конструкции

Теплогенератор, своими руками изготовленный, будет работать максимально эффективно, если провести предварительные испытания всей системы и исправить возможные дефекты:
— все поверхности должны быть защищены краской;
— корпус должен быть из толстого материала из-за очень агрессивных процессов кавитации;
— входные отверстия должны быть разного размера – так можно будет регулировать производительность;
— гаситель колебаний нужно регулярно менять.
Лучше иметь специальный лабораторный участок, где будут проходить тесты генераторов. Оптимальный вариант – при котором вода нагревается сильнее за одинаковые отрезки времени, этому прибору можно отдать предпочтение и в дальнейшем его совершенствовать.

Отзывы владельцев

На сегодняшний день большое количество владельцев домов уже выполнило разработку собственный агрегатов. Если сделать теплогенератор своими руками, то, по мнению большинства умельцев, можно действительно получить экономичный вариант для обогрева помещения. Делать эти агрегаты можно буквально из подручных материалов, что позволяет всем желающим обзавестись собственным источником тепла. Некоторые модели требуют наличия заводских деталей, которые можно изготовить на заказ в промышленных условиях.

Вихревой теплогенератор своими руками. Как сделать своими руками вихревой термогенератор Потапова

Теплогенераторы Vortex — это устройства, с помощью которых можно довольно просто обогреть жилую комнату. Это достигается только за счет использования электродвигателя, а также насоса. В целом это устройство можно назвать экономичным, и больших затрат оно не влечет. Стандартная схема подключения вихревого теплогенератора предполагает использование циркуляционного насоса. В верхней части должен быть обратный клапан.Благодаря этому он способен выдерживать большое давление.

Могут использоваться самые разные нагревательные приборы. Чаще всего используются радиаторы отопления, а также конвекторы. Также неотъемлемой частью системы любой модели считается блок управления с датчиком температуры и сборщиком грязи. Чтобы собрать вихревой теплогенератор своими руками, необходимо более подробно ознакомиться с его самыми известными модификациями.

Модель с радиальной камерой

Сделать вихревой теплогенератор с собственной радиальной камерой (чертежи и схемы представлены ниже) достаточно сложно.В этом случае ротор должен быть выбран мощным и максимальным давлением, он должен выдерживать не менее 3 бар. Также сделайте чехол для устройства. Толщина металла должна быть не менее 2,5 мм. В этом случае диаметр выхода должен быть 5,5 см. Все это позволит удачно приварить прибор к насадке.

Выпускной клапан находится в устройстве недалеко от края фланца. Также следует выбрать улитку к модели. Как правило, в этом случае используется стальной тип.Чтобы он стерся, его концы необходимо заранее заточить. В качестве герметика в этой ситуации можно использовать резину. Его минимальная толщина должна составлять 2,2 мм. Диаметр выхода, в свою очередь, приветствуется на уровне 4,5 см. Отдельно стоит обратить внимание на диффузор. С помощью этого устройства в камеру поступает теплый воздух. Радиальная модификация отличается наличием множества канальцев. Их можно вырезать самостоятельно, используя машинку.

Теплогенераторы вихревого типа с С-образной камерой

Изготавливается с С-образной вихревой камерой для дома с помощью сварочного аппарата.В этом случае необходимо в первую очередь собрать туловище улитки. В этом случае крышку необходимо снять отдельно. Для этого некоторые специалисты советуют нарезать резьбы. Диффузор используется с небольшим диаметром. Уплотнение используется только на выходе. В системе должно быть два клапана. Закрепить улитку на теле можно болтом. Однако важно закрепить на нем защитное кольцо. Выход из ротора должен располагаться на расстоянии примерно 3,5 см.

Теплогенераторы вихревые Потапов

Вихревой теплогенератор Потапова собран своими руками с помощью ротора на двух дисках.Его минимальный диаметр должен составлять 3,5 см. При этом чаще всего устанавливают статоры чугунного типа. Корпус для устройства можно выбрать стальной, но толщина металла в этом случае минимальная должна быть около 2,2 мм. Кожух для вихревого теплогенератора выбирается толщиной примерно 3 мм. Все это нужно для того, чтобы улитка над ротором сидела достаточно плотно. В этом случае также важно использовать плотное кольцо.

На выходе устанавливается кожух, но его толщина должна быть примерно 2.2 мм. Для того, чтобы зафиксировать кольцо, необходимо использовать втулку. Фитинг в этом случае должен располагаться выше улитки. Диффузоры для этого устройства самые простые. С этим клапанным механизмом их всего два. Один из них должен располагаться над ротором. В этом случае минимальный зазор у камеры должен составлять 2 мм. Чехол чаще всего снимается резьбой. Электродвигатель для устройства подбирается мощностью не менее 3 кВт. Благодаря этому предельное давление в системе может возрасти до 5 бар.

Двухходовая модель в сборе

Вихревой кавитационный теплогенератор своими руками можно сделать с электродвигателем мощностью около 5 кВт. Корпус для устройства должен быть выбран чугунного типа. В этом случае минимальный диаметр выпускного отверстия должен составлять 4,5 см. Роторы для этой модели подходят только для двух дисков. В этом случае для статора важно использовать ручную доработку. Он установлен в вихревом теплогенераторе над улиткой.

Непосредственно диффузор желательно использовать небольшой.При желании можно расточить трубкой. Подушечку-улитку лучше всего использовать толщиной около 2 мм. Однако в этой ситуации очень многое зависит от уплотнителей. Их необходимо установить сразу над центральной втулкой. Чтобы воздух быстро убегал, важно сделать дополнительную стойку. В этом случае крышка для устройства подбирается по резьбе.

Теплогенераторы вихревого типа на три выхода

Теплогенератор вихревой своими руками собирается на трех выходах (чертежи ниже) аналогично предыдущей модификации.Однако разница в том, что ротор для устройства нужно выбирать на одном диске. Причем в механизме чаще всего используются три клапана. Сальниковые сальники используются только в крайнем случае.

Некоторые специалисты также рекомендуют использовать пластиковые пломбы-улитки. Они идеально подходят по влагостойкости. Под крышкой также следует установить защитное кольцо. Все это необходимо для того, чтобы снизить износ форсунки. Электродвигатели для вихревых теплогенераторов в основном выбирают мощностью около 4 кВт.Муфта должна быть достаточно эластичной. Наконец, следует отметить, что у основания улитки устанавливается фланец.

Коллектор Модель

Сборка вихревого теплогенератора с коллектором своими руками необходима с момента подготовки корпуса. В этом случае должно быть два выхода. Дополнительно тщательно отшлифовать входной патрубок. Важно выбрать чехол в этой ситуации отдельно с ниткой. Электродвигатели с коллектором в основном устанавливаются средней мощности.В этой ситуации потребление энергии будет незначительным.

Улитка выбирается из стали и устанавливается сразу на прокладку. Для того, чтобы он поместился под розетку, лучше всего использовать напильник. Кроме того, для постройки корпуса необходим сварочный инвертор. Коллектор, как и улитка, должен стоять на прокладке. В этом случае втулка фиксируется в модели с помощью зажимного кольца.

Теплогенераторы вихревого типа с тангенциальными каналами

Для сборки вихревых теплогенераторов своими руками с тангенциальными каналами сначала необходимо выбрать хороший герметик.Благодаря этому устройство максимально долго будет сохранять температуру. Чаще всего устанавливается двигатель мощностью около 3 кВт. Все это дает хорошие характеристики при правильной установке улитки и диффузора.

В этом случае сальник подгоняется под сам ротор. Для того, чтобы исправить это, многие специалисты рекомендуют использовать двусторонние шайбы. В этом случае также устанавливаются зажимные кольца. Если втулка для штуцера не подходит, то ее можно повернуть. Для изготовления камеры с каналами есть возможность резака.

Использование однонаправленных спинов

Вихревые теплогенераторы своими руками собираются с однонаправленными завихрениями. В этом случае работы стандартно нужно начинать с подготовки корпуса устройства. В этой ситуации многое зависит от размера электродвигателя. Коллекторы, в свою очередь, используются довольно редко.

Однонаправленное скручивание устанавливается только после закрепления фланца. В свою очередь, кожух используется только на входе. Все это необходимо для того, чтобы уменьшить износ рукава.В целом однонаправленные скрутки позволяют не использовать фурнитуру. В этом случае сборка вихревого теплогенератора обойдется недорого.

С кольцевыми втулками

Собрать вихревой теплогенератор с кольцевыми втулками своими руками можно только с помощью сварочного инвертора. В этом случае необходимо заранее подготовить розетку. Фланец в устройстве следует устанавливать только на зажимное кольцо. Также важно выбрать качественное масло для устройства.Все это нужно для того, чтобы износ кольца был незначительным. Гильза в этом случае устанавливается непосредственно под улиткой. При этом чехол для него используется довольно редко. В этой ситуации необходимо заранее рассчитать расстояние до стойки. Это не должно повредить муфту.

Модификация привода

Чтобы сделать вихревой теплогенератор своими руками, сначала необходимо выбрать хороший электродвигатель. Его мощность должна быть не менее 4 кВт. Все это даст хорошую теплоотдачу.Корпуса для устройства чаще всего используются чугунные. В этом случае выходные отверстия необходимо вывернуть отдельно. Вы можете использовать для этого файл. Подбирать ротор целесообразнее для электродвигателя ручного типа. Муфту необходимо установить на защитную шайбу. Многие специалисты советуют устанавливать улитку только после диффузора.

Таким образом можно будет поставить пломбу на верхнюю крышку. Механизм прямого привода должен располагаться над электродвигателем. Однако сегодня есть модификации с его боковой установкой.Стойки в этом случае необходимо приваривать с обоих концов. Все это значительно увеличит прочность устройства. И последнее, но не менее важное: установка ротора важна. На этом этапе особое внимание нужно уделить креплению кожуха.

Для экономичного обогрева жилого, хозяйственного или производственного помещения собственники используют различные схемы и способы получения тепловой энергии. Чтобы собрать теплогенератор кавитационного действия своими руками, следует разбираться в процессах, позволяющих выделять тепло.

На чем основана работа

Кавитация относится к процессу обучения. Пузырьки пара в водяном столбе Этому способствует медленное снижение давления воды при высокой скорости потока. Появление каверн или полостей, заполненных паром, также может быть вызвано прохождением акустической волны или излучением лазерного импульса. Замкнутые области воздуха или кавитационные пустоты перемещаются водой в область высокого давления, где они схлопываются под действием излучения ударной волны.Явление кавитации не может возникнуть при отсутствии указанных условий.

Физический процесс явления кавитации сродни кипению жидкости, но при кипении давление воды и пара в пузырьках является средним по величине и одинаковым. Во время кавитации давление в жидкости выше среднего и выше давления пара. Снижение давления носит локальный характер.

При создании необходимых условий молекулы газа, которые всегда присутствуют в толще воды, начинают выделяться внутри образовавшихся пузырьков.Это явление интенсивное, так как температура газа внутри полости достигает 1200ºС из-за постоянного расширения и сжатия пузырьков. Газ в кавитационных полостях содержит большее количество молекул кислорода и при взаимодействии с инертными материалами корпуса и других частей теплогенератора приводит к их быстрой коррозии и разрушению.

Исследования показывают, что даже материалы, инертные по отношению к этому газу — золото и серебро — подвергаются разрушительному воздействию агрессивного кислорода.Кроме того, явление схлопывания воздушных полостей вызывает достаточно шума, что является нежелательной проблемой.

Многие энтузиасты использовали процесс кавитации для создания тепловых генераторов в частном доме. Суть системы заключена в закрытом корпусе, в котором струя воды движется через кавитационное устройство, для получения давления используется обычный насос. В России первым изобретением отопительной установки стал патент , выданный в 2013 г. . Процесс разрыва пузыря происходит под действием переменного электрического поля.В этом случае паровая полость имеет небольшие размеры и не взаимодействует с электродами. Они перемещаются в толщу жидкости, и происходит вскрытие с выделением дополнительной энергии в теле струи воды.

Роторный теплогенератор

Такое устройство представляет собой модифицированный центробежный насос. В таком устройстве корпус насоса играет роль статора; в него устанавливается входной и выходной патрубок. Основным рабочим органом является камера, внутри которой размещен подвижный ротор, работающий как колесо.

При создании кавитационных насосов конструкция ротора претерпела множество изменений, но наиболее производительной считается модель григгс , которая одной из первых добилась положительных результатов в создании теплогенератора кавитационного действия. В таком устройстве ротор выполнен в виде диска, на поверхности которого выполнены многочисленные отверстия. Они глухие, определенного диаметра и глубины. Количество ячеек зависит от частоты электрического тока и, следовательно, от вращения ротора.

Статор теплогенератора представляет собой герметичный с обоих концов цилиндр, в котором вращается ротор. Зазор между диском ротора и стенками статора составляет около 1,5 мм.

Ячейки ротора нужны для того, чтобы в толще струи жидкости, которая постоянно трется о поверхность подвижного и неподвижного цилиндра, возникала турбулентность с образованием кавитационных полостей. В этом же зазоре нагревается жидкость. Для эффективной работы теплогенератора поперечный размер ротора должен быть не менее 30 см, при этом частота вращения 3000 об / мин .Если делать ротор меньшего диаметра, то следует увеличить количество оборотов.

При всей кажущейся простоте отработка точного действия всех частей роторного теплогенератора требует довольно точной, в том числе балансировки подвижного цилиндра. Герметизируйте вал ротора с постоянной заменой вышедших из строя изоляционных материалов.

КПД таких генераторов не впечатляет, работа сопровождается шумовым эффектом. Срок службы у них небольшой, хотя они работают на 25% производительнее статических моделей теплогенераторов.

Статический генераторный насос

Название статического теплогенератора получено условно из-за отсутствия деталей вращательного действия. Для создания кавитационных процессов в жидкости используется конструкция сопла.

Для воссоздания явления кавитации необходимо обеспечить высокую скорость воды , для чего используется мощный центробежный насос. Насос нагнетает струю воды, которая устремляется во входное отверстие форсунки. Выходной диаметр сопла намного уже, чем у предыдущего, и жидкость получает дополнительную энергию движения, ее скорость увеличивается.На выходе из сопла из-за быстрого расширения воды получаются эффекты кавитации с образованием газовых полостей внутри тела жидкости. Нагрев воды происходит по тому же принципу, что и в роторной модели, только немного снижается КПД.

Статические теплогенераторы имеют ряд преимуществ перед роторными моделями :

• конструкция статорного устройства не требует принципиально точной балансировки и подгонки деталей;
• подготовительная механическая операция не требует чистого шлифования;
• из-за отсутствия подвижных частей уплотнительные материалы изнашиваются намного меньше;
• срок эксплуатации оборудования до 5 лет;
• , когда форсунка приходит в негодность, ее замена потребует меньших затрат, чем в роторном варианте теплогенератора, который необходимо воссоздавать заново.

Технология теплогенератора отопления

Насос увеличивает напор воды и подает ее в рабочую камеру, сопло которой соединено с ней посредством фланца.

В рабочем случае вода должна получить повышенную скорость и давление , что осуществляется с помощью сужающихся по потоку труб различного диаметра. В центре рабочей камеры смешиваются несколько напорных потоков, что приводит к кавитации.

Для контроля скоростных характеристик потока воды на выходе и ходе рабочей полости устанавливаются тормозные устройства.

Вода движется к соплу на противоположном конце камеры, откуда она течет в обратном направлении для повторного использования с циркуляционным насосом. Нагрев и выделение тепла происходит за счет движения и резкого расширения жидкости на выходе из узкого отверстия сопла.

Положительные и отрицательные свойства теплогенераторов

Кавитационные насосы относятся к простым устройствам. Они преобразуют механическую моторную энергию воды в тепло, которое расходуется на обогрев помещения.Прежде чем строить кавитационный агрегат своими руками, следует отметить плюсы и минусы такой установки. К положительным характеристикам относятся:

• эффективное производство тепловой энергии;
• экономичен в эксплуатации из-за отсутствия как такового топлива;
• доступный вариант для приобретения и изготовления своими руками

Теплогенераторы имеют недостатки:

• шумная работа насоса и явления кавитации;
• производственные материалы не всегда легко достать;
• использует приличную мощность для комнаты 60–80 м2;
• занимает много полезной площади помещения.

Изготовление теплогенератора своими руками

Перечень запчастей и комплектующих для создания теплогенератора:

Выбор циркуляционного насоса

Для этого необходимо определиться с необходимыми параметрами устройства. Первая характеристика — это способность работать с высокотемпературными жидкостями. Если этим условием пренебречь, насос быстро выйдет из строя.

Для теплогенератора достаточно, чтобы на входе жидкости сообщалось давление 4 атмосферы, можно поднять этот показатель с до 12 атмосфер , что увеличит скорость нагрева жидкости.

Производительность насоса существенно не повлияет на скорость нагрева, так как во время работы жидкость проходит через сопло условно узкого диаметра. Обычно транспортируется до 3-5 кубометров воды в час. Гораздо большее влияние на работу теплогенератора окажет коэффициент преобразования электроэнергии в тепловую энергию.

Классическим примером является реализация устройства в виде сопла Лаваля, которое модернизирует мастер, изготавливающий генератор своими руками.Особое внимание стоит уделить выбору размера сечения проходного канала. Он должен обеспечивать максимальный перепад давления жидкости. Если диаметр наименьший , то вода будет вылетать из форсунки под высоким давлением, и процесс кавитации будет происходить более активно.

Но в этом случае поток воды будет уменьшен, что приведет к ее смешиванию с холодными массами. Небольшое отверстие форсунки также работает на увеличение количества пузырьков воздуха, что увеличивает шумовой эффект работы и может привести к тому, что пузырьки начнут образовываться уже в камере насоса.Это сократит срок его службы. Наиболее приемлемым, как показала практика, считается диаметр 9-16 мм.

Форсунка имеет цилиндрическую, коническую и закругленную форму. Однозначно сказать, какой выбор будет эффективнее, нельзя, все зависит от остальных параметров установки. Главное, чтобы вихревой процесс происходил уже на стадии поступления исходной жидкости в сопло.

Изготовление водяного контура

Предварительно следует схематизировать , длину контура и его особенности, перенести все это на пол мелом.По сути, о схеме можно сказать, что это изогнутая труба, которая соединяется с выходом их кавитационной камеры, а затем жидкость подается обратно на вход. В качестве дополнительных устройств подключаются два манометра, две гильзы, в которых установлен термометр. Также в контуре есть клапан для сбора воздуха.

Вода в контуре течет против часовой стрелки. Для регулирования давления между входом и выходом ставим вентиль. Используется труба диаметром 50, что характерно для совпадения с размерами форсунок.

Старые теплогенераторы работали без форсунок Повышение давления воды было обеспечено за счет ускорения воды в трубопроводе достаточно большой длины. Но в нашем случае не стоит использовать слишком длинные трубы.

Проверка генератора

Насос подключен к электричеству, а радиаторы — к системе отопления. После того, как оборудование установлено, можно приступать к тестированию. Осуществляем включение в сеть и двигатель начинает работать. В этом случае следует обратить внимание на манометры и установить желаемую разницу с клапаном между входом и выходом воды.Разница в атмосферах должна составлять от 8 до 12 атмосфер.

После этого запускаем воду и наблюдаем за температурными параметрами. Нагрева в системе будет достаточно. за десять минут при 3-5 ° C за минуту. За короткий промежуток времени нагрев достигает 60ºС. В нашу систему вместе с насосом подается 15 литров воды. Этого вполне достаточно для эффективной работы.

Для использования теплогенераторов в быту достаточно немного желания и навыков коллекционера, так как все приборы используются в готовом виде.А эффективность не заставит себя ждать.

Назначение самодельного вихревого теплогенератора Потапова (ВТГ) — получение тепла только с помощью электродвигателя и насоса. В основном это устройство используется как экономичный обогреватель.

Схема системы вихревого нагрева.

Поскольку исследований по определению параметров изделия в зависимости от мощности насоса не проводится, приблизительные размеры будут выделены.

Проще всего сделать вихревой теплогенератор из стандартных деталей.Для этого подойдет любой электродвигатель. Чем он мощнее, тем больше объем воды нагревается до заданной температуры.

Главное двигатель

Выбирать двигатель нужно в зависимости от того, какое напряжение имеется. Существует множество схем, с помощью которых можно подключить двигатель на 380 вольт к сети на 380 вольт и наоборот. Но это уже другая тема.

Начать сборку теплогенератора с электродвигателем. Его нужно будет закрепить на кровати.Конструкция этого устройства представляет собой металлический каркас, который проще всего сделать из квадрата. Размеры тех устройств, которые будут в наличии, нужно будет подбирать на месте на месте.

Чертеж вихревого теплогенератора.

Перечень инструментов и материалов:

• угловая шлифовальная машина;
• сварочный аппарат;
• электродрель;
• набор сверл;

Ключи гаечные

• или комбинированные на 12 и 13;
• болты, гайки, шайбы;
• металлический уголок;
• грунтовка, краска, малярная кисть.

1. Обрежьте углы с помощью угловой шлифовальной машины. С помощью сварочного аппарата соберите прямоугольную конструкцию. Как вариант — сборка может производиться болтами и гайками. Это не повлияет на окончательный вариант дизайна. Выбирайте длину и ширину так, чтобы все детали подходили оптимально.
2. Отрежьте еще один квадрат. Прикрепите его как поперечину, чтобы можно было починить двигатель.
3. Покрасьте раму.
4. Просверлите в раме отверстия под болты и установите двигатель.

Насосная установка

Теперь вам нужно будет подобрать водяной насос. Теперь в специализированных магазинах можно купить агрегат любой модификации и мощности. Что мне искать?

1. Насос должен быть центробежным.
2. Ваш двигатель сможет его раскрутить.

Установите насос на раму, если нужно сделать больше поперечин, то сделайте их либо из уголка, либо из полосовой стали той же толщины, что и угол. Сцепление без токарного станка вряд ли возможно.Поэтому надо где-то заказывать.

Схема гидровихревого теплогенератора.

Вихревой теплогенератор Потапова состоит из корпуса, выполненного в виде закрытого цилиндра. На его концах должны быть сквозные отверстия и патрубки для подключения к системе отопления. Секрет конструкции — внутри цилиндра. Форсунка должна располагаться за входным патрубком. Его отверстие подбирается для этого устройства индивидуально, но желательно, чтобы оно было в два раза меньше четверти диаметра тела трубы.Если вы сделаете меньше, насос не сможет пропускать воду через это отверстие и начнет сам нагреваться. Кроме того, внутренние детали начнут интенсивно разрушаться из-за явления кавитации.

Инструменты: угловая шлифовальная машина или ножовка по металлу, сварочный аппарат, электродрель, разводной ключ.

Материалы: толстая металлическая труба, электроды, сверла, 2 штуцера с резьбой, муфты.

1. Отрежьте кусок толстой трубы диаметром 100 мм и длиной 500-600 мм.Сделайте на нем наружную канавку примерно на 20-25 мм и половину толщины трубы. Обрежьте нить.
2. Сделайте два кольца длиной 50 мм из трубы одинакового диаметра. Обрежьте внутреннюю резьбу на одной стороне каждого полукольца.
3. Из плоского металла той же толщины, что и труба, сделайте крышки и приварите их со стороны колец, где нет резьбы.
4. Сделайте центральное отверстие в крышках: одно для диаметра сопла, а другое — для диаметра сопла. На внутренней стороне крышки, где стоит сопло, сделайте скос сверлом большего диаметра.В результате должна получиться насадка.
5. Подключите теплогенератор к системе. Присоедините насадку там, где она находится, к насосу в отверстие, из которого под давлением подается вода. Подключите ввод системы отопления ко второй трубе. Подключите выход системы к входу насоса.

Вода под давлением, который создаст насос, будет проходить через сопло вихревого теплогенератора, которое вы делаете сами. В камере он начнет нагреваться из-за энергичного перемешивания.Затем подайте его в систему для отопления. Чтобы отрегулировать температуру, установите за соплом шариковый фиксатор. Накройте его, и вихревой теплогенератор будет дольше гонять воду внутри корпуса, а значит, температура в нем начнет повышаться. Так работает этот обогреватель.

Способы повышения производительности

Контур теплового насоса.

В насосе происходят тепловые потери. Так что вихревой теплогенератор Потапова в этом варианте имеет существенный недостаток. Поэтому погружной насос логично окружить водяной рубашкой, чтобы его тепло тоже шло на полезный обогрев.

Сделайте внешний корпус всего устройства немного больше диаметра имеющегося насоса. Это может быть как готовая труба, что желательно, так и изготовленная из листового материала в форме параллелепипеда. Его размеры должны быть такими, чтобы внутрь входили насос, муфта и сам генератор. Толщина стенки должна выдерживать давление в системе.

Чтобы уменьшить потери тепла, сделайте изоляцию вокруг корпуса устройства. Вы можете защитить его оловянным кожухом.В качестве изолятора используйте любой теплоизоляционный материал, выдерживающий температуру кипения жидкости.

1. Соберите компактное устройство, состоящее из погружного насоса, соединительной трубы и теплогенератора, которое вы собрали самостоятельно.
2. Определитесь с ее габаритами и подберите трубу такого диаметра, внутри которой легко поместились бы все эти механизмы.
3. Сделайте крышки с одной и другой стороны.
4. Обеспечить жесткость крепления внутренних механизмов и способность насоса перекачивать через себя воду из образовавшегося резервуара.
5. Сделайте впускное отверстие и прикрепите к нему сопло. Насос с водозаборником должен располагаться внутри как можно ближе к этому отверстию.

На противоположном конце трубы приварите фланец. С его помощью крышка будет крепиться через резиновую прокладку. Чтобы было проще монтировать внутренности, сделайте простой легкий каркас или каркас. Соберите устройство внутри него. Проверьте посадку и затяжку всех компонентов. Вставляем в корпус и закрываем крышкой.

Подключиться к потребителям и проверить на утечки.Если утечек нет, включите насос. При открытии и закрытии крана, который находится на выходе из генератора, отрегулируйте температуру.

Изоляция генератора

Схема подключения теплогенератора к системе отопления.

Для начала нужно сделать крышку ТЭНа. Для этого возьмите лист оцинкованного листа или тонкого алюминия. Вырежьте из нее два прямоугольника, если сделаете оболочку из двух половинок. Или один прямоугольник, но с расчетом, что вихревой теплогенератор Потапова, собранный своими руками, после изготовления полностью поместится в него.

Лучше всего гнуть лист на трубе большого диаметра или использовать поперечину. Положите на него вырезанный лист и прижмите сверху деревянный брусок рукой. Второй рукой прижмите лист металла так, чтобы образовался легкий изгиб по всей длине. Немного сдвиньте заготовку и повторите операцию. Делайте это, пока не получите цилиндр.

1. Соедините его с замком, используемым жестянщиками для водосточных труб.
2. Сделайте крышки для кожуха, сделав в них отверстия для подключения генератора.
3. Оберните устройство изоляционным материалом. Закрепите изоляцию проволокой или тонкими полосками олова.
4. Поместите прибор в корпус, закройте крышки.

Есть еще один способ увеличить тепловыделение: для этого нужно понимать, как работает вихревой генератор Потапова, КПД которого может приближаться к 100% и выше (единого мнения, почему это происходит, нет).

При прохождении воды через форсунку или форсунку на выходе образуется мощный поток, ударяющийся в противоположный конец устройства.Он закручивается, и за счет трения молекул происходит нагрев. Таким образом, поместив внутри этого потока дополнительную преграду, можно увеличить перемешивание жидкости в устройстве.

Зная, как это работает, вы можете приступить к разработке дополнительных улучшений. Это будет вихревой гаситель из продольных пластин, расположенных внутри двух колец, в виде стабилизатора авиационной бомбы.

Схема стационарного теплогенератора.

Инструменты: сварочный аппарат, угловая шлифовальная машина.

Материалы: листовой металл или полосовое железо, толстостенная труба.

Сделайте два кольца шириной 4-5 см из трубы меньшего диаметра, чем вихревой теплогенератор Потапова. Вырежьте такие же полоски из полосы металла. Их длина должна быть равна четверти длины корпуса самого теплогенератора. Ширину выбирайте так, чтобы после сборки внутри оставалось свободное отверстие.

1. Закрепите пластину в тисках. Повесьте его с одной и другой стороны кольца. Приварите к ним пластину.
2. Снимите заготовку с зажима и переверните на 180 градусов. Поместите пластину внутрь колец и закрепите в зажиме так, чтобы пластины были напротив друг друга. Таким образом закрепите 6 пластин на равном расстоянии.
3. Соберите вихревой теплогенератор, вставив описываемое устройство напротив сопла.

Возможно, этот продукт можно улучшить. Например, вместо параллельных пластин используйте стальную проволоку, намотав ее в воздушный шар. Или проделайте на пластинах отверстия разного диаметра.Об этом улучшении ничего не говорится, но это не значит, что оно того не стоит.

Схема тепловой пушки.

1. Обязательно защитите вихревой теплогенератор Потапова покраской всех поверхностей.
2. Во время работы его внутренние части будут находиться в очень агрессивной среде, вызванной процессами кавитации. Поэтому постарайтесь сделать корпус и все, что в нем, из плотного материала. Не экономьте на железе.
3. Сделайте несколько вариантов крышки с разными впускными отверстиями.Тогда будет проще подобрать их диаметр, чтобы получить высокую производительность.
4. То же самое и с гасителем колебаний. Его также можно изменить.

Соберите небольшой лабораторный стол, на котором вы запустите все функции. Для этого не подключайте потребителей, а закрутите трубопровод на генератор. Это упростит его тестирование и подбор необходимых параметров. Поскольку сложных устройств для определения коэффициента полезного действия в домашних условиях найти сложно, предлагается следующий тест.

Включите вихревой теплогенератор и запишите время, когда он нагревает воду до определенной температуры. Термометр лучше иметь электронный, он точнее. Затем внесите изменения в конструкцию и снова проведите эксперимент, отслеживая повышение температуры. Чем сильнее при этом нагревается вода, тем больше предпочтений нужно будет отдать окончательному варианту установленного улучшения конструкции.

Для обогрева помещений или нагрева жидкостей часто используются классические устройства — ТЭНы, камеры сгорания, нити накаливания и т. Д.Но наряду с ними используются устройства с принципиально другим типом воздействия на теплоноситель. К таким устройствам относится кавитационный теплогенератор, работа которого заключается в образовании пузырьков газа, за счет которых выделяется тепло.

Устройство и принцип работы

Принцип действия кавитационного теплогенератора заключается в тепловом воздействии за счет преобразования механической энергии в тепло. Теперь рассмотрим подробнее само явление кавитации.Когда в жидкости создается избыточное давление, возникают турбулентности, из-за того, что давление жидкости больше, чем давление содержащегося в ней газа, молекулы газа выделяются отдельными включениями — схлопыванием пузырьков. Из-за разницы давлений вода стремится сжать пузырек газа, который накапливает на своей поверхности большое количество энергии, а температура внутри достигает порядка 1000 — 1200ºС.

При переходе кавитационных полостей в зону нормального давления пузырьки разрушаются, и энергия от их разрушения выделяется в окружающее пространство.За счет чего происходит выделение тепловой энергии, и жидкость нагревается вихревым потоком. На этом принципе основана работа теплогенераторов, далее рассмотрим принцип работы простейшего варианта кавитационного нагревателя.

Простейшая модель

Рис. 1: Принцип работы кавитационного теплогенератора

Посмотрите на Рисунок 1, здесь представлено устройство простейшего кавитационного теплогенератора, заключающееся в перекачивании воды к месту сужения трубопровода.Когда сопло достигает потока воды, давление жидкости значительно увеличивается, и начинают формироваться кавитационные пузырьки. Покидая сопло, пузырьки излучают тепловую энергию, и давление после прохождения через сопло значительно снижается. На практике для повышения эффективности можно установить несколько форсунок или трубок.

Идеальный теплогенератор Потапова

Идеальным вариантом установки считается теплогенератор Потапова, у которого вращающийся диск (1) установлен напротив неподвижного (6).Холодная вода подается из патрубка, расположенного внизу (4) кавитационной камеры (3), а выход нагревается уже из верхней точки (5) этой же камеры. Пример такого устройства показан на рисунке 2 ниже:

№
Рис. 2: Кавитационный теплогенератор Потапова

Но широкого применения устройство не получило из-за отсутствия практического обоснования его эксплуатации.

Виды

Основной задачей кавитационного теплогенератора является образование газовых включений, а качество нагрева будет зависеть от их количества и интенсивности.В современной промышленности существует несколько типов таких теплогенераторов, различающихся принципом образования пузырьков в жидкости. Наиболее распространены три типа:

• Роторные теплогенераторы — рабочий орган вращается за счет электропривода и создает турбулентность жидкости;
• Трубчатый — изменение давления за счет системы труб, по которым движется вода;
• Ультразвуковой — неоднородность жидкости в таких теплогенераторах создается за счет низкочастотных звуковых колебаний.

Помимо вышеперечисленных типов, существует лазерная кавитация, но этот метод еще не получил промышленного производства. Теперь рассмотрим каждый из видов подробнее.

Роторный теплогенератор

Он состоит из электродвигателя, вал которого соединен с поворотным механизмом, предназначенным для создания турбулентности в жидкости. Особенностью конструкции ротора является герметичный статор, в котором происходит нагрев. Сам статор имеет внутри цилиндрическую полость — вихревую камеру, в которой вращается ротор.Ротор кавитационного теплогенератора представляет собой цилиндр с множеством выемок на поверхности, при вращении цилиндра внутри статора эти выемки создают неоднородность воды и вызывают протекание кавитационных процессов.

Рис. 3: конструкция генератора роторного типа

Количество выемок и их геометрические параметры определяются в зависимости от модели. Для оптимальных параметров нагрева расстояние между ротором и статором составляет около 1,5 мм. Данная конструкция не является единственной в своем роде, за долгую историю модернизации и усовершенствования рабочий элемент роторного типа претерпел множество трансформаций.

Одной из первых эффективных моделей кавитационных преобразователей был генератор Григгса, в котором использовался дисковый ротор со сквозными отверстиями на поверхности. Один из современных аналогов дисковых кавитационных теплогенераторов показан на Рисунке 4 ниже:

Рис. 4: Дисковый теплогенератор

Несмотря на простоту конструкции, роторные агрегаты довольно сложны в использовании, так как требуют точной калибровки, надежных пломб и соблюдения геометрических параметров при эксплуатации, что вызывает затруднения в их эксплуатации.Такие кавитационные теплогенераторы характеризуются довольно низким сроком службы — 2 — 4 года из-за кавитационной эрозии корпуса и деталей. Кроме того, они создают достаточно большую шумовую нагрузку при работе вращающегося элемента. К достоинствам этой модели можно отнести высокую производительность — на 25% выше, чем у классических обогревателей.

трубчатый

Статический теплогенератор не имеет вращающихся элементов. Процесс нагрева в них происходит за счет движения воды по сужающимся по длине трубам или за счет установки форсунок Лаваля.Подача воды к рабочему органу осуществляется гидродинамическим насосом, который создает механическое усилие жидкости в сужающемся пространстве, а при переходе в более широкую полость возникает кавитационная турбулентность.

В отличие от предыдущей модели трубчатое отопительное оборудование мало шумит и не так быстро изнашивается. При установке и эксплуатации не нужно беспокоиться о точной балансировке, а при разрушении ТЭНов их замена и ремонт обойдутся гораздо дешевле, чем с роторными моделями.К недостаткам трубчатых теплогенераторов можно отнести значительно меньшую производительность и громоздкие габариты.

Ультразвуковой

Этот тип устройства имеет резонаторную камеру, настроенную на определенную частоту звуковых колебаний. На его входе установлена ​​кварцевая пластина, которая колеблется при подаче электрических сигналов. Вибрация пластины создает эффект пульсации внутри жидкости, которая достигает стенок камеры резонатора и отражается. Когда движение возвращается, волны встречаются с прямыми колебаниями и создают гидродинамическую кавитацию.

Рис. 5: Принцип работы ультразвукового теплогенератора

Далее пузырьки уносятся потоком воды через узкие входные патрубки тепловой установки. При переходе на большую площадь пузырьки разрушаются, выделяя тепловую энергию. Генераторы ультразвуковой кавитации также обладают хорошими характеристиками, так как не имеют вращающихся элементов.

Приложение

В промышленности и в быту кавитационные теплогенераторы нашли применение в различных сферах деятельности.В зависимости от задач они используются:

• Отопление — внутри установок механическая энергия преобразуется в тепловую, за счет чего нагретая жидкость движется по системе отопления. Стоит отметить, что кавитационные теплогенераторы могут обогревать не только промышленные объекты, но и целые поселки.
• Проточный водонагреватель — кавитационная установка способна быстро нагреть жидкость, благодаря чему легко заменяет газовую или электрическую колонку.
• Смешивание жидкостей — из-за разрежения в слоях для получения небольших полостей такие агрегаты позволяют добиться надлежащего качества смешивания жидкостей, которые не соединяются естественным образом из-за разной плотности.

Преимущества и недостатки

По сравнению с другими теплогенераторами кавитационные агрегаты отличаются рядом достоинств и недостатков.

К преимуществам таких устройств можно отнести:

• Намного более эффективный механизм для выработки тепловой энергии;
• Потребляет значительно меньше ресурсов, чем топливные генераторы;
• Может использоваться для отопления как маломощных, так и крупных потребителей;
• Совершенно экологически чистый — при эксплуатации не выделяет вредных веществ в окружающую среду.

К недостаткам кавитационных теплогенераторов можно отнести:

• Сравнительно большие габариты — электрические и топливные модели намного меньше, что немаловажно при установке в уже эксплуатируемом помещении;
• Большой шум из-за работы водяного насоса и самого кавитационного элемента, что затрудняет его установку в бытовых помещениях;
• Неэффективное соотношение мощности и производительности для помещений с малой квадратурой (до 60 м 2 выгоднее использовать газовую, жидкую топливную или эквивалентную электрическую установку с нагревателем).\\

КТГ своими руками

Самый простой вариант для домашнего использования — кавитационный генератор трубчатого типа с одной или несколькими форсунками для нагрева воды. Поэтому разберем пример изготовления именно такого устройства, для этого вам потребуется:

• Насос — для отопления обязательно выбирайте тепловой насос, который не боится постоянного воздействия высоких температур. Он должен обеспечивать рабочее давление на выходе 4 — 12 атм.
• 2 манометра и гильзы для их установки — размещены с двух сторон патрубка для измерения давления на входе и выходе кавитационного элемента.
• Термометр для измерения количества теплоносителя в системе.
• Клапан для удаления лишнего воздуха из кавитационного теплогенератора. Устанавливается в самой высокой точке системы.

Форсунка

• — должна иметь диаметр отверстия от 9 до 16 мм, делать меньше не рекомендуется, так как кавитация может возникнуть уже в насосе, что значительно сократит срок его службы. Форма насадки может быть цилиндрической, конической или овальной, с практической точки зрения подойдет любой.
• Трубы и соединительные элементы (радиаторы отопления при их отсутствии) — подбираются в соответствии с поставленной задачей, но самый простой вариант — паять пластиковые трубы.
• Автоматическое включение / выключение кавитационного теплогенератора — как правило, привязано к температурному режиму, настроено на отключение при температуре около 80 ° C и включение при температуре ниже 60 ° C. Но вы можете выбрать режим работы кавитационного теплогенератора самостоятельно.

Фиг.6: Схема кавитационного теплогенератора

Перед подключением всех элементов желательно нарисовать схему их расположения на бумаге, стенах или на полу. Места должны быть расположены вдали от легковоспламеняющихся элементов, либо последние должны быть удалены на безопасное расстояние от системы отопления.

Соберите все элементы, как показано на схеме, и проверьте на утечки, не включая генератор. Затем попробуйте в рабочем режиме кавитационного теплогенератора, нормальным повышением температуры жидкости считается 3-5 ° С за одну минуту.

В связи с дороговизной промышленного отопительного оборудования многие мастера собираются сделать экономичный вихревой теплогенератор своими руками.

Такой теплогенератор представляет собой всего лишь слегка модифицированный центробежный насос. Однако для того, чтобы собрать такое устройство самостоятельно, даже имея все схемы и чертежи, нужно иметь хотя бы минимальные знания в этой области.

Принцип действия

Охлаждающая жидкость (чаще всего используется вода) попадает в кавитатор, где установленный электродвигатель раскручивает и рассекает его винтом, в результате чего образуются пузырьки с парами (такое бывает, когда подводная лодка и корабль плывут, оставляя определенный след).

Двигаясь вдоль теплогенератора, они разрушаются, за счет чего выделяется тепловая энергия. Такой процесс называется кавитацией.

По словам Потапова, создателя кавитационного теплогенератора, принцип работы этого типа устройств основан на возобновляемой энергии. Из-за отсутствия дополнительного излучения по теории КПД такого агрегата может составлять около 100%, так как практически вся затрачиваемая энергия уходит на нагрев воды (теплоносителя).

Каркас и выбор позиций

Чтобы сделать самодельный вихревой теплогенератор, для подключения его к системе отопления понадобится мотор.

Причем, чем больше у него мощность, тем больше он сможет нагреть теплоноситель (то есть будет выделять тепло быстрее и больше). Однако здесь необходимо ориентироваться на рабочее и максимальное напряжение в сети, которое будет к нему подаваться после монтажа.

Выбирая водяную помпу, необходимо учитывать только те варианты, от которых может крутиться двигатель. При этом он должен быть центробежного типа, иначе ограничений по его выбору нет.

Также нужно подготовить станину для двигателя.Чаще всего это обычный железный каркас, куда крепятся железные уголки. Размеры такой кровати будут зависеть, прежде всего, от габаритов самого двигателя.

После его выбора необходимо обрезать углы соответствующей длины и сварить саму конструкцию, что должно позволить разместить все элементы будущего теплогенератора.

Далее, чтобы прикрепить электродвигатель, отрежьте еще один уголок и приварите к раме, но уже поперек. Последний штрих в подготовке каркаса — покраска, после которой уже можно монтировать силовую установку и насос.

Конструкция корпуса теплогенератора

Такое устройство (рассматривается гидродинамический вариант) имеет корпус в виде цилиндра.

Подключается к системе отопления через сквозные отверстия по бокам.

Но главным элементом этого устройства является именно форсунка, расположенная внутри этого цилиндра, непосредственно рядом с входом.

Примечание: важно, чтобы входной размер сопла составлял 1/8 диаметра самого цилиндра.Если его размер меньше этого значения, то вода физически не сможет пройти через него в нужном количестве. В этом случае насос будет очень горячим из-за повышенного давления, что также негативно скажется на стенках деталей.

Как сделать

Для создания самодельного теплогенератора понадобится шлифовальный станок, электродрель, а также сварочный аппарат.

Процесс будет следующим:

1. Сначала нужно отрезать кусок довольно толстой трубы, общим диаметром 10 см и длиной не более 65 см.После этого нужно сделать на нем внешнюю канавку 2 см и обрезать нить.
2. Теперь из точно такой же трубы необходимо сделать несколько колец длиной 5 см, после чего нарезается внутренняя резьба, но только с одной ее стороны (то есть полукольца) на каждой.
3. Далее нужно взять лист металла толщиной, аналогичной толщине трубы. Сделайте из него крышки. Их нужно приварить к кольцам со стороны, где у них нет резьбы.
4. Теперь нужно проделать в них центральные отверстия.В первом он должен соответствовать диаметру сопла, а во втором — диаметру сопла. При этом с внутренней стороны крышки, которая будет использоваться с жиклером, нужно сделать фаску с помощью сверла. В результате форсунка должна выйти.
5. Теперь подключаем теплогенератор ко всей этой системе. Отверстие под насос, откуда под давлением подается вода, необходимо подсоединить к форсунке, расположенной рядом с форсункой. Вторую трубу подключите ко входу в саму систему отопления.Но подключите выход от последнего ко входу насоса.

Таким образом, под давлением, создаваемым насосом, теплоноситель в виде воды начнет проходить через форсунку. Из-за постоянного движения теплоносителя внутри этой камеры он будет нагреваться. После этого он попадает непосредственно в систему отопления. А для того, чтобы можно было регулировать получаемую температуру, нужно установить за трубой шаровой кран.

Изменение температуры произойдет при изменении его положения, если он будет пропускать меньше воды (будет в полузакрытом положении).Вода будет дольше задерживаться и перемещаться внутри корпуса, за счет чего ее температура повысится. Так устроен подобный водонагреватель.

Посмотрите видео, дающее практические советы по изготовлению вихревого теплогенератора своими руками:

Роторный теплогенератор. Кавитационный теплогенератор. Процесс испытаний теплогенератора

В связи с дороговизной промышленного отопительного оборудования многие мастера собираются делать экономичный обогреватель с вихревым теплогенератором.

Такой теплогенератор представляет собой всего лишь слегка модифицированный центробежный насос. Однако чтобы собрать такое устройство своими руками даже со всеми схемами и чертежами, нужно обладать хотя бы минимальными знаниями в этой области.

Принцип действия

Теплоноситель (чаще всего используется вода) попадает в кавитатор, где установленный электродвигатель раскручивается и рассекает его винтом, в результате чего образуются пузырьки пара (то же самое происходит при плавании подводной лодки и корабля. , оставляя после себя специфический след).

Двигаясь вдоль теплогенератора, они разрушаются, за счет чего выделяется тепловая энергия. Этот процесс называется кавитацией.

По словам Потапова, создателя кавитационного теплогенератора, принцип работы этого типа устройств основан на возобновляемой энергии. Из-за отсутствия дополнительного излучения, по теории, КПД такого агрегата может составлять около 100%, так как практически вся используемая энергия уходит на нагрев воды (теплоносителя).

Изготовление каркаса и подбор элементов

Чтобы сделать самодельный вихревой теплогенератор, для подключения его к системе отопления потребуется двигатель.

Причем, чем больше будет его мощность, тем больше он сможет нагреть теплоноситель (то есть будет быстрее и будет выделяться больше тепла). Однако здесь необходимо ориентироваться на рабочее и максимальное сетевое напряжение, которое будет подаваться на него после установки.

Делая выбор водяного насоса, необходимо учитывать только те варианты, которые может раскрутить двигатель.При этом он должен быть центробежного типа, в противном случае ограничений по его выбору нет.

Также нужно подготовить под моторное полотно. Чаще всего это обычный железный каркас, к которому крепятся железные уголки. Размеры такой кровати будут зависеть в первую очередь от габаритов самого двигателя.

После его выбора необходимо обрезать углы соответствующей длины и сварить саму конструкцию, что должно позволить разместить все элементы будущего теплогенератора.

Далее нужно смонтировать мотор, чтобы вырезать еще один угол и приварить к раме, но поперек. Последний штрих в подготовке каркаса — покраска, после которой уже можно монтировать силовой агрегат и насос.

Конструкция корпуса теплогенератора

Такое устройство (рассматриваемый гидродинамический вариант) имеет корпус в виде цилиндра.

Подключается к системе отопления через сквозные отверстия, расположенные по бокам.

Но главным элементом этого устройства является жиклер, расположенный внутри этого цилиндра, непосредственно рядом с входным отверстием.

Примечание: Важно, чтобы размер отверстия форсунки составлял 1/8 диаметра самого цилиндра. Если его размер меньше этого значения, то вода физически не сможет пройти через него в необходимом количестве. В этом случае насос будет очень горячим из-за повышенного давления, что также негативно скажется на стенках деталей.

Как сделать

Для создания самодельного теплогенератора вам понадобятся шлифовальный станок, электродрель и сварочный аппарат.

Процесс будет следующим:

1. Сначала нужно отрезать кусок трубы достаточно толстой, общим диаметром 10 см и длиной не более 65 см. После этого нужно сделать на нем внешнюю канавку 2 см и обрезать нить.
2. Теперь необходимо сделать несколько колец из точно такой же трубы, длиной 5 см, после чего нарезается внутренняя резьба, но только с одной ее стороны (т.е.полукольца) с каждой стороны.
3. Далее нужно взять лист металла, толщина которого аналогична толщине трубы.Сделайте из него обложку. Их нужно приварить к кольцам со стороны, где у них нет резьбы.
4. Теперь вам нужно проделать в них центральные отверстия. В первом он должен соответствовать диаметру жиклера, а во втором — диаметру сопла. При этом с внутренней стороны крышки, которая будет использоваться с насадкой, необходимо с помощью сверла сделать фаску. В результате форсунка должна вылезти наружу.
5. Теперь подключаем ко всей этой системе теплогенератор. Отверстие помпы, откуда под давлением подается вода, необходимо присоединить к форсунке, расположенной рядом с форсункой.Вторую трубу подключить к входу уже в самой системе отопления. Но на выходе последняя заглушка во впускной патрубок.

Таким образом, под давлением, создаваемым насосом, теплоноситель в виде воды начнет проходить через форсунку. Из-за постоянного движения теплоносителя внутри этой камеры он будет нагреваться. После этого он попадает прямо в систему отопления. А чтобы можно было регулировать результирующую температуру, необходимо за форсункой установить шаровой кран.

Изменение температуры произойдет при изменении его положения, если он пропускает меньше воды (будет в полузакрытом положении). Вода будет дольше оставаться и перемещаться внутри корпуса, за счет чего ее температура повысится. Так устроен подобный водонагреватель.

Посмотреть видео, в котором дается практический совет по изготовлению вихревого теплогенератора своими руками:

Многие полезные изобретения остались невостребованными. Это связано с человеческой ленью или боязнью непонятного.Одним из таких открытий на долгое время стал вихревой теплогенератор. Сейчас, на фоне тотальной экономии ресурсов, стремления использовать экологически чистые источники энергии, теплогенераторы начали внедряться для отопления дома или офиса. Что это такое? Устройство, которое раньше разрабатывали только в лабораториях, или новое слово в теплоэнергетике.

Система отопления с вихревым источником тепла

Принцип действия

В основе работы теплогенераторов лежит преобразование механической энергии в кинетическую, а затем в тепловую энергию.

Еще в начале двадцатого века Джозеф Рэнк обнаружил разделение вихревого потока воздуха на холодную и горячую фракции. В середине прошлого века немецкий изобретатель Хилшем модернизировал устройство вихревой трубки. Через некоторое время русский ученый А. Меркулов вместо воздуха пустил в трубу Ранке воду. На выходе температура воды значительно повысилась. Этот принцип лежит в основе работы всех теплогенераторов.

Проходя через водяной вихрь, вода образует множество пузырьков воздуха.Под действием давления жидкости пузырьки схлопываются. В результате часть энергии высвобождается. Вода подогревается. Этот процесс называется кавитацией. По принципу кавитации рассчитана работа всех вихревых теплогенераторов. Этот тип генератора называется «кавитационным».

Типы теплогенераторов

Все теплогенераторы делятся на два основных типа:

1. Роторные. Теплогенератор, в котором вихревой поток создается с помощью ротора.
2. Статический.В этих типах воды водоворот создается с помощью специальных кавитационных трубок. Напор воды производит центробежный насос.

У каждого вида есть свои достоинства и недостатки, о которых стоит поговорить более подробно.

Роторный теплогенератор

Статором в этом устройстве является корпус центробежного насоса.

Роторы могут быть разными. В Интернете есть множество схем и инструкций по их выполнению. Теплогенераторы — это скорее научный эксперимент, который постоянно развивается.

Конструкция роторного генератора

Корпус представляет собой полый цилиндр. Расстояние между корпусом и вращающейся частью рассчитывается индивидуально (1,5-2 мм).

Среда нагревается за счет трения о корпус и ротор. Этому способствуют пузырьки, образующиеся из-за кавитации воды в ячейках ротора. Производительность таких устройств на 30% выше статических. Инсталляции довольно шумные. У них повышенный износ деталей из-за постоянного воздействия агрессивной среды.Требуется постоянный контроль: состояния сальников, уплотнений и т. Д. Это значительно усложняет и удорожает обслуживание. С их помощью редко устанавливают отопление дома, нашли несколько иное применение — обогрев больших производственных помещений.

Промышленный кавитатор, модель

Статический теплогенератор

Основным преимуществом этих настроек является то, что в них ничего не вращается. Электроэнергия расходуется только на работу насоса. Кавитация возникает с помощью естественных физических процессов в воде.

КПД таких установок иногда превышает 100%. Средой для генераторов может быть жидкость, сжатый газ, антифриз, антифриз.

Разница температур на входе и выходе может достигать 100⁰С. При работе со сжатым газом он вдувается по касательной в вихревую камеру. В нем он ускоряется. При создании вихря горячий воздух проходит через коническую воронку, а холодный возвращается. Температура может достигать 200⁰С.

Преимущества:

1. Может обеспечивать большую разницу температур на горячем и холодном концах, работать с низким давлением.
2. КПД не ниже 90%.
3. Никогда не перегревается.
4. Пожаро- и взрывобезопасность. Его можно использовать во взрывоопасной среде.
5. Обеспечивает быстрый и эффективный нагрев всей системы.
6. Может использоваться как для обогрева, так и для охлаждения.

В настоящее время не часто используется. Кавитационный теплогенератор применяется для удешевления отопления дома или производственных помещений при наличии сжатого воздуха. Недостаток — довольно высокая стоимость оборудования.

Теплогенератор Потапова

Популярным и более изученным является изобретение теплогенератора Потапова. Считается статичным устройством.

Сила давления в системе создается центробежным насосом. В улитку подается струя воды с большим давлением. Жидкость начинает нагреваться за счет вращения по изогнутому каналу. Она попадает в вихревую трубку. Метраж трубы должен быть в десять раз шире.

Схема устройства генератора

1. Ниппель
2. Улитка.
3. Вихревая трубка.
4. Тормоз верхний.
5. Выпрямитель воды.
6. Муфта.
7. Кольцо тормозное нижнее.
8. Байпас
9. Ответвление.

Вода течет по спиральной спирали, расположенной вдоль стен. Далее ставим тормозное устройство для снятия части горячей воды. Жиклер немного выравнивается пластинами, прикрепленными к втулке. Внутри есть пустое место, подключенное к другому тормозному устройству.

Вода с высокой температурой поднимается, а холодный вихревой поток жидкости спускается по внутреннему пространству.Холодный поток касается горячих пластин на рукаве и нагревается.

Теплая вода спускается к нижнему тормозному кольцу и все еще нагревается из-за кавитации. Нагретый поток от нижнего тормозного устройства проходит через байпас в напорный патрубок.

Верхнее тормозное кольцо имеет канал, диаметр которого равен диаметру вихревой трубки. Благодаря ему в трубу может попасть горячая вода. Это смесь горячего и теплого течения. Далее вода используется по прямому назначению.Обычно для отопления помещений или бытовых нужд. Возврат присоединяется к насосу. Труба — к входу в систему отопления дома.

Для установки теплогенератора Потапова необходима диагональная разводка. Горячий теплоноситель нужно подавать к верхней части аккумулятора, а снизу будет охлаждаться.

Генератор Потапова собственными силами

Есть много промышленных моделей генератора. Для опытного мастера сделать вихревой теплогенератор своими руками не составит труда :

1. Вся система должна быть надежно закреплена.С помощью уголков сделан каркас. Можно использовать сварку или болтовое соединение. Главное, чтобы конструкция была прочной.
2. На раме укрепляют электродвигатель. Его выбирают в зависимости от площади помещения, внешних условий и имеющегося напряжения.
3. На раме установлен водяной насос. При выборе учитывайте:

• требуется центробежный насос;
• двигатель имеет достаточно силы, чтобы продвигать его;
• насос должен выдерживать жидкость любой температуры.

1. Насос присоединяется к двигателю.
2. Цилиндр длиной 500-600 мм изготавливается из толстой трубы диаметром 100 мм.
3. Необходимо сделать две крышки из толстого плоского металла:

• под насадку должно быть отверстие;
• второй под жиклер. По краю фаска. Получается насадка.

1. Крышки к баллону лучше прикрепить резьбовым соединением.
2. Джет внутри. Его диаметр должен быть в два раза меньше диаметра цилиндра.

Очень маленькое отверстие приведет к перегреву насоса и быстрому износу деталей.

1. Сопло сбоку от сопла соединено с подачей насоса. Второй подключается к верхней части системы отопления. Охлажденная вода из системы подключается к входу насоса.
2. Вода под давлением от насоса подается в форсунку. В камере теплогенератора его температура повышается за счет вихревых потоков.Затем его подают в отопление.

Схема генератора кавитации

1. Jet.
2. Вал двигателя.
3. Вихревая трубка.
4. Входное сопло.
5. Напорная труба.
6. Вихревой огнетушитель.

Для регулирования температуры за форсункой установлен клапан. Чем меньше он открыт, тем длиннее вода в кавитаторе и тем выше его температура.

При прохождении воды через форсунку получается сильный напор.Он ударяется о противоположную стену и за счет этого скручивается. Разместив дополнительное препятствие в середине потока, вы можете добиться большей отдачи.

Вихревой огнетушитель

Это основа работы вихревого демпфера:

1. Кольца изготовлены два, ширина 4-5 см, диаметр немного меньше цилиндра.
2. 6 пластин корпуса генератора вырезаны из толстого металла. Ширина зависит от диаметра и подбирается индивидуально.
3. Пластины закреплены внутри колец напротив друг друга.
4. Заслонка вставляется напротив форсунки.

Разработка генератора продолжается. Чтобы повысить производительность с тушителем, можно поэкспериментировать.

В результате работы происходят тепловые потери в атмосферу. Для их устранения можно сделать утеплитель. Сначала его делают из металла, а сверху обшивают любым изоляционным материалом. Главное — выдерживать температуру кипения.

Для облегчения ввода в эксплуатацию и обслуживания генератора Потапова необходимо:

• покрасить все металлические поверхности;
• сделать все детали из толстого металла, чтобы теплогенератор прослужил дольше;
• при сборке имеет смысл сделать несколько крышек с разным диаметром отверстий.Опытным путем выбран лучший вариант для данной системы;
• Перед подключением потребителей, замыкающих генератор, необходимо проверить его герметичность и работоспособность.

Гидродинамический контур

Гидродинамический контур необходим для правильной установки вихревого теплогенератора.

Схема подключения схемы

Для ее изготовления необходимы:

• манометр выходной, для измерения давления на выходе из кавитатора;
• термометры для измерения температуры до и после теплогенератора;
• сливной клапан для снятия воздушных пробок;
• краны на входе и выходе;
• манометр на входе для контроля давления насоса.

Гидродинамический контур упрощает обслуживание и управление системой.

При наличии однофазной сети можно использовать преобразователь частоты. Это увеличит скорость вращения насоса, подберите подходящий.

Теплогенератор Vortex применяется для отопления дома и горячего водоснабжения. Имеет ряд преимуществ перед другими обогревателями:

• установка теплогенератора не требует разрешительной документации;

Кавитатор

• работает в автономном режиме и не требует постоянного контроля;
• — экологически чистый источник энергии, не имеет вредных выбросов в атмосферу;
• полный пожар и взрыв;
• меньше потребление электроэнергии.Непревзойденный КПД, КПД приближается к 100%;
• вода в системе не образует накипи; не требуется дополнительной обработки воды;
• может использоваться как для отопления, так и для подачи горячей воды;
• занимает мало места и легко монтируется в любой сети.

Учитывая все это, кавитационный генератор становится все более популярным на рынке. Такое оборудование успешно применяется для обогрева жилых и офисных помещений.

Видео.Теплогенератор Vortex своими руками.

Осуществляется производство таких генераторов. Современная промышленность предлагает роторные и статические генераторы. Они оснащены приборами управления и датчиками защиты. Вы можете подобрать генератор для монтажа отопления любого помещения.

Научные лаборатории и мастера продолжают эксперименты по совершенствованию теплогенераторов. Возможно, вскоре вихревой теплогенератор займет достойное место среди отопительных приборов.

Сохраняют популярность различные способы экономии энергии или получения бесплатного электричества.Благодаря развитию Интернета информация о всевозможных «чудо-изобретениях» становится доступнее. Один дизайн, потеряв популярность, сменяется другим.

Сегодня мы рассмотрим так называемый генератор вихревой кавитации — устройство, изобретатели которого обещают нам высокоэффективный обогрев помещения , в котором он установлен. Что это? В этом устройстве используется эффект нагрева жидкости при кавитации — специфический эффект образования микропузырьков пара в зонах локального снижения давления в жидкости, который возникает либо при вращении рабочего колеса насоса, либо при колебании звука на жидкости.Если вы когда-нибудь пользовались ультразвуковой ванной, то наверняка заметили, как ее содержимое заметно нагревается.

В Интернете широко распространены статьи о роторных вихревых генераторах, принцип действия которых заключается в создании зон кавитации при вращении крыльчатки определенной формы. Это решение жизнеспособно?

Начнем с теоретических расчетов. В этом случае мы используем электрическую энергию для работы электродвигателя (средний КПД 88%), полученная механическая энергия частично расходуется на трение в уплотнениях кавитационного насоса, а частично на нагрев жидкости за счет кавитации.То есть в любом случае только часть потребляемой электроэнергии будет преобразована в тепло. Но если вспомнить, что КПД обычных ТЭНов составляет от 95 до 97 процентов, становится ясно, что чуда не будет: гораздо более дорогой и сложный вихревой насос будет менее эффективен, чем простая нихромовая спираль .

Можно утверждать, что при использовании ТЭНов в систему отопления необходимо вводить дополнительные циркуляционные насосы, при этом вихревой насос может перекачивать теплоноситель сам.Но, как ни странно, создатели насосов борются с возникновением кавитации, не только значительно снижающей КПД насоса, но и вызывая его эрозию. Следовательно, насос-теплогенератор должен быть не только более мощным, чем специализированный перекачивающий насос, но и требовать использования более современных материалов и технологий для обеспечения сопоставимого ресурса.

Конструктивно наша форсунка Лаваля будет иметь вид металлической трубы с трубной резьбой на концах, что позволяет подсоединять ее к трубопроводу с помощью резьбовых соединений.Для изготовления трубы понадобится токарный станок.

• Сама форма сопла, точнее его выходная часть, может отличаться по исполнению. Вариант «а» самый простой в изготовлении, а его характеристики можно варьировать, изменяя угол выходного конуса в пределах 12-30 градусов. Однако этот тип сопла обеспечивает минимальное сопротивление потоку жидкости и, как следствие, наименьшую кавитацию в потоке.
• Вариант «b» сложнее в изготовлении, но из-за максимального падения давления на выходе из сопла он создает наибольшую турбулентность потока.Условия возникновения кавитации в этом случае оптимальны.
• Вариант «В» — компромисс по сложности изготовления и эффективности, поэтому стоит на нем остановиться.

Плотно решая вопросы утепления и обогрева дома, мы часто сталкиваемся с тем, что существуют какие-то чудо-устройства или материалы, которые позиционируются как прорыв века. При дальнейшем изучении выясняется, что это очередная манипуляция. Ярким примером этого является кавитационный теплогенератор.Теоретически все получается очень выгодно, но пока на практике (в процессе полноценной эксплуатации) доказать эффективность устройства не удалось. То ли не хватило времени, то ли все было не так гладко.

Критический взгляд на кавитационный теплогенератор

С точки зрения рядового пользователя кавитационный теплогенератор вызывает некоторое недоверие. Такова природа человека. По словам изобретателей, это устройство обеспечивает КПД 300%.То есть агрегат, потребляя 1 кВт электроэнергии, вырабатывает 3 кВт тепла. Но так ли это на самом деле?

На авторитетных форумах нагрев воды кавитацией считается возможным, но эффективность этого процесса не превышает 60%. И на самом деле это нововведение никто особо не принимает. Да, есть патент на кавитационный теплогенератор, но это ни о чем не говорит. Например, есть сертификаты, а некоторые подрядчики даже лоббировали возможность утеплять им фасады многоэтажек в рамках госпрограммы.Только после такой изоляции люди били пороги кораблей, чтобы вернуть потраченные деньги, так как эффективность жидкой изоляции на практике не подтвердилась.

Изобретатель может получить патент на свое детище, которое в случае его успешной реализации будет приносить доход. Но это не гарантирует, что устройство в будущем будет работать по заявленному алгоритму. Также нет никаких гарантий, что он выйдет серийно.

При измерении эффективности прототипов использовали какой-то хитрый способ подсчитать эффективность, чтобы понять, что простому смертному не дано.Конкретное маленькое, постоянное размытие глаз. Грубо говоря, все гладко только в теории. Если образец на 100% рабочий, то почему ученым до сих пор не присуждена Нобелевская премия?

На нескольких форумах нам не удалось найти ни одного человека, который бы обогревал свой дом с помощью генератора кавитации. Нет никаких реальных доказательств его эффективности. В сети можно найти видео об этом устройстве, но толкового объяснения того, что работает и как работает, нет, все кругом и крайне неубедительно.Считаем, что такой способ отопления дома не стоит внимания.

Что такое кавитация

Кавитация — это негативное явление, возникающее из-за падения давления в жидкости. Когда давление воды падает до значения давления пара, это вызывает вскипание. Это когда жидкость частично переходит в парообразное состояние, то есть образуются пузырьки. Когда давление поднимается до уровня выше значения насыщенного пара — пузыри лопаются. В результате всклопываний возникают локальные волны давления до 7 тыс. Бар.Эти волны давления называют кавитацией.

Последствия кавитации:

• эрозия металла;
• точечная коррозия;
• Появление вибрации.

Изобретатели кавитационного генератора уверяют, что им удалось извлечь выгоду из негативного явления.

Сделай сам?

Можно купить готовый кавитационный теплогенератор, но сделать это устройство своими руками по чертежам вряд ли получится.В лучшем случае выйдет шумная машина, в которой не будет кавитации. К тому же, прежде чем что-то делать, нужно задать себе вопрос: «Почему?». Есть много способов обогреть дом:

Последствия кавитации.

• газ твердое топливо ,
  в тандеме с системами водяного отопления;

При отоплении частного дома или производственных помещений используются различные схемы получения тепла.

Один из них — генераторы кавитации, которые позволят отапливать помещения с меньшими затратами.

Для самостоятельной сборки и установки такого устройства необходимо разбираться в принципе работы и технологических нюансах.

Физические основы

Кавитация — образование пара в массе воды при медленном снижении давления и высокой скорости.

Пузырьки пара могут возникать под действием звуковой волны определенной частоты или при излучении источника когерентного света.

В процессе смешения паровых пустот с водой под давлением происходит самопроизвольное схлопывание пузырьков и возникновение при движении воды ударной силы (про расчет гидроудара в трубопроводах написано).

В таких условиях молекулы растворенных газов выделяются в образовавшиеся полости.

По мере прохождения процесса кавитации температура внутри пузырьков повышается до 1200 градусов.

Это отрицательно влияет на материалы. резервуаров для воды, потому что кислород при таких температурах начинает интенсивно окислять материал.

Эксперименты показали, что в таких условиях разрушаются даже сплавы благородных металлов.

Сделать кавитационный генератор своими руками довольно просто. Хорошо изученная технология уже несколько лет воплощается в материалах и применяется для отопления помещений.

В России первое устройство было запатентовано в 2013 году.

Генератор представлял собой закрытую емкость, через которую под давлением подавалась вода. Пузырьки пара образуются под действием переменного электромагнитного поля.

Преимущества и недостатки

Кавитационный водонагреватель — это простое устройство, преобразующее энергию жидкости в тепло.

Эта технология имеет преимущества :

• КПД;
• экономия топлива;
• наличие.

Теплогенератор собирается сделать своими руками из комплектующих , которые можно приобрести в строительном магазине ().

Такой прибор по параметрам не будет отличаться от заводских моделей.

Недостатки :

ВАЖНО!
Для контроля скорости жидкости используются специальные устройства, способные замедлять движение воды.

Принципы работы

Рабочий процесс происходит одновременно в двух фазах среды:

Принудительные устройства не предназначены для работы в таких условиях, которые приводят к разрушению полостей с потерей эффективности.

Теплогенераторы смешивают фазы , вызывая термическое преобразование.

Обогреватели бытового назначения преобразуют механическую энергию в тепло с возвратом жидкости к источнику (о котле косвенного нагрева с рециркуляцией читайте на странице).

Патент не получен, так как до сих пор нет точного обоснования процесса.

На практике используются приборы конструкции Шаубергера, Лазарева .

При создании генератора использованы чертежи Ларионова, Федоскина и Петракова.

Перед запуском выбирается помпа (Как сделать расчет циркуляции для системы отопления, читайте в статье).

Учитываются следующие параметры:

• мощность;
• необходимое количество тепловой энергии;
• напор.

Большинство моделей выполнено в виде насадок, что объясняется простотой модернизации, практичностью, большей мощностью.

Отверстие между диффузором и конфузором должно иметь диаметр 8-15 сантиметров. С меньшим сечением мы получаем высокое давление, но малую мощность.

Теплогенератор имеет расширительную камеру , размер которой рассчитывается исходя из желаемой мощности.

Особенности конструкции

Несмотря на простоту устройства, есть особенности, которые необходимо учитывать при сборке:

Расчет тепла производится по формулам:

Epot = — 2 * Ekin, где

Eкин = мВ2 / 2 — непостоянная кинетическая величина.

Построить кавитационный генератор своими руками позволит сэкономить не только на топливе, но и на покупке серийных моделей.

Производство таких теплогенераторов организовано в России и за рубежом.

У устройств

много преимуществ, но главный недостаток — стоимость — сводит их на нет. Средняя цена на бытовую модель порядка 50-55 тысяч рублей.

Заключение

Самостоятельно, собрав кавитационный теплогенератор, получаем аппарат с высоким КПД.

Для правильной работы устройства необходимо защитить металлические детали от окрашивания. Детали лучше делать толстостенными, контактирующими с жидкостью, что увеличит срок службы.

В предлагаемом видео смотрите наглядный пример работы самодельного кавитационного теплогенератора.

подробные схемы и принцип работы

Редко кто из собственников не пытается сэкономить на отоплении или потреблении каких-либо других товаров, которые с каждым годом дорожают.Чтобы сделать систему отопления жилого или производственного помещения, многие прибегают к использованию различных схем и способов получения тепловой энергии. Одним из приспособлений, подходящих для этих целей, является кавитационный теплогенератор.

Что такое вихревой теплогенератор

Кавитационный вихревой теплогенератор — это простое устройство, которое может эффективно обогревать комнату, затрачивая при этом минимум денег. Это связано с нагревом воды при кавитации — образованием мелких пузырьков пара в местах снижения давления жидкости, что происходит либо во время работы насоса, либо при звуковых колебаниях.

Кавитационный нагреватель способен преобразовывать механическую энергию в тепловую, что активно используется в промышленности, где нагревательные элементы могут выйти из строя при работе с жидкостью, имеющей большой перепад температур. Такой кавитатор является альтернативой твердотопливным системам.

Преимущества вихревых кавитационных нагревателей:

• КПД системы отопления;
• Высокая тепловая эффективность;
• Наличие;
• Возможность собрать своими руками.

Недостатки аппарата:

• При самостоятельной сборке довольно сложно найти материалы для создания аппарата;
• Слишком большая мощность для маленькой комнаты;
• Шумная работа;
• Значительный размер.

Типовое устройство теплогенератора и принцип его работы

Процесс кавитации выражается в образовании пузырьков пара в жидкости, после чего давление медленно снижается при большом расходе.

Из-за чего может происходить парообразование:

• Возникновение акустики, вызванное звуком;
• Путем излучения лазерного импульса.

Закрытые воздушные пространства смешиваются с водой и попадают в места с большим давлением, где они ударяются излучением ударной волны.

Принцип работы кавитационного аппарата:

• Струя воды движется через кавитатор, где насос создает напор воды, попадающей в рабочую камеру;
• В камерах жидкость увеличивает скорость и давление с помощью различных трубок разного размера;
• В центре камеры потоки смешиваются и возникает кавитация;
• В этом случае паровые полости остаются небольшими и не взаимодействуют с электродами;
• Жидкость перемещается к противоположному концу камеры, откуда она возвращается для следующего использования;
• Нагревание происходит за счет движения и расширения воды на выходе из форсунки.

Так работает вихревой кавитационный нагреватель. Устройство его несложное, но позволяет быстро и качественно обогреть помещение.

Кавитационный нагреватель и его виды

Кавитационный нагреватель бывает нескольких типов. Чтобы понять, какой генератор вам нужен, нужно разбираться в его типах.

Типы кавитационного нагревателя:

1. Rotary — самый популярный из них — аппарат Григгса, работающий с роторным центробежным насосом.Внешне он похож на диск с отверстиями без выхода. Одна такая дыра называется ячейкой Григгса. Параметры этих ячеек и их количество зависят от типа генератора и скорости привода. Вода нагревается между статором и ротором за счет ее быстрого движения по поверхности диска.
2. Статический — не имеет вращающихся элементов, а специальные сопла (элементы Лаваля) создают кавитацию. Насос создает давление воды, что приводит к ее быстрому перемещению и нагреву.Выходные отверстия форсунок уже, чем у предыдущих, и жидкость начинает двигаться еще быстрее. Из-за быстрого расширения воды образуется кавитация, в результате чего возникает тепло.

Если выбирать между этими двумя типами, то следует иметь в виду, что производительность роторного кавитатора выше и не такая большая, как у статического.

Правда статический нагреватель изнашивается меньше за счет отсутствия вращающихся элементов. Аппарат можно использовать до 5 лет, а при выходе из строя форсунки его легко заменить, потратив на это гораздо меньше денег, чем на теплогенератор в роторном кавитаторе.

Кавитационный теплогенератор экономный своими руками

Создать самодельный вихревой генератор с кавитацией вполне возможно, если внимательно изучить чертежи и схемы устройства, а также понять принцип его работы. Самым простым для самостоятельного создания считается ВТГ Потапова с КПД 93%, схема которого подходит как для домашнего, так и для промышленного использования.

Прежде чем приступить к сборке устройства, следует правильно выбрать насос, ориентируясь на его тип, мощность, требуемую тепловую энергию и величину давления.

В основном все генераторы кавитации имеют форму сопла, которая считается самой простой и удобной для таких устройств.

Что понадобится для создания кавитатора:

• Манометры для измерения давления;
• Термометр для измерения температуры;
• Патрубки отводные и приточные с кранами;
• Устранение засорения клапанов системы отопления;
• Гильзы для термометров.

Также необходимо следить за размером поперечного сечения отверстия между диффузором и конфузором.Он должен быть примерно 8-15 см, не уже и не шире.

Схема создания кавитационного генератора:

1. Выбор насоса — здесь следует определиться с необходимыми параметрами. Насос должен уметь работать с высокотемпературными жидкостями, иначе он быстро выйдет из строя. Также он должен уметь создавать рабочее давление не менее 4 атмосфер.
2. Создание кавитационной камеры — здесь главное правильно выбрать размер сечения проходного канала. Лучшим вариантом считается 8-15 мм.
3. Выбор конфигурации сопла — оно может иметь форму конуса, цилиндра или просто закругляться. Однако не так важна форма, как то, что вихревой процесс начинается уже при попадании воды в форсунку.
4. Изготовление водяного контура — внешне это такая изогнутая трубка, выходящая из кавитационной камеры. К нему подключаются две гильзы с термометром, два манометра, воздушный клапан, который помещается между входом и выходом.

После изготовления корпуса следует провести испытание теплогенератора. Для этого насос необходимо подключить к электричеству, а радиаторы — к системе отопления. Далее идет подключение к сети.

Особенно стоит посмотреть на показания манометров и выставить нужную разницу между входом и выходом жидкости в пределах 8-12 атмосфер.

Теплогенератор своими руками (видео)

Кавитационный обогреватель — довольно интересный и экономичный способ обогрева помещения.Он легко доступен и при желании может быть создан самостоятельно. Для этого нужно купить необходимые материалы и сделать все по схемам. И эффективность устройства не заставит себя ждать.

Вихревой теплогенератор позволяет получать тепло в результате преобразования энергий: одного вида в другой эквивалент. Производительность таких устройств чрезвычайно высока, в результате чего жидкость может нагреваться до 95 градусов. А это позволяет обеспечивать объекты разного размера и целевого назначения горячей водой и теплом со значительной экономией.

Область применения теплогенераторов

На сегодняшний день, помимо непрерывного развития, уже вводится тепло. В зависимости от условий рабочей среды, для обогрева помещения или подачи горячей воды в систему могут использоваться различные агрегаты … Вихревой теплогенератор — один из таких вариантов.

Смотрим видео, принцип работы и сфера применения:

Основная задача подобных агрегатов заключается в подогреве воды. Благодаря высокой эффективности этого процесса, полученное тепло можно направлять на отопление промышленных, гражданских, сельскохозяйственных и частных объектов.При этом вихревой теплогенератор позволяет организовать полностью автономное отопление системы. В дополнение к этому свойству это устройство, преобразующее один вид энергии в другой, может обеспечить любой объект горячей водой.

Основы работы

До сих пор нет надежного и подтвержденного объяснения того, как работает вихревой теплогенератор. Известно только, что такая установка работает на основе процесса кавитации. При вращении воды с помощью ротора образуются пузырьки, наполненные газообразной средой.По мере движения жидкости пузырьки «схлопываются», что, по мнению многих, как раз и является причиной нагрева воды. Нагретая жидкость подается в систему отопления. Примерная схема функционирования следующая:

Тем не менее, исследования не прекратились и на сегодняшний день вихревой теплогенератор представлен довольно большим количеством модификаций. Тот факт, что разработка продолжалась, несмотря на отсутствие прочной основы для таких процессов, объясняется высоким КПД, поскольку нагрев жидкости происходит с КПД 100%.

Ряд достоинств и недостатков

Вихревой высокопроизводительный теплогенератор представлен большим количеством модификаций именно в связи с тем, что такие устройства обладают рядом существенных преимуществ, в том числе:

Как и любой другой альтернативный источник тепла, вихревой кавитационный теплогенератор не пользуется широкой популярностью, несмотря на достаточно высокий КПД … Соответственно, одним из основных недостатков является высокая стоимость, что отчасти связано с низким уровнем распределения таких теплоносителей. оборудование, несмотря на то, что сегодня производители предлагают различные модели.

Особенности моделей

Кавитационный теплогенератор Vortex доступен в различных исполнениях. Сегодня наиболее распространены устройства на водной основе, то есть жидкость выступает в роли теплоносителя.

Но есть возможность приобрести твердотопливный агрегат, на выходе которого образуется газовая смесь дымовых газов и воздуха.

Высокопроизводительный вихревой твердотопливный теплогенератор отличается способностью сжигать древесину с высоким содержанием влаги (до 65%).Соответственно, при выборе учитывается назначение агрегата и предполагаемая нагрузка, так как есть версии с разным уровнем тепловой мощности. В зависимости от размеров объекта, который предполагается обслуживать, подбирается подходящее устройство.

В случае оборудования на твердом топливе важно учитывать уровень расхода топлива, размер загрузочной камеры и тип загрузки топлива. Вы можете выбрать вихревой теплогенератор различных типов по уровню тепловой мощности, а можете обратить внимание на пункт в сопроводительной документации о том, какого размера разрешено прогревать объем.Важен вес, равно как и габариты оборудования.

Для больших помещений и построек предполагается использование массивных агрегатов, а для частного жилья достаточно устройства мощностью 2,2 кВт и весом всего 40 кг.

Обзор моделей разной конструкции

Если вы планируете использовать вихревой теплогенератор, вы можете купить его по цене 62000 рублей, например модель мощностью 2,2 кВт от производителя ЗАО «Индустриальные технологии 21». Это жидкостный агрегат, который можно подключить к новому или существующему. система обогрева.Агрегат обслуживает помещение объемом до 90 кубометров. м, его вес 40 кг.

Смотрим видео о продукции компании «Промышленные технологии 21»:

Если выбрать твердотопливный вариант, то в этом случае рассматривается более эффективное оборудование с тепловой мощностью от 250 до 700 кВт. Например, модели ТВВ-Р-250, ТВВ-Р-500, ТВВ-Р-700. Все они предполагают ручную загрузку топлива. Но более мощные характеристики потребляют больше топлива. Если модель 250 потребляет 120 кг / час, то версия 700 потребляет около 340 кг / час.Есть устройства, которые намного эффективнее с тепловой мощностью 2500 кВт. Если вы планируете использовать такие вихревые теплогенераторы, то цена их будет намного выше.

Чем меньше габаритные размеры такого оборудования, тем проще будет его эксплуатация. Например, есть полностью автономные устройства с автоматическим управлением. В этом случае пользователю не нужно участвовать в процессе. Но при использовании некоторых вариантов твердотопливных теплогенераторов невозможно обойтись без участия обученного оператора по загрузке топлива, так как ручная подача дров предполагается в данных агрегата.

Сегодня существуют различные варианты такой техники с полностью автоматизированным исполнением, в том числе с предустановленным температурным режимом … Учитывая, что подобные агрегаты полностью безопасны как с точки зрения экологичности, так и с точки зрения пожарной безопасности, то нет необходимости в постоянном мониторинге.

Но для эффективной длительной эксплуатации рекомендуется периодически проводить техническое обслуживание, в частности, агрегатов, работающих с жидким теплоносителем.

Таким образом, для организации системы отопления и горячего водоснабжения не всегда нужно обращаться к стандартным решениям… На практике оказывается, что при использовании тепловых установок на основе вихревых теплогенераторов отмечается значительная экономия по сравнению с другими типами систем отопления.

В результате можно получить не только высокопроизводительное оборудование, но и сэкономить при его эксплуатации. Несмотря на довольно высокую стоимость таких агрегатов, дальнейшая их эксплуатация окупается полностью, и при этом не приходится долго ждать, так как в некоторых случаях срок окупаемости достигает 6 месяцев.

Теплогенераторы Vortex — это устройства, с помощью которых можно довольно просто обогреть жилое пространство.Это достигается только за счет использования электродвигателя, а также насоса. В целом это устройство можно назвать экономичным, и оно не влечет за собой больших затрат. Стандартная схема подключения вихревого теплогенератора предполагает использование циркуляционного насоса. В верхней части должен располагаться обратный клапан … Благодаря этому он способен выдерживать большое давление.

Могут использоваться различные нагревательные устройства. Чаще всего используются радиаторы отопления, а также конвекторы. Также неотъемлемой частью системы любой модели считается блок управления с датчиком температуры и грязеуловителем.Чтобы собрать вихревой теплогенератор своими руками, необходимо более подробно ознакомиться с его самыми известными модификациями.

Модель радиальной камеры

Изготовить вихревой теплогенератор с радиальной камерой своими руками достаточно сложно (чертежи и схемы представлены ниже). В этом случае ротор должен быть выбран мощным и максимальное давление должно выдерживать не менее 3 бар. Также следует сделать чехол для устройства. Толщина металла должна быть не менее 2.5 мм. В этом случае диаметр розетки должен быть 5,5 см. Все это позволит удачно приварить прибор к трубе.

Выпускной клапан находится в устройстве недалеко от края фланца. Также следует выбрать улитку к модели. Как правило, в этом случае используется стальной тип. Чтобы он стерся, его концы необходимо заранее отшлифовать. В этой ситуации можно использовать резиновое уплотнение. Его минимальная толщина должна составлять 2,2 мм. Диаметр выходного отверстия, в свою очередь, приветствуется на уровне 4.5 см. Отдельное внимание стоит уделить диффузору. С помощью этого устройства в камеру попадает теплый воздух. Радиальная модификация отличается наличием множества канальцев. Их можно вырезать самостоятельно, используя машинку.

Вихревые теплогенераторы с С-образной камерой

Изготовлены с С-образной вихревой камерой для дома с помощью сварочного аппарата … В этом случае в первую очередь необходимо собрать корпус улитки. В этом случае крышку необходимо снять отдельно.Для этого некоторые специалисты советуют нарезать нитки. Диффузор используется с небольшим диаметром. Уплотнение используется только на выходе. В системе должно быть два клапана. Вы можете прикрепить спираль к корпусу с помощью болта. Однако важно закрепить на нем защитное кольцо. Выход из ротора должен располагаться на расстоянии примерно 3,5 см.

Вихревые теплогенераторы Потапов

Вихревые теплогенераторы Потапова своими руками собраны с помощью ротора на двух дисках.Его минимальный диаметр должен составлять 3,5 см. При этом чаще всего устанавливают статоры чугунного типа. Корпус для устройства можно выбрать стальной, но толщина металла в этом случае минимальная должна быть около 2,2 мм. Кожух для вихревого теплогенератора выбирается толщиной примерно 3 мм. Все это необходимо для того, чтобы улитка достаточно плотно сидела над ротором. В этом случае важно использовать зажимное кольцо также плотно.

На выходе устанавливается кожух, но его толщина должна быть примерно 2.2 мм. Для фиксации кольца необходимо использовать втулку. Фитинг в этом случае должен быть выше улитки. Диффузоры для этого устройства самые простые. В этом случае в механизме всего два клапана. Один из них должен располагаться над ротором. В этом случае минимальный зазор у камеры должен составлять 2 мм. Чехол чаще всего снимается за резьбу. Электродвигатель для устройства питается мощностью не менее 3 кВт. В результате предельное давление в системе может возрасти до 5 бар.

Сборка модели на два вывода

Вихревой кавитационный теплогенератор своими руками можно сделать с электродвигателем мощностью около 5 кВт. Корпус для устройства нужно выбирать чугунного типа. В этом случае минимальный диаметр выпускного отверстия должен составлять 4,5 см. Роторы для этой модели подходят только для двух дисков. В этом случае для статора важно использовать ручную доработку. Он установлен в вихревом теплогенераторе над улиткой.

Целесообразнее использовать непосредственно небольшой диффузор.При желании можно отшлифовать его от трубы. Лучше использовать прокладку-улитку толщиной около 2 мм. Однако в этой ситуации очень многое зависит от сальников. Их необходимо установить непосредственно над центральной втулкой. Чтобы воздух шел быстро, важно сделать дополнительную стойку. В этом случае крышка для устройства подбирается по резьбе.

Теплогенераторы Vortex на три вывода

Теплогенератор «Vortex» на три вывода собирается своими руками (чертежи ниже) аналогично предыдущей модификации.Однако разница заключается в том, что ротор для устройства нужно подбирать на одном диске. При этом в механизме чаще всего используются три клапана. Сальниковые сальники используются только в крайнем случае.

Некоторые специалисты также советуют использовать для улитки пластиковые пломбы. Они идеально подходят для гидроизоляции. Также под крышкой следует установить защитное кольцо. Все это необходимо для того, чтобы снизить износ фитинга. Электродвигатели для вихревых теплогенераторов в основном выбирают мощностью около 4 кВт.Сцепление должно быть достаточно эластичным. Напоследок следует отметить, что в основании улитки установлен фланец.

Модель с коллектором

Собирать вихревой теплогенератор с коллектором своими руками необходимо с подготовки корпуса. В этом случае должно быть два выхода. Дополнительно следует тщательно отшлифовать воздухозаборник. В этой ситуации важно подобрать чехол отдельно с резьбой. Коллекторные двигатели обычно средней мощности.В такой ситуации потребление электроэнергии будет незначительным.

Улитка выбрана из стали и устанавливается непосредственно на прокладку. Лучше всего использовать напильник, чтобы подогнать его к розетке. В этом случае для постройки корпуса необходим сварочный инвертор. Коллектор, как и улитка, должен быть на прокладке. В этом случае втулка фиксируется в модели с помощью зажимного кольца.

Вихревые теплогенераторы с тангенциальными каналами

Для сборки вихревых теплогенераторов своими руками с тангенциальными каналами необходимо сначала подобрать хороший герметик.Благодаря этому устройство максимально долго будет сохранять температуру. Чаще всего устанавливается двигатель мощностью около 3 кВт. Все это дает хорошие характеристики, если улитка и диффузор установлены правильно.

В этом случае сальник устанавливается на сам ротор. Для ее закрепления многие специалисты рекомендуют использовать двусторонние шайбы. В этом случае также устанавливаются зажимные кольца. Если втулка не подходит к соске, то ее можно повернуть. Камеру с каналами можно сделать резаком.

Применение однонаправленной скрутки

Вихревые теплогенераторы своими руками собираются с однонаправленной скруткой довольно просто. В этом случае стандартно работу следует начинать с подготовки корпуса устройства. Многое в этой ситуации зависит от габаритов электродвигателя. Коллекторы, в свою очередь, используются редко.

Однонаправленная скрутка устанавливается только после закрепления фланца. В свою очередь кожух используется только на входе. Все это необходимо для уменьшения износа втулок.Как правило, однонаправленные скручивания исключают использование фурнитуры. При этом сборка вихревого теплогенератора стоит недорого.

С использованием кольцевых втулок

Собрать вихревой теплогенератор своими руками с кольцевыми втулками можно будет только с помощью сварочного инвертора … В этом случае необходимо заранее подготовить вывод. Фланец в устройстве следует устанавливать только на зажимное кольцо. Также важно подобрать для устройства качественное масло.Все это нужно для того, чтобы износ кольца был незначительным. В этом случае втулка устанавливается непосредственно под улиткой. При этом чехол для него используется довольно редко. В этой ситуации расстояние до стойки нужно рассчитывать заранее. Он не должен касаться сцепления.

Модификация с приводным механизмом

Чтобы сделать вихревой теплогенератор своими руками с приводным механизмом, сначала нужно выбрать хороший электродвигатель.Его мощность должна быть не менее 4 кВт. Все это даст хорошие теплопроизводительность. Корпуса для устройства чаще всего чугунные. В этом случае выходные отверстия необходимо заземлить отдельно. Для этого можно использовать напильник. Для электродвигателя ручного типа целесообразнее подбирать ротор … Муфту необходимо прикрепить к защитной шайбе. Многие специалисты советуют устанавливать улитку только после диффузора.

Таким образом можно будет поставить пломбу на верхнюю крышку. Механизм прямого привода должен располагаться над электродвигателем.Однако сегодня есть модификации с его боковой установкой. В этом случае стойки необходимо приварить с обоих концов. Все это значительно повысит долговечность устройства. Последнее, что нужно сделать, это установить ротор. На этом этапе особое внимание следует уделить креплению кожуха.

В связи с высокими ценами на промышленное отопительное оборудование многие мастера собираются своими руками изготовить экономичный вихревой теплогенератор.

Такой теплогенератор представляет собой всего лишь слегка модифицированный центробежный насос… Однако для того, чтобы собрать такое устройство самостоятельно, даже имея все схемы и чертежи, нужно иметь хотя бы минимальные знания в этой области.

Принцип работы

Охлаждающая жидкость (чаще всего используется вода) попадает в кавитатор, где установленный электродвигатель раскручивает и рассекает его винтом, в результате образуются пузырьки с парами (такое бывает и при подводной лодке и корабль плывет, оставляя определенный след).

Двигаясь вдоль теплогенератора, они разрушаются, за счет чего выделяется тепловая энергия… Этот процесс называется кавитацией.

По словам Потапова, создателя кавитационного теплогенератора, принцип работы этого типа устройств основан на возобновляемой энергии. За счет отсутствия дополнительного излучения по теории КПД такого агрегата может составлять около 100%, так как практически вся затрачиваемая энергия уходит на нагрев воды (теплоносителя).

Создание каркаса и выбор элемента

Чтобы сделать самодельный вихревой теплогенератор и подключить его к системе отопления, необходим двигатель.

Причем, чем больше у него мощность, тем больше он сможет нагреть теплоноситель (то есть будет выделять больше тепла и быстрее). Однако здесь необходимо ориентироваться на рабочее и максимальное напряжение в сети, которое будет к нему подаваться после монтажа.

При выборе водяного насоса необходимо учитывать только те варианты, от которых двигатель может раскручиваться. Причем он должен быть центробежного типа, иначе ограничений по его выбору нет.

Также нужно подготовить станину для двигателя.Чаще всего это обычный железный каркас, к которому крепятся железные уголки. Размеры такой кровати будут зависеть в первую очередь от габаритов самого двигателя.

После его выбора необходимо обрезать углы соответствующей длины и сварить саму конструкцию, что должно позволить разместить все элементы будущего теплогенератора.

Далее нужно вырезать еще один угол для крепления электродвигателя и приварить его к раме, но поперек. Последний штрих в подготовке каркаса — покраска, после которой уже можно монтировать силовую установку и насос.

Конструкция корпуса теплогенератора

Такое устройство (рассматривается гидродинамический вариант) имеет корпус в виде цилиндра.

Подключается к системе отопления через сквозные отверстия, которые находятся на его сторонах.

Но главным элементом этого устройства является именно жиклер, расположенный внутри этого цилиндра, непосредственно рядом с входом.

Примечание: важно, чтобы размер входного патрубка форсунки соответствовал 1/8 диаметра самого цилиндра.Если его размер меньше этого значения, то вода физически не может пройти через него в нужном количестве. В этом случае насос будет очень горячим из-за повышенного давления, что также окажет негативное влияние и на стенки деталей.

Как сделать

Для создания самодельного генератора понадобится термошлифовальная машина, электродрель, а также сварочный аппарат.

Процесс будет происходить следующим образом:

1. Сначала вам нужно отрезать кусок довольно толстой трубы, общим диаметром 10 см и длиной не более 65 см.После этого нужно сделать на нем внешнюю канавку 2 см и обрезать нить.
2. Теперь из точно такой же трубы необходимо сделать несколько колец длиной 5 см, после чего нарезается внутренняя резьба, но только с одной ее стороны (то есть полукольцо) на \ u200пляж.
3. Далее нужно взять лист металла толщиной, аналогичной толщине трубы. Сделайте из него крышки. Их нужно приварить к кольцам с безрезьбовой стороны.
4. Теперь нужно проделать в них центральные отверстия.В первом он должен соответствовать диаметру сопла, а во втором — диаметру сопла. Кроме того, с внутренней стороны крышки, которая будет использоваться с насадкой, нужно сделать фаску с помощью сверла. В результате форсунка должна вылезти наружу.
5. Теперь подключаем теплогенератор ко всей этой системе. Отверстие помпы, откуда вода подается под давлением, необходимо подключить к патрубку, расположенному рядом с форсункой. Второй патрубок подсоедините ко входу в саму систему отопления.Но подключите выход от последнего ко входу насоса.

Таким образом, под давлением, создаваемым насосом, теплоноситель в виде воды начнет протекать через форсунку. Из-за постоянного движения теплоносителя внутри этой камеры он будет нагреваться. После этого он попадает прямо в систему отопления. А чтобы можно было регулировать результирующую температуру, нужно за патрубком установить шаровой кран.

Изменение температуры произойдет при изменении его положения, если он пропускает меньше воды (он будет в полузакрытом положении).Вода будет дольше оставаться и двигаться внутри корпуса, за счет чего ее температура повысится. Так устроен подобный водонагреватель.

Посмотрите видео, в котором дельные советы по изготовлению вихревого теплогенератора своими руками:

Для отопления частного дома и квартиры часто используют автономные генераторы. Предлагаем рассмотреть, что такое индукционный вихревой теплогенератор, принцип его работы, как сделать прибор своими руками, а также чертежи устройств.

Описание генератора

Существуют разные типы вихревых теплогенераторов, в основном они отличаются своей формой. Раньше использовались только трубчатые модели, сейчас активно используются круглые, асимметричные или овальные. Стоит отметить, что это небольшое устройство может полностью обеспечить систему отопления, а при правильном подходе и горячее водоснабжение.

Фото — Мини теплогенератор вихревого типа.

Вихревой и гидровихревой теплогенератор — это механическое устройство, которое отделяет сжатый газ от горячего и холодного потоков.Воздух, выходящий из «горячего» конца, может достигать температуры 200 ° C, а из холодного — до -50. Следует отметить, что основным преимуществом такого генератора является то, что в его электрическом устройстве нет движущихся частей, все неподвижно. Трубы чаще всего изготавливают из нержавеющей легированной стали, которая отлично выдерживает высокие температуры и внешние разрушающие факторы (давление, коррозия, ударные нагрузки).

Фото — Теплогенератор Vortex

Сжатый газ вдувается по касательной в вихревую камеру, после чего разгоняется до высокой скорости вращения.Из-за конического сопла на конце выпускной трубы только «входная» часть сжатого газа может двигаться в заданном направлении. Остальные вынуждены возвращаться во внутренний вихрь, диаметр которого меньше внешнего.

Где используются вихревые теплогенераторы:

1. В холодильных установках;
2. Для отопления жилых домов;
3. Для обогрева производственных помещений;

Следует иметь в виду, что вихревой газогидравлический генератор менее эффективен, чем традиционное оборудование для кондиционирования воздуха.Они широко используются для недорогого точечного охлаждения при наличии сжатого воздуха локального сетевого отопления.

Видео: исследование вихревых теплогенераторов

Принцип действия

Существуют различные объяснения причин возникновения вихревого эффекта вращения при полном отсутствии движения и магнитных полей.

Фото — Схема вихревого теплогенератора

В этом случае газ действует как тело вращения из-за его быстрого движения внутри устройства.Этот принцип работы отличается от общепринятого стандарта, где холодный и горячий воздух идет отдельно, потому что при объединении потоков по законам физики образуются разные давления, что в нашем случае вызывает вихревое движение газов.

Из-за наличия центробежной силы температура воздуха на выходе намного выше, чем температура на входе, это позволяет использовать устройства как для выработки тепла, так и для эффективного охлаждения.

Существует другая теория принципа действия теплогенератора, из-за того, что оба вихря вращаются с одинаковой угловой скоростью и направлением, внутренний угол вихря теряет свой угловой момент.С уменьшением момента кинетическая энергия передается внешнему вихрю, в результате чего образуются разделенные потоки горячего и холодного газа. Этот принцип работы является полным аналогом эффекта Пельтье, в котором устройство использует давление (напряжение) электрической энергии для перемещения тепла к одной стороне разнородного металлического соединения, в результате чего другая сторона охлаждается, а потребляемая энергия уменьшается. вернулся к источнику.

Фото — Принцип работы гидротипа-генератора

Преимущества вихревого теплогенератора :

• Обеспечивает значительную (до 200 º С) разницу температур между «холодным» и «горячим» газом, работает даже при низком давлении на входе;
• Работает с КПД до 92%, не требует принудительного охлаждения;
• Преобразует весь входящий поток в один охлаждающий.Благодаря этому практически исключена возможность перегрева систем отопления
• Энергия, вырабатываемая в вихревой трубе, используется в едином потоке, что способствует эффективному нагреву природного газа с минимальными потерями тепла;
• Обеспечивает эффективное разделение температуры вихря входящего газа при атмосферном давлении и выходного газа при отрицательном давлении.

Такой альтернативный вариант отопления при практически нулевом потреблении вольт, отлично обогревает помещение от 100 квадратных метров (в зависимости от модификации). Основные минусы : Это дороговизна и редкость на практике.

Как сделать теплогенератор своими руками

Теплогенераторы Vortex — очень сложные устройства; На практике можно сделать автомат ВТГ Потапа, схема которого подходит как для домашних, так и для производственных работ.

Фото — Вихревой теплогенератор Потапов

Так появился механический теплогенератор Потапова (КПД 93%), схема которого представлена ​​на рисунке.Несмотря на то, что Николай Петраков был первым, кто получил патент, именно устройство Потапова пользуется особым успехом у домашних мастеров.

На этой схеме показана конструкция вихревого генератора. Смесительная труба 1 соединена с фланцем нагнетательного насоса, который, в свою очередь, подает жидкость с давлением от 4 до 6 атмосфер. Когда вода попадает в коллектор, как показано на рисунке 2, образуется вихрь, который подается в специальную вихревую трубку (3), длина которой в 10 раз больше диаметра.Вихрь воды движется по спиральной трубе у стенок к горячей трубе. Этот конец заканчивается дном 4, в центре которого имеется специальное отверстие для выхода горячей воды.

Для регулирования потока перед днищем расположено специальное тормозное устройство, или выпрямитель потока воды 5, он состоит из нескольких рядов пластин, которые приварены к втулке по центру. Втулка соосна трубке 3. В момент, когда вода движется по трубке к выпрямителю по стенкам, в осевом сечении образуется противоток.Здесь вода движется к соплу 6, которое врезается в стенку улитки и трубу подачи жидкости. Здесь производитель установил еще один 7-дисковый выпрямитель потока для регулирования потока холодной воды … Если тепло выходит из жидкости, то оно через специальный байпас 8 направляется в горячий конец 9, где вода смешивается с нагретой водой. с помощью миксера 5.

Непосредственно из трубы горячего водоснабжения жидкость попадает в радиаторы, после чего, делая «круг», возвращается в теплоноситель для повторного нагрева.Далее источник нагревает жидкость, насос повторяет круг.

Согласно этой теории, существуют даже модификации теплогенератора для массового производства низкого давления. К сожалению, проекты хороши только на бумаге, в реальности ими мало кто пользуется, особенно если учесть, что расчет ведется по теореме Вириала, которая должна учитывать энергию Солнца (переменное значение) и центробежная сила в пробирке.

Формула выглядит следующим образом:

Эпот = — 2 Экин

Где Экин = мВ2 / 2 — кинетическое движение Солнца;

Масса планеты m, кг.

Бытовой теплогенератор вихревого типа для потаповской воды может иметь следующие технические характеристики:

Фото — Модификации вихревых теплогенераторов

Обзор цен

Несмотря на относительную простоту, купить вихревые кавитационные теплогенераторы зачастую проще, чем собрать самодельный прибор самостоятельно. Генераторы нового поколения продаются во многих крупных городах России, Украины, Белоруссии и Казахстана.

Считайте прайс из открытых источников (мини-аппараты будут дешевле), сколько стоит генератор Мустафаева, Болотова и Потапова:

Самая низкая цена на теплогенератор вихревой энергии марок Акойл, Вита, Гравитон, Муст, Евроальянс, Юсмар, НТК, в Ижевске, например, около 700 000 руб.При покупке обязательно проверяйте паспорт устройства и сертификаты качества.

Устройство

, плюсы и минусы использования в системах отопления. Теплоустановка Потапова

Википедия утверждает, что теплогенератор — это устройство, которое генерирует тепло за счет сжигания некоторого количества топлива. Сразу возникает вопрос: что именно нужно сжигать в вихревом теплогенераторе ТГ, ионном теплогенераторе или электродном котле? Ниже представлена ​​диаграмма со стандартным порядком сжигания топлива в соответствующей камере, передачи тепла потребителю, и фактически утверждаются ограничения по сфере применения вихревых и других теплогенераторов — только небольшие здания и индивидуальное отопление.

Поскольку даже электродные котлы способны обогревать массивные здания, я хочу обвинить Википедию в неграмотности следующими аргументами.

Принцип работы вихревых теплогенераторов

Первоначально явление вихревой кавитации было обнаружено при наблюдении за поведением и работой лопастей гребных винтов кораблей. Сразу же открытое явление получило отрицательную оценку, так как привело к повреждению и преждевременному износу лопаток. Однако сегодня кавитация используется для экономичного нагрева и нагрева воды в вихревых теплогенераторах, которые производит наша компания.

«Обуздав» эффект кавитации, удалось создать высокоэффективный вихревой теплогенератор, работа которого основана на довольно простом принципе — создании вихревых потоков воды. Для этого используется стандартный асинхронный двигатель, который, смешивая обратный и возмущающий потоки воды, создает мощные завихрения, приводящие к образованию микроскопических пузырьков газа.

Специальная конструкция гидродинамического смесителя и давление откачки воды заставляют пузырьки газа схлопываться, высвобождая огромное количество тепловой энергии.Внутренняя температура пузырьков в момент схлопывания достигает 1500 ° С. Вы можете себе представить, какой потенциал кроется в простой воде.

По сравнению с системами прямого электрического нагрева, вихревые теплогенераторы имеют гораздо более высокое отношение полезной тепловой мощности к потребляемой мощности.

Этот показатель может быть во много раз больше, а то и больше единицы. Это обстоятельство получило в исследовательской среде название «сверхблоки», то есть способность передавать полтора и более киловатт тепла с выходного киловатта.Это «сверхъединство» выходит за рамки научных академических догм, поэтому официального объяснения этому механизму нет. Несмотря на это, независимым исследователям удалось построить адекватную модель процесса кавитации, в которой не применяются «эзотерические» гипотезы. При этом «сверхъединство» получает естественное оправдание, не противоречащее основным законам сохранения энергии.

Немного теории

Первым шагом в этой модели является пересмотр представлений о содержании термина «кавитационный пузырь».

В соответствии с правилами термодинамики преобразование электрической энергии в тепло невозможно со 100% -ным КПД и КПД теплогенератора может принимать значения в пределах 100% (или единиц).

Однако есть подтвержденные факты работы кавитационных вихревых теплогенераторов с КПД 100% и более. Например, официально зарегистрировано государственных испытаний теплового кавитационного насоса белорусской компании «Юрле», которые проводил Институт тепломассообмена им.В. Лыкова Национальная академия наук Беларуси. Подтвержденный коэффициент преобразования составил 0,975-1,15 (без учета потерь тепла в окружающую среду) «. Ряд производителей продают кавитационные вихревые теплогенераторы с КПД 1,25 и 1,27. Вихревые теплогенераторы нашей компании работают бесперебойно и экономично, что в определенных режимах работы демонстрируют превышение полезной тепловой мощности над потребляемой электрической мощностью в 1,48 раза и более.

Ожидается реакция научного сообщества на эти достижения: ученые мужи внимательно их игнорируют, делая вид, что этих фактов не существует (пример об этом в видео).Но есть разгадка парадокса «сверхединства» и, на наш взгляд, ответ здесь довольно прост. В этих устройствах электричество не преобразуется в нагрев воды, а просто служит инструментом для поддержки самого процесса.

Он служит своеобразным катализатором, при наличии которого происходит перераспределение энергий, изначально характерное для самой воды. В процессе этого перераспределения конфигурация различных видов энергии в структуре теплоносителя изменяется таким образом, что это приводит к повышению температуры воды.

Предлагаемая ниже версия этих процессов является прямым следствием современных представлений о температуре и тепле, предложенных независимыми исследователями. Кратко резюмируем тезисы этой теории:

1. Температура тела не является показателем содержания энергии в организме. Этот параметр характеризует распределение различных видов энергии в объекте. В целом общее количество энергий объекта не меняется и остается постоянным при любой температуре.
2. Во время теплового контакта двух тел с разными температурами тепловая энергия не передается от горячего тела к холодному, несмотря на то, что их температуры уравниваются и устанавливаются равными для обоих. Фактически в каждом из тел происходит перераспределение их внутренней энергии.
3. Температуру объекта можно повышать без передачи от него энергии извне и без выполнения каких-либо работ с ним.

Вероятно, такой нагрев теплоносителя происходит при работе вихревых теплогенераторов за счет кавитации.В этом случае потребляемая мощность от сети расходуется локально для снижения давления в воде. По этой причине в воде образуются кавитационные агрегаты молекул. Следующий этап превращения этих молекул не связан с потреблением электричества или его мощностью. Как описано ранее, нагрев кавитационных объектов-молекул, приводящий к эффективному тепловому результату, не требует дополнительных вмешательств электричества извне. Соответственно, поскольку тепловая энергия на выходе оборудования здесь не зависит от электрической мощности на входе, нет ограничений на превышение полезной мощности над потребляемой.Собственно, положения этой теории успешно воплощены в кавитационных вихревых теплогенераторах, и ее тезисы достигаются в правильно выбранных режимах работы.

Следовательно, «запредельный» КПД (более 100%) этих режимов в соответствии с предложенной теорией не противоречит классическому закону сохранения энергии. В качестве примера можно привести аналогию с работой слаботочного реле, которое переключает большие токи. Или работа детонатора, приводящая к мощному взрыву.

Следует отметить, что работа вихревого теплогенератора стала своеобразным маркером, который так ярко и наглядно демонстрирует «сверхъединичность» процессов преобразования энергии вопреки устоявшимся академическим догмам. Предлагаем вам взглянуть на «сверхъединство» с другой точки зрения: если соответствующее оборудование не достигает «сверхъединства», то это свидетельствует о несовершенной конструкции изделия или неправильно выбранном режиме работы.

Отметим важное положительное практическое свойство вихревого теплогенератора: удачная конструкция, которая образует кавитационные агрегаты молекул, вызывая их взрывную конденсацию, не приводит их в контакт с рабочими частями изделия и даже близко к ним.Кавитационные пузырьки движутся в свободном объеме воды. В результате при длительной эксплуатации вихревого оборудования симптомы кавитационной эрозии практически полностью отсутствуют. В то же время это значительно снижает уровень акустического шума, возникающего в результате кавитации.

Купить теплогенератор вихревой

Вы можете приобрести необходимую модель вихревого теплогенератора или согласовать условия поставки, установки и получить ориентировочную смету, связавшись с нами через любую контактную форму на этой странице.

Обогрев дома, гаража, офиса, торгового помещения — это вопрос, который необходимо решать сразу после постройки помещения. И неважно, какое время года на улице. Зима все равно наступит. Так что позаботьтесь о том, чтобы внутри было тепло заранее. Тем, кто покупает квартиру в многоэтажном доме, беспокоиться не о чем — строители уже все сделали. Но тем, кто строит свой дом, обустраивает гараж или отдельную небольшую постройку, придется выбирать, какую систему отопления установить.И одним из решений станет вихревой теплогенератор.

Разделение воздуха, то есть разделение его на холодную и горячую фракции в вихревой струе — явление, легшее в основу вихревого теплогенератора, было обнаружено около ста лет назад. И как это часто бывает, лет 50 никто не мог придумать, как им пользоваться. Так называемую вихревую трубку модернизировали множеством способов и пытались приспособить практически ко всем видам человеческой деятельности. Однако везде он уступал как по цене, так и по эффективности существующим устройствам.Пока русскому ученому Меркулову не пришла в голову идея смыть воду внутри, он не установил, что температура на выходе повышается в несколько раз и не называл этот процесс кавитацией. Цена устройства не сильно снизилась, зато КПД стал почти стопроцентным.

Принцип действия

Так что же это за загадочная и доступная кавитация? Но все довольно просто. Во время прохождения через вихрь в воде образуется множество пузырьков, которые, в свою очередь, лопаются, высвобождая определенное количество энергии.Эта энергия нагревает воду. Количество пузырьков не сосчитать, но температуру воды можно повысить с помощью вихревого кавитационного теплогенератора до 200 градусов. Было бы глупо не воспользоваться этим.

Два основных типа

Несмотря на то, что есть сообщения о том, что кто-то где-то своими руками сделал уникальный вихревой теплогенератор, настолько мощный, что можно обогреть целый город, в большинстве случаев это обычные газетные утки, не имеющие реальной основы . Когда-нибудь, возможно, это произойдет, но пока принцип действия этого устройства можно использовать только двумя способами.

Роторный теплогенератор. Корпус центробежного насоса в этом случае будет выполнять роль статора. В зависимости от мощности по всей поверхности ротора просверливаются отверстия определенного диаметра. Именно из-за них появляются такие же пузырьки, разрушение которых нагревает воду. Преимущество такого теплогенератора только одно. Это намного продуктивнее. Но минусов намного больше.

• Эта установка очень шумная.
• Износ деталей увеличен.
• Требует частой замены прокладок и уплотнений.
• Слишком дорогое обслуживание.

Статический теплогенератор. В отличие от предыдущей версии здесь ничего не крутится, и процесс кавитации происходит естественным образом. Работает только помпа. А список достоинств и недостатков имеет совершенно противоположную направленность.

• Устройство может работать при низком давлении.
• Разница температур холодного и горячего концов довольно большая.
• Абсолютно безопасно, где бы оно ни использовалось.
• Быстрый нагрев.
• КПД 90% и выше.
• Возможность использования как для обогрева, так и для охлаждения.

Единственный недостаток статической ВТГ — высокая стоимость оборудования и связанный с этим относительно длительный срок окупаемости.

Как собрать теплогенератор

При всех этих научных терминах, которые могут напугать незнакомца с физикой человека, сделать ВТГ в домашних условиях вполне возможно.Конечно, повозиться придется, но если все сделать правильно и качественно, можно в любой момент насладиться теплом.

А для начала, как и в любом другом деле, придется подготовить материалы и инструменты. Вам понадобится:

• Сварочный аппарат.
• Шлифовальный станок.
• Электродрель.
• Набор ключей гаечных.
• Набор сверл.
• Уголок металлический.
• Болты и гайки.
• Толстая металлическая труба.
• Две насадки с резьбой.
• Муфты.
• Электродвигатель
• Центробежный насос.
• Джет.

Теперь можно приступить непосредственно к работе.

Установить двигатель

Электродвигатель, выбранный в соответствии с имеющимся напряжением, монтируется на станине, приваривается или собирается с помощью болтов, из угла. Общий размер станины рассчитан таким образом, чтобы в ней можно было разместить не только двигатель, но и насос. Грядку лучше покрасить, чтобы не было ржавчины. Разметьте отверстия, просверлите и установите мотор.

Подключаем насос

Насос надо выбирать по двум критериям. Во-первых, он должен быть центробежным. Во-вторых, мощности двигателя должно хватить, чтобы его раскрутить. После установки насоса на станину алгоритм действий следующий:

• В толстой трубе диаметром 100 мм и длиной 600 мм с двух сторон нужно сделать внешний паз 25 мм. и вдвое меньшей толщины. Резьба
• На двух кусках одной и той же трубы, каждый длиной 50 мм, разрежьте внутреннюю резьбу на половину длины.
• Приварите металлические заглушки достаточной толщины со стороны, противоположной резьбе.
• Сделайте отверстия в центре крышек. Один по размеру насадки, второй по размеру насадки. С внутренней стороны отверстия под насадку сверлом большого диаметра необходимо снять фаску, чтобы получилась аналогичная насадка.
• Форсунка сопла соединена с насосом. К отверстию, из которого под давлением подается вода.
• Вход отопления подключен ко второй трубе.
• К входу насоса подключен выход системы отопления.

Цикл закрыт. Вода под давлением будет подаваться в форсунку и из-за образовавшегося там вихря и эффекта кавитации начнет нагреваться. Температуру можно регулировать, установив за трубой шаровой кран, по которому вода поступает в систему отопления.

Слегка прикрыв ее, можно повысить температуру, и наоборот, открыв ее, понизить.

Будем дорабатывать теплогенератор

Это может показаться странным, но эту довольно сложную конструкцию можно улучшить, дополнительно увеличив ее производительность, что будет несомненным плюсом для отопления частного дома с большой площадью. Это усовершенствование основано на том факте, что сам насос имеет свойство терять тепло. Значит, нужно сделать так, чтобы он тратил как можно меньше.

Этого можно добиться двумя способами. Изолируйте насос любыми подходящими теплоизоляционными материалами.Или окружите его водяной рубашкой. Первый вариант понятен и доступен без объяснения причин. А вот на втором стоит остановиться подробнее.

Чтобы построить водяную рубашку для насоса, вам необходимо поместить ее в специально разработанный герметичный резервуар, способный выдержать давление всей системы. В этот резервуар будет подаваться вода, а оттуда ее будет забирать насос. Внешняя вода также нагреется, что позволит насосу работать намного продуктивнее.

Глушитель завихрений

Но оказывается, это еще не все.Изучив и поняв принцип работы вихревого теплогенератора, вы можете оборудовать его вихревым гасителем. Струя воды под высоким давлением ударяется о противоположную стену и закручивается. Но таких вихрей может быть несколько. Достаточно установить внутри устройства конструкцию, напоминающую по виду хвостовик авиационной бомбы. Делается это так:

• Из трубы чуть меньшего диаметра, чем сам генератор, необходимо вырезать два кольца шириной 4-6 см.
• Приварите внутрь колец шесть металлических пластин, подобранных таким образом, чтобы вся конструкция получилась длиной, равной четверти длины корпуса самого генератора.
• При сборке устройства закрепите эту конструкцию внутри напротив насадки.

Нет предела совершенству и быть не может, и в наше время занимаемся усовершенствованием вихревого теплогенератора. Не все могут это сделать. Но собрать устройство по приведенной выше схеме вполне возможно.

Мы заметили, что цены на отопление и горячее водоснабжение выросли, и вы не знаете, что с этим делать? Решение проблемы дорогостоящих энергоресурсов — вихревой теплогенератор. Я расскажу о том, как устроен вихревой теплогенератор и каков принцип его работы. Вы также узнаете, можно ли собрать такое устройство своими руками и как это сделать в домашней мастерской.

Немного истории

Вихревой теплогенератор считается перспективной и инновационной разработкой.Между тем технология не нова, так как почти 100 лет назад ученые думали, как применить явление кавитации.

Первая действующая опытная установка, так называемая «вихревая труба», была изготовлена ​​и запатентована французским инженером Джозефом Ранком в 1934 году.

Ранк первым заметил, что температура воздуха, поступающего в циклон (воздухоочиститель), отличается от температуры того же воздушного потока на выходе. Однако на начальных этапах стендовых испытаний вихревую трубу проверяли не на эффективность нагрева, а на эффективность охлаждения воздушного потока.

Технология получила новое развитие в 60-х годах ХХ века, когда советские ученые придумали, как улучшить трубу Ранка, введя в нее жидкость вместо потока воздуха.

Из-за большей по сравнению с воздухом плотности жидкой среды температура жидкости при прохождении через вихревую трубку изменялась более интенсивно. В результате экспериментально было установлено, что жидкая среда, проходящая через улучшенную трубу Ранга, нагревалась аномально быстро с коэффициентом преобразования энергии 100%!

К сожалению, в то время не было необходимости в дешевых источниках тепловой энергии, и технология не нашла практического применения.Первые действующие кавитационные установки, предназначенные для нагрева жидкой среды, появились только в середине 90-х годов ХХ века.

Серия энергетических кризисов и, как следствие, растущий интерес к альтернативным источникам энергии привели к возобновлению работ по созданию эффективных преобразователей энергии для перевода струи воды в тепло. В результате сегодня можно купить установку необходимой мощности и использовать ее в большинстве систем отопления.

Принцип действия

Кавитация позволяет не отдавать воде тепло, а отводить тепло от движущейся воды, нагревая ее до значительных температур.

Схема существующих образцов вихревых теплогенераторов, по-видимому, проста. Мы видим массивный двигатель, к которому подключено цилиндрическое устройство «улитка».

«Улитка» — это модифицированная версия трубы Rank. Благодаря характерной форме, интенсивность кавитационных процессов в полости «улитки» намного выше по сравнению с вихревой трубкой.

В полости «улитки» находится диск-активатор — диск со специальной перфорацией.При вращении диска активируется жидкая среда в «улитке», из-за чего происходят кавитационные процессы:

• Электродвигатель вращает дисковый активатор . Дисковый активатор — важнейший элемент конструкции теплогенератора, он связан с электродвигателем через прямой вал или через ременную передачу. При включении устройства двигатель передает крутящий момент на активатор;
• Активатор раскручивает жидкую среду .Активатор устроен таким образом, что жидкая среда, попадая в полость диска, закручивается и приобретает кинетическую энергию;
• Преобразование механической энергии в тепло . Выходя из активатора, жидкая среда теряет ускорение и в результате резкого торможения возникает эффект кавитации. В результате кинетическая энергия нагревает жидкую среду до + 95 ° C, а механическая энергия становится тепловой.

Сфера применения

Интеграция в систему отопления частного дома

Чтобы использовать теплогенератор в системе отопления, его необходимо в нее встроить.Как это правильно делать? На самом деле в этом нет ничего сложного.

Перед генератором установлен центробежный насос (на рисунке цифрой 2) (на рисунке — 1), на который будет подаваться вода с давлением до 6 атмосфер. После генератора устанавливается расширительный бак (на рисунке — 6) и запорная арматура.

Преимущества использования кавитационных теплогенераторов

Схема изготовления теплогенератора кавитационного типа

Для того, чтобы сделать рабочий прибор своими руками, рассмотрим чертежи и схемы существующих устройств, эффективность которых установлена ​​и задокументирована в патентных ведомствах.

Обобщить

Теперь вы знаете, что представляет собой популярный и востребованный источник альтернативной энергии. Так что решить, подойдет ли такое оборудование, вам будет несложно.Также рекомендую посмотреть видео в этой статье.

В связи с дороговизной промышленного отопительного оборудования многие мастера собираются сделать экономичный вихревой теплогенератор своими руками.

Такой теплогенератор представляет собой всего лишь слегка модифицированный центробежный насос. Однако для того, чтобы собрать такое устройство самостоятельно, даже имея все схемы и чертежи, нужно иметь хотя бы минимальные знания в этой области.

Принцип действия

Охлаждающая жидкость (чаще всего используется вода) попадает в кавитатор, где установленный электродвигатель раскручивает и рассекает его винтом, в результате чего образуются пузырьки с парами (такое бывает, когда подводная лодка и корабль плывут, оставляя определенный след).

Двигаясь вдоль теплогенератора, они разрушаются, за счет чего выделяется тепловая энергия. Такой процесс называется кавитацией.

По словам Потапова, создателя кавитационного теплогенератора, принцип работы этого типа устройств основан на возобновляемой энергии. Из-за отсутствия дополнительного излучения по теории КПД такого агрегата может составлять около 100%, так как практически вся используемая энергия уходит на нагрев воды (теплоносителя).

Каркас и выбор позиций

Чтобы сделать самодельный вихревой теплогенератор, для подключения его к системе отопления понадобится мотор.

Причем, чем больше у него мощность, тем больше он сможет нагреть теплоноситель (то есть будет выделять тепло быстрее и больше). Однако необходимо ориентироваться на рабочее и максимальное напряжение в сети, которое будет к ней подаваться после установки.

Выбирая водяную помпу, необходимо учитывать только те варианты, от которых может крутиться двигатель. При этом он должен быть центробежного типа, иначе ограничений по его выбору нет.

Также нужно подготовить раму для двигателя.Чаще всего это обычный железный каркас, куда крепятся железные уголки. Размеры такой кровати будут зависеть, прежде всего, от габаритов самого двигателя.

После его выбора необходимо обрезать углы соответствующей длины и сварить саму конструкцию, что должно позволить разместить все элементы будущего теплогенератора.

Далее для крепления мотора отрезаем еще угол и привариваем к раме, но уже поперек. Последний штрих в подготовке каркаса — покраска, после которой уже можно монтировать силовую установку и насос.

Конструкция корпуса теплогенератора

Такое устройство (рассматривается гидродинамический вариант) имеет корпус в виде цилиндра.

Подключается к системе отопления через сквозные отверстия по бокам.

Но главным элементом этого устройства является именно форсунка, расположенная внутри этого цилиндра, непосредственно рядом с входом.

Примечание: важно, чтобы входной размер сопла составлял 1/8 диаметра самого цилиндра. Если его размер меньше этого значения, то вода физически не сможет пройти через него в нужном количестве.В этом случае насос сильно нагреется из-за повышенного давления, что также негативно скажется на стенках деталей.

Как сделать

Для создания самодельного теплогенератора понадобится шлифовальный станок, электродрель, а также сварочный аппарат.

Процесс будет следующим:

1. Сначала нужно отрезать кусок трубы достаточно толстой, общим диаметром 10 см и длиной не более 65 см.После этого нужно сделать на нем внешнюю канавку 2 см и обрезать нить.
2. Теперь из точно такой же трубы необходимо сделать несколько колец длиной 5 см, после чего нарезается внутренняя резьба, но только с одной ее стороны (то есть полукольца) на каждой.
3. Далее нужно взять лист металла толщиной, аналогичной толщине трубы. Сделайте из него крышки. Их нужно приварить к кольцам со стороны, где у них нет резьбы.
4. Теперь нужно проделать в них центральные отверстия.В первом он должен соответствовать диаметру сопла, а во втором — диаметру сопла. При этом с внутренней стороны крышки, которая будет использоваться с жиклером, нужно сделать фаску с помощью сверла. В результате форсунка должна выйти.
5. Теперь подключаем теплогенератор ко всей этой системе. Отверстие под насос, откуда под давлением подается вода, необходимо подсоединить к форсунке, расположенной рядом с форсункой. Вторую трубу подключите ко входу в саму систему отопления.Но подключите выход от последнего ко входу насоса.

Таким образом, под давлением, создаваемым насосом, теплоноситель в виде воды начнет проходить через форсунку. Из-за постоянного движения теплоносителя внутри этой камеры он будет нагреваться. После этого он попадает непосредственно в систему отопления. А чтобы можно было регулировать получаемую температуру, нужно установить за трубой шаровой кран.

Изменение температуры произойдет при изменении его положения, если он будет пропускать воду меньше (он будет в полузакрытом положении).Вода будет дольше задерживаться и перемещаться внутри корпуса, за счет чего ее температура повысится. Так устроен подобный водонагреватель.

Посмотрите видео с практическими советами по изготовлению вихревого теплогенератора своими руками:

Как создать магнитный двигатель на свободной энергии

Многие пытались построить магнитный двигатель, вырабатывающий бесплатную энергию. Я многое вижу в своем ежедневном поиске из новостей об альтернативной энергии, но я узнал, что энергия не бесплатна, вечных двигателей не существует, все берется откуда-то и помещается в другое место.

Бесплатная энергия от магнитов подчиняется тому же правилу.

Существует также так называемая «свободная энергия», энергия нулевой точки, математически подтвержденная многими учеными. Моя обязанность как зеленого оптимиста — собрать все, что я вижу, что кто-то изо всех сил пытается объяснить и продемонстрировать, поместить это в одно место и позволить людям увидеть и прокомментировать. Таков пример этого магнитного двигателя.

Но есть и «зеленые пессимистические» сайты. Когда они видят что-то, выходящее за рамки «здравого смысла», они пугаются и кричат ​​что-то вроде «Боже, этого не может быть! Мне не нужны доказательства! Я не должен об этом думать! Погиби, сатана! »

Я взял такую ​​статью сегодня как вдохновение, потому что в ней говорится о магнитном двигателе, одной из моих любимых тем о свободной энергии, о которой я мало слышал в последнее время.

Вот весь процесс преобразования свободной магнитной энергии в механическую, объясненный автором изобретения (Сандип Ачарья):

«Представьте себе два мощных магнита. Одна неподвижная пластина над вращающимся диском с северной стороной, параллельной поверхности диска, а другая на вращающейся пластине, соединенной с малой шестерней G1. Если магнит на северной стороне шестерни G1 параллелен той, что находится над вращающимся диском, то они оба будут отталкивать друг друга. Теперь магнит над левым диском будет пытаться повернуть диск внизу (подумайте) по часовой стрелке.

Теперь есть еще один магнит на угловом расстоянии 30 ° на вращающемся диске по обе стороны от магнита M1. Теперь большая шестерня G0 соединена непосредственно с вращающимся диском стержнем. Таким образом, после отталкивания, если вращающийся диск вращается, он будет вращать шестерню G0, которая соединена с шестерней G1. Таким образом, магнит над G1 вращается в направлении, перпендикулярном направлению поверхности неподвижного диска.

Теперь угол и соотношение зубцов G0 и G1 таковы, что когда магнит M1 перемещается на 30 градусов, другой магнит, который пришел в положение, в котором был M1, будет отталкиваться магнитом фиксированного диска, как магнит на фиксированном диске. -диск переместился на 360 градусов по пластине над шестерней G1.Таким образом, если первое отталкивание Магнитов M1 и M0 достаточно мощное, чтобы заставить вращающийся диск вращаться на 30 градусов или более, диск будет вращаться до тех пор, пока не возникнет ошибка положения диска, потеря трения или потеря магнитной энергии.

Пространство между двумя дисками чуть больше ширины магнитов M0 и M1 и пространства, необходимого для соединения шестерни G0 с вращающимся диском с помощью стержня. Сейчас я не тестировал на реальных объектах. При проектировании вы можете подумать о потерях или можете подумать, что когда вращающийся диск поворачивается на 30 градусов, а магнит M0 будет вращаться по часовой стрелке на пластине над G2, он может начать отталкивать M1 после того, как он повернулся примерно на 25 градусов, решение состоит в том, чтобы используйте более мощные магниты.

Если все объекты сделаны точно с заданными размерами и прямоугольные кубические магниты достаточно мощны, чтобы повернуться более чем на 30 градусов при первом отталкивании, тогда система будет работать.

Здесь трением и другими потерями пренебрегаем, так как магниты намного мощнее. Но подумайте о трении между вращающимся диском и валом, им можно пренебречь, используя магнитное соединение между ними.

Слева указаны первичные размеры необходимых объектов. Если вы найдете причину, по которой этот механизм не работает, дайте мне знать.”

Мне кажется, что это в основном мотор Perendev, представленный в одноименной категории нашего блога. Перендева обвинили в мошенничестве с некоторыми людьми и даже некоторое время служили. Тем не менее, может быть, когда-нибудь кто-нибудь сможет производить бесплатную энергию с помощью магнитных двигателей.

Как вы думаете? Это могло сработать?

(Посещено 141502 раза, сегодня 7 посещений)

Обогрейте дом с помощью механической ветряной мельницы

Иллюстрация: Рона Бинай для журнала Low-tech.

При правильных условиях механическая ветряная мельница с увеличенной тормозной системой является дешевой, эффективной и устойчивой системой отопления.

Тепло против электричества

В мировом масштабе спрос на тепловую энергию соответствует одной трети предложения первичной энергии, в то время как спрос на электроэнергию составляет только одну пятую. [1] В умеренном или холодном климате доля тепловой энергии еще выше. Например, в Великобритании на тепло приходится почти половина общего потребления энергии.[2] Если мы посмотрим только на домашние хозяйства, тепловая энергия для отопления помещений и нагрева воды в умеренном и холодном климате может составлять 60-80% от общего внутреннего спроса на энергию. [3]

Несмотря на это, возобновляемые источники энергии играют незначительную роль в производстве тепла. Основным исключением является традиционное использование биомассы для приготовления пищи и обогрева, но в «развитом» мире даже биомасса часто используется для производства электроэнергии вместо тепла. Использование прямого солнечного тепла и геотермального тепла обеспечивает менее 1% и 0.2% мирового спроса на тепло, соответственно [4] [5]. Хотя на возобновляемые источники энергии приходится более 20% мирового спроса на электроэнергию (в основном гидроэлектроэнергия), на них приходится только 10% глобального спроса на тепло (в основном из биомассы). [5] [6]

Прямое и косвенное производство тепла

Электроэнергия, произведенная из возобновляемых источников энергии, может быть — и преобразуется — в тепло косвенным образом. Например, ветряная турбина преобразует свою энергию вращения в электричество с помощью своего электрического генератора, и это электричество затем может быть преобразовано в тепло с помощью электрического нагревателя, электрического бойлера или электрического теплового насоса.Результатом является тепло, выделяемое ветровой энергией.

В частности, многие правительства и организации продвигают электрический тепловой насос как устойчивое решение для производства тепла из возобновляемых источников. Однако солнечная и ветровая энергия также может использоваться напрямую, без предварительного преобразования их в электричество — и, конечно же, то же самое относится и к биомассе. Прямое производство тепла дешевле, может быть более энергоэффективным и более устойчивым, чем косвенное производство тепла.

Прототипы ветряных мельниц, вырабатывающих тепло, построенные Эсрой Л.Соренсен в 1974 году. Фото Клауса Нибро. Источник: [13]

Прямая альтернатива солнечной фотоэлектрической энергии — солнечная тепловая энергия, технология, появившаяся в девятнадцатом веке после более дешевых технологий производства стекла и зеркал. Солнечная тепловая энергия может использоваться для нагрева воды, отопления помещений или в промышленных процессах, и это в 2-3 раза более энергоэффективно по сравнению с косвенным путем, включающим преобразование электроэнергии.

Практически никто не знает, что ветряная мельница может производить тепло напрямую.

Прямая альтернатива ветроэнергетике, которую все знают, — это старомодная ветряная мельница, которой не менее 2000 лет. Он передавал энергию вращения от своего ветряного ротора непосредственно на ось станка, например, для пиления дерева или шлифования зерна. Этот старомодный подход остается актуальным, в том числе в сочетании с новыми технологиями, поскольку он будет более энергоэффективным по сравнению с первым преобразованием энергии в электричество, а затем обратно во вращательную энергию.

Однако старомодная ветряная мельница может обеспечивать не только механическую, но и тепловую энергию. Проблема в том, что этого почти никто не знает. Даже Международное энергетическое агентство не упоминает прямое преобразование ветра в тепло, когда предлагает все возможные варианты производства тепла из возобновляемых источников. [1]

Ветряная мельница с водяным тормозом

Один тип ветряных мельниц, генерирующих тепло, преобразует энергию вращения непосредственно в тепло путем создания трения в воде с использованием так называемого «водяного тормоза» или «машины Джоуля».Теплогенератор, основанный на этом принципе, представляет собой ветряную мешалку или крыльчатку, установленную в изолированном резервуаре, заполненном водой. Из-за трения между молекулами воды механическая энергия преобразуется в тепловую. Нагретую воду можно перекачивать в здание для обогрева или стирки, и ту же концепцию можно применить к производственным процессам на заводе, требующим относительно низких температур. [7] [8] [9]

Чертеж системы отопления на базе ветряка с водяным тормозом.Источник: [8]

Машина Джоуля изначально задумывалась как измерительный прибор. Джеймс Джоуль построил его в 1840-х годах для своего знаменитого измерения механического эквивалента тепла: одна калория равна количеству энергии, необходимому для повышения температуры 1 кубического сантиметра воды на 1 градус Цельсия. [10]

Теплогенератор, основанный на этом принципе, представляет собой ветряную мешалку или крыльчатку, установленную в изолированный резервуар, наполненный водой

Самое интересное в ветряных мельницах с водяным тормозом то, что гипотетически они могли быть построены сотни или даже тысячи лет назад.Для них требуются простые материалы: дерево и / или металл. Но хотя мы не можем исключить их использование в доиндустриальные времена, первое упоминание о ветряных мельницах, производящих тепло, относится к 1970-м годам, когда датчане начали их строить после первого нефтяного кризиса.

Чертеж теплогенератора ветряной мельницы. Источник: [8]

В то время Дания почти полностью зависела от импорта нефти для отопления, из-за чего многие домашние хозяйства оставались в холоде, когда поставки нефти были нарушены.Поскольку у датчан уже была сильная культура DIY для небольших ветряных турбин, вырабатывающих электроэнергию на фермах, они начали строить ветряные мельницы для обогрева своих домов. Некоторые выбрали непрямой путь, преобразовывая вырабатываемую ветром электричество в тепло с помощью электрических нагревательных приборов. Другие, однако, разработали механические ветряные мельницы, которые непосредственно производили тепло.

Строить дешевле

Прямой подход к производству тепла значительно дешевле и более экологичен, чем преобразование электроэнергии, вырабатываемой ветром или солнечной энергией, в тепло с помощью электрических нагревательных устройств.На это есть две причины.

Во-первых, и это наиболее важно, механические ветряные мельницы менее сложны, что делает их более доступными и менее ресурсоемкими в строительстве, а также увеличивает срок их службы. В ветряке с водяным тормозом можно исключить электрический генератор, преобразователи энергии, трансформатор и коробку передач, а из-за экономии веса ветряная мельница должна быть менее прочной. Машина Джоуля имеет меньший вес, меньшие размеры и меньшую стоимость, чем электрический генератор. [11] Также важно, что стоимость хранения тепла на 60-70% ниже по сравнению с батареями или использованием резервных тепловых электростанций.[2]

Ветряк с водяным тормозом, построенный в Институте сельскохозяйственных технологий в 1974 году. Фото Рикара Матцена. Источник: [13]

Во-вторых, преобразование энергии ветра или солнца непосредственно в тепло (или механическую энергию) может быть более энергоэффективным, чем при использовании электрического преобразования. Это означает, что для подачи определенного количества тепла требуется меньше преобразователей солнечной и ветровой энергии и, следовательно, меньше места и ресурсов. Короче говоря, ветряная мельница, генерирующая тепло, устраняет основные недостатки энергии ветра: ее низкую удельную мощность и ее непостоянство.

Механические ветряные мельницы менее сложны, что делает их более доступными и менее ресурсоемкими в строительстве, а также увеличивает срок их службы.

Кроме того, прямое производство тепла значительно улучшает экономику и устойчивость небольших типов ветряных мельниц. Испытания показали, что небольшие ветряные турбины, производящие электричество, очень неэффективны и не всегда вырабатывают столько энергии, сколько необходимо для их производства. [12] Однако использование аналогичных моделей для производства тепла может снизить реальную энергию и затраты, увеличить срок службы и повысить эффективность.

Сколько тепла может производить ветряная мельница?

Датская ветряная мельница с водяным тормозом 1970-х годов была относительно небольшой машиной с диаметром ротора около 6 метров и высотой около 12 метров. Более крупные ветряные мельницы, генерирующие тепло, были построены в 1980-х годах. Чаще всего используются простые деревянные лезвия. В общей сложности задокументировано не менее дюжины различных моделей, как самодельных, так и коммерческих. [7] Многие из них были построены из использованных автомобильных запчастей и других выброшенных материалов. [13]

Одна из самых маленьких ветряных мельниц раннего производства в Дании прошла официальные испытания.Calorius type 37 с диаметром ротора 5 метров и высотой 9 метров производил 3,5 киловатта тепла при скорости ветра 11 м / с (сильный ветер, балл по шкале Бофорта 6). Это сопоставимо с теплопроизводительностью самых маленьких электрокотлов для отопления помещений. С 1993 по 2000 год датская фирма Westrup построила в общей сложности 34 ветряных мельницы с водяным тормозом на основе этой конструкции, и к 2012 году их все еще оставалось в эксплуатации. [7]

Ветряная мельница Calorius, вырабатывающая до 4 кВт тепла.Изображение предоставлено Nordic Folkecenter в Дании.

Гораздо более крупная ветряная мельница с водяным тормозом (диаметр ротора 7,5 м, башня 17 м) была построена в 1982 году братьями Сванеборг и отапливала дом одного из них (другой брат выбрал ветряную турбину и электрическую систему отопления). Ветряк с тремя лопастями из стекловолокна, по неофициальным данным, производил до 8 киловатт тепла, что сравнимо с мощностью электрического котла для скромного дома. [7]

В конце 1980-х годов Кнуд Берту построил самую сложную на сегодняшний день тепловую ветряную мельницу: LO-FA.В других моделях тепловыделение происходило в нижней части башни — сверху ветряка проходила шахта до низа, где был установлен водяной тормоз. Однако в ветряной мельнице LO-FA все механические части для преобразования энергии были перемещены на вершину башни. Нижние 10 метров 20-метровой башни залили 15 тоннами воды в изотермический резервуар. Следовательно, из мельницы можно было буквально взять горячую воду. [7]

Башня ветряной мельницы LO-FA была залита 15 тоннами воды в изотермическом баке: горячая вода могла буквально вытекать из ветряка.

LO-FA также была самой большой из тепловых ветряных мельниц с диаметром ротора 12 метров. Его тепловая мощность оценивалась в 90 киловатт при скорости ветра 14 м / с (Beaufort 7). Эти результаты кажутся чрезмерными по сравнению с другими ветряными мельницами, генерирующими тепло, но выход энергии ветряной мельницы увеличивается более чем пропорционально диаметру ротора и скорости ветра. Кроме того, фрикционной жидкостью в водяном тормозе была не вода, а гидравлическое масло, которое можно нагревать до гораздо более высоких температур.Затем масло передавало свое тепло накопителю воды в башне. [7]

Возобновление процентов

Интерес к ветряным мельницам, генерирующим тепло, возродился несколько лет назад, хотя пока это касается лишь нескольких научных исследований. В статье 2011 года немецкие и британские ученые пишут, что «небольшие и удаленные домохозяйства в северных регионах требуют тепловой энергии, а не электричества, и поэтому в таких местах следует строить ветряные турбины для производства тепловой энергии». [8]

Исследователи объясняют и иллюстрируют работу ветряной мельницы с водяным тормозом и рассчитывают оптимальную производительность технологии.Было обнаружено, что характеристики крутящего момента ветряного ротора и крыльчатки должны быть тщательно согласованы для достижения максимальной эффективности. Например, для очень маленькой ветряной мельницы Савониуса, которую ученые использовали в качестве модели (диаметр ротора 0,5 м, башня 2 м), было рассчитано, что диаметр крыльчатки должен быть 0,388 м.

Затем исследователи провели моделирование в течение пятидесяти часов, чтобы рассчитать тепловую мощность ветряной мельницы. Хотя Savonius — это низкоскоростная ветряная мельница, которая плохо подходит для выработки электроэнергии, она оказывается отличным производителем тепла: небольшая ветряная мельница вырабатывала до 1 кВт тепловой энергии (при скорости ветра 15 м / с).[8] В исследовании 2013 года с использованием прототипа были получены аналогичные результаты, и расчетная эффективность системы составила 91%. [9] Это сопоставимо с эффективностью ветряной турбины, нагревающей воду с помощью электричества.

Исследование 2013 года с использованием прототипа рассчитало, что эффективность системы составила 91%

Очевидно, что это не всегда штормовая погода, а это значит, что средняя скорость ветра не менее важна. В исследовании 2015 года изучаются возможности использования ветряных мельниц в Литве, балтийской стране с холодным климатом, зависящей от импорта дорогостоящего топлива.[14] Исследователи подсчитали, что при средней скорости ветра в стране (4 м / с по шкале Бофорта 3) для выработки одного киловатта тепла требуется ветряная мельница с диаметром ротора 8,2 метра.

Теплогенерирующая ветряная мельница с водяным тормозом, размещенная внутри нижней части башни. Мельница была построена Йоргеном Андерсеном в 1975 году и находилась в Серритслеве. Фото Клауса Нибро. Источник: [13]

Они сравнивают это с потребностью в тепловой энергии нового энергоэффективного нового здания площадью 120 м2, отапливаемого в соответствии с современными стандартами комфорта, и приходят к выводу, что ветряная мельница, генерирующая тепло, может покрыть от 40 до 75% годовой потребности в отоплении (в зависимости от класса энергоэффективности. конструкции).[14]

Теплоаккумулятор

Средняя скорость ветра также не гарантируется, что означает, что ветряная мельница, вырабатывающая тепло, требует аккумулирования тепла — в противном случае она обеспечивала бы обогрев только тогда, когда дует ветер. Один кубический метр нагретой воды (1 тонна, 1000 литров) может вместить до 90 кВт · ч тепла, что составляет примерно один-два дня подачи тепла для семьи из четырех человек.

Та же мельница, что и на фото выше, вид снизу. Источник: [7]

Таким образом, для того, чтобы обеспечить достаточное пространство для хранения воды в течение недели без ветра, требуется до 7 тонн воды, что соответствует объему в 7 кубических метров плюс изоляция.Однако следует также учитывать потери энергии (саморазряд), и это объясняет, почему датские ветряные мельницы, генерирующие тепло, обычно имеют резервуар для хранения от десяти до двадцати тысяч литров воды. [13]

Теплогенерирующая ветряная мельница может быть объединена с солнечным бойлером, так что и солнце, и ветер могут поставлять тепловую энергию напрямую, используя меньший резервуар для воды.

Теплогенерирующую ветряную мельницу можно также комбинировать с солнечным бойлером, чтобы и солнце, и ветер могли напрямую поставлять тепловую энергию, используя один и тот же резервуар для хранения тепла.В этом случае становится возможным построить довольно надежную систему отопления с резервуаром для хранения тепла меньшего размера, потому что сочетание двух, часто дополняющих друг друга, источников энергии увеличивает шансы на прямую подачу тепла. Ветряные мельницы, генерирующие тепло, особенно в менее солнечном климате, являются отличным дополнением к солнечной тепловой системе, потому что последняя вырабатывает относительно меньше тепла зимой, когда потребность в тепле максимальна.

Замедлители схватывания и механические тепловые насосы

Самые последние и обширные на сегодняшний день исследования относятся к 2016 и 2018 гг., И в них сравниваются различные типы ветряных мельниц, генерирующих тепло, с различными типами косвенного производства тепла.[1] [15] В ветряных мельницах второго типа тепло вырабатывается с помощью механических тепловых насосов или гидродинамических замедлителей, а не с помощью водяного тормоза.

Механический тепловой насос — это просто тепловой насос без электродвигателя. Вместо этого ветряной ротор напрямую подключен к компрессору (-ам) теплового насоса. Это требует на одно преобразование энергии меньше, что делает комбинацию, по крайней мере, на 10% более энергоэффективной, чем электрический тепловой насос, приводимый в действие ветряной турбиной.

Гидродинамический ретардер хорошо известен как тормозная система тяжелых транспортных средств.Подобно джоулевой машине, он преобразует энергию вращения в тепло без участия электричества. Замедлители и механические тепловые насосы имеют те же преимущества, что и машины Джоуля, в том смысле, что они намного меньше, легче и дешевле электрических генераторов. Однако в этом случае для достижения оптимального КПД требуется коробка передач.

Сравнение различных видов производства прямого и косвенного нагрева. Источник: [15]

В исследовании сравниваются теплогенерирующие ветряные мельницы на основе замедлителей и механических тепловых насосов с косвенным производством тепла с использованием электрических котлов и электрических тепловых насосов.В нем сравниваются эти четыре технологии для трех систем размера: небольшая ветряная мельница, предназначенная для отопления автономного дома, большая ветряная мельница, предназначенная для теплоснабжения деревни, и ветряная электростанция, производящая тепло для 20 000 жителей. Четыре концепции отопления ранжируются на основе их годовых капитальных и эксплуатационных затрат, предполагая, что срок их службы составляет 20 лет. [1] [15]

Прямое соединение механической ветряной мельницы с механическим тепловым насосом дешевле, чем использование газового котла или комбинации ветряной турбины и электрического теплового насоса.

Для автономной системы прямое соединение механической ветряной мельницы с механическим тепловым насосом является самым дешевым вариантом, в то время как комбинация ветряной турбины и электрического котла стоит в два-три раза дороже. Все остальные технологии находятся посередине. Принимая во внимание как инвестиционные, так и эксплуатационные затраты, малые тепловые ветряные мельницы с механическими тепловыми насосами одинаково дороги или дешевле, чем обычные газовые котлы, если принять типичную производительность небольшой ветряной мельницы (которая производит — в течение одного года — 12% до 22% от его максимальной выходной энергии).

Изображение: Ветряная мельница с водяным тормозом, разработанная О. Хельгасоном (слева), водяной тормоз с системой переменной нагрузки (справа). Изображения из «Испытания при очень высокой скорости ветра ветряной мельницы, управляемой водяным тормозом», О. Хельгасон и А.С. Сигурдсон, Научный институт Исландского университета. Источник: [7]

С другой стороны, сочетание небольшой ветряной турбины и электрического теплового насоса требует, чтобы ветряная мельница с «коэффициентом мощности» не менее 30% стала конкурентоспособной по стоимости с газовым отоплением, но такая высокая производительность очень необычна.Более крупные системы имеют одинаковые рейтинги — комбинация механических ветряных мельниц и механических тепловых насосов является самым дешевым вариантом, — но они имеют до трех раз меньшие капитальные затраты из-за экономии на масштабе. Более крупные ветряные мельницы имеют более высокий коэффициент мощности (16-40%), что приводит к еще большей экономии затрат.

Из-за больших потерь энергии на транспортировку тепла тепловая ветряная мельница лучше всего подходит как децентрализованный источник энергии, обеспечивая теплом домохозяйство, не подключенное к электросети, или, в оптимальном случае, небольшой город.

Однако более крупные системы также обнаруживают проблему при расширении технологии: хранение тепла может быть дешевле и эффективнее, чем хранение электроэнергии, но для транспорта справедливо обратное: потери энергии при транспортировке намного больше, чем потери энергии для электричества. коробка передач. Ученые подсчитали, что максимальное расстояние, достижимое с точки зрения затрат при оптимальных ветровых условиях, составляет 50 км. [15]

Следовательно, тепловая ветряная мельница лучше всего подходит как децентрализованный источник энергии, обеспечивая теплом домохозяйство, не подключенное к электросети, или — в оптимальном случае — относительно небольшой город или город, или промышленную зону.Для еще более крупных систем энергию необходимо транспортировать в виде электричества, и в этом случае прямое производство тепла со всеми его преимуществами становится непривлекательным.

Ослепленный электричеством

Теплогенерирующие ветряные мельницы также исследуются для производства электроэнергии из возобновляемых источников, главным образом потому, что они предлагают лучшее решение для хранения энергии по сравнению с батареями или другими распространенными технологиями. [16] В этих системах произведенное тепло преобразуется в электричество с помощью паровой турбины.Система хранения аналогична системе концентрированной солнечной электростанции (CSP), а солнечные концентраторы заменены ветряными мельницами, генерирующими тепло.

«Вихретоковый нагреватель». Источник: [9]

Поскольку для эффективного производства электроэнергии с помощью паровой турбины требуются высокие температуры, эти системы не могут использовать джоулевые машины или гидродинамические замедлители, а вместо этого полагаются на тип замедлителя, называемый «вихретоковым нагревателем» (или «индукционным нагревателем»). ). Они состоят из магнита, установленного на вращающемся валу, и могут достигать температуры до 600 градусов Цельсия.Используя вихретоковые нагреватели, ветряные мельницы могут обеспечивать прямое нагревание при более высоких температурах, что еще больше увеличивает их потенциальное использование в промышленности.

Однако использование накопленного тепла для производства электроэнергии значительно дороже и менее устойчиво по сравнению с использованием тепловых ветряных мельниц для прямого производства тепла. Эффективность преобразования накопленного тепла в электричество составляет не более 30%, а это означает, что две трети энергии ветра теряется из-за ненужного преобразования энергии — и то же самое верно, когда солнечное тепло используется для производства электроэнергии.[15]

Прямое производство тепла, таким образом, дает возможность сократить в три раза больше выбросов парниковых газов и ископаемого топлива, используя такое же количество ветряных мельниц, которые также дешевле и более экологичны в строительстве. Надеемся, что прямому производству тепла будет отдан приоритет, которого оно заслуживает. Несмотря на потепление климата, потребность в тепловой энергии как никогда высока.

Крис Де Декер

1. Нитто, дипломированный инженер Алехандро Николас, Карстен Агерт и Ивонн Шольц.«ВЕТРОВЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ (WTES)».
2. Интеграция накопителя тепловой энергии в энергетическую сеть, Шарьяр Ахмед, 2017 г.
3. Светлое будущее заводов, работающих на солнечной энергии, Крис Де Декер, Low-tech Magazine, 2011
4. Solar Heat Worldwide, издание 2018 г., Международное энергетическое агентство (МЭА).
5. Возобновляемые источники энергии 2018, Тепло, Международное энергетическое агентство (МЭА).
6. Всемирный банк: Производство электроэнергии из возобновляемых источников.
7. Расцвет современной ветроэнергетики: энергия ветра для всего мира .Pan Stanford Publishing, 2013. См. Главу 13 («Ветряные мельницы с водяным тормозом», Йорген Крогсгаард) и главу 16 («Преданные забвению», Пребен Маегаард). Это, кажется, единственные англоязычные документы о датских ветряных мельницах с водяным тормозом.
8. Чакиров, Рустиам и Юрий Вагапов. «Прямое преобразование энергии ветра в тепло с помощью джоулевой машины». Четвертая международная конференция по окружающей среде и информатике (ICECS 2011), Сингапур, сентября. 2011.
9. СИСТЕМА МАЛЫЙ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ НАГРЕВАТЕЛЕМ Вихревого тока, от ION SOBOR, VASILE RACHIER, ANDREI CHICIUC и RODION CIUPERCĂ.BULETINUL INSTITUTULUI POLITEHNIC DIN IAŞI. Publicat de Universitatea Tehnică «Gheorghe Asachi» в Яссы Томул LIX (LXIII), Fasc. 4, 2013
10. Эксперимент Джоуля: историко-критический подход, советник Маркоса Поу Галло.
11. Окадзаки, Тору, Ясуюки Сираи и Такэцунэ Накамура. «Исследование концепции ветроэнергетики с использованием прямого преобразования тепловой энергии и накопления тепловой энергии». Возобновляемая энергия 83 (2015): 332-338.
12. Реальные испытания малых ветряных турбин в Нидерландах и Великобритании, Крис Де Декер, The Oil Drum, 2010.
13. Selfbuilders, веб-сайт Winds of Change, Эрик Гроув-Нильсен.
14. Чернецкене, Юргита и Тадас Жданкус. «Использование энергии ветра для отопления энергоэффективных зданий: анализ возможностей». Журнал устойчивой архитектуры и гражданского строительства 10.1 (2015): 58-65.
15. Cao, Karl-Kiên, et al. «Расширяя горизонты теплоэнергии: оценка затрат на новые концепции отопления помещений с помощью ветроэнергетических систем.» Энергия 164 (2018): 925-936.
16. Окадзаки, Тору, Ясуюки Сираи и Такэцунэ Накамура. «Исследование концепции ветроэнергетики с использованием прямого преобразования тепловой энергии и накопления тепловой энергии». Возобновляемая энергия 83 (2015): 332-338.

Low-tech Magazine делает прыжок с Интернета на бумагу. Первый результат — это 710-страничная мягкая обложка с идеальным переплетом, которая печатается по запросу и содержит 37 последних статей с веб-сайта (с 2012 по 2018 год).Второй том, в котором собраны статьи, опубликованные в период с 2007 по 2011 год, выйдет в конце этого года.

Подробнее: Журнал Low-tech: Печатный веб-сайт .

IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте

IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических дисциплин для Тома 8, выпуск 3 (март-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 3 , Март 2021 г. Публикация продолжается …

Обзор статей

Получено IRJET «Импакт-фактор научного журнала: 7.529 «на 2020 г. Март 2021 г.)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 3, март 2021 г. Публикация продолжается …

Обзор статей

Получено IRJET «Фактор влияния научного журнала: 7.529 «на 2020 г.