Kavitacijski generator toplote za grijanje doma. DIY vrtložni generator toplote

Svrha Potapov vortex generatora topline (VTG), koji ste sami napravili, je dobivanje topline samo uz pomoć elektromotora i pumpe. Ovaj uređaj se uglavnom koristi kao ekonomičan grijač.

Šema vorteks termalnog sistema.

Budući da ne postoje studije za određivanje parametara proizvoda ovisno o snazi ​​pumpe, bit će pokrivene približne dimenzije.

Najlakši način je napraviti vrtložni generator topline od standardnih dijelova. Svaki električni motor će to učiniti. Što je snažniji, to će veću količinu vode zagrijati do određene temperature.

Glavna stvar je motor

Morate odabrati motor ovisno o dostupnom naponu. Postoji mnogo shema s kojima možete povezati motor od 380 volti na mrežu od 220 volti i obrnuto. Ali to je druga tema.

Montaža generatora topline počinje s električnim motorom. Mora se pričvrstiti za okvir. Dizajn ovog uređaja je metalni trup, koji je najlakše napraviti od kvadrata. Dimenzije će se morati odabrati na licu mjesta za one uređaje koji će biti dostupni.

Crtež vrtložnog generatora toplote.

Spisak alata i materijala:

• ugao Sander;
• aparat za zavarivanje;
• električna bušilica;
• set bušilica;
• otvoreni ili okasti ključevi za 12 i 13;
• Vijci, matice, podloške;
• metalni kutak;
• prajmer, boja, kist.

1. Izrežite kvadrate pomoću kutne brusilice. Sastavite pomoću aparata za zavarivanje pravougaonog dizajna. Alternativno, možete ga sastaviti pomoću vijaka i matica. To neće utjecati na konačni dizajn. Odaberite dužinu i širinu tako da svi dijelovi optimalno pristaju.
2. Izrežite još jedan komad kvadrata. Pričvrstite ga kao poprečnu gredu na način da možete osigurati motor.
3. Obojite okvir.
4. Izbušite rupe u okviru za vijke i ugradite motor.

Instalacija pumpe

Sada ćete morati odabrati pumpu za vodu. Sada u specijaliziranim trgovinama možete kupiti jedinicu bilo koje modifikacije i snage. Na šta treba obratiti pažnju?

1. Pumpa mora biti centrifugalna.
2. Vaš motor će moći da ga okreće.

Ugradite pumpu na ram, ako trebate napraviti više poprečnih elemenata, napravite ih ili od ugla ili od željeza iste debljine kao i ugao. Teško da je moguće napraviti spojnicu bez strug. Stoga ćete ga morati negdje naručiti.

Dijagram hidrauličkog vrtložnog generatora topline.

Potapovov vrtložni generator toplote sastoji se od kućišta napravljenog u obliku zatvorenog cilindra. Na njegovim krajevima moraju biti prolazne rupe i cijevi za priključak na sustav grijanja. Tajna dizajna je unutar cilindra. Iza ulaznog otvora treba biti mlaznica. Njegova rupa je odabrana za ovog uređaja pojedinačno, ali je poželjno da bude dva puta manji od četvrtine promjera tijela cijevi. Ako učinite manje, pumpa neće moći propuštati vodu kroz ovu rupu i počet će se zagrijavati. Osim toga, unutrašnji dijelovi će početi brzo propadati zbog pojave kavitacije.

Alati: kutna brusilica ili nožna pila, aparat za zavarivanje, električna bušilica, podesivi ključ.

Materijali: debeli metalna cijev, elektrode, bušilice, 2 navojne cijevi, spojnice.

1. Izrežite komad debele cijevi promjera 100 mm i dužine 500-600 mm. Na njemu napravite vanjski žlijeb otprilike 20-25 mm i pola debljine cijevi. Preseći konac.
2. Napravite dva prstena dužine 50 mm od istog promjera cijevi. Slice unutrašnji navoj na jednoj strani svakog poluprstena.
3. Napravite poklopce od ravnog metala iste debljine kao i cijev i zavarite ih na strani prstenova bez navoja.
4. Napravite centralnu rupu u poklopcima: jedan sa prečnikom mlaznice, a drugi sa prečnikom cevi. WITH unutra poklopca na kojem se nalazi mlaz, bušilicom većeg prečnika napravite skošenje. Rezultat bi trebao biti mlaznica.
5. Spojite generator toplote na sistem. Spojite cijev u kojoj se nalazi mlaznica na pumpu u otvor iz kojeg se voda dovodi pod pritiskom. Spojite ulaz sistema grijanja na drugu cijev. Spojite izlaz iz sistema na ulaz pumpe.

Voda pod pritiskom koju stvara pumpa proći će kroz mlaznicu vrtložnog generatora topline koji sami napravite. U komori će početi da se zagreva usled intenzivnog mešanja. Zatim ga ubacite u sistem grijanja. Da biste regulirali temperaturu, postavite uređaj za zaključavanje kugle iza mlaznice. Pokrijte ga i vrtložni generator topline će duže cirkulirati vodu unutar kućišta, što znači da će temperatura u njemu početi rasti. Ovako otprilike radi ovaj grijač.

Načini poboljšanja produktivnosti

Dijagram toplotne pumpe.

U pumpi dolazi do gubitka toplote. Dakle, Potapovov vrtložni generator toplote u ovoj verziji ima značajan nedostatak. Stoga je logično potopljenu pumpu okružiti vodenim omotačem kako bi se i njena toplina koristila za korisno grijanje.

Napravite malo vanjsko kućište cijelog uređaja veći prečnik dostupna pumpa. To može biti ili gotova cijev, što je poželjno, ili napravljena od listnog materijala paralelepiped. Njegove dimenzije moraju biti takve da pumpa, spojnica i sam generator stanu unutra. Debljina zidova mora izdržati pritisak u sistemu.

Da biste smanjili gubitak topline, postavite toplinsku izolaciju oko tijela uređaja. Može se zaštititi omotačem od lima. Kao izolator koristite bilo koji termoizolacioni materijal koji može izdržati tačku ključanja tečnosti.

1. Napravite kompaktan uređaj koji se sastoji od potapajuća pumpa, spojnu cijev i generator topline, koji ste sastavili vlastitim rukama.
2. Odlučite se za njegove dimenzije i odaberite cijev promjera koja će lako prihvatiti sve ove mehanizme.
3. Napravite poklopce na jednoj i drugoj strani.
4. Osigurajte krutost unutrašnjih mehanizama i sposobnost pumpe da pumpa vodu kroz sebe iz nastalog rezervoara.
5. Napravite ulaznu rupu i pričvrstite cijev na nju. Pumpa bi trebala biti smještena unutra sa svojim dovodom vode što bliže ovoj rupi.

Zavarite prirubnicu na suprotnom kraju cijevi. Uz njegovu pomoć bit će pričvršćen gumena zaptivka poklopac. Da biste lakše montirali unutrašnjost, napravite jednostavan, lagani okvir ili skelet. Sastavite uređaj unutar njega. Provjerite prianjanje i zategnutost svih komponenti. Ubacite u kućište i zatvorite poklopac.

Povežite se sa potrošačima i provjerite da li sve curi. Ako nema curenja, uključite pumpu. Otvaranjem i zatvaranjem ventila koji se nalazi na izlazu iz generatora podesite temperaturu.

Izolacija generatora

Šema povezivanja generatora toplote na sistem grijanja.

Prvo morate napraviti izolacijsko kućište. Za to uzmite list pocinčanog lima ili tankog aluminija. Izrežite od njega dva pravougaonika ako pravite kućište od dvije polovine. Ili jedan pravougaonik, ali na takav način da će nakon proizvodnje u potpunosti odgovarati Potapovskom vrtložnom generatoru topline, koji ste sastavili vlastitim rukama.

Najbolje je saviti lim na cijevi veliki prečnik ili koristite poprečni nosač. Stavite isečeni list na njega i pritisnite ga rukom drveni blok. Drugom rukom pritisnite lim tako da se cijelom dužinom formira mala krivina. Pomaknite radni komad malo i ponovite operaciju. Radite to dok ne dobijete cilindar.

1. Spojite ga pomoću brave, koju limari koriste za odvodne cijevi.
2. Napravite poklopce za kućište, tako da u njima napravite rupe za povezivanje generatora.
3. Omotajte uređaj izolacijskim materijalom. Koristeći žicu ili tanke trake lima, učvrstite izolaciju.
4. Stavite uređaj u kućište i zatvorite poklopce.

Postoji još jedan način povećanja proizvodnje topline: da biste to učinili, morate razumjeti kako radi Potapov vrtlog, koeficijent korisna akcija koji se može približiti 100% i više (ne postoji konsenzus zašto se to dešava).

Kako voda prolazi kroz mlaznicu ili mlaznicu, na izlazu se stvara snažan mlaz koji pogađa suprotni kraj uređaja. Uvija se, a zagrijavanje nastaje zbog trenja molekula. To znači da postavljanjem dodatne barijere unutar ovog toka možete povećati miješanje tekućine u uređaju.

Kada saznate kako to funkcionira, možete početi dizajnirati dodatna poboljšanja. Ovo će biti prigušivač vrtloga napravljen od uzdužnih ploča smještenih unutar dva prstena u obliku stabilizatora avionske bombe.

Shema stacionarnog generatora topline.

Alati: aparat za zavarivanje, ugaona brusilica.

Materijali: lim ili trakasto željezo, cijev debelih zidova.

Napravite dva prstena širine 4-5 cm od cijevi manjeg promjera od Potapovog vrtložnog generatora topline Izrežite identične trake od metalne trake. Njihova dužina bi trebala biti jednaka četvrtini dužine tijela samog generatora topline. Odaberite širinu tako da nakon montaže unutra ostane slobodna rupa.

1. Učvrstite ploču u škripcu. Okačite prstenje na jednu i drugu stranu. Zavarite im ploču.
2. Izvadite radni komad iz stezaljke i okrenite ga za 180 stepeni. Postavite ploču unutar prstenova i pričvrstite je u stezaljku tako da ploče budu jedna naspram druge. Na ovaj način fiksirajte 6 ploča na jednakim razmacima.
3. Sastavite vrtložni generator toplote umetanjem opisanog uređaja nasuprot mlaznici.

Vjerovatno se ovaj proizvod može dodatno poboljšati. Na primjer, umjesto paralelnih ploča, koristite čeličnu žicu, namatajući je u zračnu kuglu. Ili napravite rupe na pločama različitih prečnika. O ovom poboljšanju nigdje se ništa ne govori, ali to ne znači da se ne isplati raditi.

Dijagram toplotnog pištolja.

1. Obavezno zaštitite Potapov vrtložni generator toplote farbanjem svih površina.
2. Tokom rada, njegovi unutrašnji dijelovi će biti u vrlo agresivno okruženje uzrokovane procesima kavitacije. Stoga pokušajte i tijelo i sve što je u njemu napraviti od debelog materijala. Ne štedite na hardveru.
3. Napravite nekoliko verzija poklopaca sa različitim ulaznim otvorima. Tada će biti lakše odabrati njihov promjer kako bi se postigle visoke performanse.
4. Isto važi i za prigušivač vibracija. Takođe se može modifikovati.

Izgradite mali laboratorijski štand na kojem ćete testirati sve karakteristike. Da biste to učinili, nemojte spajati potrošače, već povežite cjevovod do generatora. To će pojednostaviti njegovo testiranje i odabir potrebnih parametara. Budući da se složeni instrumenti za određivanje faktora efikasnosti kod kuće teško mogu naći, predlaže se sljedeći test.

Uključite vortex generator toplote i zabilježite vrijeme do kojeg zagrijava vodu određene temperature. Bolje je imati elektronski termometar, on je precizniji. Zatim izvršite promjene u dizajnu i ponovo pokrenite eksperiment, prateći porast temperature. Kako jača vodaće se zagrijati u isto vrijeme, potrebno je dati više preferencija konačna verzija uspostavljeno poboljšanje dizajna.

Vlasnici privatnih kuća na sve načine nastoje uštedjeti na grijanju, što iz godine u godinu zahtijeva znatne troškove. U cilju stvaranja ekonomičnih sistema grijanja u stambenim, industrijskim i javnim prostorima, oni se razvijaju i primjenjuju u praksi. razne šeme za proizvodnju isplative toplotne energije. Za ove svrhe prikladan je kavitacijski generator topline.

Da biste uštedjeli na toplinskoj energiji - ovaj generator topline će vam pomoći u tome

Vrtložni uređaj: opći koncept

Takva instalacija je strukturno prilično jednostavna. Koristi se za efikasno i profitabilno grijanje zgrade uz minimalne finansijske troškove. Isplativost se utvrđuje posebnim zagrijavanjem vode kroz kavitaciju. Ova metoda se sastoji u stvaranju malih mjehurića od pare u zoni sniženog pritiska radnog fluida, što se postiže posebnim zvučnim vibracijama i radom pumpe.

Kavitacijski grijač se nosi sa pretvaranjem mehaničke energije u toplinski tok, što je važno za industrijske objekte. Grijaći elementi u njima povremeno otkazuju jer rade s tekućinama velikih temperaturnih razlika.

Upravo ovi kavitatori djeluju kao pouzdana zamjena za uređaje čiji rad ovisi o čvrstim gorivima.

U ovom videu ćete naučiti kako radi generator topline:

Kavitacijski generatori: prednosti

Takve instalacije se široko koriste u teškim uslovima iu proizvodnji. Razlog za to su sljedeći faktori koji ih karakteriziraju:

• pristupačnost;
• efikasnost sistem grijanja;
• mogućnost kreiranja dizajna vlastitim rukama;
• visoka efikasnost grijanje

Pravila rada navode da se vortex proizvodi ne mogu instalirati unutar stambenog prostora zbog stvaranja buke visokog nivoa. Najbolja opcija Bit će odvojena pomoćna zgrada i kotlarnica.

Nedostaci uključuju prilično velike veličine grijač spreman za upotrebu. Primjećuje se i prekomjerna snaga za privatnu kuću ili vikendicu, kao i moguće poteškoće u nabavci materijala koji će biti potrebni u slučaju self-made kavitator.

Jedna od prednosti ovog grijača je njegova visoka efikasnost.

Struktura grijača i princip rada

Kavitacijsko zagrijavanje karakterizira stvaranje mjehurića iz pare u radnom fluidu. Kao rezultat ovog djelovanja, tlak se postupno smanjuje zbog velikog protoka. Treba napomenuti da se potrebno isparavanje postavlja posebnim zračenjem laserskih impulsa ili akustikom koju postavljaju određeni zvukovi. Vazdušna područja zatvorenog tipa miješaju se sa vodenom masom, nakon čega ulaze u zonu visokog pritiska, gdje se otvaraju i emituju očekivani udarni val.

Oprema tipa kavitacije razlikuje se po načinu rada. Šematski to izgleda ovako:

1. Protok vode se kreće kroz kavitator, u kojem se, koristeći cirkulacijska pumpa obezbeđeno radni pritisak, ulazeći u radni kontejner.
2. Zatim se u takvim posudama povećava brzina i, shodno tome, pritisak tekućine kroz cijevi postavljene prema crtežima.
3. Tokovi, koji dopiru do centralnog dijela komore, se miješaju, što rezultira kavitacijom.
4. Kao rezultat opisanog procesa, mjehurići pare se ne povećavaju u veličini i nema interakcije između njih i elektroda.
5. Nakon toga, voda se pomiče u suprotni dio posude i vraća se da završi novi krug.
6. Zagrijavanje se osigurava kretanjem i širenjem tekućine na izlazu iz mlaznice.

Iz rada vortex instalacije jasno je da je njegov dizajn jednostavan i jednostavan, ali istovremeno omogućava brzo i isplativo grijanje prostorije.

Vrste grijača

Kavitacijski kotao za grijanje je jedan od najčešćih tipova grijača. Najpopularniji od njih:

1. Rotacione jedinice, uključujući posebnu pažnju zaslužuje Griggsov uređaj. Suština njegovog djelovanja temelji se na rotacijskoj centrifugalnoj pumpi. Izvana, opisani dizajn podsjeća na disk s nekoliko rupa. Svaka takva niša se naziva Griggsova ćelija, njihov broj i funkcionalni parametri su međusobno zavisni od brzine pogona i tipa generatora koji se koristi. Radni fluid zagrijava u prostoru između rotora i statora zbog brzog kretanja duž površine diska.
2. Statički grijači. Kotlovi nemaju nikakve pokretne dijelove; kavitaciju u sebi osiguravaju posebni Laval elementi. Pumpa ugrađena u sisteme grijanja potreban pritisak vode, koja se počinje brzo kretati i zagrijavati. Zbog uskih rupa u mlaznicama, tečnost se kreće ubrzanom brzinom. Zbog brzog širenja postiže se kavitacija neophodna za zagrijavanje.

Izbor određenog grijača ovisi o potrebama osobe. Treba uzeti u obzir da je rotacijski kavitator produktivniji, a i manjih dimenzija.

Posebnost statičke jedinice je odsustvo rotirajućih dijelova, što određuje njen dug vijek trajanja. Trajanje rada bez Održavanje dostiže 5 godina. Ako se mlaznica pokvari, može se lako zamijeniti, što košta mnogo manje od kupovine novog radnog elementa za rotirajuću instalaciju.

Samoproizvodnja opreme

Sasvim je moguće napraviti kavitator vlastitim rukama, ali prvo se trebate upoznati sa shematskim karakteristikama, tačnim crtežima jedinice, razumjeti i detaljno proučiti princip po kojem radi. Najjednostavnijim modelom se smatra Potapov VTG sa indeksom efikasnosti od 93%. Šematski, generator topline je prilično jednostavan, bit će prikladan u svakodnevnom životu i industrijskim primjenama.

Prilikom početka montaže jedinice potrebno je odabrati pumpu za sistem, koja mora u potpunosti zadovoljiti zahtjeve snage i potrebnu toplinsku energiju. Uglavnom, opisani generatori imaju oblik mlaznice; kućnu upotrebu.

Izrada kavitatora je nemoguće bez preliminarne pripreme određene alate i uređaje. To uključuje:

• ulazne i izlazne cijevi opremljene slavinama;
• Manometri;
• termometar, bez kojeg je nemoguće izmjeriti temperaturu;
• rukavi koji nadopunjuju termometre;
• ventili, uz pomoć kojih se uklanjaju zračni džepovi iz cijelog sustava grijanja.

Redoslijed izgradnje kavitacionog generatora topline vlastitim rukama predstavljen je sljedećim koracima:

1. Odabir pumpe koja je dizajnirana za rad s tekućinama visoke temperature. U suprotnom, brzo će propasti. Za takav element postoji obavezan zahtjev: stvaranje pritiska od 4 atmosfere.
2. Izrada posude za kavitaciju. Glavni uvjet je odabir potrebnog poprečnog presjeka prolaznog kanala.
3. Odabir mlaznice uzimajući u obzir karakteristike konfiguracije. Takav dio može biti cilindričan, u obliku konusa ili okrugao. Važno je da se na ulazu vode u posudu razvije vrtložni proces.
4. Priprema vanjske konture je važan postupak. To je zakrivljena cijev koja se proteže od kavitacijske komore. Zatim se spaja na dva termometarska rukava i dva manometra, kao i na zračni ventil smješten u prostoru između izlaza i ulaza.

Kada se završi rad s tijelom, trebali biste eksperimentirati s grijačem. Postupak se sastoji od priključenja pumpne jedinice na električnu mrežu, dok se radijatori spajaju sistem grijanja. Sljedeći korak je uključivanje mreže.

Očitavanja manometra moraju se strogo pratiti. Razlika između brojeva na ulazu i izlazu trebala bi se kretati između 8-12 atmosfera.

Ako konstrukcija radi ispravno, u nju se dovodi potrebna količina vode. Dobar pokazatelj je zagrevanje tečnosti za 3-5 stepeni za 10-15 minuta.

Grijač kavitacijskog tipa je isplativa instalacija za kratko vrijeme grije zgradu, a ujedno je i što je moguće ekonomičniji. Po želji, lako se može napraviti kod kuće, za što će vam trebati pristupačni i jeftini uređaji.

Svake godine rast cijena grijanja tjera nas da tražimo jeftinije načine grijanja stambenog prostora u hladnoj sezoni. To se posebno odnosi na one kuće i stanove koji imaju veliku kvadraturu. Jedna takva metoda štednje je vortex. Ima mnogo prednosti i takođe omogućava vam da uštedite o stvaranju. Jednostavnost dizajna neće otežati sastavljanje čak ni početnicima. Zatim ćemo razmotriti prednosti ove metode grijanja, a također ćemo pokušati napraviti plan za sastavljanje generatora topline vlastitim rukama.

Generator topline je poseban uređaj čija je glavna namjena stvaranje topline sagorijevanjem goriva koje se u njega stavlja. U ovom slučaju se stvara toplina koja se troši na zagrijavanje rashladne tekućine, koja zauzvrat direktno obavlja funkciju grijanja stambenog prostora.

Prvi generatori toplote pojavili su se na tržištu davne 1856. godine zahvaljujući izumu Britanski fizičar Robert Bunsen, koji je tokom serije eksperimenata primetio da se toplota nastala tokom sagorevanja može usmeriti u bilo kom pravcu.

Od tada su generatori, naravno, modificirani i sposobni su grijati mnogo veće površine nego što su bili prije 250 godina.

Glavni kriterij po kojem se generatori razlikuju jedni od drugih je gorivo koje pune. U zavisnosti od toga razlikuju se sledeće vrste:

1. Dizel generatori toplote – proizvode toplotu sagorevanjem dizel gorivo. Oni su sposobni dobro zagrijati velike površine, ali ih je bolje ne koristiti za dom zbog prisutnosti toksičnih tvari koje nastaju kao rezultat sagorijevanja goriva.
2. Plinski generatori toplote rade na principu neprekidnog snabdijevanja plinom, sagorijevanjem u posebnoj komori koja također proizvodi toplinu. Smatra se prilično ekonomična opcija, međutim, za ugradnju je potrebna posebna dozvola i povećana sigurnost.
3. Generatori na čvrsta goriva dizajnirani su tako da liče na konvencionalnu peć na ugalj, koja ima komoru za sagorijevanje, odjeljak za čađ i pepeo i grijaći element. Pogodan za upotrebu na otvoreni prostor, jer njihov rad ne zavisi od vremenskih uslova.
4. – njihov princip rada zasniva se na procesu termičke konverzije, u kojem mjehurići formirani u tekućini izazivaju mješoviti protok faza, povećavajući količinu proizvedene topline.

Za grijanje prostorija ili grijanje tekućine često se koriste klasični uređaji - grijaći elementi, komore za sagorijevanje, filamenti itd. Ali zajedno s njima, koriste se uređaji s fundamentalno različitom vrstom učinka na rashladnu tekućinu. Takvi uređaji uključuju kavitacijski generator topline, čiji je rad stvaranje mjehurića plina, zbog kojih se oslobađa toplina.

Dizajn i princip rada

Princip rada kavitacionog generatora topline je učinak grijanja zbog pretvaranja mehaničke energije u toplinsku energiju. Pogledajmo sada izbliza samu pojavu kavitacije. Kada se u tekućini stvori višak tlaka, dolazi do turbulencije, zbog činjenice da je tlak tekućine veći od tlaka plina koji se u njoj nalazi, molekule plina se oslobađaju u zasebne inkluzije - kolaps mjehurića. Zbog razlike u pritisku, voda ima tendenciju da sabije mjehur plina, koji se nakuplja na njegovoj površini veliki broj energije, a unutrašnja temperatura dostiže oko 1000 - 1200ºS.

Kada kavitacijske šupljine prelaze u zonu normalan pritisak mehurići se uništavaju, a energija njihovog uništenja se oslobađa u okolni prostor. Zbog toga se oslobađa toplinska energija, a tekućina se zagrijava vrtložnim tokom. Rad generatora topline temelji se na ovom principu, zatim razmotrite princip rada najjednostavnije verzije kavitacionog grijača.

Najjednostavniji model

Rice. 1: Princip rada kavitacionog generatora toplote

Pogledajte sliku 1, ovdje je uređaj najjednostavnijeg kavitacionog generatora topline, koji se sastoji od pumpanja vode do tačke gdje se cevovod sužava. Kada protok vode dođe do mlaznice, pritisak tečnosti se značajno povećava i počinje formiranje kavitacionih mjehurića. Prilikom napuštanja mlaznice oslobađaju se mjehurići toplotna snaga, a pritisak nakon prolaska mlaznice značajno opada. U praksi se može ugraditi više mlaznica ili cijevi radi povećanja efikasnosti.

Potapov idealan generator toplote

Idealna opcija ugradnje je generator toplote Potapov, koji ima rotirajući disk (1) postavljen nasuprot stacionarnom (6). Inings hladnom vodom izvodi se iz cijevi koja se nalazi na dnu (4) kavitacione komore (3), a već zagrijana se uklanja sa gornje tačke (5) iste komore. Primjer takvog uređaja prikazan je na slici 2 ispod:

Rice. 2: Potapov kavitacijski generator toplote

Ali uređaj nije bio široko korišten zbog nedostatka praktičnog opravdanja za njegov rad.

Vrste

Glavni zadatak kavitacionog generatora topline je formiranje gasne inkluzije, a kvalitet grijanja ovisit će o njihovoj količini i intenzitetu. U modernoj industriji postoji nekoliko vrsta takvih generatora topline, koji se razlikuju po principu stvaranja mjehurića u tekućini. Najčešća su tri tipa:

• Rotacioni generatori toplote– radni element se rotira zbog električnog pogona i stvara turbulenciju fluida;
• Tubular– promijeniti pritisak zbog sistema cijevi kroz koje se voda kreće;
• Ultrasonic– heterogenost tečnosti u takvim generatorima toplote nastaje zbog zvučne vibracije niske frekvencije.

Pored navedenih vrsta, postoji i laserska kavitacija, ali ova metoda još nije našla industrijsku primjenu. Sada pogledajmo svaku vrstu detaljnije.

Rotacioni generator toplote

Sadrži elektromotor, čija je osovina spojena na rotacioni mehanizam, dizajniran za stvaranje turbulencije u tekućini. Feature dizajn rotora je zapečaćeni stator u kojem dolazi do zagrijavanja. Sam stator ima unutra cilindričnu šupljinu - vrtložnu komoru u kojoj se rotor rotira. Rotor kavitacionog generatora toplote je cilindar sa skupom udubljenja na površini, kada se cilindar rotira unutar statora, ta udubljenja stvaraju heterogenost u vodi i izazivaju kavitacione procese.

Rice. 3: Dizajn generatora rotacionog tipa

Broj udubljenja i njihovi geometrijski parametri određuju se ovisno o modelu. Za optimalni parametri grijanja, razmak između rotora i statora je oko 1,5 mm. Ovaj dizajn nije jedini te vrste, jer duga istorija modernizacije i poboljšanja, radni element rotorskog tipa je prošao dosta transformacija.

Jedan od prvih efikasnih modela kavitacionih pretvarača bio je Griggsov generator, koji je koristio disk rotor sa slijepim rupama na površini. Jedan od modernih analoga disk kavitacijskih generatora topline prikazan je na slici 4 ispod:

Rice. 4: disk generator topline

Unatoč jednostavnosti dizajna, jedinice rotacionog tipa su prilično složene za korištenje, jer zahtijevaju preciznu kalibraciju, pouzdane brtve i usklađenost geometrijski parametri tokom rada, što uzrokuje poteškoće u njihovom radu. Takve kavitacijske generatore topline karakterizira prilično nizak vijek trajanja - 2 - 4 godine zbog kavitacijske erozije kućišta i dijelova. Osim toga, stvaraju prilično veliko opterećenje bukom tijekom rada rotirajućeg elementa. Prednosti ovog modela uključuju visoku produktivnost - 25% veću od klasičnih grijača.

Tubular

Statički generator toplote nema rotirajućih elemenata. Proces grijanja u njima nastaje zbog kretanja vode kroz cijevi koje se sužavaju po dužini ili zbog ugradnje Laval mlaznica. Voda se do radnog elementa dovodi hidrodinamičkom pumpom koja stvara mehaničku silu fluida u suženom prostoru, a pri prelasku u širu šupljinu nastaju kavitacijski vrtlozi.

Za razliku od prethodnog modela, cijevna oprema za grijanje ne stvara mnogo buke i ne troši se tako brzo. Tijekom instalacije i rada ne morate brinuti o preciznom balansiranju, a ako su grijaći elementi uništeni, njihova zamjena i popravak koštat će mnogo manje od rotacijskih modela. Nedostaci cijevnih generatora topline uključuju znatno nižu produktivnost i glomazne dimenzije.

Ultrasonic

Ovaj tip uređaja ima rezonatorsku komoru podešenu na određenu frekvenciju zvučnih vibracija. Na njegovom ulazu je ugrađena kvarcna ploča koja proizvodi oscilacije kada se primjenjuju električni signali. Vibracija ploče stvara talasni efekat unutar tečnosti, koji dopire do zidova rezonatorske komore i reflektuje se. Tokom povratnog kretanja, talasi nailaze na direktne vibracije i stvaraju hidrodinamičku kavitaciju.

Rice. 5: princip rada ultrazvučnog generatora toplote

Zatim, mjehurići se odnose strujanjem vode kroz uske ulazne cijevi termalne instalacije. Kada se krećete u široko područje, mjehurići se kolabiraju, oslobađajući se toplotnu energiju. Generatori ultrazvučne kavitacije također imaju dobre performanse, jer nemaju rotirajućih elemenata.

Aplikacija

U industriji iu svakodnevnom životu, kavitacioni generatori toplote našli su primenu u raznim oblastima delatnosti. Ovisno o dodijeljenim zadacima, koriste se za:

• Grijanje– unutar instalacija mehanička energija se pretvara u toplotnu, zbog čega se zagrijana tečnost kreće kroz sistem grijanja. Treba napomenuti da kavitacioni generatori toplote mogu grijati ne samo industrijske objekte, već i čitava sela.
• Grijanje tekuće vode– kavitaciona jedinica je sposobna brzo zagrijati tekućinu, zbog čega može lako zamijeniti plinski ili električni bojler.
• Mešanje tečnosti– zbog razrjeđivanja u slojevima sa stvaranjem malih šupljina, takve jedinice omogućavaju postizanje odgovarajućeg kvaliteta miješanja tekućina koje se prirodno ne spajaju zbog različite gustine.

Prednosti i nedostaci

U poređenju sa drugim generatorima toplote, kavitacione jedinice imaju brojne prednosti i nedostatke.

Prednosti takvih uređaja uključuju:

• Mnogo efikasniji mehanizam za proizvodnju toplotne energije;
• Troši znatno manje resursa od generatora goriva;
• Može se koristiti za grijanje i malih i velikih potrošača;
• Potpuno ekološki - ne emituje okruženje štetne materije dok radite.

Nedostaci kavitacionih generatora toplote uključuju:

• Relativno velike dimenzije - električni modeli i modeli na gorivo imaju mnogo manje dimenzije, što je važno kada se ugrađuju u već korištenu prostoriju;
• Velika buka zbog rada pumpe za vodu i samog kavitacionog elementa, što otežava ugradnju u kućne prostorije;
• Neefikasan odnos snage i performansi za prostorije male kvadrature (do 60 m2 isplativije je koristiti plin, tečno gorivo ili ekvivalentnu električnu snagu sa grijaćim elementom).\

DIY CTG

Većina jednostavna opcija za prodaju kod kuće je cijevni generator kavitacije s jednom ili više mlaznica za grijanje vode. Stoga, pogledajmo primjer proizvodnje upravo takvog uređaja za ovo će vam trebati:

• Pumpa – za grijanje svakako odaberite toplotnu pumpu koja se ne boji stalnog izlaganja visokim temperaturama. Trebalo bi da obezbedi radni izlazni pritisak od 4 - 12 atm.
• 2 manometra i čahure za njihovu ugradnju - postavljeni sa obe strane mlaznice za merenje pritiska na ulazu i izlazu kavitacionog elementa.
• Termometar za mjerenje količine zagrijavanja rashladne tekućine u sistemu.
• Ventil za uklanjanje viška vazduha iz kavitacionog generatora toplote. Instaliran na najvišoj tački sistema.
• Mlaznica - mora imati prečnik otvora od 9 do 16 mm, ne preporučuje se smanjivanje, jer u pumpi već može doći do kavitacije, što će značajno smanjiti njen radni vek. Oblik mlaznice može biti cilindričan, konusni ili ovalni, s praktične tačke gledišta, bilo koji će vam odgovarati.
• Cijevi i spojni elementi(radijatori za grijanje ako nisu dostupni) - odabrani u skladu sa zadatkom, ali najjednostavnija opcija je plastične cijevi za lemljenje.
• Automatsko uključivanje/isključivanje kavitacionog generatora toplote - po pravilu je vezan za temperaturni režim, je podešen da se isključi na približno 80ºS i uključuje kada padne ispod 60ºS. Ali možete sami odabrati način rada kavitacionog generatora topline.

Rice. 6: dijagram kavitacionog generatora toplote

Prije spajanja svih elemenata, preporučljivo je nacrtati dijagram njihove lokacije na papiru, zidovima ili podu. Lokacije moraju biti udaljene od zapaljivih elemenata ili se potonji moraju ukloniti na sigurnoj udaljenosti od sistema grijanja.

Sastavite sve elemente kako je prikazano na dijagramu i provjerite curenje bez uključivanja generatora. Zatim probajte kavitacioni generator toplote u radnom režimu, smatra se da je normalno povećanje temperature tečnosti 3-5ºC u jednoj minuti.

Grijanje kuće, garaže, ureda ili maloprodajnog prostora je problem koji se mora riješiti odmah nakon izgradnje prostora. I nije bitno koje je doba godine napolju. Zima će ipak doći. Dakle, morate unaprijed osigurati da je unutra toplo. Za one koji kupuju stan u višespratnica, nema razloga za brigu - graditelji su već sve uradili. Ali oni koji grade vlastitu kuću, opremaju garažu ili zasebnu malu zgradu morat će odabrati koji će sistem grijanja instalirati. A jedno od rješenja bit će vrtložni generator topline.

Odvajanje zraka, drugim riječima, njegova podjela na hladne i vruće frakcije u vrtložnom mlazu - fenomen koji je činio osnovu vrtložnog generatora topline otkriven je prije stotinjak godina. I kao što se često dešava, oko 50 godina niko nije mogao da smisli kako da ga koristi. Najviše je modernizovana tzv. vortex cijev Različiti putevi i pokušao se uklopiti u gotovo sve tipove ljudska aktivnost. Međutim, svugdje je bio inferioran i po cijeni i po efikasnosti u odnosu na postojeće uređaje. Sve dok ruski naučnik Merkulov nije došao na ideju da unutra vodi vodu, ustanovio je da se temperatura na izlazu povećala nekoliko puta i nazvao je ovaj proces kavitacijom. Cijena uređaja se nije mnogo smanjila, ali je efikasnost postala skoro sto posto.

Princip rada

Pa šta je to tajanstvena i pristupačna kavitacija? Ali sve je prilično jednostavno. Prilikom prolaska kroz vrtlog, u vodi se formiraju mnogi mjehurići, koji zauzvrat pucaju, oslobađajući određenu količinu energije. Ova energija zagrijava vodu. Broj mjehurića se ne može izbrojati, ali vrtložni kavitacijski generator topline može povećati temperaturu vode do 200 stepeni. Bilo bi glupo ne iskoristiti ovo.

Dvije glavne vrste

Unatoč tome što se s vremena na vrijeme pojavljuju izvještaji da je neko negdje svojim rukama napravio jedinstveni vrtložni generator topline takve snage da je moguće zagrijati cijeli grad, u većini slučajeva to su obični novinski kanaderi koji nemaju nikakvu osnovu zapravo. Jednog dana će se to možda i dogoditi, ali za sada se princip rada ovog uređaja može koristiti samo na dva načina.

Rotacioni generator toplote. Okvir centrifugalna pumpa u ovom slučaju će djelovati kao stator. U zavisnosti od snage, po cijeloj površini rotora buše se rupe određenog promjera. Zbog njih se pojavljuju ti isti mjehurići čije uništavanje zagrijava vodu. Ova vrsta generatora toplote ima samo jednu prednost. Mnogo je produktivnije. Ali nedostataka je znatno više.

• Ova instalacija je vrlo bučna.
• Povećano trošenje dijelova.
• Zahteva česta zamjena pečati i pečati.
• Preskupo za servis.

Statički generator toplote. Za razliku od prethodne verzije, ovdje se ništa ne rotira, a proces kavitacije se odvija prirodno. Samo pumpa radi. A lista prednosti i nedostataka ide u oštro suprotnom smjeru.

• Uređaj može raditi na niskom pritisku.
• Temperaturna razlika između hladnog i vrućeg kraja je prilično velika.
• Apsolutno siguran, bez obzira gdje se koristi.
• Brzo zagrevanje.
• Efikasnost 90% i više.
• Može se koristiti i za grijanje i za hlađenje.

Jedini nedostatak statičkog WTG-a može se smatrati visokim troškovima opreme i povezanim prilično dugim periodom otplate.

Kako sastaviti generator toplote

Uz sve ove naučne pojmove, koji mogu uplašiti osobu koja nije upoznata s fizikom, sasvim je moguće napraviti VTG kod kuće. Naravno, morat ćete petljati, ali ako je sve urađeno ispravno i efikasno, možete uživati ​​u toplini u bilo kojem trenutku.

I morate početi, kao iu svakom drugom poslu, pripremom materijala i alata. trebat će vam:

• Mašina za zavarivanje.
• Sander.
• Električna bušilica.
• Set ključeva.
• Set bušilica.
• Metalni kutak.
• Vijci i matice.
• Debela metalna cijev.
• Dvije cijevi s navojem.
• Spojne spojnice.
• Električni motor.
• Centrifugalna pumpa.
• Jet.

Sada možete početi raditi direktno.

Ugradnja motora

Električni motor, odabran u skladu s raspoloživim naponom, ugrađuje se na okvir, zavaren ili sastavljen vijcima, iz ugla. Ukupna veličina okvira izračunata je na način da može primiti ne samo motor, već i pumpu. Bolje je obojiti okvir kako biste izbjegli hrđu. Označite rupe, izbušite i ugradite elektromotor.

Povezivanje pumpe

Pumpu treba odabrati prema dva kriterija. Prvo, mora biti centrifugalna. Drugo, snaga motora mora biti dovoljna da ga pokrene. Nakon što je pumpa postavljena na okvir, algoritam akcije je sljedeći:

• U debeloj cijevi promjera 100 mm i dužine 600 mm potrebno je napraviti vanjski žljeb od 25 mm i pola debljine s obje strane. Preseći konac.
• Na dva komada iste cijevi, svaki dužine 50 mm, izrežite unutrašnji navoj na pola dužine.
• Na strani suprotnoj od navoja zavarite metalne kape dovoljne debljine.
• Napravite rupe u sredini poklopca. Jedna je veličina mlaznice, druga je veličina cijevi. Potrebno je zakošiti unutrašnjost rupe za mlaznicu pomoću bušilice velikog promjera tako da izgleda kao mlaznica.
• Cijev mlaznice je spojena na pumpu. Do rupe iz koje se voda dovodi pod pritiskom.
• Ulaz sistema grijanja spojen je na drugu cijev.
• Izlaz iz sistema grijanja spojen je na ulaz pumpe.

Ciklus je završen. Voda će se pod pritiskom dovoditi u mlaznicu i, zbog vrtloga koji se tamo formira i rezultirajućeg efekta kavitacije, počinje da se zagrijava. Temperatura se može podesiti postavljanjem kuglastog ventila iza cijevi kroz koju voda teče natrag u sustav grijanja.

Laganim zatvaranjem možete povećati temperaturu i obrnuto, otvaranjem možete je smanjiti.

Hajde da poboljšamo generator toplote

Ovo možda zvuči čudno, ali ovo je sasvim složen dizajn može se poboljšati, dodatno povećati njegove performanse, što će biti definitivni plus za grijanje privatne kuće velika površina. Ovo poboljšanje se zasniva na činjenici da sama pumpa ima tendenciju da gubi toplotu. To znači da treba da potrošite što je manje moguće.

To se može postići na dva načina. Izolirajte pumpu koristeći bilo koji odgovarajući materijal za tu svrhu. termoizolacionih materijala. Ili ga okružite vodenim plaštom. Prva opcija je jasna i dostupna bez ikakvog objašnjenja. Ali na drugom se trebamo detaljnije zadržati.

Za izgradnju pumpe vodena jakna morat ćete ga smjestiti u posebno dizajniranu hermetički zatvorenu posudu koja može izdržati pritisak cijelog sistema. Voda će biti dovedena upravo u ovaj kontejner, a pumpa će je uzimati odatle. Vanjska voda će se također zagrijati, što će omogućiti pumpi da radi mnogo efikasnije.

Vrtložni apsorber

Ali ispostavilo se da to nije sve. Nakon što ste temeljito proučili i razumjeli princip rada vrtložnog generatora topline, možete ga opremiti vrtložnim prigušivačem. Mlaz vode doveden pod visokim pritiskom udara u suprotni zid i kovitla se. Ali ovih vrtloga može biti nekoliko. Potrebno je samo ugraditi strukturu unutar uređaja koja podsjeća na trup avionske bombe. To se radi na sljedeći način:

• Iz cijevi nešto manjeg promjera od samog generatora potrebno je izrezati dva prstena širine 4-6 cm.
• Unutar prstenova zavarite šest metalnih ploča, odabranih na način da cijela konstrukcija bude dugačka čak četvrtinu dužine tijela samog generatora.
• Prilikom sastavljanja uređaja, pričvrstite ovu strukturu unutra nasuprot mlaznici.

Postoji i ne može postojati granica savršenstva, a vrtložni generator topline se još uvijek poboljšava u naše vrijeme. Ne može svako ovo da uradi. Ali sasvim je moguće sastaviti uređaj prema gore navedenom dijagramu.