Come realizzare da soli un generatore di calore a vortice. Generatore di calore a vortice - una nuova fonte di calore in casa Generatore Potapov con schema fai-da-te autoalimentato

Il generatore di calore a vortice è considerato uno sviluppo promettente e innovativo. Nel frattempo, la tecnologia non è nuova, poiché quasi 100 anni fa gli scienziati stavano pensando a come applicare il fenomeno della cavitazione.

Il primo impianto sperimentale funzionante, il cosiddetto "tubo a vortice", fu prodotto e brevettato dall'ingegnere francese Joseph Rank nel 1934.

Rank è stato il primo a notare che la temperatura dell'aria all'ingresso del ciclone (filtro dell'aria) differisce dalla temperatura dello stesso getto d'aria all'uscita. Tuttavia, nelle fasi iniziali delle prove al banco, il tubo a vortice è stato testato non per l'efficienza di riscaldamento, ma, al contrario, per l'efficienza di raffreddamento a getto d'aria.

La tecnologia ha ricevuto un nuovo sviluppo negli anni '60 del ventesimo secolo, quando gli scienziati sovietici hanno ipotizzato di migliorare il tubo Rank lanciando del liquido al suo interno invece di un getto d'aria.

A causa della maggiore densità del mezzo liquido rispetto all'aria, la temperatura del liquido, quando passa attraverso il tubo a vortice, cambia più intensamente. Di conseguenza, è stato stabilito sperimentalmente che il mezzo liquido, passando attraverso il tubo di Rank migliorato, si riscaldava in modo anomalo rapidamente con un coefficiente di conversione dell'energia del 100%!

Sfortunatamente, a quel tempo non c'era bisogno di fonti di energia termica a basso costo e la tecnologia non trovò applicazione pratica. Le prime installazioni operative di cavitazione progettate per riscaldare un mezzo liquido sono apparse solo a metà degli anni '90.

Una serie di crisi energetiche e, di conseguenza, un crescente interesse per le fonti energetiche alternative ha portato alla ripresa dei lavori sui convertitori efficienti dell'energia del movimento di un getto d'acqua in calore. Di conseguenza, oggi puoi acquistare un'installazione della potenza richiesta e utilizzarla nella maggior parte dei sistemi di riscaldamento.

Principio operativo

La cavitazione consente di non dare calore all'acqua, ma di estrarre calore dall'acqua in movimento, riscaldandola a temperature significative.

Il dispositivo per il funzionamento di campioni di generatori di calore a vortice è esteriormente semplice. Possiamo vedere un enorme motore a cui è collegato un dispositivo cilindrico a "chiocciola".

"Snail" è una versione modificata della pipa di Rank. A causa della forma caratteristica, l'intensità dei processi di cavitazione nella cavità della "lumaca" è molto più alta rispetto al tubo a vortice.

Nella cavità della "coclea" c'è un attivatore del disco, un disco con una perforazione speciale. Quando il disco ruota, viene attivato il mezzo liquido nella "lumaca", a causa del quale si verificano processi di cavitazione:

• Il motore elettrico fa girare il disco attivatore
  . L'attivatore a disco è l'elemento più importante nella progettazione del generatore di calore ed è collegato al motore elettrico tramite un albero diretto o tramite una trasmissione a cinghia. Quando il dispositivo è acceso nella modalità di funzionamento, il motore trasmette coppia all'attivatore;
• L'attivatore fa girare il mezzo liquido
  . L'attivatore è progettato in modo tale che il mezzo liquido, entrando nella cavità del disco, si attorcigli e acquisisca energia cinetica;
• Conversione dell'energia meccanica in calore
  . Lasciando l'attivatore, il mezzo liquido perde la sua accelerazione e, a causa di una brusca frenata, si verifica l'effetto di cavitazione. Di conseguenza, l'energia cinetica riscalda il mezzo liquido fino a + 95 °C e l'energia meccanica diventa termica.

Installazione della pompa

Ora sarà necessario prendere una pompa dell'acqua. Ora nei negozi specializzati puoi acquistare un'unità di qualsiasi modifica e potenza

A cosa dovresti prestare attenzione?

1. La pompa deve essere centrifuga.
2. Il tuo motore sarà in grado di farlo girare.

Installa la pompa sul telaio, se è necessario realizzare più traverse, quindi realizzarle da un angolo o da un nastro di ferro dello stesso spessore dell'angolo. L'accoppiamento è difficilmente realizzabile senza un tornio. Quindi devi ordinarlo da qualche parte.

Schema di un generatore di calore idrovortice.

Il generatore di calore a vortice di Potapov è costituito da un corpo a forma di cilindro chiuso. Alle sue estremità devono essere presenti fori passanti e diramazioni per il collegamento all'impianto di riscaldamento. Il segreto del design è all'interno del cilindro. Un getto dovrebbe trovarsi dietro l'ingresso. Il suo foro è selezionato individualmente per questo dispositivo, ma è auspicabile che sia la metà di un quarto del diametro del corpo del tubo. Se fai di meno, la pompa non sarà in grado di far passare l'acqua attraverso questo foro e inizierà a riscaldarsi da sola. Inoltre, le parti interne inizieranno a rompersi intensamente a causa del fenomeno della cavitazione.

Strumenti: smerigliatrice angolare o seghetto, saldatrice, trapano elettrico, chiave inglese.

Materiali: tubo metallico spesso, elettrodi, trapani, 2 tubi filettati, raccordi.

1. Tagliare un pezzo di tubo spesso con un diametro di 100 mm e una lunghezza di 500-600 mm. Praticare su di esso una scanalatura esterna di circa 20-25 mm e metà dello spessore del tubo. Taglia il filo.
2. Realizzare due anelli lunghi 50 mm dallo stesso diametro del tubo. Tagliare un filo interno su un lato di ogni semianello.
3. Dallo stesso spessore di metallo piatto del tubo, realizzare delle coperture e saldarle sul lato degli anelli dove non c'è filo.
4. Praticare un foro centrale nei coperchi: uno per il diametro del getto e l'altro per il diametro dell'ugello. All'interno del coperchio, dove si trova il getto, eseguire uno smusso con una punta di diametro maggiore. Il risultato dovrebbe essere un ugello.
5. Collegare il generatore di calore all'impianto. Collegare il tubo in cui si trova l'ugello alla pompa nel foro da cui viene fornita acqua in pressione. Collegare l'ingresso dell'impianto di riscaldamento al secondo tubo di derivazione. Collegare l'uscita del sistema all'ingresso della pompa.

L'acqua in pressione, che creerà la pompa, passerà attraverso l'ugello del generatore di calore a vortice, che crei tu stesso. Nella camera, inizierà a riscaldarsi a causa della miscelazione intensiva. Quindi immetterlo nell'impianto di riscaldamento. Per regolare la temperatura, posizionare una chiusura a sfera dietro l'ugello. Coprilo e il generatore di calore a vortice guiderà l'acqua all'interno dell'alloggiamento più a lungo, il che significa che la temperatura al suo interno inizierà a salire. Ecco come funziona il riscaldatore.

Principio di funzionamento del riscaldamento a induzione

Il funzionamento di un riscaldatore a induzione utilizza l'energia di un campo elettromagnetico, che l'oggetto riscaldato assorbe e converte in calore. Per generare un campo magnetico viene utilizzato un induttore, ovvero una bobina cilindrica multigiro. Passando attraverso questo induttore, una corrente elettrica alternata crea un campo magnetico alternato attorno alla bobina.

Un riscaldatore di inventario fatto in casa consente di riscaldarsi rapidamente e a temperature molto elevate. Con l'aiuto di tali dispositivi, non solo puoi riscaldare l'acqua, ma anche fondere vari metalli.

Se un oggetto riscaldato viene posizionato all'interno o vicino all'induttore, verrà perforato dal flusso del vettore di induzione magnetica, che cambia costantemente nel tempo. In questo caso, sorge un campo elettrico, le cui linee si trovano perpendicolarmente alla direzione del flusso magnetico e si muovono in un circolo vizioso. Grazie a questi flussi a vortice, l'energia elettrica si trasforma in energia termica e l'oggetto si riscalda.

Pertanto, l'energia elettrica dell'induttore viene trasferita all'oggetto senza l'uso di contatti, come accade nei forni a resistenza. Di conseguenza, l'energia termica viene spesa in modo più efficiente e la velocità di riscaldamento aumenta notevolmente. Questo principio è ampiamente utilizzato nel campo della lavorazione dei metalli: fusione, forgiatura, brasatura, ecc. Con non meno successo, un riscaldatore a induzione a vortice può essere utilizzato per riscaldare l'acqua.

Principio operativo

Ci sono varie spiegazioni per le cause dell'effetto vortice di rotazione in completa assenza di movimento e campi magnetici.

In questo caso, il gas agisce come un corpo di rivoluzione, grazie al suo rapido movimento all'interno del dispositivo. Questo principio di funzionamento differisce dallo standard generalmente accettato, in cui l'aria fredda e quella calda fluiscono separatamente, perché. quando i flussi sono combinati, secondo le leggi della fisica, si formano pressioni diverse, che nel nostro caso provocano il moto vorticoso dei gas.

A causa della presenza della forza centrifuga, la temperatura dell'aria in uscita è molto superiore alla sua temperatura in ingresso, il che consente l'utilizzo di dispositivi sia per la generazione di calore che per un efficiente raffreddamento.

Esiste un'altra teoria del principio di funzionamento del generatore di calore, poiché entrambi i vortici ruotano con la stessa velocità angolare e direzione, l'angolo del vortice interno perde il suo momento angolare. La diminuzione della coppia viene trasferita all'energia cinetica al vortice esterno, determinando la formazione di flussi separati di gas caldo e freddo. Questo principio di funzionamento è un analogo completo dell'effetto Peltier, in cui il dispositivo utilizza l'energia della pressione elettrica (tensione) per spostare il calore su un lato della giunzione metallica dissimile, a seguito della quale l'altro lato viene raffreddato e l'energia consumata viene restituito alla fonte.

Vantaggi di un generatore di calore a vortice
:

• Fornisce una differenza di temperatura significativa (fino a 200 ºС) tra gas "freddo" e "caldo", funziona anche a bassa pressione di ingresso;
• Funziona con efficienza fino al 92%, non necessita di raffreddamento forzato;
• Converte l'intero flusso di ingresso in un flusso di raffreddamento. Per questo motivo, la possibilità di surriscaldamento degli impianti di riscaldamento è praticamente esclusa.
• L'energia generata nel tubo a vortice viene utilizzata come un unico flusso, che contribuisce al riscaldamento efficiente del gas naturale con una minima dispersione di calore;
• Fornisce una separazione efficiente della temperatura di turbolenza del gas in ingresso a pressione atmosferica e del gas in uscita a pressione negativa.

Tale riscaldamento alternativo, a costo quasi zero volt, riscalda perfettamente un ambiente da 100 mq (a seconda delle modifiche). Principali svantaggi
: questa è un'applicazione molto costosa e rara nella pratica.

Ambito di applicazione

Illustrazione	Descrizione dell'ambito
	Il riscaldamento . Le apparecchiature che convertono l'energia meccanica del movimento dell'acqua in calore vengono utilizzate con successo per il riscaldamento di vari edifici, dai piccoli edifici privati ​​ai grandi impianti industriali. A proposito, oggi sul territorio della Russia si possono contare almeno dieci insediamenti in cui il riscaldamento centralizzato non è fornito da caldaie tradizionali, ma da generatori gravitazionali.
	Riscaldamento dell'acqua calda sanitaria . Il generatore di calore, quando collegato alla rete, riscalda l'acqua molto velocemente. Pertanto, tali apparecchiature possono essere utilizzate per riscaldare l'acqua in un sistema di approvvigionamento idrico autonomo, in piscine, bagni, lavanderie, ecc.
	Miscelazione di liquidi immiscibili . In condizioni di laboratorio, le unità di cavitazione possono essere utilizzate per la miscelazione di alta qualità di mezzi liquidi con densità diverse fino ad ottenere una consistenza omogenea.

Integrazione nell'impianto di riscaldamento di una casa privata

Per poter utilizzare un generatore di calore in un impianto di riscaldamento, è necessario introdurlo al suo interno. Come farlo bene? In realtà, non c'è niente di difficile in questo.

Davanti al generatore (contrassegnato con il numero 2 nella figura) è installata una pompa centrifuga (nella figura - 1), che fornirà acqua con una pressione fino a 6 atmosfere. Dopo il generatore è installato un vaso di espansione (nella figura - 6) e valvole di intercettazione.

Vantaggi dell'utilizzo di generatori di calore a cavitazione

Vantaggi di una fonte a vortice di energia alternativa
	economia . A causa del consumo efficiente di elettricità e dell'elevata efficienza, il generatore di calore è più economico rispetto ad altri tipi di apparecchiature di riscaldamento.
	Dimensioni ridotte rispetto ad apparecchiature di riscaldamento convenzionali di potenza simile . Un generatore fisso, adatto per riscaldare una piccola casa, è due volte più compatto di una moderna caldaia a gas. Se si installa un generatore di calore in un locale caldaia convenzionale invece di una caldaia a combustibile solido, ci sarà molto spazio libero.
	Peso di installazione leggero . Grazie al peso ridotto, anche grandi centrali ad alta potenza possono essere facilmente posizionate sul pavimento del locale caldaia senza costruire fondamenta speciali. Non ci sono problemi con la posizione delle modifiche compatte.
	Design semplice . Il generatore di calore a cavitazione è così semplice che non c'è nulla da irrompere. Il dispositivo ha un piccolo numero di elementi che si muovono meccanicamente e in linea di principio non esiste un'elettronica complessa. Pertanto, la probabilità di un guasto del dispositivo, rispetto alle caldaie a gas o addirittura a combustibile solido, è minima.
	Non c'è bisogno di ulteriori modifiche . Il generatore di calore può essere integrato in un impianto di riscaldamento esistente. Cioè, non sarà necessario modificare il diametro dei tubi o la loro posizione.
	Non c'è bisogno di trattamento dell'acqua . Se è necessario un filtro per l'acqua corrente per il normale funzionamento di una caldaia a gas, installando un riscaldatore a cavitazione, non puoi aver paura dei blocchi. A causa di processi specifici nella camera di lavoro del generatore, sulle pareti non compaiono blocchi e incrostazioni.
	Il funzionamento dell'apparecchiatura non richiede un monitoraggio costante . Se devi occuparti delle caldaie a combustibile solido, il riscaldatore a cavitazione funziona offline. Le istruzioni per l'uso del dispositivo sono semplici: basta accendere il motore nella rete e, se necessario, spegnerlo.
	Compatibilità ambientale . Gli impianti di cavitazione non influiscono in alcun modo sull'ecosistema, perché l'unico componente che consuma energia è il motore elettrico.

Come realizzare un generatore di calore con le tue mani

I generatori di calore a vortice sono dispositivi molto complessi; in pratica si può realizzare il WTG automatico di Potapov, il cui schema è adatto sia per il lavoro domestico che industriale.

È così che è apparso il generatore di calore meccanico Potapov (efficienza del 93%), il cui diagramma è mostrato in figura. Nonostante Nikolai Petrakov sia stato il primo a ricevere un brevetto, è il dispositivo di Potapov particolarmente apprezzato dagli artigiani domestici.

Questo diagramma mostra il design del generatore di vortici. Il tubo di miscelazione 1 è collegato alla pompa di pressione tramite una flangia, che a sua volta fornisce liquido con una pressione da 4 a 6 atmosfere. Quando l'acqua entra nel collettore, nel disegno 2, si forma un vortice che viene immesso in un apposito tubo a vortice (3), progettato in modo che la lunghezza sia 10 volte maggiore del diametro. Il vortice d'acqua si muove lungo il tubo a spirale vicino alle pareti fino al tubo caldo. Questa estremità termina con il fondo 4, al centro del quale è presente un apposito foro per l'uscita dell'acqua calda.

Per controllare il flusso, uno speciale dispositivo di frenatura o un raddrizzatore del flusso d'acqua 5 si trova davanti al fondo, è costituito da più file di piastre saldate al manicotto al centro. Il manicotto è coassiale al tubo 3. Nel momento in cui l'acqua si sposta attraverso il tubo verso il raddrizzatore lungo le pareti, nella sezione assiale si forma un flusso in controcorrente. Qui l'acqua si dirige verso il raccordo 6, che viene tagliato nella parete della voluta e del tubo di alimentazione del fluido. Qui il produttore ha installato un altro raddrizzatore di flusso a 7 dischi per controllare il flusso di acqua fredda. Se il calore esce dal liquido, viene diretto attraverso uno speciale bypass 8 all'estremità calda 9, dove l'acqua viene miscelata con l'acqua riscaldata da un miscelatore 5.

Direttamente dal tubo dell'acqua calda, il liquido entra nei radiatori, dopodiché, facendo un "cerchio", ritorna al liquido di raffreddamento per il riscaldamento. Inoltre, la sorgente riscalda il liquido, la pompa ripete il cerchio.

Secondo questa teoria, ci sono anche modifiche del generatore di calore per la produzione in serie di bassa pressione. Purtroppo i progetti vanno bene solo sulla carta, pochi li usano davvero, soprattutto considerando che il calcolo viene effettuato utilizzando il teorema di Virial, che deve tenere conto dell'energia del Sole (un valore non costante) e della forza centrifuga in la pipa.

La formula è la seguente:

Epot \u003d - 2 Ekin

Dove Ekin =mV2/2 è il moto cinetico del Sole;

Massa del pianeta - m, kg.

Un generatore di calore domestico a vortice per l'acqua Potapov può avere le seguenti caratteristiche tecniche:

Generatore di calore rotativo

Questa unità è una pompa centrifuga modernizzata, o meglio il suo involucro, che fungerà da statore. Non puoi fare a meno di una camera di lavoro e di ugelli.

All'interno del corpo del nostro design idrodinamico è presente un volano come girante. Esiste un'enorme varietà di modelli rotanti di generatori di calore. Il più semplice tra questi è il design del disco.

Il numero di fori richiesto viene applicato sulla superficie cilindrica del disco del rotore, che deve avere un certo diametro e profondità. Si chiamano "cellule di Griggs". Vale la pena notare che le dimensioni e il numero dei fori praticati variano a seconda del calibro del disco del rotore e della velocità dell'albero del motore elettrico.

Il corpo di una tale fonte di calore è spesso realizzato sotto forma di un cilindro cavo. Si tratta infatti di un normale tubo con flange saldate alle estremità. Lo spazio tra l'interno dell'alloggiamento e il volano sarà molto piccolo (circa 1,5-2 mm).

In questo spazio si verificherà il riscaldamento diretto dell'acqua. Il riscaldamento del liquido è ottenuto grazie al suo attrito sulla superficie del rotore e allo stesso tempo dell'alloggiamento, mentre il disco volano si muove quasi alla massima velocità.

I processi di cavitazione (formazione di bolle) che si verificano nelle celle rotanti hanno una grande influenza sul riscaldamento del liquido.

Un generatore di calore rotativo è una pompa centrifuga modernizzata, o meglio il suo involucro, che fungerà da statore

Di norma, il diametro del disco in questo tipo di generatori di calore è di 300 mm e la velocità di rotazione del dispositivo idraulico è di 3200 giri/min. A seconda delle dimensioni del rotore, la velocità varierà.

Analizzando il design di questa installazione, possiamo concludere che la sua durata è piuttosto ridotta. A causa del costante riscaldamento e dell'azione abrasiva dell'acqua, lo spazio si espande gradualmente.

Descrizione del generatore

Esistono diversi tipi di generatori di calore a vortice, si distinguono principalmente per la loro forma. In precedenza venivano utilizzati solo modelli tubolari, ora vengono utilizzati attivamente quelli rotondi, asimmetrici o ovali. Va notato che questo piccolo dispositivo può fornire un riscaldamento completamente autonomo e, con il giusto approccio, la fornitura di acqua calda.

Un generatore di calore a vortice e idrovortice è un dispositivo meccanico che separa il gas compresso dai flussi caldi e freddi. L'aria in uscita dall'estremità "calda" può raggiungere temperature di 200 ° C, e dall'estremità fredda può arrivare a -50. Va notato che il vantaggio principale di un tale generatore è che questo dispositivo elettrico non ha parti mobili, tutto è fissato in modo permanente. I tubi sono spesso realizzati in acciaio legato inossidabile, che resiste perfettamente alle alte temperature e ai fattori distruttivi esterni (pressione, corrosione, carichi d'urto).

Il gas compresso viene soffiato tangenzialmente nella camera a vortice, dopodiché viene accelerato ad un'elevata velocità di rotazione. A causa dell'ugello conico all'estremità del tubo di uscita, solo la parte "in entrata" del gas compresso può muoversi in una determinata direzione. Il resto è costretto a ritornare nel vortice interno, che ha un diametro inferiore a quello esterno.

Dove vengono utilizzati i generatori di calore a vortice:

1. nelle unità di refrigerazione;
2. Fornire riscaldamento per edifici residenziali;
3. Per il riscaldamento di locali industriali;

Va tenuto presente che il generatore di gas e idraulico a vortice ha un'efficienza inferiore rispetto alle tradizionali apparecchiature di condizionamento. Sono ampiamente utilizzati per il raffreddamento spot a basso costo quando l'aria compressa è disponibile dalla rete di riscaldamento locale.

Video: studio dei generatori di calore a vortice

Panoramica dei prezzi

Nonostante la relativa semplicità, spesso è più facile acquistare generatori di calore a cavitazione a vortice che assemblare un dispositivo fatto in casa da soli. La vendita di generatori di nuova generazione viene effettuata in molte grandi città di Russia, Ucraina, Bielorussia e Kazakistan.

Considera il listino prezzi da fonti aperte (i mini-dispositivi saranno più economici), quanto costa il generatore Mustafaev, Bolotov e Potapov:

Il prezzo più basso per un generatore di calore a vortice del marchio Akoil, Vita, Graviton, Must, Euroalliance, Yusmar, NTK, a Izhevsk, ad esempio, è di circa 700.000 rubli. Al momento dell'acquisto, assicurati di controllare il passaporto del dispositivo e i certificati di qualità.

Lo scopo del generatore di calore a vortice Potapov (VTG), realizzato a mano, è quello di ottenere calore solo con l'aiuto di un motore elettrico e una pompa. Fondamentalmente, questo dispositivo viene utilizzato come riscaldatore economico.

Schema del dispositivo del sistema di riscaldamento a vortice.

Il modo più semplice è realizzare un generatore di calore a vortice da parti standard. Qualsiasi motore elettrico funzionerà per questo. Più è potente, maggiore sarà il volume dell'acqua che si riscalderà a una determinata temperatura.

Isolamento del motore a vortice

Prima di mettere in funzione il dispositivo, è necessario isolarlo. Questo viene fatto dopo la costruzione dell'involucro. Si consiglia di avvolgere la struttura con isolamento termico. Di norma, per questo scopo viene utilizzato materiale resistente alle alte temperature. Lo strato isolante è fissato all'involucro del dispositivo con un filo. Come isolamento termico, dovrebbe essere utilizzato uno dei seguenti materiali:

Generatore di calore pronto.

• lana di vetro;
• lana minerale;
• lana di basalto.

Come puoi vedere dall'elenco, quasi tutti gli isolanti termici fibrosi andranno bene. Un riscaldatore a induzione a vortice, le cui recensioni possono essere trovate in tutto il Runet, dovrebbe essere isolato con alta qualità. In caso contrario, c'è il rischio che il dispositivo emetta più calore nella stanza in cui è installato. Buono a sapersi: "Isolamento delle tubazioni con lana minerale".

Quali caratteristiche sono dotate di stufe a legna a combustione lunga, leggi in questo articolo.

Alla fine, dovrebbero essere dati alcuni consigli. Primo: si consiglia di verniciare la superficie del prodotto. Questo lo proteggerà dalla corrosione. In secondo luogo, è auspicabile rendere più spessi tutti gli elementi interni del dispositivo. Questo approccio aumenterà la loro resistenza all'usura e la resistenza agli ambienti aggressivi. In terzo luogo, vale la pena realizzare diverse copertine di ricambio. Devono anche avere fori del diametro richiesto nei punti richiesti sull'aereo. Ciò è necessario per ottenere una maggiore efficienza dell'unità mediante selezione.

Modi per migliorare le prestazioni

Schema della pompa di calore.

C'è una perdita di calore nella pompa. Quindi il generatore di calore a vortice di Potapov in questa versione presenta uno svantaggio significativo. Pertanto, è logico circondare la pompa sommersa con una camicia d'acqua in modo che il suo calore vada anche al riscaldamento utile.

Rendi l'involucro esterno dell'intero dispositivo leggermente più grande del diametro della pompa disponibile. Questo può essere un tubo finito, che è desiderabile, o un parallelepipedo fatto di materiale in foglio. Le sue dimensioni devono essere tali che la pompa, il raccordo e il generatore stesso entrino all'interno. Lo spessore della parete deve resistere alla pressione nel sistema.

Per ridurre la perdita di calore, realizzare un isolamento termico attorno al corpo del dispositivo. Puoi proteggerlo con un involucro di latta. Come isolante, utilizzare qualsiasi materiale termoisolante in grado di resistere al punto di ebollizione del liquido.

1. Assembla un dispositivo compatto composto da una pompa sommersa, un tubo di collegamento e un generatore di calore che hai assemblato tu stesso.
2. Decidi le sue dimensioni e seleziona un tubo di un tale diametro, all'interno del quale tutti questi meccanismi si adatterebbero facilmente.
3. Realizza delle copertine da un lato e dall'altro.
4. Garantire la rigidità del fissaggio dei meccanismi interni e la capacità della pompa di pompare acqua attraverso se stessa dal serbatoio risultante.
5. Crea un ingresso e attaccaci un tubo. La pompa, con la sua presa d'acqua, dovrebbe essere posizionata all'interno il più vicino possibile a questo foro.

Saldare una flangia sull'estremità opposta del tubo. Con esso, il coperchio sarà fissato attraverso la guarnizione in gomma. Per facilitare il montaggio degli interni, crea un semplice telaio leggero o uno scheletro. Al suo interno, assembla il dispositivo. Controllare l'adattamento e la tenuta di tutti i componenti. Inserire nella custodia e chiudere il coperchio.

Connettiti ai consumatori e controlla tutto per la tenuta. Se non ci sono perdite, accendere la pompa. Aprendo e chiudendo la valvola, che si trova all'uscita del generatore, regolare la temperatura.

Riscaldatori a induzione Vortex - principio di funzionamento

I riscaldatori a induzione parassita funzionano sulla base della legge fisica che le correnti parassite derivanti (indotte) da un campo magnetico alternato riscaldano l'ambiente.

In teoria. Il nucleo elettromagnetico cavo con una bobina di induzione è protetto da un guscio schermante dall'ambiente. Quando la tensione viene applicata attraverso la morsettiera, si crea un campo magnetico alternato che induce correnti parassite nella bobina del nucleo, che porta al riscaldamento dei sistemi metallici del sistema di scambio termico. Il calore entra nel sistema di circolazione del liquido di raffreddamento, riscaldandolo. La temperatura viene impostata tramite un termostato e il termostato mantiene automaticamente la temperatura impostata.

In pratica. I riscaldatori a induzione a vortice sono un tubo avvolto con un filo a cui viene fornita corrente alternata. Il liquido di raffreddamento freddo entra nel tubo, più spesso dal basso, ma può anche essere laterale. Le correnti parassite che la corrente alternata crea nei fili avvolti attorno al tubo riscaldano il tubo e, di conseguenza, riscaldano l'acqua.

Riassumendo

Ora sai cos'è una fonte di energia alternativa popolare e ricercata. Quindi, sarà facile per te decidere se tale attrezzatura è adatta o meno. Consiglio anche di guardare il video in questo articolo.

Generatore di calore pronto.

A seconda del tipo di dispositivo, varia anche il metodo di fabbricazione. Vale la pena familiarizzare con ogni tipo di dispositivo, studiando le caratteristiche della produzione, prima di iniziare il lavoro. Un modo semplice per realizzare un tubo a vortice Ranke con le tue mani è utilizzare elementi già pronti. Ciò richiederà qualsiasi motore. Allo stesso tempo, un dispositivo di maggiore potenza è in grado di riscaldare più liquido di raffreddamento, aumentando la produttività del sistema.

Per una costruzione di successo, è necessario trovare soluzioni già pronte. Puoi creare un generatore di calore a vortice con le tue mani, i cui disegni e schemi saranno disponibili, senza troppe difficoltà. Per eseguire lavori di costruzione, avrai bisogno dei seguenti strumenti:

• Bulgaro;
• angoli di ferro;
• saldatura;
• trapano e una serie di diversi trapani;
• accessori e un mazzo di chiavi;
• primer, colorante e pennelli.

Dovrebbe essere chiaro che i dispositivi rotanti emettono molto rumore durante il funzionamento. Ma rispetto ad altri dispositivi, sono caratterizzati da prestazioni maggiori. Disegni e schemi per la produzione di un generatore di calore a vortice fai-da-te possono essere trovati ovunque. Resta inteso che il lavoro sarà completato con successo solo nel pieno rispetto della tecnologia di produzione.

Il generatore di calore di Yu. S. Potapov è molto simile al tubo a vortice di J. Ranke, inventato da questo ingegnere francese alla fine degli anni '20 del XX secolo. Mentre lavorava al miglioramento dei cicloni per la pulizia dei gas dalla polvere, ha notato che il getto di gas che lascia il centro del ciclone ha una temperatura inferiore rispetto al gas sorgente fornito al ciclone. Già alla fine del 1931, Ranke presentò una domanda per un dispositivo inventato, che chiamò "tubo a vortice". Ma riesce a ottenere un brevetto solo nel 1934, e quindi non nella sua terra natale, ma in America (brevetto USA n. 1952281.)

Gli scienziati francesi hanno quindi trattato questa invenzione con diffidenza e ridicolizzato il rapporto di J. Ranke, fatto nel 1933 in una riunione della Società di fisica francese. Perché secondo questi scienziati, il lavoro del tubo a vortice, in cui l'aria fornita era divisa in flussi caldi e freddi come un fantastico "demone di Maxwell", contraddiceva le leggi della termodinamica. Tuttavia, il tubo a vortice ha funzionato e in seguito ha trovato ampia applicazione in molti settori della tecnologia, principalmente per ottenere il freddo.

Siamo molto interessati al lavoro di Leningrader V. E. Finko, che ha attirato l'attenzione su una serie di paradossi del tubo a vortice mentre sviluppava un raffreddatore di gas a vortice per ottenere temperature ultrabasse. Ha spiegato il processo di riscaldamento del gas nella regione vicino alla parete del tubo a vortice mediante il "meccanismo di espansione delle onde e compressione del gas" e ha scoperto la radiazione infrarossa del gas dalla sua regione assiale, che ha uno spettro di banda, che in seguito ha aiutato noi per capire il funzionamento del generatore di calore a vortice Potapov.

Nel tubo a vortice Ranke, il cui schema è mostrato in figura 1, il tubo cilindrico 1 è collegato ad un'estremità alla voluta 2, che termina con un ugello di ingresso di sezione rettangolare, che assicura l'alimentazione del gas di lavoro compresso in il tubo tangenzialmente alla circonferenza della sua superficie interna. All'altra estremità, la voluta è chiusa da un diaframma 3 con un foro al centro, il cui diametro è significativamente inferiore al diametro interno del tubo 1. Attraverso questo foro esce un flusso di gas freddo dal tubo 1, che è diviso durante il suo movimento a vortice nel tubo 1 nelle parti fredde (centrali) e calde (periferiche). La parte calda del flusso, adiacente alla superficie interna del tubo 1, ruota, si sposta all'estremità più lontana del tubo 1 e la lascia attraverso lo spazio anulare tra il suo bordo e il cono di regolazione 4.

Figura 1. Tubo a vortice Ranke: 1 tubo; 2- lumaca; 3- diaframma con foro al centro; 4 - cono di regolazione.

Una teoria completa e coerente del tubo a vortice non esiste ancora, nonostante la semplicità di questo dispositivo. "Sulle dita" si scopre che quando il gas non è attorcigliato nel tubo a vortice, viene compresso vicino alle pareti del tubo sotto l'azione delle forze centrifughe, a seguito delle quali si riscalda qui, poiché si riscalda durante la compressione in la pompa. E nella zona assiale del tubo, al contrario, il gas subisce una rarefazione, quindi si raffredda, espandendosi. Rimuovendo il gas dalla zona vicino alla parete attraverso un foro e dalla zona assiale attraverso l'altro, il flusso di gas iniziale viene separato in flussi caldi e freddi.

I liquidi, a differenza dei gas, sono praticamente incomprimibili. Pertanto, per più di mezzo secolo, a nessuno è mai venuto in mente di fornire acqua nel tubo a vortice invece di gas o vapore. E l'autore ha deciso per un esperimento apparentemente senza speranza: ha alimentato l'acqua dalla rete idrica nel tubo a vortice invece del gas.

Con sua sorpresa, l'acqua nel tubo a vortice si è divisa in due flussi con temperature diverse. Ma non caldo e freddo, ma caldo e caldo. Poiché la temperatura del flusso "freddo" è risultata leggermente superiore alla temperatura dell'acqua di sorgente fornita dalla pompa al tubo a vortice. Un'attenta calorimetria ha mostrato che un tale dispositivo genera più energia termica di quella consumata dal motore elettrico della pompa che fornisce acqua al tubo a vortice.

Così è nato il generatore di calore Potapov.

Progettazione del generatore di calore

È più corretto parlare dell'efficienza del generatore di calore: il rapporto tra la quantità di energia termica da esso generata e la quantità di energia elettrica o meccanica da esso consumata dall'esterno. Ma all'inizio, i ricercatori non sono riusciti a capire dove e come appare il calore in eccesso in questi dispositivi. È stato persino suggerito che la legge di conservazione dell'energia sia violata.

Figura 2. Schema di un generatore di calore a vortice: 1 tubo di iniezione; 2- lumaca; 3- tubo a vortice; 4- fondo; Raddrizzatore a 5 flussi; 6- raccordo; 7- raddrizzatore a flusso; 8- bypass; 9 - tubo di derivazione.

Il generatore di calore a vortice, il cui schema è mostrato in figura 2, è collegato con un tubo di iniezione 1 alla flangia di una pompa centrifuga (non mostrata in figura), che fornisce acqua ad una pressione di 4-6 atm. Entrando nella lumaca 2, il flusso d'acqua stesso si attorciglia in un movimento a vortice ed entra nel tubo a vortice 3, la cui lunghezza è 10 volte maggiore del suo diametro. Il flusso a vortice vorticoso nel tubo 3 si muove lungo una spirale elicoidale vicino alle pareti del tubo fino alla sua estremità opposta (calda), terminando nel fondo 4 con un foro al centro per l'uscita del flusso caldo. Davanti al fondo 4 è fissato un dispositivo di frenatura 5: un raddrizzatore di flusso realizzato sotto forma di più piastre piatte saldate radialmente a un manicotto centrale coassiale con il tubo 3. Nella vista dall'alto, assomiglia a bombe o mine piumate.

Quando il flusso vorticoso nel tubo 3 si sposta verso questo raddrizzatore 5, si genera un controflusso nella zona assiale del tubo 3. In essa l'acqua, anche ruotando, si dirige verso il raccordo 6, intagliato nella parete piana della voluta 2 coassialmente al tubo 3 e destinato a scaricare il getto "freddo". Nell'ugello 6, l'inventore ha installato un altro raddrizzatore di flusso 7, simile al dispositivo di freno 5. Serve a convertire parzialmente l'energia di rotazione del flusso "freddo" in calore. E l'acqua calda in uscita è stata inviata attraverso il bypass 8 al tubo di uscita caldo 9, dove si mescola con il flusso caldo in uscita dal tubo a vortice attraverso il raddrizzatore 5. Dal tubo 9, l'acqua riscaldata entra direttamente nel consumatore o allo scambiatore di calore (tutto ciò che riguarda), trasferendo calore al circuito di utenza. In quest'ultimo caso, l'acqua di scarico del circuito primario (già a temperatura più bassa) ritorna alla pompa, che la immette nuovamente nel tubo vortice attraverso il tubo 1.

Dopo attente e approfondite prove e verifiche di diverse copie del generatore di calore YUSMAR, sono giunti alla conclusione che non c'erano errori, il calore è davvero più dell'energia meccanica immessa dal motore della pompa che fornisce acqua al generatore di calore ed è l'unico consumatore di energia dall'esterno in questo dispositivo.

Ma non era chiaro da dove provenisse il calore "extra". C'erano ipotesi sull'enorme energia interna nascosta delle vibrazioni degli "oscillatori elementari" dell'acqua rilasciata nel tubo a vortice, e persino sul rilascio dell'ipotetica energia del vuoto fisico nelle sue condizioni di non equilibrio. Ma queste sono solo ipotesi, non supportate da calcoli specifici che confermano i dati sperimentalmente ottenuti. Solo una cosa era chiara: era stata scoperta una nuova fonte di energia e sembrava che fosse, in effetti, energia gratuita.

Nelle prime modifiche degli impianti termici, Yu. S. Potapov ha collegato il suo riscaldatore a vortice, mostrato nella Figura 2, alla flangia di uscita di una normale pompa centrifuga a telaio per il pompaggio dell'acqua. Allo stesso tempo, l'intera struttura era immersa nell'aria (se non altro per riscaldare la casa con le proprie mani) ed era facilmente accessibile per la manutenzione.

Ma l'efficienza della pompa, così come l'efficienza del motore elettrico, è inferiore al cento per cento. Il prodotto di queste efficienze è del 60-70%. Il resto sono perdite che vanno principalmente a riscaldare l'aria ambiente. Ma l'inventore ha cercato di riscaldare l'acqua, non l'aria. Pertanto, ha deciso di mettere la pompa e il suo motore elettrico in acqua per essere riscaldata da un generatore di calore. Per questo è stata utilizzata una pompa sommersa (da pozzo). Ora il calore del riscaldamento del motore e della pompa non veniva più ceduto all'aria, ma all'acqua che doveva essere riscaldata. È così che è apparsa la seconda generazione di impianti di riscaldamento a vortice.

Il generatore di calore di Potapov converte parte della sua energia interna in calore, o meglio parte dell'energia interna del suo fluido di lavoro: l'acqua.

Ma torniamo alle installazioni termiche seriali di seconda generazione. In essi il tubo a vortice era ancora in aria sul lato del vaso isolato termicamente, nel quale era immersa la motopompa di fondo pozzo. Dalla superficie calda del tubo a vortice si riscaldava l'aria circostante sottraendo parte del calore destinato al riscaldamento dell'acqua. È stato necessario avvolgere il tubo con lana di vetro per ridurre queste perdite. E per non far fronte a queste perdite, il tubo è stato immerso nella nave in cui si trovano già il motore e la pompa. È così che è apparso l'ultimo progetto in serie di un impianto di riscaldamento dell'acqua, che ha ricevuto il nome YUSMAR.

Figura 3. Schema della centrale termica YUSMAR-M: 1 - generatore di calore a vortice, 2 - elettropompa, 3 - caldaia, 4 - pompa di circolazione, 5 - ventilatore, 6 - radiatori, 7 - pannello di controllo, 8 - sensore di temperatura.

Installazione YUSMAR-M

Nell'impianto YUSMAR-M, un generatore di calore a vortice completo di pompa sommersa è collocato in un comune vaso-caldaia con acqua (vedi Figura 3) in modo che le dispersioni di calore dalle pareti del generatore di calore, così come il calore ceduto durante il funzionamento del motore della pompa, va anche per il riscaldamento dell'acqua, ma non persa. L'automazione accende e spegne periodicamente la pompa del generatore di calore, mantenendo la temperatura dell'acqua nell'impianto (o la temperatura dell'aria nell'ambiente riscaldato) entro i limiti specificati dall'utenza. All'esterno il vaso-caldaia è ricoperto da uno strato di isolamento termico, che funge contemporaneamente da isolamento acustico e rende quasi impercettibile il rumore del generatore di calore anche direttamente accanto alla caldaia.

Le unità YUSMAR sono progettate per riscaldare l'acqua e fornirla agli impianti di edifici autonomi, industriali e amministrativi, nonché a docce, bagni, cucine, lavanderie, lavanderie, per riscaldare essiccatori di prodotti agricoli, condutture di prodotti petroliferi viscosi per prevenirli dal gelo e da altre necessità industriali e domestiche.

Figura 4. Foto dell'installazione termica YUSMAR-M

Le unità YUSMAR-M sono alimentate da una rete industriale trifase 380 V, completamente automatizzata, fornita ai clienti completa di tutto il necessario per il loro funzionamento e assemblata dal fornitore chiavi in ​​mano.

Tutti questi impianti hanno lo stesso vaso-caldaia (vedi Figura 4), in cui sono immersi tubi a vortice e motopompe di diverse capacità, scegliendo il più adatto per un particolare cliente. Dimensioni vaso caldaia: diametro 650 mm, altezza 2000 mm. Queste unità, consigliate per l'uso sia nell'industria che nella vita di tutti i giorni (per il riscaldamento di locali residenziali fornendo acqua calda alle batterie di riscaldamento dell'acqua), sono dotate di specifica tecnica TU U 24070270.001 -96 e certificato di conformità ROSS RU. MHOZ. C00039.

Le unità YUSMAR sono utilizzate in molte imprese e famiglie private, hanno ricevuto centinaia di riconoscimenti dagli utenti. Attualmente già migliaia di impianti di riscaldamento YUSMAR funzionano con successo nei paesi della CSI e in numerosi altri paesi in Europa e in Asia.

Il loro utilizzo è particolarmente vantaggioso dove i gasdotti non sono ancora arrivati ​​e dove le persone sono costrette a utilizzare l'elettricità per riscaldare l'acqua e il riscaldamento degli ambienti, che sta diventando sempre più costoso ogni anno.

Figura 5. Schema di collegamento dell'impianto termico "YUSMAR-M" all'impianto di riscaldamento dell'acqua: 1 - generatore di calore "YUSMAR"; 2 - pompa circolare; 3-pannello di controllo; 4 - termostato.

Gli impianti di riscaldamento YUSMAR consentono di risparmiare un terzo dell'elettricità necessaria per riscaldare l'acqua e il riscaldamento degli ambienti con i metodi tradizionali di riscaldamento elettrico.

Sono stati elaborati due schemi per collegare le utenze alla centrale termica YUSMAR-M: direttamente alla caldaia (vedi Figura 5) - quando il consumo di acqua calda nell'impianto dell'utenza non è soggetto a variazioni improvvise (ad esempio per il riscaldamento di un edificio ), e attraverso uno scambiatore di calore (vedi Figura 6 ) - quando il consumo di acqua da parte del consumatore oscilla nel tempo.

Gli impianti di riscaldamento YUSMAR non hanno parti che si riscaldano a temperature superiori a 100°C, il che rende queste installazioni particolarmente accettabili in termini di sicurezza e sicurezza antincendio.

Figura 6. Schema di collegamento dell'impianto termico YUSMAR-M al locale doccia: 1-generatore di calore YUSMAR; 2 - pompa di circolazione; 3- pannello di controllo; 4 - sensore di temperatura, 5 - scambiatore di calore.

L'alto costo delle apparecchiature di riscaldamento fa riflettere molte persone se vale la pena acquistare un modello industriale o se è meglio assemblarlo da soli. In effetti, il generatore di calore è una pompa centrifuga alquanto modificata. Assemblare un'unità del genere da soli è in potere di qualcuno che ha una conoscenza minima in questo settore. Se non ci sono sviluppi propri, in rete è sempre possibile trovare schemi già pronti. La cosa principale è sceglierne uno con il quale sarà facile assemblare un generatore di calore con le tue mani. Ma prima, non fa male imparare il più possibile su questo dispositivo.

Cos'è un generatore di calore

Le apparecchiature di questa classe sono rappresentate da due tipi principali di dispositivi:

• statore;
• Rotativo (vortice).

Tuttavia, non molto tempo fa sono comparsi anche modelli di cavitazione, che potrebbero presto diventare un degno sostituto per le unità che funzionano con combustibili convenzionali.

La differenza tra statore e dispositivi rotanti è che nel primo il liquido viene riscaldato mediante ugelli posti all'ingresso e all'uscita dell'unità. Nel secondo tipo di generatori, il calore viene generato nel processo di giri della pompa, portando a turbolenza dell'acqua.

Guarda il video, il generatore in funzione, le misure:

In termini di prestazioni, un generatore di calore a vortice fai-da-te è leggermente superiore a quello dello statore. Ha il 30% in più di dissipazione del calore. E sebbene oggi sul mercato tali apparecchiature siano rappresentate da varie modifiche che differiscono per rotori e ugelli, l'essenza del loro lavoro non cambia da questo. Sulla base di questi parametri, è meglio assemblare un generatore di calore da solo con un tipo a vortice. Come farlo sarà discusso di seguito.

Set completo e principio di funzionamento

Il design più semplice ha un dispositivo composto dai seguenti elementi:

1. Rotore in acciaio al carbonio;
2. Statore (saldato o monolitico);
3. Manicotto di serraggio con un diametro interno di 28 mm;
4. Anello in acciaio.

Consideriamo il principio di funzionamento del generatore utilizzando come esempio il modello di cavitazione. In esso, l'acqua entra nel cavitatore, dopodiché viene fatta girare dal motore. Durante il funzionamento dell'unità, le bolle d'aria nel liquido di raffreddamento collassano. In questo caso, il liquido che è entrato nel cavitatore viene riscaldato.

Per il lavoro autoassemblato, utilizzando i disegni del dispositivo trovato sulla rete, va ricordato che richiede energia, che viene spesa per superare la forza di attrito nel dispositivo, la formazione di vibrazioni sonore e il riscaldamento del liquido. Inoltre, il dispositivo ha un'efficienza quasi del 100%.

Attrezzo necessario per assemblare l'unità

È impossibile assemblare un'unità del genere da zero, poiché per la sua fabbricazione sarà necessario utilizzare apparecchiature tecnologiche, che il padrone di casa semplicemente non ha. Pertanto, con le proprie mani, di solito assemblano solo un'assemblea che in qualche modo si ripete. Si chiama dispositivo Potapov.

Tuttavia, anche per assemblare questo dispositivo, è necessaria l'attrezzatura:

1. Trapano e una serie di trapani per esso;
2. Saldatrice;
3. rettificatrice;
4. chiavi;
5. elementi di fissaggio;
6. Primer e pennello.

Inoltre sarà necessario acquistare un motore alimentato da una rete a 220 V e una base fissa per l'installazione del dispositivo stesso su di esso.

Fasi di produzione del generatore

L'assemblaggio del dispositivo inizia con il collegamento alla pompa, il tipo di pressione desiderato, l'ugello di miscelazione. È fissato utilizzando una flangia speciale. Al centro del fondo del tubo viene praticato un foro attraverso il quale verrà scaricata l'acqua calda. Per controllarne il flusso, viene utilizzato un dispositivo di frenatura. È davanti al fondo.

Ma poiché nell'impianto circola anche acqua fredda, anche il suo flusso deve essere regolato. Per fare ciò, utilizzare un raddrizzatore del disco. Quando il liquido si raffredda, va all'estremità calda, dove viene miscelato con il liquido di raffreddamento riscaldato in un miscelatore speciale.

Successivamente, procedono all'assemblaggio del progetto del generatore di calore a vortice con le proprie mani. Per fare questo, utilizzo una smerigliatrice per tagliare dei quadrati da cui viene assemblata la struttura principale. Come fare questo può essere visto nel disegno qui sotto.

Esistono due modi per assemblare la struttura:

• Utilizzando bulloni e dadi;
• Con una saldatrice.

Nel primo caso, preparati al fatto che devi praticare fori per gli elementi di fissaggio. Ciò richiede un trapano. Durante il processo di assemblaggio, è necessario tenere conto di tutte le dimensioni: ciò aiuterà a ottenere un'unità con i parametri specificati.

La prima fase è la creazione di un telaio su cui è installato il motore. Viene raccolto da angoli di ferro. Le dimensioni della struttura dipendono dalle dimensioni del motore. Possono differire e sono selezionati per un dispositivo specifico.

Per riparare il motore sul telaio assemblato, avrai bisogno di un altro quadrato. Agirà come una traversa nella struttura. Quando si sceglie un motore, gli esperti raccomandano di prestare attenzione alla sua potenza. La quantità di liquido di raffreddamento riscaldato dipende da questo parametro.

Guardiamo il video, le fasi di montaggio del generatore di calore:

L'ultima fase di assemblaggio è la verniciatura del telaio e la preparazione dei fori per l'installazione dell'unità. Ma prima di procedere con l'installazione della pompa, è necessario calcolarne la potenza. In caso contrario, il motore potrebbe non essere in grado di avviare l'unità.

Dopo aver preparato tutti i componenti, la pompa viene collegata al foro da cui scorre l'acqua in pressione e l'unità è pronta per il funzionamento. Ora, utilizzando il secondo tubo, è collegato all'impianto di riscaldamento.

Questo modello è uno dei più semplici. Ma se si desidera regolare la temperatura del liquido di raffreddamento, viene installato un dispositivo di blocco. Possono essere utilizzati anche dispositivi di controllo elettronici, ma va tenuto presente che sono piuttosto costosi.

Il collegamento del dispositivo al sistema è il seguente. Innanzitutto, è collegato al foro attraverso il quale entra l'acqua. È sotto pressione. Il secondo tubo di derivazione è utilizzato per il collegamento diretto all'impianto di riscaldamento. Per modificare la temperatura del liquido di raffreddamento, dietro l'ugello si trova un dispositivo di blocco. Quando è chiuso, la temperatura nel sistema aumenta gradualmente.

Possono essere utilizzati anche nodi aggiuntivi. Tuttavia, il costo di tali apparecchiature è piuttosto elevato.

Guarda il video, il design dopo la produzione:

Il corpo del futuro generatore può essere saldato. E i dettagli secondo i tuoi disegni saranno lavorati da qualsiasi tornitore. Solitamente ha la forma di un cilindro, chiuso su entrambi i lati. I fori passanti sono realizzati sui lati del corpo. Sono necessari per collegare l'unità all'impianto di riscaldamento. Un getto è posizionato all'interno della custodia.

La copertura esterna del generatore è solitamente in acciaio. Quindi vengono praticati i fori per i bulloni e uno centrale, a cui viene successivamente saldato un raccordo per l'alimentazione del liquido.

A prima vista, sembra che non ci sia nulla di difficile nell'assemblare un generatore di calore con le proprie mani sul legno. Ma in realtà, questo compito non è così facile. Naturalmente, se non ti affretti e studi bene il problema, puoi gestirlo. Ma allo stesso tempo, l'accuratezza delle dimensioni dei pezzi lavorati è molto importante. E la fabbricazione del rotore richiede un'attenzione speciale. Infatti, se viene lavorata in modo errato, l'unità inizierà a funzionare con un alto livello di vibrazione, che influirà negativamente su tutti i dettagli. Ma i cuscinetti soffrono di più in questa situazione. Si romperanno molto rapidamente.

Solo un generatore di calore correttamente assemblato funzionerà in modo efficiente. Allo stesso tempo, la sua efficienza può raggiungere il 93%. Pertanto, gli esperti consigliano.

A causa dei prezzi elevati delle apparecchiature di riscaldamento industriale, molti artigiani realizzeranno un riscaldatore economico con le proprie mani: un generatore di calore a vortice.

Un tale generatore di calore è solo una pompa centrifuga leggermente modificata. Tuttavia, per assemblare un dispositivo del genere da solo, anche con tutti i diagrammi e i disegni, è necessario avere almeno una conoscenza minima in quest'area.

Principio di funzionamento

Il liquido di raffreddamento (l'acqua è più spesso utilizzata) entra nel cavitatore, dove il motore elettrico installato lo fa girare e lo taglia con una vite, provocando la formazione di bolle di vapore (lo stesso accade quando un sottomarino e una nave galleggiano, lasciando una traccia specifica Dietro).

Muovendosi lungo il generatore di calore, collassano, a causa del quale viene rilasciata energia termica. Questo processo è chiamato cavitazione.

Sulla base delle parole di Potapov, il creatore del generatore di calore a cavitazione, il principio di funzionamento di questo tipo di dispositivo si basa sull'energia rinnovabile. A causa dell'assenza di radiazioni aggiuntive, secondo la teoria, l'efficienza di tale unità può essere di circa il 100%, poiché quasi tutta l'energia utilizzata viene spesa per il riscaldamento dell'acqua (refrigerante).

Crea un wireframe e seleziona gli elementi

Per realizzare un generatore di calore a vortice fatto in casa, è necessario un motore per collegarlo all'impianto di riscaldamento.

E, maggiore è la sua potenza, più sarà in grado di riscaldare il liquido di raffreddamento (cioè produrrà calore più velocemente e di più). Tuttavia, qui è necessario concentrarsi sulla tensione operativa e massima nella rete, che verrà fornita dopo l'installazione.

Quando si sceglie una pompa dell'acqua, è necessario considerare solo quelle opzioni che il motore può girare. Allo stesso tempo deve essere di tipo centrifugo, altrimenti non ci sono restrizioni alla sua scelta.

Devi anche preparare un telaio per il motore. Molto spesso, è una normale struttura in ferro, in cui sono fissati angoli di ferro. Le dimensioni di un tale telaio dipenderanno principalmente dalle dimensioni del motore stesso.

Dopo averlo scelto, è necessario tagliare gli angoli della lunghezza appropriata e saldare la struttura stessa, che dovrebbe consentire di posizionare tutti gli elementi del futuro generatore di calore.

Successivamente, è necessario tagliare un altro angolo per montare il motore elettrico e saldarlo al telaio, ma già trasversalmente. Il tocco finale nella preparazione del telaio è la verniciatura, dopo di che è già possibile montare la centrale e la pompa.

Il design del corpo del generatore di calore

Un tale dispositivo (viene considerata una versione idrodinamica) ha un corpo a forma di cilindro.

È collegato all'impianto di riscaldamento attraverso i fori passanti che si trovano sui suoi lati.

Ma l'elemento principale di questo dispositivo è proprio il getto che si trova all'interno di questo cilindro, direttamente accanto all'ingresso.

Nota:è importante che la dimensione dell'ingresso del getto abbia dimensioni corrispondenti a 1/8 del diametro del cilindro stesso. Se la sua dimensione è inferiore a questo valore, l'acqua non sarà fisicamente in grado di attraversarlo nella quantità richiesta. In questo caso, la pompa diventerà molto calda a causa dell'aumento della pressione, che avrà anche un effetto negativo sulle pareti dei pezzi.

Come fare

Per creare un generatore di calore fatto in casa, avrai bisogno di una smerigliatrice, un trapano elettrico e una saldatrice.

Il processo si svolgerà come segue:

1. Per prima cosa è necessario tagliare un pezzo di tubo sufficientemente spesso, con un diametro totale di 10 cm e una lunghezza non superiore a 65 cm, quindi è necessario praticare una scanalatura esterna di 2 cm su di esso e tagliare il filo.
2. Ora, esattamente dallo stesso tubo, è necessario realizzare diversi anelli, lunghi 5 cm, dopo di che viene tagliata una filettatura interna, ma solo su uno dei suoi lati (cioè semianelli) su ciascuno.
3. Successivamente, è necessario prendere un foglio di metallo con uno spessore simile allo spessore del tubo. Fai dei coperchi. Devono essere saldati agli anelli sul lato dove non hanno fili.
4. Ora devi fare dei fori centrali. Nel primo dovrebbe corrispondere al diametro del getto e nel secondo al diametro dell'ugello. Allo stesso tempo, all'interno del coperchio che verrà utilizzato con il getto, è necessario eseguire uno smusso utilizzando un trapano. Di conseguenza, l'ugello dovrebbe uscire.
5. Ora colleghiamo un generatore di calore a questo intero sistema. Il foro della pompa, da cui viene fornita acqua in pressione, deve essere collegato all'ugello posto in prossimità dell'ugello. Collegare il secondo tubo di derivazione all'ingresso dell'impianto di riscaldamento stesso. Ma collegare l'uscita da quest'ultimo all'ingresso della pompa.

Pertanto, sotto la pressione creata dalla pompa, il liquido di raffreddamento sotto forma di acqua inizierà a passare attraverso l'ugello. A causa del movimento costante del liquido di raffreddamento all'interno di questa camera, si surriscalderà. Successivamente, entra direttamente nell'impianto di riscaldamento. E per poter regolare la temperatura risultante, è necessario installare una valvola a sfera dietro l'ugello.

Si verificherà un cambiamento di temperatura quando la sua posizione cambia, se passa meno acqua (sarà in posizione semichiusa). L'acqua rimarrà e si muoverà più a lungo all'interno della custodia, a causa della quale la sua temperatura aumenterà. Ecco come funziona uno scaldabagno.

Guarda il video, che fornisce consigli pratici per realizzare un generatore di calore a vortice fai da te:

I dispositivi classici sono spesso utilizzati per riscaldare ambienti o riscaldare liquidi: elementi riscaldanti, camere di combustione, filamenti, ecc. Ma insieme a loro vengono utilizzati dispositivi con un tipo di effetto fondamentalmente diverso sul liquido di raffreddamento. Tali dispositivi includono un generatore di calore a cavitazione, il cui lavoro è formare bolle di gas, a causa delle quali viene rilasciato calore.

Dispositivo e principio di funzionamento

Il principio di funzionamento di un generatore di calore a cavitazione è l'effetto di riscaldamento dovuto alla conversione dell'energia meccanica in energia termica. Ora diamo un'occhiata più da vicino al fenomeno stesso della cavitazione. Quando si crea una pressione eccessiva nel liquido, si verifica una turbolenza, a causa del fatto che la pressione del liquido è maggiore di quella del gas in esso contenuto, le molecole di gas vengono rilasciate in inclusioni separate: il collasso delle bolle. A causa della differenza di pressione, l'acqua tende a comprimere la bolla di gas, che accumula una grande quantità di energia sulla sua superficie e la temperatura all'interno raggiunge circa 1000 - 1200ºС.

Quando le cavità di cavitazione passano nella zona di pressione normale, le bolle vengono distrutte e l'energia dalla loro distruzione viene rilasciata nello spazio circostante. A causa di ciò, l'energia termica viene rilasciata e il liquido viene riscaldato dal flusso del vortice. Il funzionamento dei generatori termici si basa su questo principio, quindi si consideri il principio di funzionamento della versione più semplice di un riscaldatore a cavitazione.

Il modello più semplice

Riso. 1: Principio di funzionamento di un generatore di calore a cavitazione

Guarda la Figura 1, ecco il dispositivo del generatore di calore a cavitazione più semplice, che consiste nel pompare acqua nel punto in cui la tubazione si restringe. Quando il flusso d'acqua raggiunge l'ugello, la pressione del liquido aumenta notevolmente e inizia la formazione di bolle di cavitazione. Quando le bolle escono dall'ugello, rilasciano potenza termica e la pressione dopo il passaggio attraverso l'ugello viene notevolmente ridotta. In pratica, possono essere installati più ugelli o tubi per migliorare l'efficienza.

Il generatore di calore ideale di Potapov

L'opzione di installazione ideale è il generatore di calore Potapov, che ha un disco rotante (1) installato di fronte a quello fisso (6). L'erogazione dell'acqua fredda avviene dal tubo posto nella parte inferiore (4) della camera di cavitazione (3), e il prelievo di quella già riscaldata dal punto superiore (5) della camera stessa. Un esempio di tale dispositivo è mostrato nella Figura 2 di seguito:

Riso. 2: Generatore di calore a cavitazione di Potapov

Ma il dispositivo non è stato ampiamente utilizzato a causa della mancanza di giustificazione pratica per il suo funzionamento.

tipi

Il compito principale di un generatore di calore a cavitazione è la formazione di inclusioni di gas e la qualità del riscaldamento dipenderà dalla loro quantità e intensità. Nell'industria moderna esistono diversi tipi di tali generatori di calore, che differiscono per il principio di generare bolle in un liquido. I più comuni sono tre tipi:

• Generatori di calore rotativi- l'elemento di lavoro ruota per effetto dell'azionamento elettrico e genera turbolenza del fluido;
• Tubolare- modificare la pressione dovuta al sistema di tubazioni attraverso le quali scorre l'acqua;
• Ultrasonico– la disomogeneità del fluido in tali generatori di calore si crea a causa delle vibrazioni sonore a bassa frequenza.

Oltre ai tipi di cui sopra, esiste la cavitazione laser, ma questo metodo non ha ancora trovato implementazione industriale. Ora diamo un'occhiata a ciascun tipo in modo più dettagliato.

Generatore di calore rotativo

È costituito da un motore elettrico, il cui albero è collegato a un meccanismo rotante progettato per creare turbolenza nel liquido. Una caratteristica del design del rotore è uno statore sigillato, in cui si verifica il riscaldamento. Lo statore stesso ha una cavità cilindrica all'interno: una camera a vortice in cui ruota il rotore. Il rotore di un generatore di calore a cavitazione è un cilindro con una serie di recessi sulla superficie, quando il cilindro ruota all'interno dello statore, questi recessi creano eterogeneità nell'acqua e provocano processi di cavitazione.

Riso. 3: design del generatore di tipo rotativo

Il numero di rientranze e i loro parametri geometrici sono determinati in base al modello. Per parametri di riscaldamento ottimali, la distanza tra il rotore e lo statore è di circa 1,5 mm. Questo design non è l'unico nel suo genere; nel corso di una lunga storia di aggiornamenti e miglioramenti, l'elemento di lavoro del tipo a rotore ha subito molte trasformazioni.

Uno dei primi modelli efficaci di convertitori di cavitazione fu il generatore Griggs, che utilizzava un rotore a disco con fori ciechi sulla superficie. Uno dei moderni analoghi dei generatori di calore a cavitazione del disco è mostrato nella Figura 4 di seguito:

Riso. 4: generatore di calore a dischi

Nonostante la semplicità del design, le unità rotanti sono piuttosto difficili da usare, poiché richiedono una calibrazione precisa, guarnizioni affidabili e il rispetto dei parametri geometrici durante il funzionamento, il che rende difficile il loro funzionamento. Tali generatori di calore a cavitazione sono caratterizzati da una durata piuttosto bassa - 2-4 anni a causa dell'erosione da cavitazione del corpo e delle parti. Inoltre, creano un carico di rumore sufficientemente grande durante il funzionamento di un elemento rotante. I vantaggi di questo modello includono un'elevata produttività - 25% in più rispetto a quella dei riscaldatori classici.

Tubolare

Un generatore di calore statico non ha elementi rotanti. Il processo di riscaldamento al loro interno avviene a causa del movimento dell'acqua attraverso tubi che si assottigliano in lunghezza o per l'installazione di ugelli Laval. L'acqua viene fornita al corpo di lavoro da una pompa idrodinamica, che crea una forza meccanica del liquido in uno spazio ristretto e quando passa in una cavità più ampia si verificano vortici di cavitazione.

A differenza del modello precedente, le apparecchiature di riscaldamento tubolari non producono molto rumore e non si consumano così rapidamente. Durante l'installazione e il funzionamento, non è necessario occuparsi di un bilanciamento preciso e, se gli elementi riscaldanti vengono distrutti, la loro sostituzione e riparazione sarà molto più economica rispetto ai modelli rotanti. Gli svantaggi dei generatori di calore tubolari includono prestazioni notevolmente inferiori e dimensioni ingombranti.

Ultrasonico

Questo tipo di dispositivo ha una camera di risonanza sintonizzata su una certa frequenza di vibrazioni sonore. Al suo ingresso è installata una lastra di quarzo, che produce oscillazioni quando vengono applicati segnali elettrici. La vibrazione della piastra crea un effetto ondulatorio all'interno del liquido, che raggiunge le pareti della camera di risonanza e viene riflesso. Durante il moto di ritorno, le onde incontrano oscillazioni dirette e creano cavitazione idrodinamica.

Riso. 5: principio di funzionamento del generatore di calore ad ultrasuoni

Inoltre, le bolle vengono portate via dal flusso d'acqua attraverso gli stretti tubi di ingresso dell'impianto termico. Quando passano in una vasta area, le bolle vengono distrutte, rilasciando energia termica. Anche i generatori di cavitazione ad ultrasuoni hanno buone prestazioni, in quanto non hanno elementi rotanti.

Applicazione

Nell'industria e nella vita di tutti i giorni, i generatori di calore a cavitazione hanno trovato attuazione in vari campi di attività. A seconda dei compiti assegnati, vengono utilizzati per:

• il riscaldamento- all'interno delle unità, l'energia meccanica viene convertita in energia termica, grazie alla quale il liquido riscaldato si muove attraverso l'impianto di riscaldamento. Va notato che i generatori di calore a cavitazione possono riscaldare non solo strutture industriali, ma anche interi villaggi.
• Riscaldamento dell'acqua corrente- l'unità di cavitazione è in grado di riscaldare rapidamente il liquido, grazie al quale può facilmente sostituire una colonna a gas o elettrica.
• Miscelazione di sostanze liquide- a causa della rarefazione negli strati con formazione di piccole cavità, tali aggregati consentono di ottenere la corretta qualità di miscelazione dei liquidi, che naturalmente non si combinano a causa delle diverse densità.

Pro e contro

Rispetto ad altri generatori di calore, le unità di cavitazione presentano numerosi vantaggi e svantaggi.

I vantaggi di tali dispositivi includono:

• Un meccanismo molto più efficiente per ottenere energia termica;
• Consuma risorse significativamente inferiori rispetto ai generatori di carburante;
• Può essere utilizzato per il riscaldamento di utenze sia di bassa potenza che di grandi dimensioni;
• Completamente ecologico - non emette sostanze nocive nell'ambiente durante il funzionamento.

Gli svantaggi dei generatori di calore a cavitazione includono:

• Dimensioni relativamente grandi: i modelli elettrici e a carburante sono molto più piccoli, il che è importante se installati in una stanza già in funzione;
• Grande rumore dovuto al funzionamento della pompa dell'acqua e dell'elemento di cavitazione stesso, che ne rende difficile l'installazione nei locali domestici;
• Rapporto inefficiente tra potenza e prestazioni per ambienti di piccola quadratura (fino a 60 m 2 è più vantaggioso utilizzare un'installazione a gas, combustibile liquido o energia elettrica equivalente con elemento riscaldante).\

KTG fai da te

L'opzione più semplice per l'implementazione a casa è un generatore di cavitazione di tipo tubolare con uno o più ugelli per il riscaldamento dell'acqua. Pertanto, analizzeremo un esempio della produzione di un tale dispositivo, per questo avrai bisogno di:

• Pompa: per il riscaldamento, assicurati di scegliere una pompa di calore che non teme l'esposizione costante alle alte temperature. Dovrebbe fornire una pressione di esercizio all'uscita di 4 - 12 atm.
• 2 manometri e manicotti per la loro installazione - sono posizionati su entrambi i lati dell'ugello per misurare la pressione all'ingresso e all'uscita dell'elemento di cavitazione.
• Termometro per misurare la quantità di riscaldamento del liquido di raffreddamento nell'impianto.
• Valvola per la rimozione dell'aria in eccesso dal generatore di calore a cavitazione. Installato nel punto più alto del sistema.
• Ugello: dovrebbe avere un diametro del foro passante compreso tra 9 e 16 mm, non è consigliabile fare di meno, poiché potrebbe già verificarsi cavitazione nella pompa, che ne ridurrà notevolmente la durata. La forma dell'ugello può essere cilindrica, conica o ovale, dal punto di vista pratico, qualsiasi si adatta a te.
• Tubi ed elementi di collegamento (radiatori di riscaldamento in loro assenza) - sono selezionati in base al compito, ma l'opzione più semplice sono i tubi di plastica saldati.
• Accensione / spegnimento automatico del generatore di calore a cavitazione - di norma, è legato al regime di temperatura, impostato per spegnersi a circa 80ºС e accendersi quando scende al di sotto di 60ºС. Ma puoi scegliere tu stesso la modalità di funzionamento del generatore di calore a cavitazione.

Riso. 6: schema di un generatore di calore a cavitazione

Prima di collegare tutti gli elementi, è consigliabile tracciare uno schema della loro posizione su carta, pareti o pavimento. I luoghi devono essere posizionati lontano da elementi infiammabili o questi ultimi devono essere rimossi a una distanza di sicurezza dall'impianto di riscaldamento.

Assemblare tutti gli elementi, come mostrato nello schema, e verificarne la tenuta senza accendere il generatore. Quindi testare il generatore di calore a cavitazione nella modalità operativa, il normale aumento della temperatura del liquido è considerato di 3-5ºС in un minuto.