Com viuen els nostres mariners en submarins (17 fotos)

02.12.2014

Molta gent associa la calefacció elèctrica a casa amb la instal·lació de calderes d’aigua adequades amb elements calefactors, convectors o la instal·lació de terres de pel·lícula calenta. Tot i això, hi ha moltes més opcions. A les cases particulars modernes s’instal·len calderes d’elèctrodes o d’ions, en què un parell d’elèctrodes primitius transfereixen energia al refrigerant sense intermediaris.

Per primera vegada, es van desenvolupar i implementar calderes de calefacció de tipus iònic a la Unió Soviètica per escalfar compartiments submarins. Les instal·lacions no causaven soroll addicional, tenien dimensions compactes, no calia dissenyar sistemes d’escapament i escalfar efectivament aigua de mar, que s’utilitzava com a principal portador de calor.

El transportador de calor que circula per les canonades i entra al tanc de treball de la caldera està en contacte directe amb el corrent elèctric. Els ions carregats de diferents signes comencen a moure’s caòticament i xocar. A causa de la resistència resultant, el refrigerant s’escalfa.

• 1 Història de l'aparença i principi de funcionament
• 2 Característiques: avantatges i desavantatges
• 3 Disseny i especificacions
• 4 Tutorial de vídeo
• 5 senzilles calderes d'ions de bricolatge
• 6 Característiques de la instal·lació de calderes iòniques
• 7 Fabricants i cost mitjà

Història de l'aparença i principi de funcionament

Durant només 1 segon, cadascun dels elèctrodes xoca amb els altres fins a 50 vegades, canviant el seu signe. A causa de l’acció del corrent altern, el líquid no es divideix en oxigen i hidrogen, conservant la seva estructura. Un augment de la temperatura comporta un augment de la pressió, que obliga a circular el refrigerant.

Per aconseguir la màxima eficiència de la caldera d’elèctrodes, haureu de controlar constantment la resistència òhmica del líquid. A una temperatura ambient clàssica (20-25 graus), no hauria de superar els 3.000 ohms.

No s’ha d’abocar aigua destil·lada al sistema de calefacció. No conté sals en forma d’impureses, cosa que significa que no hauríeu d’esperar que s’escalfés d’aquesta manera; no hi haurà medi entre els elèctrodes per a la formació d’un circuit elèctric.

Per obtenir instruccions addicionals sobre com fabricar una caldera d'elèctrodes vosaltres mateixos, llegiu aquí

Fer una caldera d’elèctrodes pel vostre compte és senzill i eficaç

L’estudi del circuit de calefacció tèrmica permet fabricar calderes de calefacció d’elèctrodes amb les seves pròpies mans.

Aquí heu de tenir en compte el principi de funcionament i les propietats dels elements implicats, a saber:

• elèctrode;
• aigua;
• dispositius de control i automatització.

Quan s’escalfa, l’aigua perd resistència i allibera energia a causa de la divisió d’una molècula d’aigua sota la influència d’un corrent elèctric, augmenta el seu volum i treballa per escalfar el volum de l’habitació.

Aquest fenomen i les seves conseqüències estan ben estudiats, per tant, actualment les calderes no utilitzen la composició habitual d’aigua, sinó una destil·lada especialment dissenyada, per augmentar la durada de l’operació.

Connexió d’una caldera monofàsica amb control automàtic

Les instruccions donades per un dels autors que van patentar la seva versió d'aquesta caldera d'elèctrodes us indicaran com el càlcul de la quantitat de calor i potència de refrigeració requerits del refrigerant condueix a l'elecció d'un esquema de calefacció tèrmica. Es mostra al vídeo.

El disseny de la caldera d’elèctrodes és molt senzill. Les avaries de les parts internes queden pràcticament excloses, per tant, la durabilitat del treball durant molts anys supera les calderes DEEN, el recurs del qual s’esgota, en primer lloc, regularment i, en segon lloc, és bastant imprevisible.

El preu d’una caldera d’elèctrodes fabricada segons el mètode de l’autor és diverses vegades inferior al de la mateixa versió de fàbrica.

No obstant això, una caldera d’elèctrodes de fàbrica també és molt econòmica per funcionar a causa de l’ús de combustible baix en calories i un bon sistema d’automatització del treball. Al mateix temps, no es requereix manteniment, no hi ha costos operatius.

En funció de les necessitats específiques, hi ha diversos esquemes per connectar la caldera al sistema general:

• en paral·lel amb altres calderes;
• monofàsic;
• caldera trifàsica;
• connexió de blocs de regulació i control automàtic.

La caldera d’elèctrodes es pot utilitzar tant per escalfar com per escalfar aigua en banys i cuines per a necessitats domèstiques. Aquests són els diagrames de connexió per a diferents aplicacions.

Connectar una caldera d'elèctrodes com a escalfador d'aigua instantani

Etapes

La seqüència de treballs en la fabricació d’una caldera d’elèctrodes amb les vostres pròpies mans és la següent:

• planificar l’esquema del sistema de calefacció. És possible un esquema de circuit únic, utilitzat per a la calefacció, o un circuit de doble circuit: per a subministrar aigua calenta i calefacció;
• instal·lació i posada a terra de la caldera per neutralitzar l’electricitat estàtica;
• assegurar la circulació de l'aigua augmentant la temperatura del seu escalfament;
• l’ús de materials de bateria eficaços que interactuen bé amb el refrigerant;
• el nivell d'automatització del subministrament de calor està regulat pel dispositiu de mesura de temperatura ambient.

Connexió de la caldera sense recirculació forçada

Consells. Quan utilitzeu aquest diagrama de connexió de la caldera, tingueu en compte els angles d’inclinació i diàmetres indicats de les canonades d’aigua, ja que assegurarà la correcta circulació.

Característiques: avantatges i desavantatges

La caldera d’elèctrodes de tipus iònic es caracteritza no només per tots els avantatges dels equips de calefacció elèctrica, sinó també per les seves pròpies característiques. En una llista extensa, es poden distingir els més significatius:

• L'eficiència de les instal·lacions tendeix al màxim absolut: no menys del 95%
• No s’alliberen al medi ambient contaminants ni radiacions iòniques nocives per als humans
• Alta potència en un cos relativament petit en comparació amb altres calderes
• És possible instal·lar diverses unitats alhora per augmentar la productivitat, una instal·lació independent d’una caldera tipus ió com a font de calor addicional o de reserva
• La poca inertesa permet respondre ràpidament als canvis de temperatura ambient i automatitzar completament el procés de calefacció mitjançant una automatització programable
• No cal una xemeneia
• L’equip no es veu afectat per la quantitat insuficient de refrigerant a l’interior del tanc de treball
• Les sobretensions no afecten el rendiment i l’estabilitat de la calefacció

Aquí podeu esbrinar com triar una caldera elèctrica per a la calefacció

Per descomptat, les calderes d’ions presenten nombrosos avantatges i molt importants. Si no es tenen en compte els aspectes negatius que es presenten amb més freqüència durant el funcionament de l’equip, es perden tots els avantatges.

Entre els aspectes negatius, cal destacar:

• Per al funcionament d’equips de calefacció iònica, no utilitzeu fonts d’energia de corrent continu que causin l’electròlisi del líquid
• Cal controlar constantment la conductivitat elèctrica del líquid i prendre mesures per regular-lo
• Cal tenir cura d’una connexió a terra fiable. Si es trenca, els riscos de ser electrocutats augmenten significativament.
• Està prohibit utilitzar aigua escalfada en un sistema de circuit únic per a altres necessitats.
• És molt difícil organitzar un escalfament efectiu amb circulació natural, cal instal·lar una bomba
• La temperatura del líquid no ha de superar els 75 graus, en cas contrari el consum d’energia elèctrica augmentarà bruscament
• Els elèctrodes es desgasten ràpidament i s’han de substituir cada 2-4 anys



• És impossible realitzar treballs de reparació i posada en servei sense la participació d’un mestre experimentat

Llegiu aquí sobre altres mètodes de calefacció elèctrica a casa.

Sistemes d’energia submarina

Des de principis del segle XX, els motors elèctrics, que funcionaven amb bateries, s’utilitzen per a la navegació submarina submarina. Les bateries es carregaven a la superfície mitjançant generadors elèctrics alimentats amb motors dièsel.

L’aparició de submarins nuclears (submarins nuclears) després de la Segona Guerra Mundial no va aturar la construcció de submarins dièsel-elèctrics. Els submarins no nuclears més silenciosos i econòmics, capaços d’operar en aigües poc profundes, continuen en servei amb la majoria de les flotes mundials.

DISPOSITIU GENERAL

El sistema d’energia elèctrica dels submarins dièsel-elèctrics (submarins dièsel-elèctrics), en l’esquema clàssic, consisteix en bateries d’emmagatzematge, un generador dièsel, un motor de propulsió, motors auxiliars i altres consumidors d’electricitat.

El motor submarí del submarí dièsel-elèctric sempre ha estat un motor elèctric alimentat per bateries recarregables. No necessita oxigen per funcionar, és segur i té un pes i unes dimensions acceptables. Però una limitació greu del seu ús és la poca capacitat de les bateries. Per aquest motiu, el marge continu de viatge submarí del submarí dièsel-elèctric és limitat i depèn del mode de moviment. Quan es circula a velocitat econòmica, les bateries s’han de recarregar cada 300-350 milles. I quan es circula a tota velocitat, cada 20-30 quilòmetres. En altres paraules, el submarí es pot moure en una posició submergida sense recarregar-se a una velocitat de 2-4 nusos durant tres o més dies o una hora i mitja a una velocitat de més de 20 nusos.

Llegiu: Centrals dels primers submarins

Atès que la mida i el pes dels submarins són severament limitats, els motors elèctrics i els dièsel combinen diferents funcions. El motor elèctric pot funcionar com una màquina reversible. Consumeix electricitat en conduir o la genera per carregar bateries. El dièsel pot ser un motor que acciona una hèlix o un generador elèctric i pot ser un compressor alternatiu si és accionat per un motor elèctric.

Després dels anys cinquanta, els submarins dièsel-elèctrics pràcticament van desaparèixer, en els quals el motor dièsel funcionaria directament sobre l'hèlix. Ara l’hèlix és accionada exclusivament per un motor elèctric. (Això no s'aplica als submarins nuclears les hèlixs dels quals són accionats per una turbina de vapor). El dièsel només fa girar el generador. Aquest esquema permet fer funcionar un motor dièsel en un mode de funcionament constant i òptim i permet separar els motors elèctrics de propulsió (PRM) i els generadors. L'ús d'aquests dispositius de manera individual augmenta l'eficiència de tots dos i, per tant, augmenta la reserva de potència submarina. Els desavantatges inclouen la doble conversió d’energia (primer mecànica en elèctrica, després posterior) i les pèrdues associades. Però hem d’aguantar-ho, ja que el principal és el mode de càrrega de les bateries i no el mode de consum del GED.

ESTAT ACTUAL DE DEPL

Com s’indica, tots els submarins dièsel-elèctrics moderns utilitzen propulsió elèctrica completa. La majoria de vaixells amb propulsió elèctrica completa solien tenir dos motors: principal i econòmic. En els projectes moderns, el seu paper el juga un motor amb dos modes de funcionament. La recàrrega de les bateries es realitza a la superfície o a la profunditat del periscopi mitjançant un snorkel, un dispositiu per al funcionament del motor sota l'aigua (RDP). Una nova etapa en el desenvolupament de submarins dièsel-elèctrics va ser l’ús de piles de combustible basades en diversos compostos químics. Això va permetre, en particular, augmentar el rang de navegació submarina contínua per velocitat econòmica entre cinc i deu vegades i reduir el soroll del submarí.No obstant això, les instal·lacions de cèl·lules de combustible encara no proporcionen les característiques operatives i tàctiques requerides dels submarins, principalment en termes de realitzar maniobres a gran velocitat quan persegueixen un objectiu o eviten un atac enemic. Per tant, els submarins moderns estan equipats amb un sistema de propulsió combinat. Per al moviment a gran velocitat sota l’aigua, s’utilitzen piles o piles de combustible i per navegar per la superfície s’utilitza el tradicional parell “generador dièsel - motor elèctric”.

Llegiu: Operació KAMA

CENTRALS ANAEROBBIQUES

El desenvolupament posterior de submarins no nuclears s’associa amb l’ús de plantes elèctriques anaeròbiques (independents de l’aire). Hi ha quatre tipus principals de centrals anaeròbiques: un motor dièsel de cicle tancat (CCD), un motor Stirling (DS), una pila de combustible o un generador electroquímic (ECG) i una turbina de vapor de cicle tancat. La direcció més prometedora és l’ús de motors Stirling. L'ús d'aquest motor augmenta significativament el temps que el vaixell roman en una posició submergida sense pèrdues greus en altres indicadors.

El desenvolupament de submarins amb unitats de propulsió auxiliars independents de l'aire va començar fa més de 30 anys, però es van construir una mica més d'una dotzena d'aquestes embarcacions: es tracta del projecte suec "Gotland", el francès "Saga", el japonès "Soryu ".

Actualment, tots els submarins de la Marina sueca estan equipats amb DS, i els constructors de vaixells suecs ja han treballat bé la tecnologia per equipar submarins amb aquests motors. L’ús de DS permet que aquests submarins estiguin sota l’aigua contínuament fins a 20 dies.

Ha, ha

Vaja

Satisfet

Trist

Enfadat

Votat Gràcies!

Us pot interessar:

• Instal·lacions dièsel-elèctriques en submarins
• Submarins del projecte 636 "Varshavyanka"
• L’armada colombiana reforça la seva flota de submarins
• Centrals de submarins no nuclears
• Submarins dièsel-elèctrics (DPL o DPL)
• Submarins tipus 209
• Motors Stirling submarins
• Submarins dièsel-elèctrics tipus S
• Generador de vapor central anaeròbica MESMA
• Mini-submarins tipus D.
• Sistemes de propulsió elèctrica als vaixells
• Submarins del projecte 641

Subscriu-te a
el nostre canal a Yandex.Zen

Dispositiu i característiques tècniques

A primera vista, la construcció d’una caldera d’ions és complicada, però és senzilla i no obligatòria. Exteriorment, és una canonada sense soldadura d’acer, que es cobreix amb una capa aïllant elèctrica de poliamida. Els fabricants han intentat protegir les persones tant com sigui possible contra descàrregues elèctriques i cares fuites d'energia.

A més del cos tubular, la caldera d'elèctrodes conté:

1. L'elèctrode de treball, fet d'aliatges especials i subjectat per femelles de poliamida protegides (en models que funcionen des d'una xarxa trifàsica, es proporcionen tres elèctrodes alhora)
2. Broquets d’entrada i sortida de refrigerant
3. Terminals de terra
4. Terminals que subministren energia al xassís
5. Juntes aïllants de goma

La forma de la carcassa exterior de les calderes de calefacció iòniques és cilíndrica. Els models de llars més habituals compleixen les característiques següents:

• Longitud: fins a 60 cm
• Diàmetre: fins a 32 cm
• Pes: aproximadament 10-12 kg
• Potència de l’equip: de 2 a 50 kW

Per a necessitats domèstiques, s’utilitzen models monofàsics compactes amb una potència no superior a 6 kW. N’hi ha prou per proporcionar una casa de camp amb una superfície de 80-150 metres quadrats amb calor. Per a grans zones industrials s’utilitzen equips trifàsics. Una instal·lació amb una capacitat de 50 kW pot escalfar una habitació de fins a 1600 m².

No obstant això, la caldera d'elèctrodes funciona de manera més eficient juntament amb l'automatització de control, que inclou els elements següents:

• Bloc inicial
• Protecció contra sobretensions
• Controlador de control

A més, es poden instal·lar mòduls de control GSM per a l'activació o desactivació remota. La baixa inertesa permet una resposta ràpida a les fluctuacions de temperatura de l’entorn.

S’ha de prestar la deguda atenció a la qualitat i la temperatura del refrigerant. Es considera que el líquid òptim en un sistema de calefacció amb una caldera iònica s’escalfa a 75 graus. En aquest cas, el consum d’energia es correspondrà amb l’especificat als documents. En cas contrari, són possibles dues situacions:

1. Temperatura inferior a 75 graus: el consum d’electricitat disminueix juntament amb l’eficiència de la instal·lació
2. Temperatures superiors als 75 graus: el consum d’electricitat augmentarà, però les taxes d’eficiència ja elevades seguiran sent les mateixes

Una senzilla caldera iònica amb les teves pròpies mans

Després d’haver-vos familiaritzat amb les característiques i el principi pel qual funcionen les calderes de calefacció iòniques, és hora de fer-vos la pregunta: com muntar aquest equip amb les vostres mans? Primer heu de preparar l’eina i els materials:

• Tub d'acer amb un diàmetre de 5-10 cm
• Terminals de terra i neutres
• Elèctrodes
• Filferros
• Samarreta metàl·lica i acoblament
• Tenacitat i desig

Abans de començar a muntar-ho tot, cal recordar tres regles de seguretat molt importants:

• Únicament s’aplica fase a l’elèctrode
• Només el fil neutre s’alimenta al cos
• Cal proporcionar una connexió a terra fiable

Per muntar la caldera d'elèctrodes d'ions, seguiu les instruccions següents:

• En primer lloc, es prepara una canonada amb una longitud de 25-30 cm, que actuarà com a cos
• Les superfícies han de ser llises i exemptes de corrosió, es netegen les osques dels extrems
• Per una banda, els elèctrodes s’instal·len mitjançant un te
• També es requereix un te per organitzar la sortida i l’entrada del refrigerant.
• Al segon costat, feu una connexió a la xarxa principal de calefacció
• Instal·leu una junta aïllant entre l'elèctrode i el tee (el plàstic resistent a la calor és adequat)

• Per aconseguir una estanquitat, les connexions roscades s’han d’adaptar amb precisió.
• Per fixar el terminal zero i la posada a terra, es solden 1-2 cargols al cos

Si ho ajunteu tot, podeu incorporar la caldera al sistema de calefacció. És probable que aquest equipament casolà no pugui escalfar una casa privada, però serà una solució ideal per a zones petites d’utilitat o garatge. Podeu tancar la unitat amb una funda decorativa mentre intenteu no restringir-hi l'accés lliure.

Calderes elèctriques d’ions

Aquestes calderes funcionen segons el principi d’escalfar aigua (transportador de calor) pel mètode d’ionització. Aquest procés té lloc de la següent manera:

Quan la caldera s'encén a la xarxa, les molècules d'aigua es separen en ions positius i negatius, que vibren entre dos elèctrodes (ànode i càtode). Durant aquest procés es genera energia calorífica. Es transfereix immediatament al refrigerant, que el distribueix per tot el sistema de calefacció.

Aquestes unitats s’utilitzen com a sistema de calefacció autònom. Es diferencien de les calderes amb elements calefactors de mides petites, així com d'un bloc d'elèctrodes, que té un alt rendiment i eficiència. A més, s’afegeix sal de taula a l’aigua, que exerceix el paper de transportador de calor. Això és necessari per augmentar la resistència elèctrica de l’aigua. Per evitar la corrosió metàl·lica o la formació d’escates, en lloc d’aigua s’aboca al sistema anticongelant, desenvolupat específicament per a calderes d’ions.

Les calderes d’elèctrodes s’utilitzaven originalment només amb finalitats militars per escalfar submarins o vaixells de guerra. Després d'això, després d'haver canviat lleugerament el disseny, els desenvolupadors van començar a produir calderes per a ús domèstic o industrial.

Per exemple, la caldera Galan es fabrica d’acord amb tots els estàndards establerts d’equipament militar, ja que els fabricants s’especialitzen en la fabricació d’instruments per a submarins i vaixells.

Característiques d'instal·lació de calderes d'ions

Un requisit previ per a la instal·lació de calderes de calefacció iòniques és la presència d’una vàlvula de seguretat, un manòmetre i una sortida d’aire automàtica. Col·loqueu l'equip en posició vertical (no està permès horitzontalment ni inclinat). Al mateix temps, aproximadament 1,5 m de les canonades de subministrament no són d'acer galvanitzat.

El terminal zero es troba generalment a la part inferior de la caldera. Hi està connectat un cable de terra amb una resistència de fins a 4 ohms i una secció transversal superior a 4 mm. No confieu únicament en la memòria RAM: no pot ajudar amb els corrents de fuita. La resistència també ha de complir les regles del PUE.

Si el sistema de calefacció és completament nou, no cal preparar les canonades, sinó que han d’estar netes a l’interior. Quan la caldera xoca amb una línia que ja funciona, és imprescindible rentar-la amb inhibidors. Hi ha una àmplia gamma de productes de descalcificació, escala i descalcificació als mercats. Tot i això, cada fabricant de calderes d’elèctrodes indica aquelles que consideren les millors per als seus equips. Cal respectar la seva opinió. El descuit del rentat no permetrà establir una resistència òhmica precisa.

És molt important seleccionar radiadors de calefacció per a la caldera d’ions. Els models amb un volum intern gran no funcionaran, ja que caldran més de 10 litres de refrigerant per a 1 kW de potència. La caldera funcionarà constantment i malgastarà part de l’electricitat en va. La proporció ideal entre la potència de la caldera i el volum total del sistema de calefacció és de 8 litres per 1 kW.

Si parlem de materials, és millor instal·lar moderns radiadors d’alumini i bimetàl·lics amb una mínima inèrcia. A l’hora d’escollir models d’alumini, es dóna preferència al material del tipus primari (no refós). En comparació amb el secundari, conté menys impureses, reduint la resistència òhmica.

Els radiadors de ferro colat són menys compatibles amb la caldera d’ions, ja que són més susceptibles a la contaminació. Si no hi ha manera de substituir-los, els experts recomanen observar diverses condicions importants:

• Els documents han d’indicar el compliment de la norma europea
• Instal·lació obligatòria de filtres gruixuts i captadors de fangs
• Una vegada més, es produeix el volum total del refrigerant i es selecciona un equip adequat per a l'energia

Caldera iònica "Galan"

Per a ús domèstic, les calderes Galan es fabriquen en la sèrie Ochag, que té diversos models:

«Llar de foc2»- Dissenyat per escalfar una habitació no superior a 80 m3. El consum d'energia de la unitat és de 2 kW. La caldera funciona a partir de 220 V. Amb un aïllament tèrmic normal de l'habitació, el consum d'electricitat fluctua en 0,5 kW / h. La quantitat recomanada de fluid refrigerant varia entre 20 i 40 litres.

«Llar 3»- Pot escalfar una habitació amb un volum de 120 m3. La potència de la caldera és de 3 kW. L’energia es consumeix a 0,75 kW / h. Els líquids per escalfar el sistema necessiten de 25 a 50 litres.

«Llar 5»- s'utilitza en habitacions amb un volum no superior a 180 m3. La caldera té una potència de 5 kW. Consumeix aproximadament 1,25 kWh. El volum del refrigerant varia entre 30 i 60 litres. "Llar 6": pot escalfar 200m3. El consum d'energia és de 6 kW i el consum és d'1,5 kW / h. Recomanat de 35 a 70 litres. refrigerant.

Només el líquid Potok especialment desenvolupat, que evita la corrosió de les canonades, es pot abocar al sistema de calderes Galan.