Cómo viven nuestros marineros en los submarinos (17 fotos)

02.12.2014

Muchas personas asocian la calefacción eléctrica en el hogar con la instalación de calderas de agua adecuadas con elementos calefactores, convectores o la instalación de pisos de película cálida. Sin embargo, existen muchas más opciones. En las casas privadas modernas, se instalan calderas de electrodos o iones, en las que un par de electrodos primitivos transfieren energía al refrigerante sin intermediarios.

Por primera vez, se desarrollaron e implementaron calderas de calefacción de tipo iónico en la Unión Soviética para calentar compartimentos submarinos. Las unidades no causaban ruido adicional, tenían dimensiones compactas, no era necesario que diseñaran sistemas de escape y calentaran eficazmente el agua de mar, que se utilizaba como principal portador de calor.

El portador de calor que circula por las tuberías y entra en el tanque de trabajo de la caldera está en contacto directo con la corriente eléctrica. Los iones cargados con diferentes signos comienzan a moverse caóticamente y chocan. Debido a la resistencia resultante, el refrigerante se calienta.

• 1 Historia de apariencia y principio de funcionamiento.
• 2 Características: ventajas y desventajas.
• 3 Diseño y especificaciones
• 4 Video tutorial
• 5 caldera de iones de bricolaje simple
• 6 Características de la instalación de calderas iónicas.
• 7 Fabricantes y coste medio

Historia de aparición y principio de funcionamiento.

Durante solo 1 segundo, cada uno de los electrodos choca con los demás hasta 50 veces, cambiando su signo. Debido a la acción de la corriente alterna, el líquido no se divide en oxígeno e hidrógeno, manteniendo su estructura. Un aumento de temperatura conduce a un aumento de la presión, lo que obliga a que circule el refrigerante.

Para lograr la máxima eficiencia de la caldera de electrodos, deberá controlar constantemente la resistencia óhmica del líquido. A una temperatura ambiente clásica (20-25 grados), no debe exceder los 3 mil ohmios.

No se debe verter agua destilada en el sistema de calefacción. No contiene sales en forma de impurezas, lo que significa que no debe esperar que se caliente de esta manera; no habrá medio entre los electrodos para la formación de un circuito eléctrico.

Para obtener instrucciones adicionales sobre cómo hacer una caldera de electrodos usted mismo, lea aquí

Hacer una caldera de electrodos por su cuenta es simple y efectivo

El estudio del circuito de calentamiento térmico permite hacer calderas de calentamiento de electrodos con sus propias manos.

Aquí debe considerar el principio de funcionamiento y las propiedades de los elementos involucrados, a saber:

• electrodo;
• agua;
• dispositivos de control y automatización.

Cuando se calienta, el agua pierde resistencia y libera energía debido a la división de una molécula de agua bajo la influencia de una corriente eléctrica, aumenta de volumen y trabaja para calentar el volumen de la habitación.

Este fenómeno y sus consecuencias están bien estudiados, por lo que, en la actualidad, las calderas no utilizan la composición habitual del agua, sino una destilada especialmente diseñada para aumentar la duración de la operación.

Conexión de una caldera monofásica con control automático.

Las instrucciones dadas por uno de los autores que patentó su versión de una caldera de electrodos de este tipo le dirán cómo el cálculo de la cantidad requerida de calor y potencia de calentamiento del refrigerante conduce a la elección de un esquema de calentamiento térmico. Se muestra en el video.

El diseño de la caldera de electrodos es muy sencillo. Las averías de las partes internas están prácticamente excluidas, por lo tanto, la durabilidad del trabajo durante muchos años supera las DIEZ calderas, cuyo recurso se agota, en primer lugar, regularmente y, en segundo lugar, es bastante impredecible.

El precio de una caldera de electrodos fabricada según el método del autor es varias veces más bajo que la misma versión fabricada en fábrica.

Sin embargo, una caldera de electrodos de fábrica también es muy económica en funcionamiento debido al uso de combustible bajo en calorías y un buen sistema de automatización del trabajo. Al mismo tiempo, no se requiere mantenimiento, no hay costos operativos.

Dependiendo de las necesidades específicas, existen varios esquemas para conectar la caldera al sistema general:

• en paralelo con otras calderas;
• fase única;
• caldera trifásica;
• Conexión de bloques de regulación y control automático.

La caldera de electrodos se puede utilizar tanto para calentar como para calentar agua en baños y cocinas para necesidades domésticas. Aquí están los diagramas de conexión para diferentes aplicaciones.

Conexión de una caldera de electrodos como calentador de agua instantáneo

Etapas

La secuencia de trabajo en la fabricación de una caldera de electrodos con sus propias manos es la siguiente:

• planificación del esquema del sistema de calefacción. Es posible un esquema de circuito único, utilizado para calefacción, o uno de circuito doble, para proporcionar agua caliente y calefacción;
• instalación y puesta a tierra de la caldera para neutralizar la electricidad estática;
• asegurando la circulación del agua aumentando la temperatura de su calentamiento;
• el uso de materiales de batería eficaces que interactúen bien con el refrigerante;
• el nivel de automatización del suministro de calor está regulado por el dispositivo de medición de la temperatura ambiente.

Conexión de la caldera sin recirculación forzada

Consejo. Al utilizar este diagrama de conexión de la caldera, preste atención a los ángulos de inclinación indicados y los diámetros de las tuberías de agua, ya que esto garantizará una correcta circulación.

Características: ventajas y desventajas.

La caldera de electrodos de tipo iónico se caracteriza no solo por todas las ventajas de los equipos de calefacción eléctrica, sino también por sus propias características. En una extensa lista, se pueden distinguir los más significativos:

• La eficiencia de las instalaciones tiende al máximo absoluto, no menos del 95%
• No se liberan al medio ambiente contaminantes o radiaciones iónicas nocivas para los seres humanos
• Alta potencia en un cuerpo de tamaño relativamente pequeño en comparación con otras calderas
• Es posible instalar varias unidades a la vez para aumentar la productividad, una instalación separada de una caldera de tipo iónico como fuente de calor adicional o de respaldo.
• La pequeña inercia permite responder rápidamente a los cambios en la temperatura ambiente y automatizar completamente el proceso de calentamiento a través de la automatización programable.
• Sin necesidad de chimenea
• El equipo no se daña por la cantidad insuficiente de refrigerante dentro del tanque de trabajo
• Las sobretensiones no afectan el rendimiento y la estabilidad de la calefacción.

Puede averiguar cómo elegir una caldera eléctrica para calefacción aquí.

Por supuesto, las calderas de iones tienen numerosas y muy significativas ventajas. Si no se tienen en cuenta los aspectos negativos que surgen con más frecuencia durante el funcionamiento del equipo, se pierden todos los beneficios.

Entre los aspectos negativos, cabe destacar:

• Para el funcionamiento de equipos de calentamiento iónico, no utilice fuentes de alimentación de corriente continua que provocarán la electrólisis del líquido.
• Es necesario monitorear constantemente la conductividad eléctrica del líquido y tomar medidas para regularlo.
• Debe cuidar de una conexión a tierra confiable. Si se descompone, los riesgos de electrocutarse aumentan significativamente.
• Está prohibido utilizar agua caliente en un sistema de circuito único para otras necesidades.
• Es muy difícil organizar un calentamiento efectivo con circulación natural, se requiere la instalación de una bomba
• La temperatura del líquido no debe exceder los 75 grados, de lo contrario, el consumo de energía eléctrica aumentará drásticamente.
• Los electrodos se desgastan rápidamente y deben reemplazarse cada 2 a 4 años.



• Es imposible realizar trabajos de reparación y puesta en marcha sin la participación de un maestro experimentado.

Lea sobre otros métodos de calefacción eléctrica en casa aquí.

Sistemas de energía submarina

Desde principios del siglo XX, los motores eléctricos, que funcionaban con baterías, se han utilizado para submarinos submarinos. Las baterías se cargaron en la superficie mediante generadores eléctricos propulsados ​​por motores diésel.

La aparición de submarinos nucleares (submarinos nucleares) después de la Segunda Guerra Mundial no detuvo la construcción de submarinos diesel-eléctricos. Los submarinos no nucleares más silenciosos, más baratos y capaces de operar en aguas poco profundas todavía están en servicio con la mayoría de las flotas del mundo.

DISPOSITIVO GENERAL

El sistema de energía eléctrica de los submarinos diesel-eléctricos (submarinos diesel-eléctricos), en el esquema clásico, consiste en baterías de almacenamiento, un generador diesel, un motor de propulsión, motores auxiliares y otros consumidores de electricidad.

El motor submarino del submarino diesel-eléctrico siempre ha sido un motor eléctrico alimentado por baterías recargables. No requiere oxígeno para funcionar, es seguro y tiene un peso y unas dimensiones aceptables. Pero una seria limitación de su uso es la pequeña capacidad de las baterías. Por esta razón, el margen de viaje submarino continuo del submarino diesel-eléctrico es limitado y depende del modo de movimiento. Al conducir a velocidad económica, las baterías deben recargarse cada 300-350 millas. Y al conducir a toda velocidad, cada 20 a 30 millas. En otras palabras, el submarino puede moverse en posición sumergida sin recargar a una velocidad de 2-4 nudos durante tres o más días o una hora y media a una velocidad de más de 20 nudos.

Leer: Centrales eléctricas de los primeros submarinos.

Dado que existen serias restricciones sobre el tamaño y el peso de los submarinos, los motores eléctricos y los motores diésel combinan diferentes funciones. El motor eléctrico puede funcionar como una máquina reversible. Consume electricidad al conducir o la genera para cargar baterías. El diesel puede ser un motor que impulsa una hélice o un generador eléctrico, y puede ser un compresor alternativo si es impulsado por un motor eléctrico.

Después de la década de 1950 prácticamente desaparecieron los submarinos diésel-eléctricos, en los que el motor diésel funcionaría directamente sobre la hélice. La hélice ahora es impulsada exclusivamente por un motor eléctrico. (Esto no se aplica a los submarinos nucleares cuyas hélices son impulsadas por una turbina de vapor). Diesel solo hace girar el generador. Este esquema permite operar un motor diesel en un modo de operación óptimo constante y permite separar los motores eléctricos de propulsión (PRM) y los generadores. El uso de estos dispositivos en modo individual aumenta la eficiencia de ambos y, por lo tanto, aumenta la reserva de energía bajo el agua. Las desventajas incluyen la doble conversión de energía, primero mecánica en eléctrica, luego de regreso, y las pérdidas asociadas. Pero tenemos que aguantar esto, ya que el principal es el modo de carga de las baterías, y no el modo de consumo del GED.

ESTADO ACTUAL DE DEPL

Como se indicó, todos los submarinos diésel-eléctricos modernos utilizan propulsión totalmente eléctrica. La mayoría de los barcos con propulsión totalmente eléctrica han utilizado anteriormente dos motores: principal y económico. En los proyectos modernos, su papel lo desempeña un motor con dos modos de funcionamiento. La recarga de las baterías se lleva a cabo en la superficie o en la profundidad del periscopio utilizando un snorkel, un dispositivo para el funcionamiento del motor bajo el agua (RDP). Una nueva etapa en el desarrollo de los submarinos diesel-eléctricos fue el uso de pilas de combustible basadas en diversos compuestos químicos. Esto permitió, en particular, aumentar el alcance de la navegación submarina continua a una velocidad económica de cinco a diez veces y reducir el ruido del submarino.Sin embargo, las instalaciones de pilas de combustible aún no proporcionan las características operativas y tácticas requeridas de los submarinos, principalmente en términos de realizar maniobras de alta velocidad al perseguir un objetivo o evadir un ataque enemigo. Por lo tanto, los submarinos modernos están equipados con un sistema de propulsión combinado. Para el movimiento a alta velocidad bajo el agua se utilizan baterías o pilas de combustible, y para navegar en superficie se utiliza el par tradicional "generador diésel - motor eléctrico".

Leer: Operación "KAMA"

PLANTAS DE ENERGÍA ANAERÓBICAS

Un mayor desarrollo de submarinos no nucleares está asociado con el uso de centrales eléctricas anaeróbicas (independientes del aire). Hay cuatro tipos principales de EI anaeróbicos: un motor diesel de ciclo cerrado (CCD), un motor Stirling (DS), una pila de combustible o generador electroquímico (ECG) y una turbina de vapor de ciclo cerrado. La dirección más prometedora es el uso de motores Stirling. El uso de este motor aumenta notablemente el tiempo que la embarcación permanece en posición sumergida sin serias pérdidas en otros indicadores.

El desarrollo de submarinos con unidades de propulsión auxiliares independientes del aire comenzó hace más de 30 años, pero se construyeron un poco más de una docena de tales barcos: estos son el proyecto sueco "Gotland", el francés "Saga", el japonés "Soryu". ".

En la actualidad, todos los submarinos de la Armada sueca están equipados con DS, y los constructores navales suecos ya han trabajado bien en la tecnología para equipar submarinos con estos motores. El uso de DS permite que estos submarinos permanezcan bajo el agua de forma continua hasta por 20 días.

Jaja

Guau

Satisfecho

Triste

Enfadado

Votado Gracias!

Te puede interesar:

• Instalaciones diesel-eléctricas en submarinos
• Submarinos del proyecto 636 "Varshavyanka"
• Armada colombiana refuerza su flota de submarinos
• Plantas de energía de submarinos no nucleares
• Submarinos diesel-eléctricos (DPL o DPL)
• Submarinos tipo 209
• Motores submarinos Stirling
• Submarinos diesel-eléctricos tipo S
• Planta de energía anaeróbica con generador de vapor MESMA
• Minisubmarinos tipo D
• Sistemas de propulsión eléctrica en buques
• Submarinos del proyecto 641

Suscribirse a
nuestro canal en Yandex.Zen

Dispositivo y características técnicas

A primera vista, la construcción de una caldera de iones es complicada, pero es simple y no obligatoria. Externamente, es una tubería de acero sin costura, que está cubierta con una capa aislante eléctrica de poliamida. Los fabricantes han tratado de proteger a las personas tanto como sea posible de descargas eléctricas y costosas fugas de energía.

Además del cuerpo tubular, la caldera de electrodos contiene:

1. El electrodo de trabajo, que está hecho de aleaciones especiales y está sujeto por tuercas de poliamida protegidas (en los modelos que operan desde una red trifásica, se proporcionan tres electrodos a la vez)
2. Boquillas de entrada y salida de refrigerante
3. Terminales de puesta a tierra
4. Terminales que suministran energía al chasis
5. Juntas aislantes de caucho

La capa exterior de las calderas de calentamiento iónico es cilíndrica. Los modelos domésticos más habituales cumplen las siguientes características:

• Longitud - hasta 60 cm
• Diámetro - hasta 32 cm
• Peso: alrededor de 10-12 kg
• Potencia del equipo: de 2 a 50 kW

Para las necesidades domésticas, se utilizan modelos compactos monofásicos con una potencia de no más de 6 kW. Hay suficientes para proporcionar completamente una cabaña con un área de 80-150 metros cuadrados con calefacción. Para grandes áreas industriales, se utilizan equipos trifásicos. Una instalación con una capacidad de 50 kW es capaz de calentar una habitación de hasta 1600 m2.

Sin embargo, la caldera de electrodos funciona de manera más eficiente junto con la automatización de control, que incluye los siguientes elementos:

• Bloque de arranque
• Protección contra sobretensiones
• Controlador de control

Además, se pueden instalar módulos de control GSM para activación o desactivación remota. La baja inercia permite una respuesta rápida a las fluctuaciones de temperatura en el ambiente.

Se debe prestar la debida atención a la calidad y temperatura del refrigerante. Se considera que el líquido óptimo en un sistema de calefacción con una caldera iónica se calienta a 75 grados. En este caso, el consumo de energía corresponderá al especificado en los documentos. De lo contrario, son posibles dos situaciones:

1. Temperatura por debajo de 75 grados: el consumo de electricidad disminuye junto con la eficiencia de la instalación.
2. Temperaturas superiores a 75 grados: el consumo de electricidad aumentará, sin embargo, las tasas de eficiencia ya altas seguirán siendo las mismas

Una caldera iónica simple con tus propias manos.

Habiéndose familiarizado con las características y el principio por el cual funcionan las calderas de calentamiento iónico, es hora de hacer la pregunta: ¿cómo ensamblar dicho equipo con sus propias manos? Primero debe preparar la herramienta y los materiales:

• Tubería de acero con un diámetro de 5-10 cm.
• Terminales de tierra y neutros
• Electrodos
• Alambres
• T y acoplamiento de metal
• Tenacidad y ganas

Antes de comenzar a armar todo, hay tres reglas de seguridad muy importantes que debe recordar:

• Solo se aplica fase al electrodo
• Solo el cable neutro se alimenta al cuerpo
• Se debe proporcionar una conexión a tierra confiable

Para montar la caldera de electrodo de iones, simplemente siga las instrucciones a continuación:

• Primero, se prepara una tubería con una longitud de 25-30 cm, que actuará como un cuerpo
• Las superficies deben estar lisas y libres de corrosión, se limpian las muescas de los extremos
• Por un lado, los electrodos se instalan mediante una T
• También se requiere una T para organizar la salida y la entrada del refrigerante.
• En el segundo lado, realice una conexión a la tubería principal de calefacción.
• Instale una junta aislante entre el electrodo y la T (el plástico resistente al calor es adecuado)

• Para lograr la estanqueidad, las conexiones roscadas deben coincidir con precisión entre sí.
• Para fijar el terminal cero y la conexión a tierra, se sueldan 1-2 pernos al cuerpo

Poniendo todo junto, puede incrustar la caldera en el sistema de calefacción. Es poco probable que dicho equipo hecho en casa pueda calentar una casa privada, pero para áreas pequeñas de servicios públicos o un garaje será una solución ideal. Puede cerrar la unidad con una cubierta decorativa, mientras trata de no restringir el acceso libre a ella.

Calderas de iones eléctricos

Tales calderas funcionan según el principio de calentar agua (portador de calor) mediante el método de ionización. Este proceso se lleva a cabo de la siguiente manera:

Cuando la caldera se enciende en la red, las moléculas de agua se separan en iones positivos y negativos, que vibran entre dos electrodos (ánodo y cátodo). Durante este proceso, se genera energía térmica. Se transfiere inmediatamente al refrigerante, que lo distribuye por todo el sistema de calefacción.

Tales unidades se utilizan como un sistema de calefacción autónomo. Se diferencian de las calderas con elementos calefactores en tamaños pequeños, así como en un bloque de electrodos, que tiene un alto rendimiento y eficiencia. La sal de mesa se agrega adicionalmente al agua, que desempeña el papel de portador de calor. Esto es necesario para aumentar la resistencia eléctrica del agua. Para evitar la corrosión del metal o la formación de incrustaciones, en lugar de agua, se vierte en el sistema anticongelante, desarrollado específicamente para calderas de iones.

Las calderas de electrodos se utilizaron originalmente solo con fines militares para calentar submarinos o buques de guerra. Después de eso, después de haber cambiado ligeramente el diseño, los desarrolladores comenzaron a producir calderas para uso doméstico o industrial.

Por ejemplo, la caldera Galán se fabrica de acuerdo con todos los estándares establecidos de equipamiento militar, ya que los fabricantes se especializan en la fabricación de instrumentos para submarinos y barcos.

Características de la instalación de calderas de iones.

Un requisito previo para la instalación de calderas de calefacción iónica es la presencia de una válvula de seguridad, un manómetro y una ventilación de aire automática. El equipo debe colocarse en posición vertical (horizontal o en ángulo es inaceptable). Al mismo tiempo, aproximadamente 1,5 m de las tuberías de suministro no son de acero galvanizado.

El terminal cero generalmente se encuentra en la parte inferior de la caldera. Se le conecta un cable de tierra con una resistencia de hasta 4 ohmios y una sección transversal de más de 4 mm. No confíe únicamente en la RAM, no puede ayudar con las corrientes de fuga. La resistencia también debe cumplir con las reglas del PUE.

Si el sistema de calefacción es completamente nuevo, no es necesario preparar las tuberías, deben estar limpias por dentro. Cuando la caldera choca contra una línea que ya está en funcionamiento, es imperativo enjuagarla con inhibidores. Existe una amplia gama de productos descalcificadores, incrustantes y descalcificadores en los mercados. Sin embargo, cada fabricante de calderas de electrodos indica las que considera mejores para sus equipos. Se debe seguir su opinión. Descuidar el lavado no logrará establecer una resistencia óhmica precisa.

Es muy importante seleccionar radiadores de calefacción para la caldera de iones. Los modelos con un gran volumen interno no funcionarán, ya que se requerirán más de 10 litros de refrigerante para 1 kW de potencia. La caldera funcionará constantemente, desperdiciando algo de electricidad en vano. La relación ideal entre la potencia de la caldera y el volumen total del sistema de calefacción es de 8 litros por 1 kW.

Si hablamos de materiales, es mejor instalar modernos radiadores de aluminio y bimetálicos con una inercia mínima. Al elegir modelos de aluminio, se da preferencia al material del tipo primario (no refundido). En comparación con el secundario, contiene menos impurezas, reduciendo la resistencia óhmica.

Los radiadores de hierro fundido son menos compatibles con la caldera de iones, ya que son los más susceptibles a la contaminación. Si no hay forma de reemplazarlos, los expertos recomiendan observar varias condiciones importantes:

• Los documentos deben indicar el cumplimiento de la norma europea.
• Instalación obligatoria de filtros gruesos y captadores de lodos
• Una vez más, se produce el volumen total de refrigerante y se selecciona el equipo adecuado para la energía.

Caldera de iones "Galán"

Para uso doméstico, las calderas Galán se fabrican en la serie Ochag, que cuenta con varios modelos:

«Hearth2»- diseñado para calentar una habitación de no más de 80 m3. El consumo de energía de la unidad es de 2 kW. La caldera funciona a 220 V. Con el aislamiento térmico normal de la habitación, el consumo de electricidad fluctúa dentro de los 0,5 kW / h. La cantidad recomendada de líquido refrigerante varía entre 20 y 40 litros.

«Hogar 3»- Puede calentar una habitación con un volumen de 120 m3. La potencia de la caldera es de 3 kW. La energía se consume dentro de los 0,75 kW / h. Los fluidos para calentar el sistema necesitan de 25 a 50 litros.

«Hogar 5»- utilizado en habitaciones con un volumen de no más de 180 m3. La caldera tiene una potencia de 5 kW. Consume alrededor de 1,25 kWh. El desplazamiento del refrigerante varía entre 30 y 60 litros. "Hogar 6" - capaz de calentar 200m3. El consumo de energía es de 6 kW y el consumo es de 1,5 kW / h. Recomendado de 35 a 70 litros. refrigerante.

Solo el líquido Potok especialmente desarrollado, que evita la corrosión de las tuberías, se puede verter en el sistema de caldera Galan.