Il motore a combustione interna di Potapov. Il motore molecolare di Potapov

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 di una pompa. Questo dispositivo è utilizzato principalmente come riscaldatore economico.

Schema del dispositivo del sistema di riscaldamento a vortice.

Poiché non ci sono studi per determinare i parametri del prodotto in base alla potenza della pompa, saranno illuminate le dimensioni approssimative.

Il modo più semplice è creare un generatore di calore a vortice da parti standard. Qualsiasi motore elettrico è adatto a questo. Più è potente, più acqua si riscalderà fino a una determinata temperatura.

La cosa principale è il motore

È necessario scegliere un motore a seconda della tensione disponibile. Esistono molti circuiti con i quali è possibile collegare un motore a 380 Volt a una rete a 220 Volt e viceversa. Ma questo è un argomento diverso.

Il montaggio del generatore di calore viene avviato dal motore elettrico. Dovrà essere fissato al letto. Il design di questo dispositivo è un telaio metallico, che è più facile da realizzare da un quadrato. Le dimensioni dovranno essere selezionate localmente per quei dispositivi che saranno disponibili.

Disegno di un generatore di calore a vortice.

Elenco di strumenti e materiali:

• smerigliatrice angolare;
• saldatrice;
• trapano elettrico;
• set di trapani;
• chiavi aperte o chiavi inglesi per 12 e 13;
• bulloni, dadi, rondelle;
• angolo di metallo;
• primer, vernice, pennello.

1. Taglia i quadrati con una smerigliatrice angolare. Utilizzando una saldatrice, assemblare la struttura rettangolare. In alternativa, l'assemblaggio può essere eseguito utilizzando bulloni e dadi. Ciò non influirà sul progetto finale. Scegli la lunghezza e la larghezza in modo che tutte le parti si adattino in modo ottimale.
2. Ritaglia un altro pezzo di quadrato. Attaccalo come una traversa in modo che il motore possa essere fissato.
3. Dipingi la cornice.
4. Praticare dei fori nel telaio per i bulloni e installare il motore.

Installazione della pompa

Ora dovrai 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.

Installare una pompa sul telaio, se è necessario creare più traverse, quindi realizzarle da un angolo o da una striscia di ferro dello stesso spessore dell'angolo. Difficilmente è possibile realizzare un manicotto di accoppiamento senza tornio. Pertanto, dovrai ordinarlo da qualche parte.

Schema di un generatore di calore idro-vortice.

Il generatore di calore a vortice Potapov è costituito da un corpo realizzato sotto forma di un cilindro chiuso. Alle sue estremità dovrebbero esserci fori passanti e ugelli per il collegamento all'impianto di riscaldamento. Il segreto del design è all'interno del cilindro. Il getto dovrebbe essere posizionato dietro l'ingresso. Il suo foro è selezionato individualmente per questo dispositivo, ma è auspicabile che sia due volte inferiore a 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. Inoltre, le parti interne inizieranno a collassare intensamente a causa del fenomeno della cavitazione.

Utensili: smerigliatrice angolare o seghetto per metallo, saldatrice, trapano elettrico, chiave regolabile.

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

1. Taglia un pezzo di tubo spesso con un diametro di 100 mm e una lunghezza di 500-600 mm.Fare una scanalatura esterna su di essa di circa 20-25 mm e metà dello spessore del tubo. Taglia i fili.
2. Realizza due anelli lunghi 50 mm dallo stesso diametro del tubo. Taglia un filo interno su un lato di ogni semianello.
3. Dallo stesso spessore di metallo piatto del tubo, realizzare dei tappi e saldarli sul lato degli anelli dove non c'è filettatura.
4. Fare un foro centrale nei coperchi: uno per il diametro dell'ugello e l'altro per il diametro dell'ugello. All'interno del coperchio, dove si trova il getto, eseguire uno smusso con un trapano di diametro maggiore. Il risultato dovrebbe essere un ugello.
5. Collegare il generatore di calore all'impianto. Collegare il tubo di diramazione in cui si trova l'ugello alla pompa nel foro da cui viene fornita l'acqua sotto pressione. Collegare l'ingresso dell'impianto di riscaldamento alla seconda diramazione. Collegare l'uscita dal sistema all'ingresso della pompa.

L'acqua in pressione, che creerà la pompa, passerà attraverso l'ugello del generatore di calore a vortice, che realizzi con le tue mani. Nella camera inizierà a riscaldarsi a causa di una vigorosa agitazione. Quindi fornirlo al sistema per il riscaldamento. Posizionare una serratura a sfera dietro il rubinetto per regolare la temperatura. Coprilo e il generatore di calore a vortice guiderà l'acqua all'interno della custodia più a lungo, il che significa che la temperatura al suo interno inizierà a salire. Ecco come funziona questo riscaldatore.

Modi per migliorare la produttività

Schema della pompa di calore.

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

Rendere 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 fogli. Le sue dimensioni devono essere tali che la pompa, il giunto e il generatore stesso entrino all'interno. Lo spessore della parete deve essere in grado di resistere alla pressione nel sistema.

Per ridurre la perdita di calore, isolare il dispositivo intorno al corpo. Puoi proteggerlo con un involucro in lamiera. Utilizzare qualsiasi materiale isolante in grado di resistere al punto di ebollizione del liquido come isolante.

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 prendi un tubo di un tale diametro, all'interno del quale tutti questi meccanismi si adatterebbero facilmente.
3. Fai le palpebre su un lato e sull'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 capezzolo. La pompa deve essere posizionata all'interno con la presa d'acqua il più vicino possibile a questo foro.

Saldare la flangia sull'estremità opposta del tubo. Con il suo aiuto, il coperchio verrà fissato tramite una guarnizione in gomma. Per facilitare il montaggio degli interni, crea un telaio o uno scheletro leggero e semplice. Montare il dispositivo al suo interno. Verificare l'adattamento e la tenuta di tutti i componenti. Inserire nell'alloggiamento e chiudere il coperchio.

Connettiti ai consumatori e controlla che non ci siano perdite. Se non ci sono perdite, accendere la pompa. Aprendo e chiudendo il rubinetto posto all'uscita del generatore, regolare la temperatura.

Isolamento del generatore

Schema di collegamento del generatore di calore all'impianto di riscaldamento.

Per prima cosa devi creare un involucro di isolamento. Prendi un foglio di lamiera zincata o alluminio sottile per questo. Taglia due rettangoli se vuoi creare un involucro di due metà. O un rettangolo, ma con l'aspettativa che dopo la produzione, il generatore di calore a vortice di Potapov, che è stato assemblato a mano, si adatterà completamente al suo interno.

È meglio piegare il foglio su un tubo di grande diametro o utilizzare una traversa. Posizionare il foglio tagliato su di esso e premere il blocco di legno sopra con la mano. Con l'altra mano premere sul foglio di teglia in modo che si formi una piccola piega su tutta la lunghezza. Spostare leggermente il pezzo e ripetere nuovamente l'operazione. Fallo finché non hai un cilindro.

1. Collegalo con il lucchetto utilizzato dagli stagnini del downpipe.
2. Realizzare coperture per l'involucro con fori per il collegamento del generatore.
3. Avvolgere il materiale isolante attorno al dispositivo. Fissare l'isolamento con filo o strisce sottili di lamiera.
4. Posizionare il dispositivo nella custodia, chiudere i coperchi.

C'è un altro modo per aumentare la produzione di calore: per questo è necessario capire come funziona il generatore di vortici Potapov, la cui efficienza può avvicinarsi al 100% e oltre (non c'è consenso sul perché ciò accada).

Durante il passaggio dell'acqua attraverso l'ugello o il getto, all'uscita viene creato un flusso potente che colpisce l'estremità opposta del dispositivo. Si attorciglia e si riscalda a causa dell'attrito delle molecole. Ciò significa che ponendo un ulteriore ostacolo all'interno di questo flusso, è possibile aumentare la miscelazione del liquido nel dispositivo.

Una volta che sai come funziona, puoi iniziare a progettare ulteriori miglioramenti. Questo sarà uno smorzatore a vortice costituito da piastre longitudinali situate all'interno di due anelli a forma di stabilizzatore di bombe per aerei.

Schema generatore di calore stazionario.

Utensili: saldatrice, smerigliatrice angolare.

Materiali: lamiera o ferro piatto, tubo a pareti spesse.

Fare due anelli larghi 4-5 cm da un tubo di diametro inferiore a quello del generatore di calore a vortice Potapov.Tagliare strisce identiche dalla striscia di metallo. La loro lunghezza dovrebbe essere pari a un quarto della lunghezza del corpo del generatore di calore stesso. Scegli la larghezza in modo che dopo il montaggio ci sia un foro libero all'interno.

1. Fissare la piastra in una morsa. Appendilo su un lato e sull'altro dell'anello. Salda loro la piastra.
2. Rimuovere il pezzo in lavorazione dal morsetto e ruotarlo di 180 gradi. Posizionare la piastra all'interno degli anelli e fissarla nel morsetto in modo che le piastre siano una di fronte all'altra. Fissare 6 piastre in questo modo a uguale distanza.
3. Montare il generatore di calore a vortice inserendo il dispositivo descritto di fronte all'ugello.

Probabilmente, questo prodotto può essere ulteriormente migliorato. Ad esempio, invece di piastre parallele, utilizzare il filo di acciaio avvolgendolo in una sfera d'aria. Oppure fai fori di diversi diametri sulle piastre. Non si parla di questo miglioramento, ma ciò non significa che non debba essere fatto.

Schema del dispositivo della pistola termica.

1. Assicurati di proteggere il generatore di calore a vortice di Potapov dipingendo tutte le superfici.
2. Le sue parti interne durante il funzionamento saranno in un ambiente molto aggressivo causato da processi di cavitazione. Pertanto, cerca di creare il corpo e tutto ciò che contiene da materiale spesso. Non lesinare sull'hardware.
3. Crea diversi tappi diversi con ingressi diversi. Quindi sarà più facile selezionare il loro diametro per ottenere alte prestazioni.
4. Lo stesso vale per lo smorzatore di vibrazioni. Può anche essere modificato.

Costruisci un piccolo banco da laboratorio dove correrai in tutte le caratteristiche. A tale scopo, non collegare i consumatori, ma eseguire il loop della pipeline al generatore. Ciò semplificherà il test e la selezione dei parametri richiesti. Poiché è quasi impossibile trovare dispositivi sofisticati per determinare il coefficiente di efficienza in casa, viene proposto il seguente test.

Accendi il generatore di calore a vortice e prendi nota del momento in cui riscalda l'acqua fino a una certa temperatura. È meglio avere un termometro elettronico, è più preciso. Quindi modificare il progetto ed eseguire nuovamente l'esperimento, osservando l'aumento della temperatura. Più l'acqua si riscalda contemporaneamente, maggiore sarà la preferenza da dare alla versione finale del miglioramento stabilito nel design.

Hai notato che il prezzo del riscaldamento e della fornitura di acqua calda è aumentato e non sai cosa fare al riguardo? La soluzione al problema delle risorse energetiche costose è un generatore di calore a vortice. Parlerò di come è organizzato un generatore di calore a vortice e qual è il principio del suo funzionamento. Scoprirai anche se puoi assemblare un dispositivo del genere con le tue mani e come farlo in un'officina domestica.

CTG 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 di realizzazione di un dispositivo del genere, 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. Deve fornire una pressione di esercizio all'uscita di 4-12 atm.
• 2 manometri e manicotti per la loro installazione - 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 nel sistema.
• Valvola per l'eliminazione dell'aria in eccesso dal generatore di calore a cavitazione. Installato nel punto più alto del sistema.
• Ugello: deve avere un diametro del foro da 9 a 16 mm, non è consigliabile fare di meno, poiché la cavitazione può verificarsi già nella pompa, il che ridurrà significativamente la sua durata. La forma dell'ugello può essere cilindrica, conica o ovale, da un punto di vista pratico, qualsiasi ti si addice.
• I tubi e gli elementi di collegamento (radiatori di riscaldamento in loro assenza) sono selezionati in base al compito da svolgere, ma l'opzione più semplice sono i tubi di plastica per la saldatura.
• Automazione dell'accensione / spegnimento del generatore di calore a cavitazione - di regola è legato al regime di temperatura, impostato per spegnersi a circa 80 ° C e per accendersi quando scende sotto i 60 ° C. Ma puoi scegliere tu stesso la modalità di funzionamento del generatore di calore di cavitazione.

Fico. 6: schema di un generatore di calore a cavitazione
Prima di collegare tutti gli elementi, è consigliabile tracciare un diagramma della loro posizione su carta, pareti o sul 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.

Raccogli tutti gli elementi, come mostrato nel diagramma, e controlla la tenuta senza accendere il generatore. Quindi testare il generatore di calore a cavitazione nella modalità di funzionamento, un normale aumento della temperatura del liquido è di 3 - 5 ° C in un minuto.

Hai notato che il prezzo del riscaldamento e della fornitura di acqua calda è aumentato e non sai cosa fare al riguardo? La soluzione al problema delle risorse energetiche costose è un generatore di calore a vortice. Parlerò di come è organizzato un generatore di calore a vortice e qual è il principio del suo funzionamento. Scoprirai anche se puoi assemblare un dispositivo del genere con le tue mani e come farlo in un'officina domestica.

Un po 'di storia

Un 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.

La prima configurazione sperimentale in funzione, il cosiddetto "tubo a vortice", fu prodotta e brevettata 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) è diversa dalla temperatura dello stesso flusso 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 del getto d'aria.

La tecnologia ha subito un nuovo sviluppo negli anni '60 del XX secolo, quando gli scienziati sovietici hanno capito come migliorare il tubo Rank lanciando un liquido al posto di un getto d'aria.

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

Sfortunatamente, a quel tempo non c'era bisogno di fonti economiche di energia termica e la tecnologia non ha trovato applicazione pratica. Le prime installazioni di cavitazione operative progettate per il riscaldamento di un mezzo liquido apparvero solo a metà degli anni '90 del XX secolo.

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

Vantaggi e svantaggi

Rispetto ad altri generatori di calore, le unità di cavitazione differiscono per una serie di vantaggi e svantaggi.

I vantaggi di tali dispositivi includono:

• Meccanismo molto più efficiente per ottenere energia termica;
• Consuma significativamente meno risorse rispetto ai generatori di carburante;
• Può essere utilizzato per riscaldare consumatori sia a 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 combustibile sono molto più piccoli, il che è importante se installati in una stanza già gestita;
• Elevato rumore dovuto al funzionamento della pompa dell'acqua e dell'elemento di cavitazione stesso, che ne rende difficile l'installazione nei locali domestici;
• Rapporto inefficace tra potenza e prestazioni per ambienti con una piccola area quadrata (fino a 60 m 2 è più vantaggioso utilizzare un'unità alimentata a gas, combustibile liquido o energia elettrica equivalente con un elemento riscaldante). \

Principio operativo

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

Il dispositivo di campioni di lavoro dei generatori di calore a vortice è esternamente semplice. Possiamo vedere un enorme motore, a cui è collegato un dispositivo cilindrico "a chiocciola".

La lumaca è una versione modificata della pipa del rango. Per la sua forma caratteristica, l'intensità dei processi di cavitazione nella cavità della "chiocciola" è molto più alta rispetto al tubo a vortice.

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

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

Dispositivo e principio di funzionamento

Il principio di funzionamento del generatore di calore a cavitazione è l'effetto di riscaldamento dovuto alla conversione dell'energia meccanica in calore. Ora diamo uno sguardo più da vicino al fenomeno stesso della cavitazione. Quando si crea una pressione eccessiva nel liquido, si formano vortici, poiché 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 al suo interno raggiunge circa 1000-1200 ° C.

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

Il modello più semplice

Fico. 1: Principio di funzionamento del generatore di calore a cavitazione
Guarda la figura 1, qui viene presentato il dispositivo del più semplice generatore di calore a cavitazione, che consiste nel pompare acqua da una pompa nel punto del restringimento della tubazione. Quando il flusso dell'acqua raggiunge l'ugello, la pressione del liquido aumenta notevolmente e inizia la formazione di bolle di cavitazione. Quando si lascia l'ugello, le bolle rilasciano potenza termica e la pressione dopo il passaggio attraverso l'ugello si riduce notevolmente. In pratica, è possibile installare più ugelli o tubi per aumentare l'efficienza.

Il generatore di calore ideale di Potapov

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

Fico. 2: Generatore di calore a cavitazione di Potapov

Ma il dispositivo non ha ricevuto un'ampia distribuzione a causa della mancanza di una giustificazione pratica per il suo funzionamento.

Campo di applicazione

Integrazione nell'impianto di riscaldamento di un'abitazione privata

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

Una pompa centrifuga (1 in figura) è installata davanti al generatore (contrassegnata con il numero 2 in figura), che fornirà acqua con una pressione fino a 6 atmosfere. A valle del generatore sono installati un vaso di espansione (6 in figura) e valvole di intercettazione.

Vantaggi dell'utilizzo di generatori di calore a cavitazione

Schemi per la fabbricazione di un generatore di calore di tipo a cavitazione

Per realizzare un dispositivo funzionante con le nostre mani, considera i disegni e gli schemi dei dispositivi esistenti, la cui efficacia è stata stabilita e documentata negli uffici brevetti.

Panoramica dei prezzi

Certo, un generatore di calore a cavitazione è praticamente un dispositivo anormale, è un generatore quasi ideale, è difficile acquistarlo, il prezzo è troppo alto. Proponiamo di considerare quanto costa un dispositivo di riscaldamento a cavitazione in diverse città della Russia e dell'Ucraina:

I generatori di calore a vortice di cavitazione hanno disegni più semplici, ma hanno un'efficienza leggermente inferiore. Al momento ci sono diversi leader di mercato: un generatore di calore a pompa idraulica rotativa "Radex", NPP "New Technologies", uno shock elettrico "Tornado" e uno shock elettroidraulico "Vektorplus", un mini-dispositivo per un casa privata (LATR) TSGC2-3k (3 kVA) e il bielorusso Yurle-K.

Foto - Generatore di calore Tornado

La vendita viene effettuata in concessionarie e negozi partner in Russia, Kirghizistan, Bielorussia e altri paesi della CSI.

Per fornire un riscaldamento economico di un locale residenziale, di servizio o industriale, i proprietari utilizzano vari schemi e metodi per ottenere energia termica. Per assemblare un generatore di calore di azione di cavitazione con le proprie mani, è necessario comprendere i processi che consentono di generare calore.

Riassumiamo

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

Ogni anno, l'aumento dei prezzi del riscaldamento ci spinge a cercare modi più economici per riscaldare lo spazio abitativo nella stagione fredda. Ciò è particolarmente vero per quelle case e appartamenti che hanno una grande piazza. Uno di questi modi per risparmiare è il vortice. Ha anche molti vantaggi ti permette di salvare

sulla creazione.La semplicità del design non renderà difficile la raccolta, anche dai principianti. Successivamente, considereremo i vantaggi di questo metodo di riscaldamento e proveremo anche a elaborare un piano per l'assemblaggio di un generatore di calore con le nostre mani.

Un generatore di calore è un dispositivo speciale, il cui scopo principale è generare calore bruciando il combustibile caricato al suo interno. In questo caso, viene generato calore, che viene speso per riscaldare il liquido di raffreddamento, che a sua volta svolge direttamente la funzione di riscaldamento dello spazio abitativo.

I primi generatori di calore apparvero sul mercato nel lontano 1856, grazie all'invenzione del fisico britannico Robert Bunsen, il quale, nel corso di una serie di esperimenti, notò che il calore generato durante la combustione può essere indirizzato in qualsiasi direzione.

Da allora, i generatori, ovviamente, sono stati modificati e sono in grado di riscaldare un'area molto più ampia rispetto a 250 anni fa.

Il criterio principale in base al quale i generatori differiscono tra loro è il carburante da caricare. A seconda di ciò, si distinguono i seguenti tipi

:

1. Generatori di calore diesel: generano calore dalla combustione del gasolio. Sono in grado di riscaldare bene ampie aree, ma è meglio non usarli per la casa a causa della produzione di sostanze tossiche formate a seguito della combustione del carburante.
2. Generatori di calore a gas: funzionano secondo il principio della fornitura continua di gas, bruciando in una camera speciale che genera anche calore. È considerata un'opzione molto economica, ma l'installazione richiede un'autorizzazione speciale e una maggiore sicurezza.
3. I generatori di combustibile solido sono simili nel design a una stufa a carbone convenzionale, con una camera di combustione, uno scomparto per fuliggine e cenere e un elemento riscaldante. Sono convenienti per il funzionamento in aree aperte, poiché il loro funzionamento non dipende dalle condizioni meteorologiche.
4. - il loro principio di funzionamento si basa sul processo di conversione termica, in cui le bolle formate nel liquido provocano un flusso misto di fasi, che aumenta la quantità di calore generata.

Realizzare un generatore di calore con le tue mani è un processo piuttosto complicato e scrupoloso. Di norma, questo dispositivo è necessario per fornire un riscaldamento economico nelle case. I generatori di calore sono disponibili in 2 design: statico e rotativo. Nel primo caso, un ugello deve essere utilizzato come elemento principale. In un generatore rotante, è necessario utilizzare un motore elettrico per creare la cavitazione.

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

All'interno del corpo del nostro design idrodinamico, c'è un volano come una girante. Esiste un'enorme varietà di design rotanti per generatori di calore. Il più semplice di questi è il design del disco.

Il numero richiesto di fori viene applicato alla superficie cilindrica del disco del rotore, che deve avere un certo diametro e profondità. È consuetudine chiamarle "cellule di Griggs". Va notato che le dimensioni e il numero di fori praticati variano a seconda del calibro del disco del rotore e della velocità dell'albero motore.

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

Il riscaldamento diretto dell'acqua avverrà proprio in questo spazio. Il riscaldamento del liquido si ottiene grazie al suo attrito contro la superficie del rotore e l'alloggiamento contemporaneamente, mentre il disco del volano si muove a velocità quasi massime.

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

Un generatore di calore rotativo è una pompa centrifuga modernizzata, più precisamente il suo alloggiamento, 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. La velocità varierà a seconda delle dimensioni del rotore.

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

Va notato che i generatori di calore rotativi creano molto rumore durante il funzionamento. Tuttavia, rispetto ad altri dispositivi idraulici (tipo statico), sono più efficienti del 30%.

Visualizzazioni

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 nel principio di generazione di 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 vortici di fluido;
• Tubolare
  - modificare la pressione dovuta al sistema di tubazioni attraverso le quali si muove l'acqua;
• Ultrasonico
  - la disomogeneità del liquido in tali generatori di calore è creata a causa di vibrazioni sonore di bassa frequenza.

Oltre ai tipi di cui sopra, c'è la cavitazione laser, ma questo metodo non ha ancora trovato un'implementazione industriale. Consideriamo ora ciascuno dei tipi 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 turbolenze nel liquido. Una caratteristica del design del rotore è uno statore sigillato, in cui avviene 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 scanalature sulla superficie; quando il cilindro ruota all'interno dello statore, queste scanalature creano disomogeneità nell'acqua e provocano processi di cavitazione.

Fico. 3: progettazione del generatore di tipo rotativo

Il numero di rientranze e i loro parametri geometrici sono determinati a seconda del 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; per una lunga storia di ammodernamenti e miglioramenti, l'elemento di lavoro del tipo rotativo ha subito molte trasformazioni.

Uno dei primi modelli efficaci di trasduttori di cavitazione è stato 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:

Fico. 4: generatore di calore a dischi

Nonostante la semplicità del design, le unità di tipo rotativo sono piuttosto difficili da usare, poiché richiedono una calibrazione accurata, tenute affidabili e conformità con i parametri geometrici durante il funzionamento, il che le rende difficili da utilizzare. Tali generatori di calore di cavitazione sono caratterizzati da una vita utile piuttosto bassa - 2-4 anni a causa dell'erosione da cavitazione del corpo e delle parti. Inoltre, creano un carico di rumore abbastanza grande durante il funzionamento dell'elemento rotante. I vantaggi di questo modello includono un'elevata produttività, superiore del 25% rispetto a quella dei riscaldatori classici.

Tubolare

Il generatore di calore statico non ha elementi rotanti. Il processo di riscaldamento in essi avviene a causa del movimento dell'acqua attraverso tubi rastremati lungo la lunghezza o per l'installazione di ugelli Laval.La fornitura di acqua al corpo di lavoro viene effettuata da una pompa idrodinamica, che crea una forza meccanica del liquido in uno spazio ristretto, e quando passa in una cavità più ampia, sorgono vortici di cavitazione.

A differenza del modello precedente, l'apparecchiatura di riscaldamento tubolare non fa molto rumore e non si consuma così rapidamente. Durante l'installazione e il funzionamento, non è necessario preoccuparsi di un bilanciamento accurato 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 specifica frequenza di vibrazioni sonore. Al suo ingresso è installata una lastra di quarzo che vibra quando vengono applicati segnali elettrici. La vibrazione della piastra crea un effetto a catena all'interno del liquido, che raggiunge le pareti della camera del risonatore e viene riflesso. Durante il movimento di ritorno, le onde incontrano vibrazioni in avanti e creano cavitazione idrodinamica.

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

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

Produzione del generatore di calore a vortice Potapov

Sono stati sviluppati molti altri dispositivi che operano su principi completamente diversi. Ad esempio, i generatori di calore a vortice di Potapov, realizzati a mano. Sono convenzionalmente chiamati statici. Ciò è dovuto al fatto che il dispositivo idraulico non ha parti rotanti nella struttura. Di norma, i generatori di calore a vortice ricevono calore utilizzando una pompa e un motore elettrico.

Il passo più importante nel processo di creazione di una tale fonte di calore con le tue mani sarà la scelta del motore. Dovrebbe essere selezionato in base alla tensione. Esistono numerosi disegni e diagrammi di un generatore di calore a vortice fai-da-te, che dimostrano i metodi per collegare un motore elettrico con una tensione di 380 volt a una rete di 220 volt.

Assemblaggio del telaio e installazione del motore

L'installazione fai-da-te di una fonte di calore Potapov inizia con l'installazione di un motore elettrico. Attaccalo prima al letto. Quindi usa una smerigliatrice angolare per fare gli angoli. Tagliarli da un quadrato adatto. Dopo aver fatto 2-3 quadrati, fissarli alla traversa. Quindi, utilizzando una saldatrice, assemblare una struttura rettangolare.

Se non hai una saldatrice a portata di mano, non è necessario tagliare i quadrati. Basta ritagliare i triangoli nei punti della piega prevista. Quindi piega i quadrati usando una morsa. Utilizzare bulloni, rivetti e dadi per fissare.

Dopo il montaggio, puoi dipingere il telaio e praticare dei fori nel telaio per montare il motore.

Installazione della pompa

Il prossimo elemento importante della nostra idrocostruzione a vortice sarà la pompa. Al giorno d'oggi, nei negozi specializzati, puoi facilmente acquistare un'unità di qualsiasi potenza. Quando lo scegli, presta molta attenzione a 2 cose:

1. Deve essere centrifugo.
2. Scegli un'unità che funzioni in modo ottimale con il tuo motore elettrico.

Dopo aver acquistato la pompa, fissarla al telaio. Se non ci sono abbastanza traverse, fai altri 2-3 angoli. Inoltre, sarà necessario trovare un accoppiamento. Può essere acceso al tornio o acquistato da qualsiasi ferramenta.

Generatore di calore a cavitazione vortice Potapov su legno, realizzato a mano, è costituito da un corpo, che è realizzato a forma di cilindro.Vale la pena notare che alle sue estremità devono essere presenti fori passanti e ugelli, altrimenti non sarà possibile collegare correttamente la struttura idraulica all'impianto di riscaldamento.

Inserire il getto appena dietro l'ingresso. Viene selezionato individualmente. Tuttavia, ricorda che il suo foro dovrebbe essere 8-10 volte più piccolo del diametro del tubo. Se il foro è troppo piccolo, la pompa si surriscalda e non sarà in grado di far circolare l'acqua correttamente.

Inoltre, a causa della vaporizzazione, il generatore di calore a cavitazione a vortice di Potapov su legno sarà altamente suscettibile all'usura idroabrasiva.

Come fare una pipa

Il processo di realizzazione di questo elemento della fonte di calore di Potapov sul legno avverrà in più fasi:

1. Per prima cosa, usa una smerigliatrice per tagliare un pezzo di tubo con un diametro di 100 mm. La lunghezza del pezzo deve essere di almeno 600-650 mm.
2. Quindi creare una scanalatura esterna nel pezzo e tagliare il filo.
3. Quindi creare due anelli lunghi 60 mm. il calibro degli anelli deve corrispondere al diametro del tubo.
4. Quindi tagliare i fili per i semianelli.
5. La fase successiva è la produzione di coperchi. Devono essere saldati dal lato degli anelli dove non c'è filettatura.
6. Quindi, praticare un foro centrale nelle coperture.
7. Quindi utilizzare una punta da trapano grande per smussare l'interno del coperchio.

Dopo le operazioni effettuate, il generatore di calore a cavitazione alimentato a legna deve essere collegato all'impianto. Inserire un tubo di derivazione con un ugello nel foro della pompa da cui proviene l'acqua. Collegare l'altro raccordo all'impianto di riscaldamento. Collegare l'uscita dal sistema idraulico alla pompa.

Se vuoi regolare la temperatura del liquido, installa un meccanismo a sfera proprio dietro l'ugello.

Con il suo aiuto, il generatore di calore Potapov su legno farà scorrere l'acqua in tutto il dispositivo molto più a lungo.

È possibile aumentare le prestazioni della fonte di calore Potapov

In questo dispositivo, come in qualsiasi sistema idraulico, si verifica una perdita di calore. Pertanto, è desiderabile circondare la pompa con una camicia d'acqua. Per fare questo, crea un alloggiamento termoisolante. Rendere il calibro esterno di un tale dispositivo di protezione più grande del diametro della pompa.

Un tubo già pronto da 120 mm può essere utilizzato come pezzo grezzo per l'isolamento termico. Se non hai questa opportunità, puoi realizzare un parallelepipedo con le tue mani usando la lamiera. La dimensione della figura dovrebbe essere tale che l'intera struttura del generatore possa adattarsi facilmente al suo interno.

Il pezzo deve essere realizzato solo con materiali di qualità per resistere senza problemi all'alta pressione dell'impianto.

Al fine di ridurre ulteriormente la perdita di calore intorno alla cassa, realizzare un isolamento termico, che può essere successivamente rivestito con un rivestimento in lamiera.

Qualsiasi materiale in grado di resistere al punto di ebollizione dell'acqua può essere utilizzato come isolante.

La produzione di un isolante termico avverrà in più fasi:

1. Innanzitutto, assemblare il dispositivo, che consisterà in una pompa, un tubo di collegamento, un generatore di calore.
2. Successivamente, seleziona le dimensioni ottimali del dispositivo di isolamento termico e trova un tubo di un calibro adatto.
3. Quindi fai le copertine su entrambi i lati.
4. Successivamente, fissare saldamente i meccanismi interni del sistema idraulico.
5. Alla fine, fare un ingresso e fissare (saldare o avvitare) un tubo al suo interno.

Terminate le operazioni saldare la flangia all'estremità del tubo idraulico. Se hai difficoltà con il montaggio dei meccanismi interni, puoi creare una cornice.

Assicurati di controllare la tenuta dei gruppi del generatore di calore e il tuo sistema idraulico per perdite. Infine, ricordati di regolare la temperatura con una palla.

Protezione antigelo

Prima di tutto, crea un rivestimento isolante. Per fare questo, prendi un foglio zincato o un sottile foglio di alluminio. Ritaglia due rettangoli. Ricorda che è necessario piegare il foglio su un mandrino con un diametro maggiore.Puoi anche piegare il materiale sulla traversa.

Per prima cosa, stendi il foglio che hai ritagliato e premilo sopra con un pezzo di legno. Con l'altra mano, premere sul foglio in modo che si formi una leggera piega su tutta la lunghezza. Quindi sposta leggermente di lato il pezzo e continua a piegarlo fino a ottenere un cilindro cavo.

Quindi fare una copertura per l'involucro. Si consiglia di avvolgere l'intera struttura di isolamento termico con uno speciale materiale resistente al calore (lana di vetro, ecc.), Che deve essere successivamente fissato con un filo.

Strumenti e dispositivi