Come vivono i nostri marinai sui sottomarini (17 foto)

02.12.2014

Molte persone associano il riscaldamento elettrico a casa con l'installazione di caldaie ad acqua appropriate con elementi riscaldanti, convettori o l'installazione di pavimenti a film caldo. Tuttavia, ci sono molte altre opzioni. Nelle moderne case private sono installate caldaie a elettrodi o ionici, in cui una coppia di elettrodi primitivi trasferisce energia al liquido di raffreddamento senza intermediari.

Per la prima volta, nell'Unione Sovietica sono state sviluppate e implementate caldaie di riscaldamento a ioni per riscaldare i compartimenti sottomarini. Le unità non causavano rumore aggiuntivo, avevano dimensioni compatte, non era necessario progettare sistemi di scarico e acqua di mare riscaldata in modo efficace, che veniva utilizzata come vettore di calore principale.

Il portatore di calore che circola attraverso le tubazioni ed entra nella vasca di lavoro della caldaia è a diretto contatto con la corrente elettrica. Gli ioni carichi di segni diversi iniziano a muoversi in modo caotico e si scontrano. A causa della resistenza risultante, il liquido di raffreddamento si riscalda.

• 1 Storia dell'aspetto e principio di funzionamento
• 2 Caratteristiche: vantaggi e svantaggi
• 3 Design e specifiche
• 4 Video tutorial
• 5 Semplice caldaia a ioni fai-da-te
• 6 Caratteristiche di installazione di caldaie ioniche
• 7 Produttori e costo medio

Storia dell'aspetto e principio di funzionamento

Durante solo 1 secondo, ciascuno degli elettrodi si scontra con gli altri fino a 50 volte, cambiando il loro segno. A causa dell'azione della corrente alternata, il liquido non si divide in ossigeno e idrogeno, mantenendo la sua struttura. Un aumento della temperatura porta ad un aumento della pressione, che costringe il liquido di raffreddamento a circolare.

Per ottenere la massima efficienza della caldaia ad elettrodi, dovrai monitorare costantemente la resistenza ohmica del liquido. A una temperatura ambiente classica (20-25 gradi), non dovrebbe superare i 3 mila ohm.

L'acqua distillata non deve essere versata nell'impianto di riscaldamento. Non contiene sali sotto forma di impurità, il che significa che non dovresti aspettarti che venga riscaldato in questo modo: non ci sarà alcun mezzo tra gli elettrodi per la formazione di un circuito elettrico.

Per ulteriori istruzioni su come realizzare autonomamente una caldaia a elettrodi, leggi qui

Realizzare da soli una caldaia ad elettrodi è semplice ed efficace

Lo studio del circuito di riscaldamento termico consente di realizzare caldaie per riscaldamento a elettrodi con le proprie mani.

Qui è necessario considerare il principio di funzionamento e le proprietà degli elementi coinvolti, vale a dire:

• elettrodo;
• acqua;
• dispositivi di controllo e automazione.

Quando riscaldata, l'acqua perde resistenza e rilascia energia a causa della scissione di una molecola d'acqua sotto l'influenza di una corrente elettrica, aumenta di volume e lavora per riscaldare il volume della stanza.

Questo fenomeno e le sue conseguenze sono ben studiati, quindi, al momento, le caldaie non utilizzano la solita composizione di acqua, ma una distillata appositamente progettata, per aumentare la durata del funzionamento.

Collegamento di una caldaia monofase con controllo automatico

Le istruzioni fornite da uno degli autori che hanno brevettato la loro versione di una tale caldaia ad elettrodi ti diranno come il calcolo della quantità richiesta di calore e potenza di riscaldamento del liquido di raffreddamento porta alla scelta di uno schema di riscaldamento termico. È mostrato nel video.

Il design della caldaia ad elettrodi è molto semplice. I guasti delle parti interne sono praticamente esclusi, quindi la durata del lavoro per molti anni supera le caldaie TEN, la cui risorsa è esaurita, in primo luogo, regolarmente e, in secondo luogo, è abbastanza imprevedibile.

Il prezzo di una caldaia ad elettrodi realizzata secondo il metodo dell'autore è parecchie volte inferiore rispetto alla stessa versione prodotta in fabbrica.

Tuttavia, una caldaia a elettrodi di fabbrica è anche molto economica da utilizzare grazie all'uso di carburante a basso contenuto calorico e un buon sistema di automazione del lavoro. Allo stesso tempo, non è richiesta manutenzione, nessun costo di esercizio.

A seconda delle specifiche esigenze, esistono vari schemi di collegamento della caldaia all'impianto complessivo:

• in parallelo con altre caldaie;
• monofase;
• caldaia trifase;
• collegamento di blocchi di regolazione e controllo automatico.

La caldaia ad elettrodi può essere utilizzata sia per il riscaldamento che per il riscaldamento dell'acqua di bagni e cucine per esigenze domestiche. Ecco gli schemi di collegamento per diverse applicazioni.

Collegamento di una caldaia ad elettrodi come scaldacqua istantaneo

Fasi

La sequenza di lavoro nella produzione di una caldaia ad elettrodi con le tue mani è la seguente:

• pianificazione dello schema dell'impianto di riscaldamento. È possibile uno schema a circuito singolo, utilizzato per il riscaldamento o uno a doppio circuito - per fornire acqua calda e riscaldamento;
• installazione e messa a terra della caldaia per neutralizzare l'elettricità statica;
• garantire la circolazione dell'acqua aumentando la temperatura del suo riscaldamento;
• l'uso di materiali della batteria efficaci che interagiscono bene con il liquido di raffreddamento;
• il livello di automazione della fornitura di calore è regolato dal dispositivo di misurazione della temperatura ambiente

Collegamento della caldaia senza ricircolo forzato

Consigli. Quando si utilizza questo schema di collegamento della caldaia, prestare attenzione agli angoli di inclinazione e ai diametri dei tubi dell'acqua indicati, in quanto ciò garantirà una corretta circolazione.

Caratteristiche: vantaggi e svantaggi

La caldaia ad elettrodi di tipo ionico è caratterizzata non solo da tutti i vantaggi delle apparecchiature di riscaldamento elettrico, ma anche dalle sue caratteristiche. In un ampio elenco, si possono distinguere i più significativi:

• L'efficienza degli impianti tende al massimo assoluto - non inferiore al 95%
• Nessun inquinante o radiazione ionica dannosa per l'uomo viene rilasciato nell'ambiente
• Elevata potenza in un corpo di dimensioni relativamente ridotte rispetto ad altre caldaie
• È possibile installare più unità contemporaneamente per aumentare la produttività, un'installazione separata di una caldaia a ioni come fonte di calore aggiuntiva o di riserva
• La piccola inerzia consente di rispondere rapidamente ai cambiamenti della temperatura ambiente e di automatizzare completamente il processo di riscaldamento attraverso l'automazione programmabile
• Non c'è bisogno di un camino
• L'attrezzatura non viene danneggiata dalla quantità insufficiente di refrigerante all'interno del serbatoio di lavoro
• I picchi di tensione non influiscono sulle prestazioni e sulla stabilità del riscaldamento

Puoi scoprire come scegliere una caldaia elettrica per il riscaldamento qui

Naturalmente, le caldaie a ioni hanno numerosi e molto significativi vantaggi. Se non si prendono in considerazione gli aspetti negativi che si presentano più spesso durante il funzionamento dell'attrezzatura, si perdono tutti i vantaggi.

Tra gli aspetti negativi, vale la pena notare:

• Per il funzionamento di apparecchiature di riscaldamento ionico, non utilizzare fonti di alimentazione a corrente continua che causano l'elettrolisi del liquido
• È necessario monitorare costantemente la conduttività elettrica del liquido e adottare misure per regolarlo
• Devi prenderti cura di una messa a terra affidabile. Se si rompe, i rischi di essere fulminati aumentano notevolmente.
• È vietato utilizzare acqua riscaldata in un impianto monocircuito per altre esigenze.
• È molto difficile organizzare un riscaldamento efficace con circolazione naturale, è necessaria l'installazione di una pompa
• La temperatura del liquido non deve superare i 75 gradi, altrimenti il ​​consumo di energia elettrica aumenterà notevolmente
• Gli elettrodi si consumano rapidamente e devono essere sostituiti ogni 2-4 anni



• È impossibile eseguire lavori di riparazione e messa in servizio senza il coinvolgimento di un maestro esperto

Leggi altri metodi di riscaldamento elettrico a casa qui.

Sistemi di alimentazione sottomarini

Dall'inizio del XX secolo, i motori elettrici, alimentati da batterie, sono stati utilizzati per i sottomarini subacquei. Le batterie sono state caricate in superficie da generatori elettrici alimentati da motori diesel.

L'emergere di sottomarini nucleari (sottomarini nucleari) dopo la seconda guerra mondiale non ha fermato la costruzione di sottomarini diesel-elettrici. Sottomarini più silenziosi, più economici e non nucleari in grado di operare in acque poco profonde sono ancora in servizio con la maggior parte delle flotte mondiali.

DISPOSITIVO GENERALE

Il sistema di alimentazione elettrica dei sottomarini diesel-elettrici (sottomarini diesel-elettrici), nello schema classico, è costituito da batterie di accumulo, un generatore diesel, un motore di propulsione, motori ausiliari e altri consumatori di elettricità.

Il motore sottomarino del sottomarino diesel-elettrico è sempre stato un motore elettrico alimentato da batterie ricaricabili. Non richiede ossigeno per funzionare, è sicuro e ha peso e dimensioni accettabili. Ma una seria limitazione del suo utilizzo è la piccola capacità delle batterie. Per questo motivo, il margine di viaggio sottomarino continuo del sottomarino diesel-elettrico è limitato e dipende dalla modalità di movimento. Quando si guida a una velocità economica, le batterie devono essere ricaricate ogni 300-350 miglia. E quando si guida a piena velocità, ogni 20-30 miglia. In altre parole, il sottomarino può muoversi in posizione sommersa senza ricaricare ad una velocità di 2-4 nodi per tre o più giorni oppure un'ora e mezza ad una velocità di oltre 20 nodi.

Leggi: Centrali elettriche dei primi sottomarini

Poiché le dimensioni e il peso dei sottomarini sono fortemente limitati, i motori elettrici e i diesel combinano funzioni diverse. Il motore elettrico può funzionare come una macchina reversibile. Consuma elettricità durante la guida o la genera per caricare le batterie. Il diesel può essere un motore che aziona un'elica o un generatore elettrico e può essere un compressore alternativo se è azionato da un motore elettrico.

Dopo gli anni '50 i sottomarini diesel-elettrici sono praticamente scomparsi, in cui il motore diesel lavora direttamente sull'elica. L'elica è ora azionata esclusivamente da un motore elettrico. (Questo non si applica ai sottomarini nucleari le cui eliche sono azionate da una turbina a vapore). Diesel ruota solo il generatore. Questo schema consente di far funzionare il motore diesel in una modalità di funzionamento ottimale e costante e consente di separare i motori elettrici di propulsione (PRM) e i generatori. L'uso di questi dispositivi in ​​una modalità individuale aumenta l'efficienza di entrambi e quindi aumenta la riserva di carica subacquea. Gli svantaggi includono la doppia conversione dell'energia - prima meccanica in elettrica, poi di nuovo - e le perdite associate. Ma dobbiamo sopportarlo, poiché quello principale è la modalità di ricarica delle batterie e non la modalità di consumo per il GED.

STATO ATTUALE DI DEPL

Come indicato, tutti i moderni sottomarini diesel-elettrici utilizzano la propulsione completamente elettrica. La maggior parte delle barche con propulsione completamente elettrica aveva due motori: principale ed economico. Nei progetti moderni, il loro ruolo è svolto da un motore con due modalità operative. La ricarica delle batterie viene effettuata in superficie o alla profondità del periscopio utilizzando uno snorkel, un dispositivo per il funzionamento del motore sott'acqua (RDP). Una nuova fase nello sviluppo dei sottomarini diesel-elettrici è stato l'uso di celle a combustibile basate su vari composti chimici. Ciò ha permesso, in particolare, di aumentare da cinque a dieci volte la portata della navigazione subacquea continua per velocità economica e di ridurre il rumore del sottomarino.Tuttavia, le installazioni di celle a combustibile non forniscono ancora le caratteristiche operative e tattiche richieste dei sottomarini, principalmente in termini di esecuzione di manovre ad alta velocità quando si insegue un bersaglio o si elude un attacco nemico. Pertanto, i sottomarini moderni sono dotati di un sistema di propulsione combinato. Per la movimentazione sott'acqua ad alte velocità si utilizzano batterie o celle a combustibile e per la navigazione in superficie si utilizza la tradizionale coppia "generatore diesel - motore elettrico".

Leggi: Operazione KAMA

IMPIANTI ANAEROBICI

L'ulteriore sviluppo di sottomarini non nucleari è associato all'uso di centrali elettriche anaerobiche (indipendenti dall'aria). Esistono quattro tipi principali di centrali anaerobiche: un motore diesel a ciclo chiuso (CCD), un motore Stirling (DS), una cella a combustibile o un generatore elettrochimico (ECG) e una turbina a vapore a ciclo chiuso. La direzione più promettente è l'uso dei motori Stirling. L'uso di questo motore aumenta notevolmente il tempo in cui la barca rimane in una posizione sommersa senza gravi perdite in altri indicatori.

Lo sviluppo di sottomarini con unità di propulsione ausiliarie indipendenti dall'aria è iniziato più di 30 anni fa, ma sono state costruite poco più di una dozzina di tali imbarcazioni: si tratta del progetto svedese "Gotland", del francese "Saga", del giapponese "Soryu ".

Al momento, tutti i sottomarini della Marina svedese sono dotati di DS ei costruttori navali svedesi hanno già elaborato bene la tecnologia per equipaggiare i sottomarini con questi motori. L'uso del DS consente a questi sottomarini di rimanere sott'acqua continuamente per un massimo di 20 giorni.

Ah ah

Wow

Soddisfatto

Triste

Arrabbiato

Votato Grazie!

Potresti essere interessato a:

• Installazioni diesel-elettriche su sottomarini
• Sottomarini del progetto 636 "Varshavyanka"
• La marina colombiana rafforza la sua flotta sottomarina
• Centrali elettriche di sottomarini non nucleari
• Sottomarini diesel-elettrici (DPL o DPL)
• Sottomarini tipo 209
• Motori sottomarini Stirling
• Sottomarini diesel-elettrici tipo S
• Generatore di vapore centrale anaerobica MESMA
• Mini-sottomarini di tipo D.
• Sistemi di propulsione elettrica sulle navi
• Sottomarini del progetto 641

Iscriviti a
il nostro canale in Yandex.Zen

Dispositivo e caratteristiche tecniche

A prima vista, la costruzione di una caldaia a ioni è complicata, ma è semplice e non obbligatoria. Esternamente è un tubo in acciaio senza saldatura, ricoperto da uno strato isolante elettrico in poliammide. I produttori hanno cercato di proteggere il più possibile le persone da scosse elettriche e costose perdite di energia.

La caldaia ad elettrodi, oltre al corpo tubolare, contiene:

1. L'elettrodo di lavoro, che è realizzato in leghe speciali ed è tenuto da dadi in poliammide protetti (nei modelli funzionanti da una rete trifase, vengono forniti tre elettrodi contemporaneamente)
2. Ugelli di ingresso e uscita del refrigerante
3. Terminali di messa a terra
4. Terminali che forniscono alimentazione allo chassis
5. Guarnizioni isolanti in gomma

La forma dell'involucro esterno delle caldaie a riscaldamento ionico è cilindrica. I modelli domestici più comuni soddisfano le seguenti caratteristiche:

• Lunghezza - fino a 60 cm
• Diametro - fino a 32 cm
• Peso: circa 10-12 kg
• Potenza dell'attrezzatura - da 2 a 50 kW

Per le esigenze domestiche vengono utilizzati modelli monofase compatti con una potenza non superiore a 6 kW. Ce ne sono abbastanza per fornire completamente calore a un cottage con un'area di 80-150 mq. Per le grandi aree industriali, vengono utilizzate apparecchiature trifase. Un impianto con una capacità di 50 kW è in grado di riscaldare una stanza fino a 1600 mq. M.

Tuttavia, la caldaia a elettrodi funziona in modo più efficiente in combinazione con l'automazione di controllo, che include i seguenti elementi:

• Blocco avviamento
• Protezione contro le sovratensioni
• Controller di controllo

Inoltre, è possibile installare moduli GSM di controllo per l'attivazione o la disattivazione remota. La bassa inerzia consente una risposta rapida alle fluttuazioni di temperatura nell'ambiente.

È necessario prestare la dovuta attenzione alla qualità e alla temperatura del liquido di raffreddamento. Il liquido ottimale in un sistema di riscaldamento con una caldaia ionica è considerato riscaldato a 75 gradi. In questo caso, il consumo energetico corrisponderà a quello specificato nei documenti. Altrimenti, sono possibili due situazioni:

1. Temperatura inferiore a 75 gradi: il consumo di elettricità diminuisce insieme all'efficienza dell'installazione
2. Temperature superiori a 75 gradi: il consumo di elettricità aumenterà, tuttavia, i tassi di efficienza già elevati rimarranno gli stessi

Una semplice caldaia ionica con le tue mani

Avendo familiarizzato con le caratteristiche e il principio con cui funzionano le caldaie a riscaldamento ionico, è tempo di porre la domanda: come assemblare tali apparecchiature con le proprie mani? Per prima cosa devi preparare lo strumento e i materiali:

• Tubo in acciaio con un diametro di 5-10 cm
• Morsetti di terra e neutro
• Elettrodi
• Fili
• T e raccordo in metallo
• Tenacia e voglia

Prima di iniziare a mettere tutto insieme, ci sono tre regole di sicurezza molto importanti da ricordare:

• Solo la fase viene applicata all'elettrodo
• Solo il filo neutro viene alimentato al corpo
• Deve essere fornita una messa a terra affidabile

Per assemblare la caldaia ad elettrodi ionici, basta seguire le seguenti istruzioni:

• Innanzitutto, viene preparato un tubo con una lunghezza di 25-30 cm, che fungerà da corpo
• Le superfici devono essere lisce e prive di corrosione, le tacche delle estremità vengono pulite
• Da un lato, gli elettrodi sono installati per mezzo di un tee
• È inoltre necessario un raccordo a T per organizzare l'uscita e l'ingresso del liquido di raffreddamento.
• Sul secondo lato, effettuare un collegamento alla rete di riscaldamento
• Installare una guarnizione isolante tra l'elettrodo e il raccordo a T (è adatta la plastica resistente al calore)

• Per ottenere la tenuta, le connessioni filettate devono essere perfettamente abbinate tra loro.
• Per fissare il terminale zero e la messa a terra, 1-2 bulloni sono saldati al corpo

Mettendo tutto insieme, puoi incorporare la caldaia nel sistema di riscaldamento. È improbabile che tali apparecchiature fatte in casa siano in grado di riscaldare una casa privata, ma per piccole aree di servizio o un garage sarà una soluzione ideale. È possibile chiudere l'unità con una copertura decorativa, cercando di non limitare il libero accesso ad essa.

Caldaie elettriche a ioni

Tali caldaie funzionano secondo il principio dell'acqua di riscaldamento (vettore di calore) con il metodo di ionizzazione. Questo processo si svolge come segue:

Quando la caldaia viene accesa alla rete, le molecole d'acqua vengono separate in ioni positivi e negativi, che vibrano tra due elettrodi (anodo e catodo). Durante questo processo, viene generata energia termica. Viene immediatamente trasferito al liquido di raffreddamento, che lo distribuisce in tutto il sistema di riscaldamento.

Tali unità sono utilizzate come impianto di riscaldamento autonomo. Si differenziano dalle caldaie con elementi riscaldanti di piccole dimensioni, nonché in un blocco di elettrodi, che ha elevate prestazioni ed efficienza. Il sale da cucina viene inoltre aggiunto all'acqua, che svolge il ruolo di portatore di calore. Questo è necessario per aumentare la resistenza elettrica dell'acqua. Per evitare la corrosione del metallo o la formazione di calcare, al posto dell'acqua viene versato nell'impianto un antigelo, sviluppato appositamente per le caldaie a ioni.

Le caldaie ad elettrodi erano originariamente utilizzate solo per scopi militari per riscaldare sottomarini o navi da guerra. Successivamente, avendo leggermente modificato il design, gli sviluppatori hanno iniziato a produrre caldaie per uso domestico o industriale.

Ad esempio, la caldaia Galan è prodotta in conformità con tutte le norme stabilite per le attrezzature militari, poiché i produttori sono specializzati nella produzione di strumenti per sottomarini e navi.

Caratteristiche di installazione di caldaie a ioni

Un prerequisito per l'installazione di caldaie ioniche è la presenza di una valvola di sicurezza, un manometro e uno sfiato automatico. L'attrezzatura deve essere posizionata in posizione verticale (orizzontale o inclinato è inaccettabile). Allo stesso tempo, circa 1,5 m dei tubi di alimentazione non sono in acciaio zincato.

Il terminale zero si trova solitamente nella parte inferiore della caldaia. Ad esso è collegato un filo di terra con una resistenza fino a 4 ohm e una sezione trasversale di oltre 4 mm. Non fare affidamento esclusivamente sulla RAM: non può aiutare con le correnti di dispersione. La resistenza deve inoltre rispettare le regole del PUE.

Se il sistema di riscaldamento è completamente nuovo, non è necessario preparare i tubi: devono essere puliti all'interno. Quando la caldaia va a sbattere contro una linea già funzionante, è imperativo lavarla con inibitori. Esiste una vasta gamma di prodotti per la disincrostazione, il calcare e la disincrostazione sui mercati. Tuttavia, ogni produttore di caldaie a elettrodi indica quelle che considera le migliori per la propria attrezzatura. La loro opinione dovrebbe essere rispettata. Trascurare il lavaggio non riuscirà a stabilire una resistenza ohmica accurata.

È molto importante selezionare i radiatori di riscaldamento per la caldaia a ioni. I modelli con un grande volume interno non funzioneranno, poiché saranno necessari più di 10 litri di liquido di raffreddamento per 1 kW di potenza. La caldaia funzionerà costantemente, sprecando invano parte dell'elettricità. Il rapporto ideale tra la potenza della caldaia e il volume totale dell'impianto di riscaldamento è di 8 litri per 1 kW.

Se parliamo di materiali, è meglio installare moderni radiatori in alluminio e bimetallici con un'inerzia minima. Scegliendo i modelli in alluminio si predilige il materiale di tipo primario (non rifuso). Rispetto al secondario, contiene meno impurità, riducendo la resistenza ohmica.

I radiatori in ghisa sono meno compatibili con la caldaia a ioni, poiché sono più suscettibili alla contaminazione. Se non è possibile sostituirli, gli esperti raccomandano di osservare diverse condizioni importanti:

• I documenti devono indicare la conformità alla norma europea
• Installazione obbligatoria di filtri grossolani e raccoglitori di fanghi
• Ancora una volta, viene prodotto il volume totale del liquido di raffreddamento e viene selezionata l'attrezzatura adatta alla potenza

Caldaia a ioni "Galan"

Per uso domestico, le caldaie Galan sono prodotte nella serie Ochag, che ha diversi modelli:

«Focolare2»- progettato per riscaldare una stanza di non più di 80 m3. Il consumo energetico dell'unità è di 2 kW. La caldaia funziona a 220 V. Con il normale isolamento termico della stanza, il consumo di elettricità oscilla entro 0,5 kW / h. La quantità di liquido refrigerante consigliata varia tra 20 e 40 litri.

«Focolare 3»- Può riscaldare una stanza con un volume di 120 m3. La potenza della caldaia è di 3 kW. L'energia viene consumata entro 0,75 kW / h. I fluidi per il riscaldamento dell'impianto necessitano da 25 a 50 litri.

«Focolare 5»- utilizzato in locali con un volume non superiore a 180 m3. La caldaia ha una potenza di 5 kW. Consuma circa 1,25 kWh. La cilindrata del liquido di raffreddamento varia tra 30-60 litri. "Focolare 6" - in grado di riscaldare 200 m3. Il consumo energetico è di 6 kW e il consumo è di 1,5 kW / h. Consigliato da 35 a 70 litri. refrigerante.

Solo il liquido Potok appositamente sviluppato, che previene la corrosione dei tubi, può essere versato nel sistema della caldaia Galan.