Cum trăiesc marinarii noștri pe submarine (17 fotografii)

02.12.2014

Mulți oameni asociază încălzirea electrică acasă cu instalarea cazanelor de apă corespunzătoare cu elemente de încălzire, convectoare sau cu instalarea pardoselilor cu film cald. Cu toate acestea, există mult mai multe opțiuni. În casele private moderne, sunt instalate cazane cu electrozi sau ioni, în care o pereche de electrozi primitivi transferă energie lichidului de răcire fără intermediari.

Pentru prima dată, cazanele de încălzire de tip ion au fost dezvoltate și implementate în Uniunea Sovietică pentru încălzirea compartimentelor submarine. Instalațiile nu au provocat zgomot suplimentar, aveau dimensiuni compacte, nu era nevoie ca acestea să proiecteze sisteme de evacuare și apă de mare încălzită eficient, care a fost utilizată ca purtător principal de căldură.

Purtătorul de căldură care circulă prin conducte și intră în rezervorul de lucru al cazanului este în contact direct cu curentul electric. Ionii încărcați cu semne diferite încep să se miște haotic și să se ciocnească. Datorită rezistenței rezultate, lichidul de răcire se încălzește.

• 1 Istoricul apariției și principiul funcționării
• 2 Caracteristici: avantaje și dezavantaje
• 3 Proiectare și specificații
• 4 Tutorial video
• 5 cazan de ioni DIY simplu
• 6 Caracteristici de instalare a cazanelor ionice
• 7 Producători și costul mediu

Istoria apariției și principiul funcționării

În doar o secundă, fiecare dintre electrozi se ciocnește cu ceilalți de până la 50 de ori, schimbându-și semnul. Datorită acțiunii curentului alternativ, lichidul nu se împarte în oxigen și hidrogen, păstrându-și structura. O creștere a temperaturii duce la o creștere a presiunii, care obligă lichidul de răcire să circule.

Pentru a obține eficiența maximă a cazanului cu electrozi, va trebui să monitorizați constant rezistența ohmică a lichidului. La o temperatură clasică a camerei (20-25 grade), aceasta nu trebuie să depășească 3 mii ohmi.

Apa distilată nu trebuie turnată în sistemul de încălzire. Nu conține săruri sub formă de impurități, ceea ce înseamnă că nu ar trebui să vă așteptați să fie încălzit în acest fel - nu va exista mediu între electrozi pentru formarea unui circuit electric.

Pentru instrucțiuni suplimentare despre cum să fabricați un cazan cu electrod, citiți aici

Realizarea unui cazan de electrod pe cont propriu este simplă și eficientă

Studiul circuitului termic de încălzire face posibilă realizarea cazanelor de încălzire cu electrozi cu propriile mâini.

Aici trebuie să luați în considerare principiul de funcționare și proprietățile elementelor implicate, și anume:

• electrod;
• apă;
• dispozitive de control și automatizare.

Când este încălzită, apa își pierde rezistența și eliberează energie datorită divizării unei molecule de apă sub influența unui curent electric, crește volumul și lucrează la încălzirea volumului camerei.

Acest fenomen și consecințele sale sunt bine studiate, prin urmare, în prezent, cazanele folosesc nu compoziția obișnuită a apei, ci una distilată special concepută, pentru a crește durata de funcționare.

Conectarea unui cazan monofazat cu comandă automată

Instrucțiunile date de unul dintre autori care și-au brevetat versiunea unui astfel de cazan cu electrod vă vor spune cum calculul cantității necesare de căldură și puterea de încălzire a lichidului de răcire duce la alegerea unei scheme de încălzire termică. Este afișat în videoclip.

Proiectarea cazanului cu electrozi este foarte simplă. Defecțiunile părților interne sunt practic excluse, prin urmare, durabilitatea muncii timp de mulți ani depășește cazanele TEN, a căror resursă este epuizată, în primul rând, în mod regulat, iar în al doilea rând, este destul de imprevizibilă.

Prețul unui cazan cu electrod fabricat conform metodei autorului este de câteva ori mai mic decât aceeași versiune fabricată din fabrică.

Cu toate acestea, un cazan de electrod din fabrică este, de asemenea, foarte economic în funcționare, datorită utilizării unui combustibil cu conținut scăzut de calorii și a unui sistem de automatizare a muncii. În același timp, nu este necesară întreținerea, nu există costuri de operare.

În funcție de nevoile specifice, există diferite scheme de conectare a cazanului la sistemul general:

• în paralel cu alte cazane;
• fază singulară;
• cazan trifazat;
• conectarea blocurilor de reglare și control automat.

Cazanul cu electrod poate fi utilizat atât pentru încălzire, cât și pentru încălzirea apei în băi și bucătării pentru nevoile casnice. Iată diagramele de conectare pentru diferite aplicații.

Conectarea unui cazan cu electrod ca încălzitor instantaneu de apă

Etape

Secvența de lucru în fabricarea unui cazan cu electrod cu propriile mâini este după cum urmează:

• planificarea schemei sistemului de încălzire. Este posibilă o schemă cu un singur circuit, utilizată pentru încălzire, sau una cu dublu circuit - pentru furnizarea de apă caldă și încălzire;
• instalarea și împământarea cazanului pentru a neutraliza electricitatea statică;
• asigurarea circulației apei prin creșterea temperaturii încălzirii acesteia;
• utilizarea unor materiale eficiente pentru baterii care interacționează bine cu lichidul de răcire;
• nivelul de automatizare a alimentării cu căldură este reglat de dispozitivul de măsurare a temperaturii camerei.

Conectarea cazanului fără recirculare forțată

Sfat. Când utilizați această diagramă de conectare a cazanului, acordați atenție unghiurilor de înclinare indicate și diametrelor conductelor de apă, deoarece aceasta va asigura o circulație corectă.

Caracteristici: avantaje și dezavantaje

Cazanul cu electrod de tip ionic se caracterizează nu numai prin toate avantajele echipamentelor electrice de încălzire, ci și prin caracteristicile proprii. Într-o listă extinsă, se pot distinge cele mai semnificative:

• Eficiența instalațiilor tinde la maximul absolut - nu mai puțin de 95%
• Niciun poluant sau radiație ionică dăunătoare oamenilor nu este eliberat în mediu
• Puterea mare într-un corp relativ redus în comparație cu alte cazane
• Este posibil să instalați mai multe unități simultan pentru a crește productivitatea, o instalare separată a unui cazan de tip ion ca sursă de căldură suplimentară sau de rezervă
• Inertitatea mică face posibilă reacția rapidă la schimbările de temperatură ambientală și automatizarea completă a procesului de încălzire prin intermediul automatizării programabile
• Nu este nevoie de coș de fum
• Echipamentul nu este afectat de cantitatea insuficientă de lichid de răcire din rezervorul de lucru
• Creșterile de tensiune nu afectează performanța și stabilitatea încălzirii

Aici puteți afla cum să alegeți un cazan electric pentru încălzire

Desigur, cazanele cu ioni au numeroase și foarte importante avantaje. Dacă nu luați în considerare aspectele negative care apar mai des în timpul funcționării echipamentului, toate beneficiile se pierd.

Printre aspectele negative, merită menționat:

• Pentru funcționarea echipamentelor de încălzire ionică, nu utilizați surse de curent continuu care vor provoca electroliza lichidului
• Este necesar să se monitorizeze constant conductivitatea electrică a lichidului și să se ia măsuri pentru reglarea acestuia
• Trebuie să aveți grijă de o împământare fiabilă. Dacă se defectează, riscurile de electrocutare cresc semnificativ.
• Este interzisă utilizarea apei încălzite într-un sistem cu un singur circuit pentru alte nevoi.
• Este foarte dificil să organizezi o încălzire eficientă cu circulație naturală, este necesară instalarea unei pompe
• Temperatura lichidului nu trebuie să depășească 75 de grade, altfel consumul de energie electrică va crește brusc
• Electrozii se uzează rapid și trebuie înlocuiți la fiecare 2-4 ani



• Este imposibil să efectuați lucrări de reparații și punere în funcțiune fără implicarea unui maestru cu experiență

Citiți despre alte metode de încălzire electrică acasă aici.

Sisteme de alimentare submarine

De la începutul secolului al XX-lea, motoarele electrice, care erau alimentate cu baterii, au fost utilizate pentru submarinele subacvatice. Bateriile au fost încărcate la suprafață de generatoare electrice alimentate cu motoare diesel.

Apariția submarinelor nucleare (submarine nucleare) după al doilea război mondial nu a oprit construcția submarinelor diesel-electrice. Submarinele non-nucleare mai liniștite, mai ieftine și capabile să funcționeze în ape de mică adâncime sunt încă în funcțiune cu majoritatea flotelor lumii.

DISPOZITIV GENERAL

Sistemul de alimentare electrică a submarinelor diesel-electrice (submarine diesel-electrice), în schema clasică, constă din baterii de stocare, un generator diesel, un motor de propulsie, motoare auxiliare și alți consumatori de energie electrică.

Motorul subacvatic al submarinului diesel-electric a fost întotdeauna un motor electric alimentat cu baterii reîncărcabile. Nu necesită oxigen pentru a funcționa, este sigur și are greutate și dimensiuni acceptabile. Dar o limitare serioasă a utilizării sale este capacitatea redusă a bateriilor. Din acest motiv, marja continuă de deplasare subacvatică a submarinului diesel-electric este limitată și depinde de modul de mișcare. Când conduceți cu viteză economică, bateriile trebuie să fie reîncărcate la fiecare 300-350 mile. Și când conduceți la viteză maximă - la fiecare 20-30 de mile. Cu alte cuvinte, submarinul se poate deplasa într-o poziție scufundată fără a se reîncărca la o viteză de 2-4 noduri timp de trei sau mai multe zile sau o oră și jumătate la o viteză de peste 20 de noduri.

Citiți: Centrale electrice ale primelor submarine

Deoarece dimensiunea și greutatea submarinelor sunt sever limitate, motoarele electrice și motorinele combină funcții diferite. Motorul electric poate funcționa ca o mașină reversibilă. Consumă energie electrică atunci când conduceți sau o generează pentru a încărca bateriile. Motorina poate fi un motor care acționează o elice sau un generator electric și poate fi un compresor alternativ dacă este acționat de un motor electric.

După anii 1950, submarinele diesel-electrice au dispărut practic, în care motorul diesel ar funcționa direct pe elice. Elicea este acționată acum exclusiv de un motor electric. (Acest lucru nu se aplică submarinelor nucleare ale căror elice sunt acționate de o turbină cu abur). Motorina roteste numai generatorul. Această schemă face posibilă acționarea unui motor diesel într-un mod de funcționare constant și optim și face posibilă separarea motoarelor electrice de propulsie (PRM) și a generatoarelor. Utilizarea acestor dispozitive într-un mod individual crește eficiența ambelor și, prin urmare, crește rezerva de putere subacvatică. Dezavantajele includ conversia dublă a energiei - mai întâi mecanică în electrică, apoi înapoi - și pierderile asociate. Dar trebuie să suportăm acest lucru, deoarece principalul este modul de încărcare a bateriilor și nu modul de consum pentru GED.

STAREA ACTUALĂ A DEPL

După cum sa indicat, toate submarinele diesel-electrice moderne utilizează propulsie electrică completă. Majoritatea bărcilor cu propulsie electrică completă aveau două motoare: principală și economică. În proiectele moderne, rolul lor este jucat de un motor cu două moduri de funcționare. Reîncărcarea bateriilor se efectuează la suprafață sau la adâncimea periscopului folosind un snorkel - un dispozitiv pentru funcționarea motorului sub apă (RDP). O nouă etapă în dezvoltarea submarinelor diesel-electrice a fost utilizarea pilelor de combustibil pe bază de diverși compuși chimici. Acest lucru a făcut posibilă, în special, creșterea gamei de navigație continuă subacvatică cu viteză economică de cinci până la zece ori și reducerea zgomotului submarinului.Cu toate acestea, instalațiile cu celule de combustibil nu furnizează încă caracteristicile operaționale și tactice necesare ale submarinelor, în primul rând în ceea ce privește efectuarea manevrelor de mare viteză atunci când urmărește o țintă sau evită un atac inamic. Prin urmare, submarinele moderne sunt echipate cu un sistem de propulsie combinat. Pentru deplasarea la viteze mari sub apă, se folosesc baterii sau pile de combustibil, iar pentru navigația la suprafață, se folosește perechea tradițională „generator diesel - motor electric”.

Citiți: Operațiunea KAMA

CENTRALE ANAEROBICE

Dezvoltarea în continuare a submarinelor non-nucleare este asociată cu utilizarea centralelor electrice anaerobe (independente de aer). Există patru tipuri principale de EI anaerobe: un motor diesel cu ciclu închis (CCD), un motor Stirling (DS), o celulă de combustibil sau un generator electrochimic (ECG) și o turbină cu abur cu ciclu închis. Cea mai promițătoare direcție este utilizarea motoarelor Stirling. Utilizarea acestui motor crește semnificativ timpul în care barca rămâne într-o poziție scufundată fără pierderi serioase la alți indicatori.

Dezvoltarea submarinelor cu unități auxiliare de propulsie independentă de aer a început acum mai bine de 30 de ani, dar au fost construite puțin mai mult de o duzină de astfel de bărci - acestea sunt proiectul suedez „Gotland”, „Saga” franceză, „Soryu” japonez ".

În prezent, toate submarinele marinei suedeze sunt echipate cu DS, iar constructorii de nave suedeze au elaborat deja bine tehnologia echipării submarinelor cu aceste motoare. Utilizarea DS permite acestor submarine să fie sub apă continuu timp de până la 20 de zile.

Ha ha

Wow

Mulțumit

Trist

Furios

Votat Mulțumesc!

S-ar putea să vă intereseze:

• Instalații diesel-electrice pe submarine
• Submarinele proiectului 636 "Varshavyanka"
• Marina columbiană își întărește flota de submarine
• Centrale electrice ale submarinelor non-nucleare
• Submarine diesel-electrice (DPL sau DPL)
• Submarinele tip 209
• Motoare Stirling submarine
• Submarine diesel-electrice tip S
• Generator de abur central electric anaerob MESMA
• Mini-submarine de tip D.
• Sisteme electrice de propulsie pe nave
• Submarinele proiectului 641

Aboneaza-te la
canalul nostru din Yandex.Zen

Dispozitivul și caracteristicile tehnice

La prima vedere, proiectarea unui cazan cu ioni este complicată, dar este simplă și nu este obligatorie. Extern, este o țeavă fără sudură din oțel, care este acoperită cu un strat izolator electric din poliamidă. Producătorii au încercat să protejeze oamenii cât mai mult posibil de șocuri electrice și scurgeri de energie scumpe.

În plus față de corpul tubular, cazanul cu electrod conține:

1. Electrodul de lucru, care este realizat din aliaje speciale și este ținut de piulițe de poliamidă protejate (la modelele care funcționează dintr-o rețea trifazată, sunt furnizați trei electrozi simultan)
2. Duze de intrare și ieșire a agentului de răcire
3. Terminalele de împământare
4. Terminale care furnizează energie șasiului
5. Garnituri izolatoare din cauciuc

Forma carcasei exterioare a cazanelor de încălzire ionice este cilindrică. Cele mai comune modele de uz casnic îndeplinesc următoarele caracteristici:

• Lungime - până la 60 cm
• Diametru - până la 32 cm
• Greutate - aproximativ 10-12 kg
• Puterea echipamentului - de la 2 la 50 kW

Pentru nevoile casnice, se folosesc modele monofazate compacte cu o putere de cel mult 6 kW. Sunt destui pentru a asigura pe deplin o căsuță cu o suprafață de 80-150 de metri pătrați cu căldură. Pentru zone industriale mari se utilizează echipamente trifazate. O instalație cu o capacitate de 50 kW este capabilă să încălzească o cameră de până la 1600 mp.

Cu toate acestea, cazanul cu electrozi funcționează cel mai eficient împreună cu automatizarea controlului, care include următoarele elemente:

• Bloc de pornire
• Protectie la supratensiune
• Controler de control

În plus, modulele GSM de control pot fi instalate pentru activare sau dezactivare de la distanță. Inertitatea redusă permite un răspuns rapid la fluctuațiile de temperatură din mediu.

Ar trebui să se acorde atenția cuvenită calității și temperaturii lichidului de răcire. Lichidul optim într-un sistem de încălzire cu un cazan ionic este considerat a fi încălzit la 75 de grade. În acest caz, consumul de energie va corespunde cu cel specificat în documente. În caz contrar, sunt posibile două situații:

1. Temperatura sub 75 de grade - consumul de energie electrică scade odată cu eficiența instalației
2. Temperaturi peste 75 de grade - consumul de energie electrică va crește, cu toate acestea, ratele de eficiență deja ridicate vor rămâne aceleași

Un cazan ionic simplu cu propriile mâini

După ce v-ați familiarizat cu caracteristicile și principiul prin care funcționează cazanele de încălzire ionice, este timpul să vă puneți întrebarea: cum să asamblați astfel de echipamente cu propriile mâini? Mai întâi trebuie să pregătiți instrumentul și materialele:

• Țeavă de oțel cu diametrul de 5-10 cm
• Borne de masă și neutre
• Electrozi
• Fire
• Tee metalic și cuplaj
• Tenacitate și dorință

Înainte de a începe să puneți totul împreună, există trei reguli de siguranță foarte importante de reținut:

• Numai faza este aplicată electrodului
• Numai firul neutru este alimentat în corp
• Trebuie asigurată o împământare fiabilă

Pentru a asambla cazanul cu electrozi ionici, urmați instrucțiunile de mai jos:

• În primul rând, este pregătită o țeavă cu o lungime de 25-30 cm, care va acționa ca un corp
• Suprafețele trebuie să fie netede și fără coroziune, crestăturile de la capete sunt curățate
• Pe de o parte, electrozii sunt instalați cu ajutorul unui tee
• De asemenea, este necesar un tee pentru a organiza ieșirea și intrarea lichidului de răcire.
• Pe a doua parte, faceți o conexiune la rețeaua de încălzire
• Instalați o garnitură izolatoare între electrod și tee (plasticul rezistent la căldură este potrivit)

• Pentru a obține etanșeitatea, conexiunile filetate trebuie să fie potrivite cu precizie.
• Pentru a fixa borna zero și împământarea, 1-2 șuruburi sunt sudate pe corp

Punând totul împreună, puteți încorpora cazanul în sistemul de încălzire. Este puțin probabil ca astfel de echipamente de casă să poată încălzi o casă privată, dar pentru spații utilitare mici sau pentru garaj va fi o soluție ideală. Puteți închide unitatea cu un capac decorativ, încercând în același timp să nu restricționați accesul liber la acesta.

Cazane electrice cu ioni

Astfel de cazane funcționează pe principiul încălzirii apei (purtător de căldură) prin metoda ionizării. Acest proces are loc după cum urmează:

Când cazanul este pornit în rețea, moleculele de apă sunt separate în ioni pozitivi și negativi, care vibrează între doi electrozi (anod și catod). În timpul acestui proces, se generează energie termică. Este transferat imediat la lichidul de răcire, care îl distribuie prin sistemul de încălzire.

Astfel de unități sunt utilizate ca sistem de încălzire autonom. Acestea diferă de cazanele cu elemente de încălzire în dimensiuni mici, precum și într-un bloc de electrozi, care are performanțe și eficiență ridicate. Sarea de masă este adăugată suplimentar în apă, care joacă rolul de purtător de căldură. Acest lucru este necesar pentru a crește rezistența electrică a apei. Pentru a evita coroziunea metalelor sau formarea de solzi, în loc de apă, antigelul, dezvoltat special pentru cazanele cu ioni, este turnat în sistem.

Cazanele cu electrozi erau utilizate inițial numai în scopuri militare pentru încălzirea submarinelor sau a navelor de război. După aceea, după ce au schimbat ușor designul, dezvoltatorii au început să producă cazane pentru uz casnic sau industrial.

De exemplu, cazanul Galan este fabricat în conformitate cu toate standardele stabilite de echipament militar, deoarece producătorii sunt specializați în fabricarea instrumentelor pentru submarine și nave.

Caracteristici de instalare a cazanelor cu ioni

O condiție prealabilă pentru instalarea cazanelor de încălzire ionice este prezența unei supape de siguranță, a unui manometru și a unei aerisiri automate. Echipamentul trebuie să fie poziționat într-o poziție verticală (orizontală sau înclinată este inacceptabilă). În același timp, aproximativ 1,5 m din conductele de alimentare nu sunt din oțel zincat.

Terminalul zero este de obicei situat în partea de jos a cazanului. La el se conectează un fir de împământare cu o rezistență de până la 4 ohmi și o secțiune transversală de peste 4 mm. Nu vă bazați numai pe RAM - nu poate ajuta la curenții de scurgere. Rezistența trebuie să respecte, de asemenea, regulile PUE.

Dacă sistemul de încălzire este complet nou, nu este nevoie să pregătiți conductele - acestea trebuie să fie curate în interior. Când cazanul se prăbușește într-o linie care funcționează deja, este imperativ să-l spălați cu inhibitori. Pe piață există o gamă largă de produse de detartrare, la scară și detartrare. Cu toate acestea, fiecare producător de cazane cu electrozi le indică pe cele pe care le consideră cele mai bune pentru echipamentul lor. Părerea lor ar trebui respectată. Neglijarea clătirii nu va reuși să stabilească o rezistență ohmică precisă.

Este foarte important să selectați radiatoarele de încălzire pentru cazanul cu ioni. Modelele cu un volum intern mare nu vor funcționa, deoarece vor fi necesari mai mult de 10 litri de lichid de răcire pentru 1 kW de putere. Cazanul va funcționa constant, risipind o parte din electricitate degeaba. Raportul ideal dintre puterea cazanului și volumul total al sistemului de încălzire este de 8 litri la 1 kW.

Dacă vorbim despre materiale, este mai bine să instalați calorifere moderne din aluminiu și bimetalice cu o inerție minimă. La alegerea modelelor din aluminiu, se acordă preferință materialului de tip primar (care nu este retopit). În comparație cu secundar, conține mai puține impurități, reducând rezistența ohmică.

Radiatoarele din fontă sunt cel mai puțin compatibile cu un cazan ionic, deoarece sunt cele mai susceptibile la contaminare. Dacă nu există nicio modalitate de a le înlocui, experții recomandă respectarea mai multor condiții importante:

• Documentele trebuie să indice conformitatea cu standardul european
• Instalarea obligatorie a filtrelor grosiere și a captatoarelor de nămol
• Din nou, se produce volumul total al lichidului de răcire și se selectează echipamentul adecvat pentru energie

Cazan cu ioni "Galan"

Pentru uz casnic, cazanele Galan sunt fabricate în seria Ochag, care are mai multe modele:

«Vatra2»- conceput pentru încălzirea unei încăperi de cel mult 80 m3. Consumul de energie al unității este de 2 kW. Cazanul funcționează de la 220 V. Cu izolarea termică normală a camerei, consumul de energie electrică fluctuează în intervalul de 0,5 kW / h. Cantitatea recomandată de lichid de răcire variază între 20-40 litri.

«Vatra 3»- Poate încălzi o cameră cu un volum de 120 m3. Puterea cazanului este de 3 kW. Energia este consumată în limita a 0,75 kW / h. Lichidele pentru încălzirea sistemului au nevoie de 25 până la 50 de litri.

«Vatra 5»- utilizat în încăperi cu un volum de cel mult 180 m3. Cazanul are o putere de 5 kW. Consumă aproximativ 1,25 kWh. Deplasarea lichidului de răcire variază între 30-60 litri. "Vatra 6" - capabil să încălzească 200m3. Consumul de energie este de 6 kW, iar cel de 1,5 kW / h. Recomandat de la 35 la 70 de litri. lichid de răcire.

Numai lichidul special dezvoltat Potok, care previne coroziunea conductelor, poate fi turnat în sistemul de cazan Galan.