Hur våra sjömän lever på ubåtar (17 bilder)

02.12.2014

Många associerar eluppvärmning hemma med installation av lämpliga vattenpannor med värmeelement, konvektorer eller installation av varma filmgolv. Det finns dock många fler alternativ. I moderna privata hus installeras elektroder eller jonpannor, där ett par primitiva elektroder överför energi till kylvätskan utan mellanhänder.

För första gången utvecklades och implementerades värmepannor av jontyp i Sovjetunionen för att värma ubåtfack. Installationerna orsakade inte ytterligare buller, hade kompakta dimensioner, de behövde inte utforma avgassystem och effektivt uppvärmt havsvatten, som användes som huvudvärmebäraren.

Värmebäraren som cirkulerar genom rören och kommer in i pannans arbetstank är i direkt kontakt med den elektriska strömmen. Joner belastade med olika tecken börjar röra sig kaotiskt och kolliderar. På grund av det resulterande motståndet värms kylmediet upp.

• 1 Uppträdande och funktionsprincip
• 2 Funktioner: fördelar och nackdelar
• 3 Design och specifikationer
• 4 Videohandledning
• 5 Enkel DIY-jonpanna
• 6 Funktioner för installation av jonpannor
• 7 tillverkare och genomsnittlig kostnad

Historia av utseende och funktionsprincip

Under bara en sekund kolliderar var och en av elektroderna med de andra upp till 50 gånger och ändrar deras tecken. På grund av växelströmsverkan delar sig inte vätskan i syre och väte och behåller dess struktur. En temperaturökning leder till en ökning av trycket, vilket tvingar kylvätskan att cirkulera.

För att uppnå maximal effektivitet för elektrodpannan måste du ständigt övervaka vätskans ohmiska motstånd. Vid en klassisk rumstemperatur (20-25 grader) bör den inte överstiga 3000 ohm.

Destillerat vatten får inte hällas i värmesystemet. Den innehåller inga salter i form av föroreningar, vilket innebär att du inte borde förvänta dig att den värms upp på detta sätt - det kommer inte finnas något medium mellan elektroderna för att bilda en elektrisk krets.

För ytterligare instruktioner om hur du skapar en elektrodpanna själv, läs här

Att göra en elektrodpanna på egen hand är enkelt och effektivt

Studien av värmekretsen gör det möjligt att tillverka värmepannor med egna händer.

Här måste du överväga principen för funktion och egenskaper hos de inblandade elementen, nämligen:

• elektrod;
• vatten;
• styr- och automatiseringsenheter.

Vid uppvärmning tappar vatten motstånd och frigör energi på grund av att en vattenmolekyl splittras under påverkan av en elektrisk ström, ökar volymen och arbetar för att värma upp rumsvolymen.

Detta fenomen och dess konsekvenser är väl studerade, därför använder pannorna för närvarande inte den vanliga vattenkompositionen utan en specialdesignad destillerad för att öka driftstiden.

Anslutning av en enfas panna med automatisk styrning

Instruktionen från en av författarna som patenterade sin version av en sådan elektrodpanna kommer att berätta hur beräkningen av den erforderliga mängden värme och värmeeffekt av kylvätskan leder till valet av ett värmeuppvärmningsschema. Det visas i videon.

Elektrodpannans utformning är väldigt enkel. Fördelningar av interna delar är praktiskt taget uteslutna, därför överstiger arbetets hållbarhet under många år TIEN pannor, vars resurs är uttömd, för det första, regelbundet och för det andra är det ganska oförutsägbart.

Priset på en elektrodpanna tillverkad enligt författarens metod är flera gånger lägre än samma fabrikstillverkade version.

En fabrikselektrodpanna är dock också mycket ekonomisk i drift på grund av användningen av lågkaloribränsle och ett bra arbetsautomatiseringssystem. Samtidigt krävs inte underhåll, det finns inga driftskostnader.

Beroende på de specifika behoven finns det olika scheman för att ansluta pannan till det totala systemet:

• parallellt med andra pannor;
• en fas;
• trefas panna;
• anslutning av regleringsblock och automatisk styrning.

Elektrodpannan kan användas både för uppvärmning och för uppvärmning av vatten i badrum och kök för hushållsbehov. Här är anslutningsdiagrammen för olika applikationer.

Ansluta en elektrodpanna som en momentan varmvattenberedare

Stadier

Arbetssekvensen vid tillverkningen av en elektrodpanna med egna händer är som följer:

• planerar systemet för värmesystemet. Ett schema med en krets är möjligt, som används för uppvärmning eller en dubbel krets - för att tillhandahålla varmvatten och uppvärmning;
• installation och jordning av pannan för att neutralisera statisk elektricitet;
• säkerställa cirkulationen av vatten genom att öka temperaturen på uppvärmningen;
• användning av effektiva batterimaterial som samverkar bra med kylvätskan;
• automatiseringsnivån för värmeförsörjningen regleras av rumstemperaturmätanordningen.

Ansluta pannan utan tvångscirkulation

Råd. När du använder detta pannanslutningsdiagram, var uppmärksam på de angivna lutningsvinklarna och diametrarna på vattenledningarna, eftersom detta säkerställer korrekt cirkulation.

Funktioner: fördelar och nackdelar

Elektrodpannan av jonisk typ kännetecknas inte bara av alla fördelar med elektrisk värmeutrustning utan också av sina egna egenskaper. I en omfattande lista kan de viktigaste urskiljas:

• Installationseffektiviteten tenderar till det absoluta maximumet - inte mindre än 95%
• Inga föroreningar eller jonstrålning som är skadliga för människor släpps ut i miljön
• Hög effekt i en kropp relativt liten i storlek jämfört med andra pannor
• Det är möjligt att installera flera enheter samtidigt för att öka produktiviteten, en separat installation av en jonpanna som en extra eller reservvärmekälla
• Liten tröghet gör det möjligt att snabbt reagera på förändringar i omgivningstemperaturen och automatisera uppvärmningsprocessen helt med hjälp av programmerbar automatisering
• Inget behov av en skorsten
• Utrustningen skadas inte av otillräcklig mängd kylvätska inuti arbetstanken
• Spänningsstötar påverkar inte värmeprestanda och stabilitet

Du kan ta reda på hur du väljer en elektrisk panna för uppvärmning här

Naturligtvis har jonpannor många och mycket betydande fördelar. Om du inte tar hänsyn till de negativa aspekterna som uppstår oftare under drift av utrustningen går alla fördelar förlorade.

Bland de negativa aspekterna är det värt att notera:

• Använd inte likströmsströmkällor som kan orsaka elektrolys av vätskan för användning av jonvärmeutrustning
• Det är nödvändigt att ständigt övervaka vätskans elektriska konduktivitet och vidta åtgärder för att reglera den
• Du måste ta hand om tillförlitlig jordning. Om det går sönder ökar riskerna för att bli elektriskt avsevärt.
• Det är förbjudet att använda uppvärmt vatten i ett kretssystem för andra behov.
• Det är mycket svårt att organisera effektiv uppvärmning med naturlig cirkulation, installation av en pump krävs
• Vätskans temperatur bör inte överstiga 75 grader, annars ökar förbrukningen av elektrisk energi kraftigt
• Elektroderna slits snabbt ut och måste bytas ut vartannat vart fjärde år



• Det är omöjligt att utföra reparations- och driftsättningsarbete utan inblandning av en erfaren mästare

Läs om andra metoder för elektrisk uppvärmning hemma här.

Ubåtströmsystem

Sedan början av 1900-talet har elmotorer, som drivs av batterier, använts för undervattensbåtar. Batterierna laddades på ytan av elgeneratorer som drivs av dieselmotorer.

Framväxten av kärnkraftsubåtar (kärnkraftsubåtar) efter andra världskriget stoppade inte byggandet av dieselelektriska ubåtar. Tystare, billigare, icke-nukleära ubåtar som kan fungera på grunt vatten är fortfarande i tjänst hos de flesta av världens flottor.

ALLMÄN ENHET

Elkraftsystemet för dieselelektriska ubåtar (dieselelektriska ubåtar), i det klassiska schemat, består av lagringsbatterier, en dieselgenerator, en framdrivningsmotor, hjälpmotorer och andra elkonsumenter.

Den dieselelektriska ubåtens undervattensmotor har alltid varit en elmotor som drivs av uppladdningsbara batterier. Det kräver inte syre för att fungera, det är säkert och har acceptabel vikt och mått. Men en allvarlig begränsning av dess användning är batteriernas lilla kapacitet. Av denna anledning är den kontinuerliga undervattensrörelsemarginalen för den dieselelektriska ubåten begränsad och beror på rörelsens sätt. När du kör med ekonomisk hastighet måste batterierna laddas var 300-350 mil. Och när du kör i full fart - var 20-30 mil. Med andra ord kan ubåten röra sig i nedsänkt läge utan att ladda med en hastighet på 2-4 knop i tre eller flera dagar eller en och en halv timme med en hastighet på mer än 20 knop.

Läs: Kraftverk i de första ubåtarna

Eftersom storleken och vikten på ubåtar är mycket begränsad, kombinerar elmotorer och dieslar olika funktioner. Elmotorn kan fungera som en reversibel maskin. Den förbrukar el när man kör eller genererar den för att ladda batterier. Diesel kan vara en motor som driver en propeller eller en elektrisk generator och kan vara en fram- och återgående kompressor om den drivs av en elektrisk motor.

Efter 1950-talet försvann dieselelektriska ubåtar praktiskt taget, där dieselmotorn skulle fungera direkt på propellern. Propellern drivs nu uteslutande av en elmotor. (Detta gäller inte kärnbåtar vars propellrar drivs av en ångturbin). Diesel roterar bara generatorn. Detta schema gör det möjligt att driva en dieselmotor i ett konstant, optimalt driftläge och gör det möjligt att separera framdrivningsmotorer (PRM) och generatorer. Användningen av dessa enheter i ett individuellt läge ökar effektiviteten för båda och ökar därför undervattenseffektreserven. Nackdelarna inkluderar dubbel omvandling av energi - först mekanisk till elektrisk, sedan tillbaka - och tillhörande förluster. Men vi måste stå ut med detta, eftersom det huvudsakliga är laddningsläget för batterier, och inte förbrukningsläget för GED.

AKTUELL STATUS

Som indikerat använder alla moderna dieselelektriska ubåtar full elektrisk framdrivning. De flesta båtar med full elektrisk framdrift hade tidigare två motorer: huvud- och ekonomiska. I moderna projekt spelas deras roll av en motor med två driftlägen. Laddning av batterier utförs på ytan eller på periskopdjup med hjälp av en snorkel - en anordning för motordrift under vatten (RDP). Ett nytt steg i utvecklingen av dieselelektriska ubåtar var användningen av bränsleceller baserade på olika kemiska föreningar. Detta gjorde det möjligt, i synnerhet, att öka räckvidden för kontinuerlig undervattensnavigering med ekonomisk hastighet med fem till tio gånger och minska bullret från ubåten.Icke desto mindre tillhandahåller bränslecellinstallationer ännu inte de nödvändiga operativa och taktiska egenskaperna hos ubåtar, främst när det gäller att utföra höghastighetsmanövrer när man strävar efter ett mål eller undgår en fiendens attack. Därför är moderna ubåtar utrustade med ett kombinerat framdrivningssystem. För rörelse vid höga hastigheter under vatten används batterier eller bränsleceller, och för segling på ytan används det traditionella paret "dieselgenerator - elmotor".

Läs: Operation KAMA

ANAEROBISKA KRAFTANLÄGGNINGAR

Vidareutveckling av icke-nukleära ubåtar är förknippad med användningen av anaeroba (luftoberoende) kraftverk. Det finns fyra huvudtyper av anaeroba EI: en dieselmotor med sluten cykel (CCD), en Stirling-motor (DS), en bränslecell eller elektrokemisk generator (EKG) och en ångturbin med sluten cykel. Den mest lovande riktningen är användningen av Stirling-motorer. Användningen av denna motor ökar avsevärt tiden båten förblir i nedsänkt läge utan allvarliga förluster i andra indikatorer.

Utvecklingen av ubåtar med hjälpluftoberoende framdrivningsenheter började för mer än 30 år sedan, men lite mer än ett dussin av sådana båtar byggdes - dessa är det svenska projektet "Gotland", den franska "Saga", den japanska "Soryu ".

För närvarande är alla ubåtar från den svenska flottan utrustade med DS, och svenska skeppsbyggare har redan utarbetat tekniken för att utrusta ubåtar med dessa motorer. Användningen av DS gör att dessa ubåtar kan vara under vatten kontinuerligt i upp till 20 dagar.

Ha ha

Wow

Nöjd

Ledsen

Arg

Röstade tack!

Du kanske är intresserad av:

• Dieselelektriska installationer på ubåtar
• Ubåtar av projekt 636 "Varshavyanka"
• Den colombianska flottan stärker sin ubåtflotta
• Kraftverk för icke-kärnvapen ubåtar
• Dieselelektriska ubåtar (DPL eller DPL)
• Ubåtar typ 209
• Submarine Stirling-motorer
• Dieselelektriska ubåtar typ S
• Ånggenerator anaerob kraftverk MESMA
• Typ D mini-ubåtar
• Elektriska framdrivningssystem på fartyg
• Ubåtar till projekt 641

Prenumerera på
vår kanal i Yandex.Zen

Enhets- och tekniska egenskaper

Vid första anblicken är designen av en jonpanna komplicerad, men den är enkel och inte obligatorisk. Externt är det ett sömlöst stålrör, som är täckt med ett elektriskt isolerande polyamidskikt. Tillverkare har försökt skydda människor så mycket som möjligt från elektriska stötar och dyra energiläckor.

Förutom den rörformiga kroppen innehåller elektrodpannan:

1. Arbetselektroden, som är tillverkad av speciallegeringar och hålls av skyddade polyamidmuttrar (i modeller som arbetar från ett 3-fas nätverk tillhandahålls tre elektroder samtidigt)
2. Inlopps- och utloppsmunstycken för kylvätska
3. Jordningsterminaler
4. Terminaler som levererar ström till chassit
5. Gummiisolerande packningar

Formen på det yttre höljet på joniska värmepannor är cylindrisk. De vanligaste hushållsmodellerna uppfyller följande egenskaper:

• Längd - upp till 60 cm
• Diameter - upp till 32 cm
• Vikt - ca 10-12 kg
• Utrustningskraft - från 2 till 50 kW

För hushållsbehov används kompakta enfasmodeller med en effekt på högst 6 kW. Det finns tillräckligt med dem för att helt ge en stuga med en yta på 80-150 kvadratmeter med värme. För stora industriområden används 3-fas utrustning. En installation med en kapacitet på 50 kW kan värma ett rum upp till 1600 kvm M.

Elektrodpannan fungerar dock mest effektivt i samband med styrautomatiseringen, som innehåller följande element:

• Startblock
• Överspänningsskydd
• Kontrollregulator

Dessutom kan GSM-moduler installeras för fjärraktivering eller avaktivering. Låg tröghet möjliggör snabb respons på temperaturfluktuationer i miljön.

Vederbörlig uppmärksamhet bör ägnas kylmedlets kvalitet och temperatur. Den optimala vätskan i ett värmesystem med en jonpanna anses vara uppvärmd till 75 grader. I detta fall kommer energiförbrukningen att motsvara den som anges i dokumenten. Annars är två situationer möjliga:

1. Temperatur under 75 grader - elförbrukningen minskar tillsammans med installationens effektivitet
2. Temperaturer över 75 grader - elförbrukningen ökar, men de redan höga effektivitetsnivåerna förblir desamma

En enkel jonpanna med egna händer

Efter att ha bekantat dig med funktionerna och principen genom vilka joniska värmepannor fungerar, är det dags att ställa frågan: hur man monterar sådan utrustning med egna händer? Först måste du förbereda verktyget och materialen:

• Stålrör med en diameter på 5-10 cm
• Jord- och neutrala terminaler
• Elektroder
• Ledningar
• Metal tee och koppling
• Ihärdighet och lust

Innan du börjar sätta ihop allt finns det tre mycket viktiga säkerhetsregler att komma ihåg:

• Endast fas appliceras på elektroden
• Endast den neutrala ledningen matas till kroppen
• Tillförlitlig jordning måste tillhandahållas

För att montera jonelektrodpannan, följ bara instruktionerna nedan:

• Först förbereds ett rör med en längd på 25-30 cm som fungerar som en kropp
• Ytorna måste vara släta och fria från korrosion, skårorna från ändarna rengörs
• Å ena sidan installeras elektroder med hjälp av en tee
• En t-shirt krävs också för att organisera kylvätskans utlopp och inlopp.
• Anslut till värmeströmmen på andra sidan
• Installera en isolerande packning mellan elektroden och tee (värmebeständig plast är lämplig)

• För att åstadkomma täthet måste de gängade anslutningarna anpassas exakt till varandra.
• För att fixa nollterminalen och jordning, svetsas 1-2 bultar på kroppen

Genom att lägga ihop allt kan du bädda in pannan i värmesystemet. Sådan hemgjord utrustning kommer sannolikt inte att kunna värma ett privat hus, men för små användningsområden eller ett garage är det en perfekt lösning. Du kan stänga enheten med ett dekorativt lock, samtidigt som du försöker att inte begränsa fri tillgång till det.

Elektriska jonpannor

Sådana pannor arbetar på principen om uppvärmning av vatten (värmebärare) med joniseringsmetoden. Denna process sker enligt följande:

När pannan slås på i nätverket separeras vattenmolekyler i positiva och negativa joner, som vibrerar mellan två elektroder (anod och katod). Under denna process genereras värmeenergi. Det överförs omedelbart till kylvätskan, som fördelar det genom värmesystemet.

Sådana enheter används som ett autonomt värmesystem. De skiljer sig från pannor med värmeelement i små storlekar, liksom i ett elektrodblock, som har hög prestanda och effektivitet. Dessutom tillsätts bordssalt till vattnet, vilket spelar rollen som en värmebärare. Detta är nödvändigt för att öka vattnets elektriska motstånd. För att undvika metallkorrosion eller skalbildning bildas i stället för vatten frostskyddsmedel, utvecklat speciellt för jonpannor.

Elektrodpannor användes ursprungligen endast för militära ändamål för att värma ubåtar eller krigsfartyg. Efter det, efter att ha förändrat designen något, började utvecklarna att producera pannor för hushålls- eller industriellt bruk.

Galan-pannan tillverkas till exempel i enlighet med alla etablerade standarder för militär utrustning, eftersom tillverkarna är specialiserade på tillverkning av instrument för ubåtar och fartyg.

Funktioner för installation av jonpannor

En förutsättning för installation av joniska värmepannor är förekomsten av en säkerhetsventil, en tryckmätare och en automatisk luftventil. Utrustningen måste placeras vertikalt (horisontellt eller i vinkel är oacceptabelt). Samtidigt är cirka 1,5 m av försörjningsrören inte galvaniserat stål.

Nollterminalen är vanligtvis placerad i pannans botten. En jordledning med ett motstånd på upp till 4 ohm och ett tvärsnitt över 4 mm är ansluten till den. Lita inte enbart på RAM - det kan inte hjälpa till med läckströmmar. Motståndet måste också följa reglerna för PUE.

Om värmesystemet är helt nytt behöver du inte förbereda rören - de måste vara rena inuti. När pannan kolliderar i en redan fungerande ledning är det absolut nödvändigt att spola den med hämmare. Det finns ett brett utbud av avkalknings-, skalnings- och avkalkningsprodukter på marknaderna. Varje tillverkare av elektrodpannor anger dock de som de anser vara bäst för sin utrustning. Deras åsikt bör följas. Att försumma spolning kommer inte att skapa ett exakt ohmskt motstånd.

Det är mycket viktigt att välja värmeelement för jonpannan. Modeller med stor intern volym fungerar inte eftersom mer än 10 liter kylvätska krävs för 1 kW effekt. Pannan kommer ständigt att gå och slösa lite av elen förgäves. Det ideala förhållandet mellan pannans effekt och uppvärmningssystemets totala volym är 8 liter per 1 kW.

Om vi ​​pratar om material är det bättre att installera moderna radiatorer av aluminium och bimetall med minimal tröghet. Vid val av aluminiummodeller föredras materialet av den primära typen (ej omsmält). I jämförelse med sekundären innehåller den mindre föroreningar, vilket minskar det ohmiska motståndet.

Gjutjärnsradiatorer är minst kompatibla med jonpannan, eftersom de är mest mottagliga för föroreningar. Om det inte finns något sätt att ersätta dem rekommenderar experter att följa flera viktiga villkor:

• Dokumenten måste ange att den europeiska standarden är uppfylld
• Obligatorisk installation av grova filter och slamuppsamlare
• Återigen produceras kylvätskans totala volym och utrustning som är lämplig för effekt väljs

Jonpanna "Galan"

För hushållsbruk tillverkas Galan-pannor i Ochag-serien, som har flera modeller:

«Hjärt2»- designad för uppvärmning av högst 80 m3 rum. Enhetens energiförbrukning är 2 kW. Pannan arbetar från 220 V. Med normal värmeisolering i rummet fluktuerar elförbrukningen inom 0,5 kW / h. Den rekommenderade mängden kylvätska varierar mellan 20-40 liter.

«Härd 3»- Kan värma upp ett rum med en volym på 120 m3. Pannans effekt är 3 kW. Energi förbrukas inom 0,75 kW / h. Vätskor för uppvärmning av systemet behöver från 25 till 50 liter.

«Härd 5»- används i rum med en volym på högst 180 m3. Pannan har en effekt på 5 kW. Förbrukar cirka 1,25 kWh. Kylvätskans förskjutning varierar mellan 30-60 liter. "Härd 6" - kan värma 200m3. Effektförbrukningen är 6 kW och förbrukningen är 1,5 kW / h. Rekommenderas från 35 till 70 liter. kylvätska.

Endast den specialutvecklade Potok-vätskan, som förhindrar rörkorrosion, kan hällas i Galans pannsystem.