Um eine wirtschaftliche Beheizung von Wohn-, Nutz- oder Wohngebäuden zu gewährleisten Produktionsgelände, nutzen die Eigentümer verschiedene Schemata und Verfahren zur Gewinnung thermischer Energie. Um einen Kavitationswärmegenerator mit eigenen Händen zusammenzubauen, sollten Sie die Prozesse verstehen, die die Wärmeerzeugung ermöglichen.

Was ist die Grundlage der Arbeit?

Kavitation bezeichnet den Entstehungsprozess Dampfblasen in der Wassersäule, was durch einen langsamen Abfall des Wasserdrucks bei hohen Durchflussraten erleichtert wird. Das Auftreten von mit Dampf gefüllten Hohlräumen oder Hohlräumen kann auch durch den Durchgang einer akustischen Welle oder die Strahlung eines Laserimpulses verursacht werden. Eingeschränkte Luftbereiche oder Kavitationshohlräume werden durch Wasser in den Bereich bewegt hoher Druck, wo der Prozess ihres Zusammenbruchs unter der Strahlung einer Stoßkraftwelle erfolgt. Ohne diese Bedingungen kann das Phänomen der Kavitation nicht auftreten.

Der physikalische Prozess des Kavitationsphänomens ähnelt dem Sieden einer Flüssigkeit, aber während des Siedens ist der Druck von Wasser und Dampf in den Blasen durchschnittlich und gleich. Bei der Kavitation herrscht in der Flüssigkeit ein überdurchschnittlicher Druck, der über dem Dampfdruck liegt. Der Druckabfall ist lokaler Natur.

Beim Erstellen notwendige Voraussetzungen Gasmoleküle, die immer in der Wassersäule vorhanden sind, beginnen in die entstehenden Blasen freigesetzt zu werden. Dieses Phänomen tritt intensiv auf, da die Temperatur des Gases im Hohlraum steigt erreicht bis zu 1200 °C aufgrund der ständigen Ausdehnung und Kontraktion von Blasen. Das Gas in Kavitationshohlräumen enthält eine größere Anzahl an Sauerstoffmolekülen und führt bei Wechselwirkung mit inerten Materialien des Gehäuses und anderer Teile des Wärmeerzeugers zu deren schneller Korrosion und Zerstörung.

Untersuchungen zeigen das destruktive Aktion Sogar gegenüber diesem Gas inerte Materialien – Gold und Silber – sind aggressivem Sauerstoff ausgesetzt. Darüber hinaus verursacht das Phänomen der kollabierenden Lufthohlräume eine erhebliche Lärmbelästigung, was ein unerwünschtes Problem darstellt.

Viele Enthusiasten haben den Kavitationsprozess für die Herstellung von Heizgeneratoren für Privathäuser genutzt. Das Wesentliche des Systems ist ein geschlossenes Gehäuse, in dem sich ein Wasserstrahl durch eine Kavitationseinrichtung bewegt, um Druck zu erzeugen. In Russland war die erste Erfindung einer Heizungsanlage Patent erteilt im Jahr 2013. Der Prozess der Blasenbildung erfolgt unter dem Einfluss variabler Faktoren elektrisches Feld. In diesem Fall sind die Dampfhohlräume klein und interagieren nicht mit den Elektroden. Sie wandern in die Flüssigkeitsdicke und dort entsteht eine Öffnung unter Freisetzung zusätzlicher Energie im Körper des Wasserstroms.

Rotationswärmegenerator

Bei diesem Gerät handelt es sich um eine modifizierte Pumpe Zentrifugalwirkung. In einem solchen Gerät übernimmt das Pumpengehäuse die Rolle des Stators; darin sind ein Einlass- und ein Auslassrohr installiert. Der Hauptarbeitskörper ist eine Kammer, in der sich ein beweglicher Rotor befindet, der wie ein Rad funktioniert.

Bei der Entwicklung von Kavitationspumpen hat sich das Rotordesign jedoch stark verändert Das Griggs-Modell gilt als das produktivste, der als einer der ersten positive Ergebnisse bei der Entwicklung eines Kavitationswärmegenerators erzielte. Bei einer solchen Vorrichtung ist der Rotor in Form einer Scheibe ausgeführt, auf deren Oberfläche zahlreiche Löcher vorgesehen sind. Sie sind taub und haben einen bestimmten Durchmesser und eine bestimmte Tiefe. Die Anzahl der Zellen hängt von der Frequenz des elektrischen Stroms und damit von der Drehung des Rotors ab.

Der Stator eines Wärmeerzeugers ist ein an beiden Enden abgedichteter Zylinder, in dem sich der Rotor dreht. Der Spalt zwischen der Rotorscheibe und den Statorwänden beträgt etwa 1,5 mm.

Die Rotorzellen werden benötigt, damit in der Dicke des Flüssigkeitsstroms, der ständig an der Oberfläche des bewegten und statischen Zylinders reibt, Turbulenzen entstehen und Kavitationshohlräume entstehen. In diesem Spalt wird die Flüssigkeit erhitzt. Für einen effizienten Betrieb des Wärmeerzeugers muss die Quergröße des Rotors mindestens 30 cm betragen, in diesem Fall wird sie bestimmt Drehzahl 3000 U/min. Wenn Sie den Rotor mit einem kleineren Durchmesser herstellen, sollte die Drehzahl erhöht werden.

Trotz aller scheinbaren Einfachheit erfordert das Ermitteln der präzisen Funktion aller Teile des Rotationswärmegenerators eine ziemlich genaue Präzision, einschließlich des Auswuchtens des beweglichen Zylinders. Es ist notwendig, die Rotorwelle abzudichten und die defekten Isoliermaterialien ständig auszutauschen.

Koeffizient nützliche Aktion Solche Generatoren sind nicht beeindruckend; der Betrieb geht mit einem Geräuscheffekt einher. Ihre Lebensdauer ist kurz, obwohl sie 25 % effizienter arbeiten als Modelle mit statischen Wärmeerzeugern.

Statische Generatorpumpe

Das Gerät erhielt bedingt den Namen statischer Wärmeerzeuger, was auf das Fehlen rotierender Teile zurückzuführen ist. Um Kavitationsprozesse in einer Flüssigkeit zu erzeugen, wird eine Düsenkonstruktion verwendet.

Um das Phänomen der Kavitation nachzubilden, muss sichergestellt werden Wasserbewegung mit hoher Geschwindigkeit, wofür eine leistungsstarke Kreiselpumpe eingesetzt wird. Pumpe befestigt Bluthochdruck der Wasserfluss, der in den Düseneinlass strömt. Der Austrittsdurchmesser der Düse ist viel schmaler als bei der vorherigen und nimmt die Flüssigkeit auf zusätzliche Energie Bewegung, seine Geschwindigkeit erhöht sich. Am Austritt aus der Düse kommt es aufgrund der schnellen Ausdehnung des Wassers zu Kavitationseffekten mit der Bildung von Gashohlräumen im Inneren des Flüssigkeitskörpers. Die Wassererwärmung erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie beim Rotationsmodell, lediglich der Wirkungsgrad ist geringfügig reduziert.

Statische Wärmeerzeuger haben eine Reihe von Vorteilen vor Rotationsmodellen:

• die Konstruktion der Statorvorrichtung erfordert grundsätzlich kein präzises Auswuchten und Zusammenpassen von Teilen;
• Der mechanische Vorbereitungsvorgang erfordert kein präzises Schleifen.
• Da keine beweglichen Teile vorhanden sind, verschleißen die Dichtungsmaterialien deutlich weniger.
• der Gerätebetrieb dauert länger, bis zu 5 Jahre;
• Wenn die Düse unbrauchbar wird, ist ihr Austausch mit geringeren Kosten verbunden als bei der Rotationsversion des Wärmeerzeugers, die neu erstellt werden muss.

Betriebstechnik des Heizwärmeerzeugers

Die Pumpe erhöht den Wasserdruck und fördert ihn in die Arbeitskammer, deren Rohr über einen Flansch mit ihr verbunden ist.

Im Arbeitsgebäude sollte Wasser vorhanden sein Erhalten Sie mehr Geschwindigkeit und Druck, die mit Rohren unterschiedlichen Durchmessers durchgeführt wird, die sich entlang der Strömung verjüngen. Im Zentrum der Arbeitskammer vermischen sich mehrere Druckströme, was zum Phänomen der Kavitation führt.

Um die Geschwindigkeitseigenschaften des Wasserflusses zu steuern, sind am Auslass und am Fortgang des Arbeitshohlraums Bremsvorrichtungen installiert.

Das Wasser gelangt zur Düse am gegenüberliegenden Ende der Kammer und fließt von dort in Rücklaufrichtung Wiederverwendung mittels Umwälzpumpe. Durch die Bewegung und starke Ausdehnung der Flüssigkeit am Austritt aus der engen Öffnung der Düse kommt es zu Erwärmung und Wärmeentwicklung.

Positive und negative Eigenschaften von Wärmeerzeugern

Kavitationspumpen werden als einfache Geräte klassifiziert. Sie wandeln die mechanische Motorenergie des Wassers in Wärmeenergie um, die zum Heizen des Raumes aufgewendet wird. Bevor Sie eine Kavitationseinheit mit eigenen Händen bauen, sollten Sie die Vor- und Nachteile einer solchen Installation beachten. Zu den positiven Eigenschaften zählen:

• effiziente Erzeugung thermischer Energie;
• sparsam im Betrieb, da kein Kraftstoff vorhanden ist;
• Eine kostengünstige Option zum Kaufen und Selbermachen.

Wärmeerzeuger haben Nachteile:

• lauter Pumpenbetrieb und Kavitationserscheinungen;
• Materialien für die Produktion sind nicht immer leicht zu beschaffen;
• verbraucht ordentlich Strom für einen Raum von 60–80 m2;
• nimmt viel nutzbaren Platz im Raum ein.

Einen Wärmeerzeuger mit eigenen Händen herstellen

Liste der Teile und Zubehörteile zum Bau eines Wärmeerzeugers:

Auswahl einer Umwälzpumpe

Dazu müssen Sie die erforderlichen Geräteparameter ermitteln. Das erste Merkmal ist die Fähigkeit der Pumpe, mit Flüssigkeiten mit hoher Temperatur zu arbeiten. Wird diese Bedingung vernachlässigt, kommt es schnell zum Ausfall der Pumpe.

Für einen Wärmeerzeuger reicht es aus, dass am Flüssigkeitseintritt ein Druck von 4 Atmosphären herrscht; dieser Wert kann erhöht werden bis zu 12 Atmosphären, was die Aufheizgeschwindigkeit der Flüssigkeit erhöht.

Die Leistung der Pumpe hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Heizrate, da die Flüssigkeit während des Betriebs durch einen relativ engen Durchmesser der Düse strömt. Normalerweise werden bis zu 3–5 Personen transportiert Kubikmeter Wasser pro Stunde. Einen viel größeren Einfluss auf den Betrieb des Wärmeerzeugers hat der Stromumwandlungskoeffizient Wärmeenergie.

Ein klassisches Beispiel ist die Implementierung eines Geräts in Form einer Laval-Düse, die von einem Handwerker aufgerüstet wird, der den Generator mit seinen eigenen Händen herstellt. Besonderes Augenmerk sollte auf die Auswahl der Querschnittsgröße des Durchgangskanals gelegt werden. Es sollte einen maximalen Flüssigkeitsdruckabfall bieten. Wenn Ordnen Sie den kleinsten Durchmesser an, dann fliegt Wasser unter hohem Druck aus der Düse und der Kavitationsprozess läuft aktiver ab.

In diesem Fall wird jedoch der Wasserfluss verringert, was zu einer Vermischung mit kalten Massen führt. Durch die kleine Öffnung der Düse erhöht sich auch die Anzahl der Luftblasen, was den Geräuscheffekt des Betriebs erhöht und dazu führen kann, dass sich bereits in der Pumpenkammer Blasen bilden. Dadurch verringert sich die Lebensdauer. Wie die Praxis gezeigt hat, beträgt der akzeptabelste Durchmesser 9–16 mm.

Form und Profil der Düsen sind zylindrisch, konisch und abgerundet. Es lässt sich nicht mit Sicherheit sagen, welche Wahl effektiver ist; es hängt alles von den anderen Parametern der Installation ab. Die Hauptsache ist, dass der Wirbelprozess bereits beim ersten Eintritt der Flüssigkeit in die Düse entsteht.

Einen Wasserkreislauf herstellen

Sie sollten zunächst eine Skizze erstellen Konturlänge und seine Eigenschaften, übertragen Sie das alles mit Kreide auf den Boden. Grundsätzlich kann man über den Kreislauf sagen, dass es sich um ein gebogenes Rohr handelt, das mit dem Ausgang seiner Kavitationskammer verbunden wird und dann die Flüssigkeit wieder dem Eingang zugeführt wird. Als Zusatzgeräte werden zwei Manometer und zwei Muffen angeschlossen, in denen ein Thermometer eingebaut ist. Im Kreislauf befindet sich außerdem ein Ventil zum Sammeln von Luft.

Das Wasser im Kreislauf fließt gegen den Uhrzeigersinn. Um den Druck zu regulieren, installieren wir ein Ventil zwischen Einlass und Auslass. Es wird ein Rohr mit einem Durchmesser von 50 verwendet, was typischerweise der Größe der Rohre entspricht.

Alte Modelle von Wärmeerzeugern funktionierten ohne Installation von Düsen, eine Erhöhung des Wasserdrucks wurde durch die Beschleunigung von Wasser in einer ausreichend langen Rohrleitung erreicht. In unserem Fall sollten wir jedoch keine zu großen Rohrlängen verwenden.

Generatortest

Die Pumpe ist an den Strom angeschlossen und die Heizkörper sind an das Heizsystem angeschlossen. Sobald die Ausrüstung installiert ist, kann mit dem Testen begonnen werden. Wir verbinden es mit dem Netzwerk und der Motor beginnt zu arbeiten. In diesem Fall sollten Sie auf die Messwerte der Manometer achten und über ein Ventil zwischen Wassereinlass und -auslass die gewünschte Differenz einstellen. Der Atmosphärenunterschied sollte im Bereich von 8 bis 12 Atmosphären liegen.

Danach schalten wir das Wasser ein und beobachten die Temperaturparameter. Es wird ausreichend Heizung im System vorhanden sein in zehn Minuten um 3–5 °C in einer Minute. In kurzer Zeit erreicht die Erwärmung 60 °C. Unser System wird zusammen mit der Pumpe mit 15 Litern Wasser betrieben. Für effektives Arbeiten reicht das völlig aus.

Um Wärmeerzeuger im Alltag einzusetzen, genügen ein wenig Lust und Montagegeschick, da alle Geräte fertig zum Einsatz kommen. Und Effizienz lässt Sie nicht warten.

Unter modernen Bedingungen kostet die Anschaffung eines eigenen Gerätes zur Wärmeerzeugung und -versorgung den Kunden eine recht hohe Summe. Um Geld zu sparen oder wenn es nicht möglich ist, eine Wärmequelle im Geschäft zu kaufen, gibt es gute Gründe, einen Wärmeerzeuger selbst zu bauen. Es gibt verschiedene Arten solcher Projekte. Die Wahl hängt von den technischen Möglichkeiten des Eigentümers oder den Problemen ab, die mit dem Wärmeerzeugungssystem gelöst werden müssen.

Vorteile der selbstgemachten Wärmeerzeugung

Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Geräten: statische und rotierende Geräte. Wenn bei der ersten Option eine Düse im Mittelpunkt der Konstruktion steht, erzeugen andere Maschinen mithilfe eines Rotors Kavitation. Diese Wirbelstrukturen können miteinander verglichen und ausgewählt werden passende Option zur Montage.

Für Komfort sorgt ein selbstgebauter Wärmeerzeuger Temperaturbedingungen Landhaus, Datscha, separates Ferienhaus, Wohnung – bei fehlender Zentralheizung, deren Mängeln, Unterbrechungen oder Unfällen.

Außerdem helfen solche Geräte dabei, die Heizkosten auszugleichen Beste Option Energieversorgung. Sie sind einfach im Design, wirtschaftlich und umweltfreundlich.

Wie baut man mit eigenen Händen einen Wärmeerzeuger?

Zur Montage benötigen Sie folgende Materialien und Werkzeuge:

Eine ausreichende Anzahl von Rohren entsprechend der Länge und Breite des Raumes;
- Bohrhammer (Bohrer) zum Bohren von Rohren;
- Pumpe;
- Kavitator jeglicher Art;
- Druckanzeige;
- ein Thermometer zur Messung des Wärmeniveaus und eine Hülse dafür;
- Wasserhähne für Heizungsanlagen;
- Elektromotor.

Für Systeme verschiedene Typen Möglicherweise sind zusätzliche Komponenten erforderlich. Aber insgesamt hausgemacht Heizgeräte sind für die Gestaltung und Anpassung für jedermann leicht zugänglich.

Kavitationsdesign

Sie können einen Kavitationswärmegenerator mit Ihren eigenen Händen auf der Grundlage herstellen, die häufig im Badezimmer, im Brunnen oder im Wasserversorgungssystem eines Ferienhauses zu finden ist. Der geringe Wirkungsgrad einer solchen Pumpe kann von einer Kavitationsheizung in Energie umgewandelt werden. Es wird eine Umwandlung von mechanischer Energie in thermische Energie stattfinden. Dieses Prinzip wird häufig in der Industrie angewendet.

Ein Kavitationswärmegenerator zum Selbermachen basiert auf einer Pumpe, die Druck über die Düse pumpt. Der Nachteil eines Kavitationsgeräts ist ein hoher Geräuschpegel, eine hohe Leistung, ungeeignet für kleine Räume, seltene Materialien, Abmessungen – selbst ein Miniaturmodell nimmt 1,5 Quadratmeter ein.

Heizen mit Holz

Ein selbstgebauter Holzwärmegenerator sorgt für eine stabile Beheizung der Räume, wenn keine Zentralheizung vorhanden ist und ausreichend Holzbrennstoff zur Verfügung steht. Unabhängig davon, wie sich Technologie und Bauweise entwickeln, ein Holzofen oder Kamin wird Sie bei Unterbrechungen der Wärmeversorgung retten.

Zum Heizen mit Holz oder einem traditionellen Ofen.

Solche Systeme erfordern jedoch die sorgfältige Einhaltung von Sicherheitsstandards. Es ist wichtig, sich für den Aufstellungsort des Ofens zu entscheiden – in Landhäusern können nicht immer massive Geräte aufgestellt werden.

Einen Holzwärmegenerator mit eigenen Händen herzustellen ist gute Entscheidung bei Bedarf autonome Beheizung der Räume. Manchmal ist dies tatsächlich die einzig mögliche Heizmöglichkeit.

Potapovs Gerät

Sie können einen Potapov-Wärmegenerator mit Ihren eigenen Händen aus den folgenden Materialien herstellen:

Eckenschleifer;
- Schweißgerät;
- Bohrer und Bohrer;
- am 12. und 13.;
- verschiedene Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben;
- Metallecken;
- Farben und Grundierungen.

Mit dem selbstgebauten Wärmeerzeuger von Potapov können Sie mithilfe eines Elektromotors und einer Pumpe Wärme erzeugen. Das ist sehr wirtschaftliche Option, das ganz einfach aus gewöhnlichen Teilen herzustellen ist.
Die Auswahl des Motors richtet sich nach der vorhandenen Spannung – 220 oder 380 V.

Die Montage beginnt damit, indem es am Rahmen befestigt wird. Ein Metallrahmen besteht aus einem Vierkant, Schweißnähten und Schrauben sowie Muttern helfen, die gesamte Struktur zu sichern. Es werden Löcher für die Schrauben gebohrt, der Motor eingebaut und der Rahmen mit Farbe beschichtet. Anschließend wird eine Kreiselpumpe ausgewählt, die vom Motor angetrieben wird. Die Pumpe ist auf einem Rahmen montiert, in diesem Fall ist dies jedoch erforderlich Kupplung Mit Drehbank, die ab Werk bestellt werden kann. Es ist wichtig, den Generator mit einem speziellen Gehäuse aus Weißblech oder Aluminium zu isolieren.

Frenette-Generator

Viele Fans technischer Experimente stellen ihren eigenen Frenette-Wärmeerzeuger her – dieses Gerät ist bekannt für seinen unglaublich hohen Wirkungsgrad und seine große Modellvielfalt. Allerdings sind viele dieser Wärmepumpen recht teuer.

Aus folgenden Komponenten können Sie Ihren eigenen Frenette-Wärmeerzeuger bauen:
- Rotor;
- Stator;
- Flügelventilator;
- Welle usw.
Stator und Rotor fungieren als ineinander liegende Zylinder. In den großen Zylinder wird Öl eingefüllt und der kleine Zylinder erwärmt aufgrund seiner Umdrehungen das gesamte System. Der Ventilator sorgt für heiße Luft. Dies ist ein ziemlich einfaches Wärmepumpenmodell, das verbessert werden kann. Zukünftig können Sie den Innenzylinder durch Stahlscheiben ersetzen oder den Lüfter entfernen.
Durch die Zirkulation des Kühlmittels (Öl) wird ein hoher Wirkungsgrad gewährleistet geschlossenes System. Es gibt keinen Wärmetauscher, aber die Heizleistung ist recht hoch. Dieses System spart Kosten, die normalerweise auf andere Heizarten umgelegt werden müssten.

Magnetischer Generator

Magnetische Heizsysteme sind vom Wirbeltyp und arbeiten auf der Grundlage von Im Betrieb entsteht ein elektromagnetisches Feld, dessen Energie die erhitzten Objekte absorbieren und in Wärme umwandeln. Die Basis einer solchen Einheit ist eine Induktionsspule – eine mehrgängige zylindrische Spule, durch die sie hindurchgeht elektrischer Strom erzeugt ein Magnetfeld mit wechselndem Zustand.

Ein magnetischer Wärmeerzeuger zum Selbermachen besteht aus folgenden Elementen: einer Düse und einem Manometer am Auslass, einem Thermometer mit Hülsen, Hähnen und Induktionselemente. Wenn Sie ein erhitztes Objekt in der Nähe eines solchen Geräts platzieren, dringt der erzeugte magnetische Induktionsfluss in das erhitzte Objekt ein. Die elektrischen Feldlinien verlaufen senkrecht zur Richtung der magnetischen Teilchen und verlaufen in einem geschlossenen Kreis.

Bei der Divergenz der Wirbelstromströme wird Energie in Wärme umgewandelt – das Objekt wird erhitzt.

Mit einem selbstgebauten magnetischen Wärmegenerator (mit Wechselrichter) können Sie die Kraft von Magnetfeldern nutzen, um die Pumpe zu starten und den Raum und alle Substanzen schnell auf hohe Temperaturen aufzuwärmen. Solche Heizungen können nicht nur Wasser erhitzen gewünschte Temperatur, aber auch zum Schmelzen von Metallen.

Dieselgenerator

Mit Ihren eigenen Händen zusammengebaut, hilft es, das Heizproblem auf indirekte Weise effektiv zu lösen. Der gesamte Heizprozess in solchen Anlagen ist vollautomatisch; das Dieselgerät kann für industrielle Zwecke eingesetzt werden.
Der Haupttreibstoff ist in diesem Fall Diesel oder Kerosin. Bei dem Gerät handelt es sich um eine Pistole, die aus einem Gehäuse (Gehäuse), einem Kraftstofftank und einer angeschlossenen Pumpe sowie einem Reinigungsfilter und einer Brennkammer besteht. Der Kraftstofftank ist zur einfachen Versorgung mit Ressourcen an der Unterseite des Geräts platziert.

Ein selbstgebauter Diesel-Wärmeerzeuger hilft Ihnen, einen Raum effizient und schnell und relativ wirtschaftlich zu heizen.

Es können auch Brennstoffeinheiten verwendet werden, die über eine Düse verfügen, die den Brennstoff beim Ausbrennen versprüht. In einigen Fällen kann die Zufuhr jedoch auch durch die Tropfmethode erfolgen. Bei der Berechnung für den Dauerbetrieb muss der Generator zweimal täglich betankt werden.

Designtest

Ein selbstgebauter Wärmeerzeuger arbeitet möglichst effizient, wenn Vorversuche des Gesamtsystems durchgeführt und mögliche Mängel behoben werden:
- alle Oberflächen müssen mit Farbe geschützt werden;
- Der Körper muss aufgrund sehr aggressiver Kavitationsprozesse aus dickem Material bestehen;
- Einlässe müssen vorhanden sein verschiedene Größen- Auf diese Weise wird es möglich sein, die Produktivität zu regulieren.
- Der Schwingungsdämpfer muss regelmäßig gewechselt werden.
Es ist besser, einen speziellen Laborbereich zu haben, in dem Generatortests durchgeführt werden.

Die optimale Option besteht darin, dass sich das Wasser in gleichen Zeiträumen stärker erwärmt; diesem Gerät kann in Zukunft der Vorzug gegeben und verbessert werden.

In diesem Artikel wird beschrieben, wie Sie selbst einen Wärmeerzeuger herstellen.

Das Funktionsprinzip eines statischen Wärmeerzeugers und die Ergebnisse seiner Forschung werden ausführlich beschrieben. Es werden Empfehlungen für seine Berechnung und Auswahl der Komponenten gegeben.

Die Idee der Schöpfung

Was tun, wenn das Geld für die Anschaffung eines Wärmeerzeugers nicht ausreicht? Wie macht man es selbst? Ich erzähle dir davon eigene Erfahrung in diesem Fall.

Die Idee, einen eigenen Wärmeerzeuger zu bauen, kam uns, nachdem wir verschiedene Arten von Wärmeerzeugern kennengelernt hatten. Ihre Entwürfe schienen recht einfach, aber nicht vollständig durchdacht zu sein.

Es gibt zwei bekannte Ausführungen solcher Geräte: rotierend und statisch. Im ersten Fall wird, wie der Name schon vermuten lässt, ein Rotor verwendet, um Kavitation zu erzeugen; im zweiten Fall ist das Hauptelement des Geräts eine Düse. Um eine Entscheidung für eine der Designoptionen zu treffen, vergleichen wir beide Designs.

Rotationswärmegenerator

Was ist ein Rotationswärmegenerator? Tatsächlich handelt es sich um eine leicht modifizierte Variante Zentrifugalpumpe Das heißt, es gibt einen Pumpenkörper (in diesem Fall einen Stator) mit Einlass- und Auslassrohren sowie eine Arbeitskammer, in deren Inneren sich ein Rotor befindet, der als Laufrad fungiert. Der Hauptunterschied zu einer herkömmlichen Pumpe ist der Rotor. Es gibt sehr viele Ausführungen von Wirbelwärmegeneratorrotoren, und natürlich werden wir nicht alle beschreiben. Die einfachste davon ist eine Diskette zylindrische Oberfläche bei dem viele Sacklöcher einer bestimmten Tiefe und eines bestimmten Durchmessers gebohrt werden. Diese Löcher werden Griggs-Zellen genannt, benannt nach dem amerikanischen Erfinder, der als erster einen Rotationswärmegenerator dieser Bauart testete. Die Anzahl und Abmessungen dieser Zellen richten sich nach der Größe der Rotorscheibe und der Drehzahl des Elektromotors, der sie in Rotation versetzt. Der Stator (auch Wärmeerzeugergehäuse genannt) ist in der Regel hohlzylinderförmig, d.h. ein beidseitig mit Flanschen verschlossenes Rohr. In diesem Fall ist der Spalt zwischen der Innenwand des Stators und dem Rotor sehr klein und beträgt 1...1,5 mm.

Im Spalt zwischen Rotor und Stator wird das Wasser erhitzt. Dies wird durch die Reibung an der Oberfläche von Stator und Rotor während der schnellen Drehung des Rotors erleichtert. Und natürlich spielen Kavitationsprozesse und Wasserturbulenzen in den Rotorzellen eine wesentliche Rolle bei der Wassererwärmung. Die Rotordrehzahl beträgt üblicherweise 3000 U/min bei einem Durchmesser von 300 mm. Mit abnehmendem Rotordurchmesser ist es notwendig, die Drehzahl zu erhöhen.

Es ist nicht schwer zu erraten, dass ein solches Design trotz seiner Einfachheit eine recht hohe Fertigungspräzision erfordert. Und es ist offensichtlich, dass ein Rotorauswuchten erforderlich sein wird. Darüber hinaus müssen wir das Problem der Abdichtung der Rotorwelle lösen. Natürlich müssen Dichtungselemente regelmäßig ausgetauscht werden.

Aus dem oben Gesagten folgt, dass die Ressourcen solcher Anlagen nicht so groß sind. Darüber hinaus geht der Betrieb von Rotationswärmeerzeugern mit einer erhöhten Geräuschentwicklung einher. Obwohl sie im Vergleich zu statischen Wärmeerzeugern eine um 20-30 % höhere Produktivität aufweisen. Wärmeerzeuger rotierender Typ Sie können sogar Dampf erzeugen. Aber ist das ein Vorteil für eine kurze Lebensdauer (im Vergleich zu statischen Modellen)?

Statischer Wärmeerzeuger

Die zweite Art von Wärmeerzeugern wird als statisch bezeichnet. Dies ist auf das Fehlen rotierender Teile im Kavitatordesign zurückzuführen. Zur Erzeugung von Kavitationsprozessen werden sie eingesetzt Verschiedene Arten schniefte. Am häufigsten wird die sogenannte Laval-Düse verwendet

Damit Kavitation auftritt, muss eine hohe Geschwindigkeit der Flüssigkeitsbewegung im Kavitator gewährleistet sein. Hierzu wird eine herkömmliche Kreiselpumpe verwendet. Die Pumpe baut Flüssigkeitsdruck vor der Düse auf, sie strömt in die Düsenöffnung, die einen deutlich kleineren Querschnitt als die Versorgungsleitung hat, was dafür sorgt hohe Geschwindigkeit am Düsenausgang. Durch die starke Ausdehnung der Flüssigkeit am Austritt aus der Düse entsteht Kavitation. Begünstigt wird dies auch durch die Reibung der Flüssigkeit an der Oberfläche des Düsenkanals und die Turbulenzen des Wassers, die beim plötzlichen Herausziehen des Strahls aus der Düse entstehen. Das heißt, Wasser wird aus den gleichen Gründen wie in einem Rotationswärmegenerator erhitzt, jedoch mit etwas geringerer Effizienz.

Die Konstruktion eines statischen Wärmeerzeugers erfordert keine hochpräzise Fertigung der Teile. Mechanische Restaurierung Der Aufwand bei der Herstellung dieser Teile ist im Vergleich zur Rotorkonstruktion auf ein Minimum reduziert. Da keine rotierenden Teile vorhanden sind, lässt sich das Problem der Abdichtung zusammenpassender Einheiten und Teile leicht lösen. Ein Auswuchten ist ebenfalls nicht erforderlich. Die Lebensdauer des Kavitators ist deutlich länger (5 Jahre Garantie). Selbst wenn die Düse das Ende ihrer Lebensdauer erreicht, sind für deren Herstellung und Austausch deutlich geringere Materialkosten erforderlich (der Rotationswärmeerzeuger wird in einem solchen Fall im Wesentlichen davon betroffen sein). neu hergestellt werden).

Der vielleicht wichtigste Nachteil eines statischen Wärmeerzeugers sind die Kosten der Pumpe. Die Herstellungskosten eines Wärmeerzeugers dieser Bauart unterscheiden sich jedoch praktisch nicht von denen der Rotationsversion, und wenn wir uns an die Lebensdauer beider Anlagen erinnern, wird sich dieser Nachteil in einen Vorteil verwandeln, denn wenn der Kavitator ausgetauscht wird, tut dies die Pumpe muss nicht geändert werden.

Daher werden wir uns für einen Wärmeerzeuger in statischer Bauweise entscheiden, zumal wir bereits über eine Pumpe verfügen und kein Geld für deren Anschaffung ausgeben müssen.

Herstellung von Wärmeerzeugern

Pumpenauswahl

Beginnen wir mit der Auswahl einer Pumpe für den Wärmeerzeuger. Bestimmen wir dazu seine Betriebsparameter. Ob es sich bei dieser Pumpe um eine Umwälzpumpe oder eine Druckerhöhungspumpe handelt, spielt keine grundsätzliche Rolle. Auf dem Foto in Abbildung 6 wird eine Umwälzpumpe mit einem Grundfos-Trockenrotor verwendet. Entscheidend sind der Betriebsdruck, die Pumpenleistung und die maximal zulässige Temperatur des Fördermediums.

Nicht alle Pumpen können zum Pumpen von Flüssigkeiten mit hoher Temperatur verwendet werden. Und wenn Sie diesen Parameter bei der Pumpenauswahl nicht berücksichtigen, ist die Lebensdauer deutlich geringer als vom Hersteller angegeben.

Die Effizienz des Wärmeerzeugers hängt von der Höhe des von der Pumpe erzeugten Drucks ab. Diese. Je höher der Druck, desto größer ist der durch die Düse erzeugte Druckabfall. Dadurch ist die Erwärmung der durch den Kavitator gepumpten Flüssigkeit umso effizienter. Allerdings sollten Sie bei den technischen Eigenschaften von Pumpen nicht auf Höchstwerte achten. Bereits bei einem Druck in der Rohrleitung vor der Düse von 4 atm ist ein Anstieg der Wassertemperatur spürbar, wenn auch nicht so schnell wie bei einem Druck von 12 atm.

Die Leistung der Pumpe (das von ihr geförderte Flüssigkeitsvolumen) hat praktisch keinen Einfluss auf die Effizienz der Warmwasserbereitung. Dies liegt daran, dass wir, um einen Druckabfall in der Düse zu gewährleisten, ihren Querschnitt deutlich kleiner machen als den Nenndurchmesser der Kreislaufleitung und der Pumpendüsen. Die Durchflussrate der durch den Kavitator gepumpten Flüssigkeit wird 3...5 m3/h nicht überschreiten, weil Alle Pumpen können den höchsten Druck nur bei niedrigster Fördermenge bereitstellen.

Die Leistung der Arbeitspumpe des Wärmeerzeugers bestimmt den Umrechnungskoeffizienten elektrische Energie zu thermisch. Lesen Sie weiter unten mehr über den Energieumrechnungsfaktor und seine Berechnung.

Bei der Auswahl einer Pumpe für unseren Wärmeerzeuger haben wir uns auf unsere Erfahrung mit Warmbotruff-Installationen verlassen (dieser Wärmeerzeuger wird im Artikel über das Ökohaus beschrieben). Wir wussten, dass der von uns installierte Wärmeerzeuger eine WILO IL 40/170-5,5/2-Pumpe verwendet (siehe Abb. 6). Hierbei handelt es sich um eine Inline-Trockenrotor-Umwälzpumpe mit einer Leistung von 5,5 kW, einem maximalen Betriebsdruck von 16 atm und einer maximalen Förderhöhe von 41 m (d. h. sie sorgt für einen Druckabfall von 4 atm). Ähnliche Pumpen werden von anderen Herstellern hergestellt. Grundfos stellt beispielsweise ein Analogon einer solchen Pumpe her – das Modell TP 40-470/2.

Abbildung 6 – Arbeitspumpe des Wärmeerzeugers „Warmbotruff 5,5A“

Doch nachdem wir die Leistungsmerkmale dieser Pumpe mit anderen Modellen des gleichen Herstellers verglichen hatten, entschieden wir uns für die mehrstufige Hochdruck-Kreiselpumpe MVI 1608-06/PN 16. Diese Pumpe liefert mehr als den doppelten Druck, bei gleichem Motor Leistung, obwohl es fast 300 € mehr kostet.

Jetzt gibt es eine großartige Möglichkeit, durch die Verwendung des chinesischen Äquivalents Geld zu sparen. Schließlich verbessern chinesische Pumpenhersteller weltweit ständig die Qualität von Fälschungen. bekannte Marken und das Sortiment erweitern. Die Kosten für chinesische „Grundfos“ sind oft um ein Vielfaches niedriger, während die Qualität nicht immer so viel schlechter und manchmal sogar nicht viel schlechter ist.

Entwicklung und Produktion von Kavitatoren

Was ist ein Kavitator? Es gibt eine Vielzahl von Ausführungen statischer Kavitatoren (Sie können dies im Internet überprüfen), aber in fast allen Fällen werden sie in Form einer Düse hergestellt. In der Regel wird die Laval-Düse zugrunde gelegt und vom Konstrukteur modifiziert. Die klassische Laval-Düse ist in Abb. dargestellt. 7.

Das erste, worauf Sie achten sollten, ist der Querschnitt des Kanals zwischen Diffusor und Konfusor.

Den Querschnitt nicht zu stark verengen, um einen maximalen Druckabfall zu gewährleisten. Wenn Wasser ein Loch mit kleinem Querschnitt verlässt und in die Expansionskammer eintritt, wird natürlich der größte Verdünnungsgrad und damit eine aktivere Kavitation erreicht. Diese. Bei einem Durchgang durch die Düse erwärmt sich das Wasser hohe Temperatur. Allerdings ist die durch die Düse gepumpte Wassermenge zu gering und es kommt zu einer Vermischung kaltes Wasser, es wird nicht genügend Wärme darauf übertragen. Dadurch erwärmt sich die gesamte Wassermenge langsam. Darüber hinaus trägt der kleine Kanalquerschnitt zur Belüftung des in das Einlassrohr der Arbeitspumpe gelangenden Wassers bei. Dadurch arbeitet die Pumpe lauter und es kann zu Kavitation in der Pumpe selbst kommen, was bereits unerwünschte Phänomene darstellt. Warum dies geschieht, wird deutlich, wenn wir die Gestaltung des hydrodynamischen Kreislaufs des Wärmeerzeugers betrachten.

Die beste Leistung wird mit einem Kanalöffnungsdurchmesser von 8-15 mm erreicht. Darüber hinaus hängt die Heizeffizienz auch von der Konfiguration der Düsenexpansionskammer ab. Damit kommen wir zum zweiten wichtigen Punkt im Düsendesign – der Expansionskammer.

Welches Profil sollten Sie wählen? Darüber hinaus ist das noch nicht alles Möglichkeiten Düsenprofile. Um das Design der Düse zu bestimmen, haben wir uns daher entschieden, darauf zurückzugreifen mathematische Modellierung Flüssigkeitsfluss in ihnen. Ich werde einige Ergebnisse der Modellierung der in Abb. gezeigten Düsen vorstellen. 8.

Die Abbildungen zeigen, dass diese Düsenkonstruktionen eine Kavitationserwärmung der durch sie gepumpten Flüssigkeiten ermöglichen. Sie zeigen, dass beim Fließen von Flüssigkeit Zonen mit hohem und hohem Druck entstehen niedriger Druck, was zur Bildung von Hohlräumen und dem anschließenden Zusammenbruch führt.

Wie aus Abbildung 8 ersichtlich ist, kann das Düsenprofil sehr unterschiedlich sein. Option a) ist im Wesentlichen ein klassisches Laval-Düsenprofil. Mit einem solchen Profil lässt sich der Öffnungswinkel der Expansionskammer variieren und so die Eigenschaften des Kavitators verändern. Typischerweise liegt der Wert im Bereich von 12...30°. Wie aus dem Geschwindigkeitsdiagramm in Abb. ersichtlich ist. 9 Eine solche Düse bietet die höchste Geschwindigkeit der Flüssigkeitsbewegung. Eine Düse mit einem solchen Profil sorgt jedoch für den geringsten Druckabfall (siehe Abb. 10). Die größten Turbulenzen sind bereits am Düsenaustritt zu beobachten (siehe Abb. 11).

Offensichtlich erzeugt Option b) effektiver ein Vakuum, wenn Flüssigkeit aus dem Kanal fließt, der die Expansionskammer mit der Kompressionskammer verbindet (siehe Abb. 9). Die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsflusses durch diese Düse ist am kleinsten, wie aus dem Geschwindigkeitsdiagramm in Abb. hervorgeht. 10. Turbulenzen, die durch den Flüssigkeitsdurchgang durch die Düse der zweiten Option entstehen, sind meiner Meinung nach am optimalsten zum Erhitzen von Wasser. Das Auftreten eines Wirbels in der Strömung beginnt bereits am Eingang des Zwischenkanals und am Ausgang der Düse beginnt die zweite Welle der Wirbelbildung (siehe Abb. 11). Allerdings ist eine solche Düse etwas schwieriger herzustellen, weil Sie müssen eine Halbkugel ausschleifen.

Bei der Profildüse c) handelt es sich um eine vereinfachte Vorgängerversion. Es war zu erwarten, dass die letzten beiden Optionen ähnliche Eigenschaften aufweisen würden. Aber das Druckänderungsdiagramm in Abb. 9 gibt an, dass die Differenz die größte der drei Optionen sein wird. Die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms ist höher als bei der zweiten Version der Düse und niedriger als bei der ersten (siehe Abb. 10). Die Turbulenzen, die entstehen, wenn Wasser durch diese Düse strömt, sind vergleichbar mit der zweiten Möglichkeit, die Wirbelbildung erfolgt jedoch anders (siehe Abb. 11).

Als Beispiel habe ich nur die am einfachsten herzustellenden Düsenprofile aufgeführt. Bei der Auslegung eines Wärmeerzeugers können alle drei Optionen genutzt werden und es kann nicht gesagt werden, dass eine der Optionen richtig ist und die anderen nicht. Sie können selbst mit verschiedenen Düsenprofilen experimentieren. Dazu ist es nicht notwendig, sie sofort aus Metall herzustellen und ein echtes Experiment durchzuführen. Dies ist nicht immer gerechtfertigt. Zunächst können Sie die von Ihnen erfundene Düse in jedem der Programme analysieren, die Flüssigkeitsbewegungen simulieren. Ich habe die COSMOSFloWorks-App verwendet, um die oben abgebildeten Düsen zu analysieren. Eine vereinfachte Version dieser Anwendung ist im computergestützten Konstruktionssystem SolidWorks enthalten.

Im Experiment zur Erstellung eines eigenen Wärmeerzeugermodells haben wir eine Kombination aus einfachen Düsen verwendet (siehe Abb. 12).

Es gibt viel anspruchsvollere Designlösungen, aber ich sehe keinen Sinn darin, sie alle vorzustellen. Wenn Sie sich wirklich für dieses Thema interessieren, können Sie im Internet immer weitere Kavitator-Ausführungen finden.

Herstellung eines hydrodynamischen Kreislaufs

Nachdem wir uns für das Design der Düse entschieden haben, gehen wir zum nächsten Schritt über: der Herstellung des hydrodynamischen Kreislaufs. Dazu müssen Sie zunächst einen Schaltplan skizzieren. Wir haben es ganz einfach gemacht, indem wir mit Kreide ein Diagramm auf den Boden gezeichnet haben (siehe Abb. 13).

1. Manometer am Düsenaustritt (misst den Druck am Düsenaustritt).
2. Thermometer (misst die Temperatur am Eingang des Systems).
3. Entlüftungsventil (Entfernt Luftschleuse aus dem System).
4. Auslaufrohr mit Hahn.
5. Thermometerhülse.
6. Eingangskanal mit Hahn.
7. Hülse für Thermometer am Einlass.
8. Manometer am Düseneinlass (misst den Druck am Einlass zum System).

Jetzt werde ich den Schaltungsentwurf beschreiben. Es handelt sich um eine Rohrleitung, deren Einlass mit dem Auslassrohr der Pumpe und deren Auslass mit dem Einlass verbunden ist. In diese Rohrleitung ist eine Düse 9 eingeschweißt, Rohre zum Anschluss von Manometern 8 (vor und nach der Düse), Muffen zum Einbau eines Thermometers 7,5 (bei den Muffen haben wir keine Gewinde angeschweißt, sondern einfach angeschweißt), ein Fitting für die Luft Entlüftungsventil 3 (wir haben einen gewöhnlichen Sharkran, Armaturen für das Regelventil und Armaturen für den Anschluss des Heizkreises verwendet.

In dem Diagramm, das ich gezeichnet habe, bewegt sich das Wasser gegen den Uhrzeigersinn. Über das untere Rohr (Haifischhahn mit rotem Schwungrad und Rückschlagventil) wird dem Kreislauf Wasser zugeführt und über das obere Rohr (Haifischhahn mit rotem Schwungrad) wird Wasser daraus abgeleitet. Die Druckdifferenz wird durch ein Ventil reguliert, das sich zwischen den Einlass- und Auslassrohren befindet. Auf dem Foto Abb. 13 Es ist nur im Diagramm dargestellt und liegt nicht neben seiner Bezeichnung, weil Wir haben es bereits auf die Leitungen geschraubt, nachdem wir zuvor die Dichtung aufgewickelt hatten (siehe Abb. 14).

Für den Kreislauf haben wir ein DN 50-Rohr genommen, weil... Die Pumpenanschlussrohre haben den gleichen Durchmesser. Gleichzeitig haben wir die Zu- und Ableitungen des Kreislaufs, an den der Heizkreis angeschlossen ist, aus einem DN 20-Rohr gefertigt. Was wir am Ende herausgefunden haben, sehen Sie in Abb. 15.

Das Foto zeigt eine Pumpe mit einem 1-kW-Motor. Anschließend haben wir sie durch die oben beschriebene 5,5-kW-Pumpe ersetzt.

Die Aussicht war natürlich nicht die ästhetischste, aber eine solche Aufgabe haben wir uns nicht gestellt. Vielleicht fragt sich einer der Leser, warum die Konturgröße so groß ist, weil sie kleiner gemacht werden kann? Durch die Länge des Rohres vor der Düse wollen wir das Wasser etwas verteilen. Wenn Sie im Internet suchen, werden Sie wahrscheinlich Bilder und Diagramme der ersten Modelle von Wärmeerzeugern finden. Fast alle arbeiteten ohne Düsen. Der Effekt des Erhitzens der Flüssigkeit wurde dadurch erreicht, dass sie auf ziemlich hohe Geschwindigkeiten beschleunigt wurde. Zu diesem Zweck werden Zylinder mit geringer Höhe verwendet tangentialer Eintritt Und koaxialer Ausgang.

Wir haben diese Methode nicht zur Beschleunigung von Wasser verwendet, sondern beschlossen, unser Design so einfach wie möglich zu gestalten. Obwohl wir darüber nachdenken, wie wir die Flüssigkeit mit diesem Schaltungsdesign beschleunigen können, dazu später mehr.

Auf dem Foto sind das Manometer vor der Düse und der Adapter mit Hülse für das Thermometer, der vor dem Wasserzähler montiert ist, noch nicht eingeschraubt (damals noch nicht fertig). Es bleibt nur noch, die fehlenden Elemente zu installieren und mit dem nächsten Schritt fortzufahren.

Starten des Wärmeerzeugers

Ich denke, es hat keinen Sinn, darüber zu sprechen, wie man den Pumpenmotor und den Heizkörper verbindet. Allerdings sind wir nicht ganz einheitlich an das Thema Anschluss des Elektromotors herangegangen. Da zu Hause normalerweise ein einphasiges Netzwerk verwendet wird, und Industriepumpen werden mit einem Drehstrommotor hergestellt, für den wir uns entschieden haben ein Frequenzumrichter , ausgelegt für ein einphasiges Netzwerk. Dadurch war es auch möglich, die Drehzahl der Pumpe auf über 3000 U/min zu erhöhen. und weiter finden Resonanzfrequenz Pumpenrotation.

Zur Parametrierung des Frequenzumrichters benötigen wir einen Laptop mit COM-Port zur Parametrierung und Steuerung des Frequenzumrichters. Der Konverter selbst ist in einem Schaltschrank installiert, in dem die Heizung erfolgt Winterbedingungen Betrieb und Belüftung für sommerliche Betriebsbedingungen. Zur Belüftung des Schranks verwendeten wir einen Standardventilator und zur Beheizung des Schranks eine 20-W-Heizung.

Mit dem Frequenzumrichter können Sie die Pumpenfrequenz in einem weiten Bereich einstellen, sowohl unterhalb als auch oberhalb der Hauptfrequenz. Die Motorfrequenz kann maximal um 150 % erhöht werden.

In unserem Fall können Sie die Motordrehzahl auf 4500 U/min erhöhen.

Sie können die Frequenz kurzzeitig auf 200 % erhöhen, dies führt jedoch zu einer mechanischen Überlastung des Motors und erhöht die Wahrscheinlichkeit seines Ausfalls. Darüber hinaus schützt der Frequenzumrichter den Motor vor Überlastung und Kurzschluss. Außerdem ermöglicht der Frequenzumrichter das Starten des Motors gegebene Zeit Beschleunigung, die die Beschleunigung der Pumpenflügel beim Start begrenzt und die Anlaufströme des Motors begrenzt. Der Frequenzumrichter ist in einem Wandschrank montiert (siehe Abb. 16).

Alle Bedien- und Anzeigeelemente werden angezeigt Frontblende Schaltschrank. Die Betriebsparameter des Systems werden auf der Frontplatte (am MTM-RE-160-Gerät) angezeigt.

Das Gerät ist in der Lage, den ganzen Tag über Messwerte von 6 verschiedenen Kanälen analoger Signale aufzuzeichnen. In diesem Fall erfassen wir die Temperaturwerte am Systemeingang, die Temperaturwerte am Systemausgang sowie die Druckparameter am Systemeingang und -ausgang.

Die Einstellung der Drehzahl der Hauptpumpe erfolgt mit dem MTM-103 grün und gelbe Knöpfe dienen zum Starten und Stoppen der Motoren der Arbeitspumpe des Wärmeerzeugers und der Umwälzpumpe. Umwälzpumpe Wir planen, damit den Stromverbrauch zu senken. Immerhin, wenn sich das Wasser auf erwärmt Temperatur einstellen, Zirkulation ist weiterhin notwendig.

Bei Verwendung eines Micromaster 440-Frequenzumrichters können Sie den Umrichter mit einem speziellen Starter-Programm parametrieren, indem Sie es auf einem Laptop installieren (siehe Abb. 18).

Zunächst werden die auf dem Typenschild (ein am Motorstator angebrachtes Schild mit den Werksparametern des Motors) geschriebenen anfänglichen Motordaten in das Programm eingegeben

• Nennleistung R kW,
• Bemessungsstrom I nom.,
• Kosinus,
• Motortyp,
• Nenndrehzahl N nom.

Danach startet die automatische Erkennung des Motors und der Frequenzumrichter ermittelt selbst die notwendigen Motorparameter. Danach ist die Pumpe betriebsbereit.

Wärmeerzeugertest

Sobald die Installation angeschlossen ist, können Sie mit dem Testen beginnen. Wir starten den Elektromotor der Pumpe und stellen anhand der Messwerte der Manometer den erforderlichen Druckabfall ein. Zu diesem Zweck ist im Kreislauf ein Ventil vorgesehen, das sich zwischen den Einlass- und Auslassrohren befindet. Durch Drehen des Ventilgriffs stellen wir den Druck in der Rohrleitung nach der Düse im Bereich von 1,2…1,5 atm ein. Im Abschnitt des Kreislaufs zwischen Düseneinlass und Pumpenauslass liegt der optimale Druck im Bereich von 8…12 atm.

Die Pumpe konnte uns am Düseneinlass einen Druck von 9,3 atm liefern. Nachdem wir den Druck am Auslass der Düse auf 1,2 atm eingestellt hatten, ließen wir das Wasser im Kreis fließen (das Auslassventil schlossen) und notierten die Zeit. Während sich das Wasser entlang des Kreislaufs bewegte, verzeichneten wir einen Temperaturanstieg von etwa 4 °C pro Minute. Somit haben wir nach 10 Minuten das Wasser bereits von 21°C auf 60°C erhitzt. Konturvolumen s installierte Pumpe Der Stromverbrauch wurde durch Messung des Stroms ermittelt. Aus diesen Daten können wir das Energieumwandlungsverhältnis berechnen.

KPI = (C*m*(Tk-Tn))/(3600000*(Qk-Qn));

• MIT - spezifische Wärme Wasser, 4200 J/(kg*K);
• m ist die Masse des erhitzten Wassers, kg;
• Tn – anfängliche Wassertemperatur, 294° K;
• Tk – Endtemperatur des Wassers, 333° K;
• Qn – Erstablesungen des Stromzählers, 0 kWh;
• Qk – Endgültige Stromzählerstände, 0,5 kWh.

Setzen wir die Daten in die Formel ein und erhalten:

KPI = (4200*15*(333-294))/(3600000*(0,5-0)) = 1,365

Das bedeutet, dass unser Wärmeerzeuger bei einem Verbrauch von 5 kWh Strom 1.365-mal mehr Wärme produziert, nämlich 6.825 kWh. Somit können wir mit Sicherheit die Gültigkeit dieser Idee behaupten. Diese Formel berücksichtigt nicht den Motorwirkungsgrad, was bedeutet, dass das tatsächliche Übersetzungsverhältnis noch höher ausfällt.

Bei der Berechnung der zur Beheizung unseres Hauses benötigten Wärmeleistung gehen wir von der allgemein anerkannten vereinfachten Formel aus. Nach dieser Formel wann Standardhöhe Decke (bis 3 m), für unsere Region benötigen wir 1 kW Wärmeleistung pro 10 m2. Für unser Haus mit einer Fläche von 10x10 = 100 m2 benötigen wir also 10 kW Wärmeleistung. Diese. Ein Wärmeerzeuger mit einer Leistung von 5,5 kW reicht nicht aus, um dieses Haus zu heizen, aber das ist nur auf den ersten Blick so. Falls Sie es noch nicht vergessen haben: Zum Heizen des Raumes werden wir ein „warmes Fußbodensystem“ verwenden, das bis zu 30 % der verbrauchten Energie einspart. Daraus folgt, dass die vom Wärmeerzeuger erzeugte Wärmeenergie von 6,8 kW gerade noch ausreichen sollte, um das Haus zu heizen. Darüber hinaus können wir durch die nachträgliche Anbindung einer Wärmepumpe und eines Solarkollektors die Energiekosten weiter senken.

Abschluss

Abschließend möchte ich einen kontroversen Gedanken zur Diskussion stellen.

Ich habe bereits erwähnt, dass in den ersten Wärmeerzeugern Wasser beschleunigt wurde, indem ihm in speziellen Zylindern eine Rotationsbewegung verliehen wurde. Sie wissen, dass wir diesen Weg nicht gegangen sind. Um die Effizienz zu steigern, ist es jedoch notwendig, dass Wasser neben der Translationsbewegung auch eine Rotationsbewegung annimmt. Gleichzeitig nimmt die Geschwindigkeit der Wasserbewegung spürbar zu. Eine ähnliche Technik wird bei Wettbewerben verwendet, um schnell eine Flasche Bier zu trinken. Vor dem Trinken wird das Bier in der Flasche gründlich geschwenkt. Und die Flüssigkeit fließt viel schneller durch einen engen Hals. Und wir hatten eine Idee, wie wir dies erreichen könnten, ohne das bestehende Design des hydrodynamischen Kreislaufs praktisch zu ändern.

Um dem Wasser eine Rotationsbewegung zu verleihen, verwenden wir Stator Asynchronmotor Mit Käfigläufer Durch den Stator geleitetes Wasser muss zunächst magnetisiert werden. Hierfür können Sie einen Magneten oder verwenden permanenter Ringmagnet. Was dabei herausgekommen ist, erzähle ich euch später, denn jetzt gibt es leider keine Möglichkeit mehr, Experimente durchzuführen.

Wir haben auch Ideen, wie wir unsere Düse verbessern können, werden aber auch darüber sprechen, wenn Experimente und Patente erfolgreich sind.

Fertiger Thermogenerator.

Je nach Gerätetyp ändert sich auch die Art seiner Herstellung. Es lohnt sich, sich mit jedem Gerätetyp vertraut zu machen und die Produktionsmerkmale zu studieren, bevor man mit der Arbeit beginnt. Eine einfache Möglichkeit, ein Ranke-Wirbelrohr mit eigenen Händen herzustellen, besteht darin, vorgefertigte Elemente zu verwenden. Dazu benötigen Sie einen beliebigen Motor. Gleichzeitig kann ein Gerät mit höherer Leistung mehr Kühlmittel erwärmen, was die Produktivität des Systems erhöht.

Für einen erfolgreichen Bau muss man finden fertige Lösungen. Sie können mit Ihren eigenen Händen einen Wirbelwärmegenerator erstellen, dessen Zeichnungen und Diagramme ohne verfügbar sind besondere Schwierigkeiten. Für die Bauarbeiten benötigen Sie folgende Werkzeuge:

• Bulgarisch;
• Eisenecken;
• Schweißen;
• Bohrer und ein Satz mehrerer Bohrer;
• Zubehör und ein Satz Schlüssel;
• Grundierung, Farbe und Pinsel.

Der Vortex-Motor ist eine der Quellen alternative Energie zum Heizen des Hauses.

Es ist zu beachten, dass rotierende Geräte im Betrieb ziemlich viel Lärm erzeugen. Im Vergleich zu anderen Geräten zeichnen sie sich jedoch durch eine höhere Produktivität aus. Zeichnungen und Diagramme zur Herstellung eines Wirbelwärmegenerators mit eigenen Händen sind überall zu finden. Es versteht sich, dass die Arbeiten nur dann erfolgreich abgeschlossen werden können, wenn die Produktionstechnologie vollständig eingehalten wird.

Installation der Wirbelwärmeerzeugerpumpe und Aufbau des Gehäuses

Gehäuse dieses Geräts wird in Form eines Zylinders hergestellt, der an den Seiten jedes Sockels geschlossen werden muss. Auf jeder Seite befinden sich Durchgangslöcher. Mit ihnen können Sie einen Wirbelwärmegenerator mit Ihren eigenen Händen an das Heizsystem Ihres Hauses anschließen. Das Hauptmerkmal eines solchen Produkts besteht darin, dass im Inneren des Gehäuses in der Nähe des Einlasses eine Düse installiert ist. Dieses Gerät müssen für jeden Einzelfall individuell ausgewählt werden.

Diagramm des Vortex-Motors.

Der Produktionsprozess umfasst folgende Punkte:

• Schneiden Sie das Rohr auf die erforderliche Größe (ca. 50-60 cm);
• Gewindeschneiden;
• Herstellung eines Ringepaares aus einem Rohr gleichen Durchmessers und einer Länge von ca. 50 mm;
• Schweißen von Abdeckungen an Stellen, an denen kein Gewinde geschnitten wurde;
• Schneiden Sie zwei Löcher in die Mitte jeder Abdeckung (eines zum Anschließen des Rohrs, das zweite für die Düse);
• Bohren Sie eine Fase neben der Düse, um einen Injektor zu erhalten.

Der Einbau einer Wirbelmotorpumpe erfolgt nach der Geräteauswahl benötigte Leistung. Beim Kauf sollten Sie zwei Regeln beachten. Erstens muss das Gerät zentrifugal sein. Zweitens ist die Wahl nur dann sinnvoll, wenn das Gerät optimal mit dem eingebauten Elektromotor zusammenarbeitet.

Isolierung eines Wirbelmotors

Vor der Inbetriebnahme sollte das Gerät isoliert werden. Dies geschieht nach dem Aufbau des Gehäuses. Es wird empfohlen, die Struktur mit einer Wärmedämmung zu umhüllen. In der Regel wird hierfür hochtemperaturbeständiges Material verwendet. Die Isolationsschicht wird mit Draht am Gerätegehäuse befestigt. Als Wärmedämmung sollte eines der folgenden Materialien verwendet werden:

Fertiger Thermogenerator.

• Glaswolle;
• Mineralwolle;
• Basaltwolle.

Wie Sie der Liste entnehmen können, ist nahezu jede Faserisolierung geeignet. Wirbel Induktionsherd, deren Rezensionen überall im RuNet zu finden sind, müssen hochwertig isoliert sein. Andernfalls besteht die Gefahr, dass das Gerät mehr Wärme an den Aufstellraum abgibt. Gut zu wissen: " .

Abschließend sollten noch einige Ratschläge gegeben werden. Zunächst empfiehlt es sich, die Oberfläche des Produkts zu streichen. Dadurch wird es vor Korrosion geschützt. Zweitens – alles interne Elemente Es empfiehlt sich, das Gerät dicker zu machen. Dieser Ansatz erhöht ihre Verschleißfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Umgebungen. Drittens lohnt es sich, mehrere Ersatzkappen anzufertigen. Sie müssen außerdem an den erforderlichen Stellen Löcher in der Ebene mit dem erforderlichen Durchmesser aufweisen. Dies ist notwendig, um durch die Auswahl eine höhere Effizienz des Gerätes zu erreichen.

Zusammenfassend

Wenn alle Regeln zur Herstellung der Struktur berücksichtigt werden, hält der Wirbelgenerator lange. Vergessen Sie das nicht ordnungsgemäße Installation Das Gerät hängt auch stark von der Heizungsanlage ab. In jedem Fall ist die Herstellung eines solchen Designs aus improvisierten Mitteln günstiger als der Kauf eines fertigen Geräts. Für eine optimale Funktion des Geräts ist jedoch ein verantwortungsvoller Umgang mit den Prozessen zur Herstellung des Gehäuses und zur Abdeckung der Wärmedämmung erforderlich.

Wirbelwärmeerzeuger sind Geräte, mit denen Sie ganz einfach einen Wohnraum heizen können. Dies wird nur durch den Einsatz eines Elektromotors und einer Pumpe erreicht. Im Allgemeinen kann dieses Gerät als wirtschaftlich bezeichnet werden und verursacht keine großen Kosten. Der Standardanschlussplan für einen Wirbelwärmeerzeuger sieht den Einsatz einer Umwälzpumpe vor. Sollte sich oben befinden Rückschlagventil. Dadurch ist es in der Lage, hohem Druck standzuhalten.

Zum Heizen können verschiedene Heizgeräte verwendet werden. Am häufigsten werden Heizkörper und Konvektoren verwendet. Auch ein Steuergerät mit Temperatursensor und Schlammwanne gilt als integraler Bestandteil des Systems jedes Modells. Um einen Wirbelwärmegenerator mit eigenen Händen zusammenzubauen, müssen Sie sich mit seinen bekanntesten Modifikationen vertraut machen.

Radialkammermodell

Es ist ziemlich schwierig, mit eigenen Händen einen Wirbelwärmegenerator mit einer Radialkammer herzustellen (Zeichnungen und Diagramme sind unten dargestellt). In diesem Fall muss der Rotor leistungsstark gewählt werden und der maximale Druck, den er aushalten muss, beträgt mindestens 3 bar. Sie sollten auch ein Gehäuse für das Gerät anfertigen. Die Dicke des Metalls muss mindestens 2,5 mm betragen. In diesem Fall sollte der Auslassdurchmesser 5,5 cm betragen. Dadurch können Sie das Gerät erfolgreich an das Rohr schweißen.

Das Auslassventil befindet sich im Gerät unweit der Flanschkante. Sie sollten auch eine Schnecke als Modell wählen. Typischerweise wird es in diesem Fall verwendet Stahltyp. Damit es sich abnutzt, müssen seine Enden vorher geschärft werden. In diesem Fall kann eine Gummidichtung verwendet werden. Seine Mindestdicke sollte 2,2 mm betragen. Der Austrittsdurchmesser wiederum ist mit 4,5 cm erfreulicherweise ein besonderes Augenmerk. Verwendung dieses Geräts Warme Luft gelangt in die Kamera. Die radiale Modifikation unterscheidet sich dadurch, dass sie viele Tubuli aufweist. Sie können sie selbst mit einer Maschine zuschneiden.

Wirbelwärmeerzeuger mit C-förmiger Kammer

Hergestellt mit einer C-förmigen Wirbelkammer für den Heimgebrauch Schweißgerät. In diesem Fall muss zunächst das Gehäuse für die Schnecke zusammengebaut werden. In diesem Fall muss die Abdeckung separat abgenommen werden. Einige Experten raten dazu, Fäden abzuschneiden. Diffusor im Einsatz kleiner Durchmesser. Die Dichtung wird nur am Auslass verwendet. Insgesamt sollten im System zwei Ventile vorhanden sein. Die Schnecke kann mit einem Bolzen am Körper befestigt werden. Es ist jedoch wichtig, den Schutzring darauf zu befestigen. Der Auslass vom Rotor sollte in einem Abstand von ca. 3,5 cm liegen.

Potapov-Wirbelwärmegeneratoren

Der Potapov-Wirbelwärmegenerator wird mithilfe eines Rotors auf zwei Scheiben mit eigenen Händen zusammengebaut. Sein Mindestdurchmesser muss 3,5 cm betragen. In diesem Fall werden meist Statoren aus Gusseisen eingebaut. Das Gehäuse des Gerätes kann aus Stahl bestehen, die Dicke des Metalls muss in diesem Fall jedoch mindestens etwa 2,2 mm betragen. Das Gehäuse des Wirbelwärmeerzeugers ist ca. 3 mm dick gewählt. All dies ist notwendig, damit die Schnecke recht fest über dem Rotor sitzt. Auch in diesem Fall ist es wichtig, einen strammen Klemmring zu verwenden.

Am Auslass ist ein Gehäuse installiert, dessen Dicke jedoch ca. 2,2 mm betragen muss. Um den Ring zu sichern, müssen Sie eine Hülse verwenden. Die Armatur sollte sich in diesem Fall oberhalb der Schnecke befinden. Die für dieses Gerät verwendeten Diffusoren sind die einfachsten. Bei diesem Mechanismus gibt es nur zwei Ventile. Einer davon muss sich über dem Rotor befinden. In diesem Fall sollte der Mindestabstand zur Kamera 2 mm betragen. Die Abdeckung wird am häufigsten mit einem Faden entfernt. Der Elektromotor des Gerätes muss eine Leistung von mindestens 3 kW haben. Dadurch kann der maximale Druck im System auf 5 bar ansteigen.

Zusammenbau eines Modells mit zwei Ausgängen

Mit einem Elektromotor mit einer Leistung von etwa 5 kW können Sie mit Ihren eigenen Händen einen Wirbelkavitationswärmegenerator herstellen. Das Gehäuse des Gerätes muss aus Gusseisen sein. In diesem Fall muss der Mindestauslassdurchmesser 4,5 cm betragen. Die Rotoren für dieses Modell sind nur für zwei Scheiben geeignet. In diesem Fall ist es wichtig, den Stator manuell zu modifizieren. Es ist in einem Wirbelwärmegenerator oberhalb der Cochlea installiert.

Es ist besser, einen kleinen Diffusor selbst zu verwenden. Bei Bedarf können Sie es aus einem Rohr schärfen. Es ist besser, unter der Schnecke eine Dichtung mit einer Dicke von etwa 2 mm zu verwenden. Allerdings hängt in dieser Situation viel von den Dichtungen ab. Sie müssen unmittelbar über der zentralen Durchführung installiert werden. Damit die Luft schnell zirkulieren kann, ist es wichtig, einen zusätzlichen Ständer zu schaffen. In diesem Fall wird die Abdeckung für das Gerät am Thread ausgewählt.

Vortex-Wärmeerzeuger mit drei Ausgängen

Ein Wirbelwärmegenerator wird auf die gleiche Weise wie bei der vorherigen Modifikation mit eigenen Händen in drei Ausgänge zusammengebaut (die Zeichnungen sind unten dargestellt). Der Unterschied besteht jedoch darin, dass der Rotor für das Gerät auf einer Scheibe ausgewählt werden muss. In diesem Fall werden im Mechanismus am häufigsten drei Ventile verwendet. Verpackungsdichtungen werden nur als letztes Mittel eingesetzt.

Einige Experten empfehlen auch die Verwendung von Kunststoffdichtungen für die Cochlea. Sie eignen sich hervorragend zum Imprägnieren. Sie sollten außerdem einen Schutzring unter der Abdeckung anbringen. All dies ist notwendig, um den Armaturenverschleiß zu reduzieren. Elektromotoren für Wirbelwärmeerzeuger werden hauptsächlich mit einer Leistung von etwa 4 kW ausgewählt. Die Kupplung sollte möglichst elastisch ausgelegt sein. Abschließend ist noch zu beachten, dass am Schneckenfuß ein Flansch angebracht ist.

Modell mit Verteiler

Der Zusammenbau eines Wirbelwärmegenerators mit Kollektor mit eigenen Händen ist durch Vorbereitung des Gehäuses erforderlich. In diesem Fall sollten zwei Ausgänge vorgesehen werden. Zusätzlich sollten Sie das Einlassloch sorgfältig ausschleifen. In dieser Situation ist es wichtig, einen separaten Deckel mit Gewinde zu wählen. Elektromotoren mit Kommutator werden überwiegend bei mittlerer Leistung verbaut. In einer solchen Situation wird der Energieverbrauch unbedeutend sein.

Die Schnecke wird aus einer Stahlsorte ausgewählt und direkt auf der Dichtung montiert. Um es an das Auslassloch anzupassen, verwenden Sie am besten eine Feile. In diesem Fall ist zum Aufbau des Gehäuses ein Schweißinverter erforderlich. Der Kollektor muss ebenso wie die Spirale auf der Dichtung stehen. In diesem Fall wird die Hülse mit einem Klemmring im Modell befestigt.

Wirbelwärmeerzeuger mit tangentialen Kanälen

Um Wirbelwärmegeneratoren mit tangentialen Kanälen mit eigenen Händen zusammenzubauen, müssen Sie zunächst eine gute Dichtung auswählen. Dadurch behält das Gerät seine Temperatur möglichst lange bei. Der Motor wird meist mit einer Leistung von ca. 3 kW verbaut. All dies führt zu einer guten Leistung, wenn Spirale und Diffusor korrekt installiert sind.

In diesem Fall wird der Wellendichtring bis zum Rotor angepasst. Um es zu sichern, empfehlen viele Experten die Verwendung von doppelseitigen Unterlegscheiben. In diesem Fall werden auch die Spannringe montiert. Sollte die Buchse für die Armatur nicht passen, kann diese geschliffen werden. Mit einem Fräser ist es möglich, eine Kammer mit Kanälen herzustellen.

Anwendung unidirektionaler Drehungen

Do-it-yourself-Wirbelwärmegeneratoren mit unidirektionalen Drehungen sind recht einfach zu montieren. In diesem Fall muss standardmäßig mit der Vorbereitung des Gerätekörpers begonnen werden. In dieser Situation hängt viel von den Abmessungen des Elektromotors ab. Sammler wiederum werden recht selten eingesetzt.

Die unidirektionale Verdrehung wird erst nach der Befestigung des Flansches eingebaut. Das Gehäuse wiederum wird nur am Einlass verwendet. All dies ist notwendig, um den Buchsenverschleiß zu reduzieren. Im Allgemeinen sind bei unidirektionalen Drehungen keine Fittings erforderlich. Gleichzeitig ist die Montage eines Wirbelwärmegenerators kostengünstig.

Verwendung von Ringbuchsen

Sie können einen Wirbelwärmegenerator mit Ringbuchsen nur mit Hilfe von selbst zusammenbauen Schweißinverter. In diesem Fall ist es notwendig, das Auslassloch im Voraus vorzubereiten. Der Flansch im Gerät darf nur am Klemmring montiert werden. Wichtig ist auch, hochwertiges Öl für das Gerät zu wählen. All dies ist notwendig, damit der Verschleiß des Rings nicht erheblich ist. Die Buchse wird in diesem Fall direkt unter der Schnecke montiert. Allerdings wird der Deckel dafür recht selten verwendet. In dieser Situation ist es notwendig, den Abstand zum Rack im Voraus zu berechnen. Es sollte die Kupplung nicht berühren.

Modifikation mit Antriebsmechanismus

Um mit Ihren eigenen Händen einen Wirbelwärmegenerator mit Antriebsmechanismus herzustellen, müssen Sie zunächst einen guten Elektromotor auswählen. Seine Leistung muss mindestens 4 kW betragen. All dies führt zu einer guten thermischen Leistung. Die Gehäuse des Geräts bestehen meist aus Gusseisen. In diesem Fall müssen die Auslasslöcher separat geschliffen werden. Dazu können Sie eine Datei verwenden. Bei einem Elektromotor ist es sinnvoller, einen manuellen Rotor zu wählen. Die Kupplung muss an einer Schutzscheibe befestigt werden. Viele Experten raten dazu, die Schnecke erst nach dem Diffusor zu installieren.

Dadurch ist es möglich, die obere Abdeckung abzudichten. Der Antrieb selbst muss sich oberhalb des Elektromotors befinden. Heutzutage gibt es jedoch Modifikationen bei der seitlichen Installation. In diesem Fall müssen die Zahnstangen an beiden Enden verschweißt werden. All dies wird die Stärke des Geräts erheblich erhöhen. Als letztes müssen Sie den Rotor installieren. In diesem Stadium Besondere Aufmerksamkeit Es ist auf die Befestigung des Gehäuses zu achten.