Vrtložni generator topline: detaljni dijagrami i princip rada. Naučimo sve o kavitacijskim generatorima topline Torzijski vrtložni kavitacijski hidrodinamički generator topline


Za pružanje ekonomično grijanje stambene, komunalne odn proizvodni prostori, koriste vlasnici razne sheme i metode dobivanja toplinske energije. Da biste vlastitim rukama sastavili kavitacijski generator topline, trebali biste razumjeti procese koji omogućuju stvaranje topline.

Što je osnova rada

Kavitacija označava proces stvaranja mjehurići pare u vodenom stupcu, što je olakšano polaganim smanjenjem tlaka vode pri velikim brzinama protoka. Pojava šupljina ili šupljina ispunjenih parom također može biti uzrokovana prolaskom akustičnog vala ili zračenjem laserskog pulsa. Ograničena područja zraka, ili kavitacijske šupljine, voda pomiče u to područje visokotlačni, gdje se proces njihovog kolapsa događa uz zračenje vala udarne sile. Fenomen kavitacije ne može se dogoditi bez ovih uvjeta.

Fizikalni proces fenomena kavitacije sličan je vrenju tekućine, no tijekom vrenja tlak vode i pare u mjehurićima je prosječan i isti. Tijekom kavitacije tlak u tekućini je iznad prosjeka i iznad tlaka pare. Smanjenje tlaka je lokalne prirode.

Dok je stvarao potrebne uvjete molekule plina, koje su uvijek prisutne u vodenom stupcu, počinju se otpuštati u nastale mjehuriće. Ova pojava se javlja intenzivno, jer temperatura plina unutar šupljine doseže do 1200ºS zbog stalnog širenja i skupljanja mjehurića. Plin u kavitacijskim šupljinama sadrži veći broj molekula kisika i u interakciji s inertnim materijalima kućišta i drugih dijelova generatora topline dovodi do njihove brze korozije i uništenja.

Istraživanja pokazuju da su čak i materijali inertni na ovaj plin - zlato i srebro - podložni razornom djelovanju agresivnog kisika. Osim toga, fenomen kolapsa zračnih šupljina uzrokuje dosta buke, što je nepoželjan problem.

Mnogi entuzijasti učinili su proces kavitacije korisnim za stvaranje generatora grijanja za privatne kuće. Bit sustava sadržana je u zatvorenom kućištu u kojem se mlaz vode kreće kroz kavitacijski uređaj, a za postizanje tlaka koristi se obična pumpa. U Rusiji za prvi izum instalacije grijanja bio je patent izdat 2013. Proces formiranja rupture mjehurića događa se pod utjecajem varijable električno polje. U ovom slučaju, parne šupljine su male veličine i ne djeluju s elektrodama. Oni se pomiču u debljinu tekućine, a tamo dolazi do otvaranja s oslobađanjem dodatne energije u tijelu toka vode.

Rotacijski generator topline

Ovaj uređaj je modificirana centrifugalna pumpa. U takvom uređaju ulogu statora igra kućište pumpe, u njemu je ugrađena ulazna i izlazna cijev. Glavno radno tijelo je komora unutar koje se nalazi pomični rotor koji radi poput kotača.

Tijekom stvaranja kavitacijskih pumpi, dizajn rotora doživio je mnoge promjene, ali Griggsov model smatra se najproduktivnijim, koji je među prvima postigao pozitivne rezultate u stvaranju kavitacijskog generatora topline. U takvom uređaju, rotor je izrađen u obliku diska, na čijoj su površini predviđene brojne rupe. Oni su gluhi, s određenim promjerom i dubinom. Broj stanica ovisi o frekvenciji električna struja i, posljedično, rotaciju rotora.

Stator u generatoru topline je cilindar, zabrtvljen na oba kraja, u kojem rotor rotira. Razmak između diska rotora i stijenki statora je oko 1,5 mm.

Ćelije rotora su potrebne kako bi se pojavila turbulencija u debljini struje tekućine, koja neprestano trlja o površinu pokretnog i statičkog cilindra, stvarajući kavitacijske šupljine. U tom istom otvoru se tekućina zagrijava. Za učinkovit rad generatora topline, poprečna veličina rotora mora biti najmanje 30 cm, u ovom slučaju se određuje brzina vrtnje 3000 o/min. Ako napravite rotor s manjim promjerom, tada treba povećati broj okretaja.

Unatoč svoj prividnoj jednostavnosti, razrada preciznog rada svih dijelova rotacijskog generatora topline zahtijeva prilično preciznu preciznost, uključujući i balansiranje pokretnog cilindra. Potrebno je brtviti osovinu rotora uz stalnu zamjenu pokvarenih izolacijskih materijala.

Koeficijent korisna radnja Takvi generatori nisu impresivni, rad je popraćen efektom buke. Njihov životni vijek je kratak, iako rade 25% učinkovitije od statičkih modela generatora topline.

Statička pumpa generatora

Oprema je uvjetno dobila naziv statički generator topline, što je zbog nedostatka rotacijskih dijelova. Za stvaranje kavitacijskih procesa u tekućini koristi se dizajn mlaznica.

Ponovno stvaranje fenomena kavitacije zahtijeva osiguranje velika brzina kretanja vode, za što se koristi snažna centrifugalna pumpa. Crpka primjenjuje povećani pritisak na protok vode, koja juri u ulaz mlaznice. Izlazni promjer mlaznice je mnogo uži od prethodnog i tekućina dobiva dodatnu energiju kretanja, povećava se njezina brzina. Na izlazu iz mlaznice, zbog brzog širenja vode, postižu se efekti kavitacije uz stvaranje plinskih šupljina unutar tekućeg tijela. Zagrijavanje vode odvija se po istom principu kao u rotacijskom modelu, samo je učinkovitost malo smanjena.

Statički generatori topline imaju niz prednosti prije rotacijskih modela:

  • dizajn uređaja statora ne zahtijeva temeljno precizno balansiranje i postavljanje dijelova;
  • mehanički pripremna operacija ne zahtijeva precizno mljevenje;
  • zbog odsutnosti pokretnih dijelova, materijali za brtvljenje troše se mnogo manje;
  • rad opreme je duži, do 5 godina;
  • ako mlaznica postane neupotrebljiva, njezina će zamjena zahtijevati manje troškove nego u rotacijskoj verziji generatora topline, koju je potrebno ponovno stvoriti.

Tehnologija rada generatora topline grijanja

Crpka povećava tlak vode i dovodi je u radnu komoru, čija je cijev spojena na nju pomoću prirubnice.

U radnoj zgradi voda bi trebala povećati brzinu i pritisak, koji se provodi pomoću cijevi različitih promjera, sužavajući se duž toka. U središtu radne komore miješa se nekoliko tlačnih tokova, što dovodi do pojave kavitacije.

Kako bi se kontrolirale karakteristike brzine protoka vode, na izlazu i napredovanju radne šupljine ugrađeni su uređaji za kočenje.

Voda se kreće do mlaznice na suprotnom kraju komore, odakle teče u povratnom smjeru za ponovnu upotrebu pomoću cirkulacijske pumpe. Zagrijavanje i stvaranje topline nastaje zbog kretanja i oštrog širenja tekućine na izlazu iz uskog otvora mlaznice.

Pozitivna i negativna svojstva generatora topline

Kavitacijske pumpe se svrstavaju u jednostavne uređaje. Oni pretvaraju mehaničku energiju motora vode u toplinsku energiju, koja se troši na zagrijavanje prostorije. Prije izgradnje kavitacijske jedinice vlastitim rukama, trebali biste zabilježiti prednosti i nedostatke takve instalacije. Pozitivne karakteristike uključuju:

  • učinkovita proizvodnja toplinske energije;
  • ekonomičan u radu zbog odsutnosti goriva kao takvog;
  • Pristupačna opcija za kupnju i izradu sami.

Generatori topline imaju nedostatke:

  • bučan rad crpke i pojava kavitacije;
  • materijale za proizvodnju nije uvijek lako nabaviti;
  • koristi pristojnu snagu za sobu od 60–80 m2;
  • zauzima puno korisnog prostora u sobi.

Izrada generatora topline vlastitim rukama

Popis dijelova i pribora za izradu generatora topline:

Odabir cirkulacijske pumpe

Da biste to učinili, morate odrediti potrebne parametre uređaja. Prva karakteristika je sposobnost crpke da radi s tekućinama visoke temperature. Ako se ovaj uvjet zanemari, pumpa će brzo propasti.

Za generator topline dovoljno je da se na ulazu tekućine javlja tlak od 4 atmosfere; ta se brojka može povećati do 12 atmosfera, što će povećati brzinu zagrijavanja tekućine.

Rad crpke neće imati značajan utjecaj na brzinu zagrijavanja, jer tijekom rada tekućina prolazi kroz relativno uski promjer mlaznice. Obično se transportira do 3-5 kubnih metara vode na sat. Mnogo veći utjecaj na rad generatora topline imat će koeficijent pretvorbe električne energije u Termalna energija.

Klasičan primjer je izraditi uređaj u obliku Lavalove mlaznice, koju nadograđuje majstor koji vlastitim rukama izrađuje generator. Posebnu pozornost treba obratiti na odabir veličine poprečnog presjeka prolaznog kanala. Trebao bi osigurati maksimalni pad tlaka tekućine. Ako rasporediti najmanji promjer, tada će voda izletjeti iz mlaznice pod visokim pritiskom, a proces kavitacije će se odvijati aktivnije.

Ali u ovom slučaju, protok vode će se smanjiti, što će dovesti do njegovog miješanja s hladnim masama. Mali otvor mlaznice također povećava broj mjehurića zraka, što povećava učinak buke rada i može dovesti do stvaranja mjehurića već u komori pumpe. To će smanjiti njegov vijek trajanja. Kao što je praksa pokazala, najprihvatljiviji promjer je 9–16 mm.

Oblik i profil mlaznica su cilindrični, konusni i zaobljeni. Nemoguće je sa sigurnošću reći koji će izbor biti učinkovitiji, sve ovisi o ostalim parametrima instalacije. Glavna stvar je da se vrtložni proces javlja već u fazi početnog ulaska tekućine u mlaznicu.

Izrada vodenog kruga

Prvo biste trebali skicirati duljina konture i njegove karakteristike, sve to kredom prenesite na pod. U osnovi, za krug možemo reći da je to zakrivljena cijev koja je spojena na izlaz njihove kavitacijske komore, a zatim se tekućina ponovno dovodi na ulaz. Kao dodatni uređaji spojeni su dva manometra i dvije čahure u koje je ugrađen termometar. U krugu postoji i ventil za skupljanje zraka.

Voda u krugu teče suprotno od kazaljke na satu. Za regulaciju tlaka ugrađujemo ventil između ulaza i izlaza. Koristi se cijev promjera 50, koja obično odgovara veličini cijevi.

Stari modeli generatora topline su radili bez ugradnje mlaznica, povećanje tlaka vode osigurano je ubrzavanjem vode u cjevovodu dovoljno velike duljine. Ali u našem slučaju ne bismo trebali koristiti preduge duljine cijevi.

Ispitivanje generatora

Pumpa je spojena na struju, a radijatori su spojeni na sustav grijanja. Nakon što je oprema instalirana, testiranje može započeti. Spojimo ga na mrežu i motor počinje raditi. U tom slučaju obratite pozornost na očitanja mjerača tlaka i postavite željenu razliku pomoću ventila između ulaza i izlaza vode. Razlika u atmosferama trebala bi biti u rasponu od 8 do 12 atmosfera.

Nakon toga otvaramo vodu i promatramo temperaturne parametre. U sustavu će biti dovoljno grijanja za deset minuta za 3–5ºS u minuti. U kratkom vremenskom razdoblju zagrijavanje doseže 60ºS. Naš sustav zajedno s pumpom napaja 15 litara vode. Ovo je sasvim dovoljno za učinkovit rad.

Za korištenje generatora topline u svakodnevnom životu dovoljno je malo želje i vještina montaže, jer se svi uređaji koriste u gotovom obliku. A učinkovitost vas neće ostaviti čekati.

Visoki troškovi opreme za grijanje tjeraju mnoge ljude da razmišljaju o tome isplati li se kupiti industrijski model ili je bolje sastaviti ga sami. U biti, generator topline je malo modificirana centrifugalna pumpa. Svatko s minimalnim znanjem u ovoj industriji može sam sastaviti takvu jedinicu. Ako nemate vlastiti razvoj, onda gotove dijagrame uvijek se mogu naći na internetu. Glavna stvar je odabrati onu koja će olakšati sastavljanje generatora topline vlastitim rukama. Ali prvo, ne škodi naučiti što je više moguće o ovom uređaju.

Što je generator topline

Opremu ove klase predstavljaju dvije glavne vrste uređaja:

  • stator;
  • Notorni (vrtlog).

Međutim, ne tako davno pojavili su se i kavitacijski modeli, koji bi u bliskoj budućnosti mogli postati dostojna zamjena za jedinice koje rade na konvencionalnim vrstama goriva.

Razlika između uređaja statora i rotora je u tome što se u prvom slučaju tekućina zagrijava pomoću mlaznica koje se nalaze na ulaznim i izlaznim otvorima jedinice. U drugom tipu generatora toplina se stvara tijekom rotacije crpke, što dovodi do turbulencije u vodi.

Pogledajmo video, generator u radu, mjerenja:

Što se tiče performansi, vrtložni generator topline koji ste sami sastavili donekle je bolji od statorskog. Ima 30% veći prijenos topline. Iako je takva oprema danas predstavljena na tržištu u različitim modifikacijama, razlikuju se u rotorima i mlaznicama, bit njihovog rada se ne mijenja. Na temelju ovih parametara, ipak je bolje sastaviti generator topline vrtložnog tipa. Kako to učiniti, raspravljat ćemo u nastavku.

Oprema i princip rada

Najjednostavniji dizajn je uređaj koji se sastoji od sljedećih elemenata:

  1. Rotor od ugljičnog čelika;
  2. Stator (zavareni ili monolitni);
  3. Tlačni rukavac sa unutarnji promjer 28 mm;
  4. Čelični prsten.

Razmotrimo princip rada generatora na primjeru modela kavitacije. U njemu voda ulazi u kavitator, nakon čega se okreće motorom. Tijekom rada jedinice, mjehurići zraka u rashladnoj tekućini kolabiraju. U tom slučaju, tekućina koja ulazi u kavitator se zagrijava.

Da biste radili s uređajem sastavljenim vlastitim rukama, koristeći crteže uređaja pronađene na Internetu, trebali biste imati na umu da zahtijeva energiju koja se troši na prevladavanje sile trenja u uređaju, generiranje zvučnih vibracija i zagrijavanje tekućine. Osim toga, uređaj ima gotovo 100% učinkovitost.

Alati potrebni za sastavljanje jedinice

Nemoguće je sami sastaviti takvu jedinicu od nule, jer će njena proizvodnja zahtijevati upotrebu tehnološka oprema, tko ima kućni majstor jednostavno ne. Stoga obično sastavljaju samo sklop vlastitim rukama, koji se na neki način ponavlja. Zove se uređaj Potapov.

Međutim, čak i za sastavljanje ovog uređaja potrebna vam je sljedeća oprema:

  1. Bušilica i set bušilica za nju;
  2. Stroj za zavarivanje;
  3. Stroj za mljevenje;
  4. Ključevi;
  5. Pričvršćivači;
  6. Temeljni premaz i kist.

Osim toga, morat ćete kupiti motor koji radi iz mreže od 220 V i fiksnu bazu za ugradnju samog uređaja na njega.

Faze proizvodnje generatora

Montaža uređaja započinje spajanjem cijevi za miješanje na pumpu, željenog tipa tlaka. Spaja se pomoću posebne prirubnice. U sredini dna cijevi nalazi se rupa kroz koju će se ispuštati topla voda. Za kontrolu njegovog protoka koristi se uređaj za kočenje. Nalazi se ispred dna.

Ali budući da hladna voda također cirkulira u sustavu, njezin protok također mora biti reguliran. U tu svrhu koristi se disk ispravljač. Kada se tekućina ohladi, usmjerava se na vrući kraj, gdje se miješa sa zagrijanom rashladnom tekućinom u posebnom mješaču.

Zatim prelaze na sastavljanje strukture vrtložnog generatora topline vlastitim rukama. Da bih to učinio, koristim brusilicu za rezanje kutova od kojih se sastavlja glavna konstrukcija. Kako to učiniti može se vidjeti na crtežu ispod.

Postoje dva načina sastavljanja strukture:

  • Korištenje vijaka i matica;
  • Korištenje aparata za zavarivanje.

U prvom slučaju, pripremite se za činjenicu da ćete morati napraviti rupe za pričvršćivače. Za ovo vam je potrebna bušilica. Tijekom procesa montaže potrebno je uzeti u obzir sve dimenzije - to će vam pomoći da dobijete jedinicu s navedenim parametrima.

Prva faza je izrada okvira na koji je ugrađen motor. Sastavlja se od željeznih uglova. Dimenzije konstrukcije ovise o veličini motora. Mogu se razlikovati i odabrani su za određeni uređaj.

Za pričvršćivanje motora na sastavljeni okvir trebat će vam još jedan kvadrat. Djelovat će kao poprečni nosač u strukturi. Prilikom odabira motora stručnjaci preporučuju obratiti pozornost na njegovu snagu. Količina rashladne tekućine koju treba zagrijati ovisi o ovom parametru.

Pogledajmo video, faze sastavljanja generatora topline:

Posljednja faza montaže je bojanje okvira i priprema rupa za ugradnju jedinice. Ali prije nego što počnete instalirati crpku, trebali biste izračunati njegovu snagu. U suprotnom, motor možda neće moći pokrenuti jedinicu.

Nakon što su svi dijelovi pripremljeni, pumpa se spaja na otvor iz kojeg teče voda pod pritiskom i uređaj je spreman za rad. Sada, pomoću druge cijevi, spojen je na sustav grijanja.

Ovaj model je jedan od najjednostavnijih. Ali ako postoji želja za regulacijom temperature rashladne tekućine, ugradite uređaj za zaključavanje. Također se može koristiti elektronički uređaji kontrolu, ali treba imati na umu da su dosta skupi.

Uređaj je povezan sa sustavom na sljedeći način. Prvo, spojen je na otvor kroz koji teče voda. Pod pritiskom je. Druga cijev služi za izravno spajanje na sustav grijanja. Za promjenu temperature rashladnog sredstva iza cijevi nalazi se uređaj za zaključavanje. Kada je zatvoren, temperatura u sustavu postupno raste.

Mogu se koristiti i dodatni čvorovi. Međutim, cijena takve opreme je prilično visoka.

Pogledajte video, dizajn nakon izrade:

Kućište budućeg generatora može se zavariti. I bilo koji tokar će okrenuti dijelove za njega prema vašim crtežima. Obično ima oblik cilindra, zatvoren s obje strane. Na bočnim stranama tijela nalaze se prolazne rupe. Oni su potrebni za spajanje jedinice na sustav grijanja. Unutar kućišta nalazi se mlaznica.

Vanjski poklopac generatora obično je izrađen od čelika. Zatim se u njemu izrađuju rupe za vijke i jedan središnji, na koji se naknadno zavaruje priključak za dovod tekućine.

Na prvi pogled čini se da nema ništa teško u sastavljanju generatora topline vlastitim rukama pomoću drva. Ali u stvarnosti ovaj zadatak nije tako jednostavan. Naravno, ako ne požurite i dobro proučite problem, možete se nositi. Ali točnost dimenzija obrađenih dijelova vrlo je važna. I posebna pažnja zahtijeva izradu rotora. Doista, ako je neispravno obrađena, jedinica će početi raditi visoka razina vibracije, koje će negativno utjecati na sve dijelove. Ali u takvoj situaciji najviše stradaju ležajevi. Vrlo brzo će se slomiti.

Samo ispravno sastavljen generator topline će raditi učinkovito. Štoviše, njegova učinkovitost može doseći 93%. Zato stručnjaci savjetuju.

Potapovljev vrtložni generator topline, ili skraćeno VTP, dizajniran je posebno za proizvodnju toplinske energije koristeći samo električni motor i pumpu. Ovaj uređaj se prvenstveno koristi kao ekonomičan izvor topline.

Danas ćemo pogledati značajke dizajna ovog uređaja, kao i kako napraviti vrtložni generator topline vlastitim rukama.

Princip rada

Generator radi na sljedeći način. Voda (ili bilo koja druga rashladna tekućina) ulazi u kavitator. Električni motor zatim vrti kavitator, u kojem se mjehurići skupljaju - to je kavitacija, otuda i naziv elementa. Tako se sva tekućina koja uđe u njega počinje zagrijavati.

Električna energija potrebna za rad generatora troši se na tri stvari:

  • Za stvaranje zvučnih vibracija.
  • Za svladavanje sile trenja u uređaju.
  • Za zagrijavanje tekućine.

Štoviše, kako tvrde tvorci uređaja, posebice sam moldavski Potapov, za rad se koristi obnovljiva energija, iako nije sasvim jasno odakle dolazi. Bilo kako bilo, nema dodatnog zračenja, stoga možemo govoriti o gotovo stopostotnoj učinkovitosti, jer se gotovo sva energija troši na zagrijavanje rashladne tekućine. Ali ovo je u teoriji.

Čemu služi?

Navedimo mali primjer. U zemlji postoji mnogo poduzeća koja si, iz ovog ili onog razloga, ne mogu priuštiti plinsko grijanje: ili nema autoputa u blizini, ili nešto drugo. Što onda ostaje? Grijte se na struju, ali tarife za ovu vrstu grijanja znaju biti zastrašujuće. Tu u pomoć dolazi Potapovljev čudotvorni uređaj. Pri korištenju će troškovi energije ostati isti, učinkovitost, naravno, također, jer i dalje neće biti veća od sto, ali će učinkovitost u financijskom smislu biti od 200% do 300%.

Ispada da je učinkovitost generatora vrtloga 1,2-1,5.

Potrebni alati

Pa, vrijeme je da počnemo samoproizvodnja generator Da vidimo što nam treba:

  • Kutna brusilica ili turbina;
  • Željezni kutak;
  • Zavarivanje;
  • Vijci, matice;
  • Električna bušilica;
  • Tipke 12-13;
  • Svrdla za bušilicu;
  • Boja, četka i temeljni premaz.

Tehnologija proizvodnje. Motor

Bilješka! Zbog činjenice da nema podataka o karakteristikama uređaja u smislu snage crpke, svi dolje navedeni parametri bit će približni.

Pročitajte i o instaliranju pumpe za vodu za grijanje -

Najlakša opcija za izradu vrtložnog generatora topline vlastitim rukama je korištenje standardnih dijelova. Može nam odgovarati gotovo svaki motor; što više snage ima, više rashladne tekućine može zagrijati. Prilikom odabira elektromotora prvo biste trebali uzeti u obzir napon u vašem domu. Sljedeća faza je stvaranje okvira za motor. Krevet je redoviti željezni okvir, za koji je bolje koristiti željezne kutove. Nećemo govoriti o dimenzijama jer one ovise o dimenzijama motora i određuju se na licu mjesta.

  1. Pomoću turbine režemo kvadrate na potrebnu duljinu. Zavarimo ih u kvadratnu strukturu takvih dimenzija da tu stanu svi elementi.
  2. Izrežemo dodatni kut i zavarimo ga preko okvira kako bi se na njega mogao pričvrstiti elektromotor.
  3. Slikamo okvir i čekamo da se osuši.
  4. Izbušimo rupe za pričvrsne elemente i pričvrstimo elektromotor.

Ugradnja pumpe

Zatim moramo odabrati "pravu" pumpu za vodu. Raspon ovih alata danas je toliko širok da možete pronaći model bilo koje snage i veličine. Moramo obratiti pažnju samo na dvije stvari:

  • Hoće li motor moći vrtjeti ovu pumpu;
  • Je li (pumpa) centrifugalna?

Tijelo generatora vrtloga je cilindar, zatvoren s obje strane. Na stranama trebaju biti prolazne rupe kroz koje će se uređaj spojiti na sustav grijanja. Ali glavna značajka dizajn - unutar tijela: mlaznica se nalazi neposredno blizu ulaza. Otvor mlaznice mora se odabrati čisto pojedinačno.

Bilješka! Poželjno je da otvor mlaznice bude upola manji od 1/4 ukupnog promjera cilindra. Ako je rupa manja, tada voda neće moći proći kroz nju potrebna količina i pumpa će se početi zagrijavati. Štoviše, unutarnji elementi počet će se uništavati kavitacijom.

Za izradu kućišta trebat će nam sljedeći alati:

  1. Željezna cijev s debelim zidovima promjera oko 10 cm;
  2. Spojnice za spajanje;
  3. Zavarivanje;
  4. nekoliko elektroda;
  5. Turbinka;
  6. Par cijevi s nitima;
  7. Električna bušilica;
  8. bušilica;
  9. Prilagodljivi ključ.

Sada - izravno u proizvodni proces.

  1. Za početak odrežemo komad cijevi duljine oko 50-60 cm i napravimo vanjski žlijeb na njegovoj površini otprilike polovice debljine, 2-2,5 cm. Odrežemo navoj.
  2. Uzimamo još dva komada iste cijevi, svaki duljine 5 cm, i od njih napravimo par prstenova.
  3. Zatim uzmemo metalni lim iste debljine kao cijev, iz njega izrežemo originalne poklopce i zavarimo ih tamo gdje navoj nije napravljen.
  4. U sredini poklopaca napravimo dvije rupe - jednu oko opsega cijevi, drugu oko opsega mlaznice. Unutar poklopca pored mlaznice izbušimo skošenje tako da dobijemo mlaznicu.
  5. Generator spajamo na sustav grijanja. Spojimo cijev u blizini mlaznice na pumpu, ali samo na otvor iz kojeg voda teče pod pritiskom. Spojimo drugu cijev na ulaz u sistem grijanja, izlaz mora biti spojen na ulaz pumpe.

Crpka će stvoriti pritisak koji će, djelujući na vodu, prisiliti da prođe kroz mlaznicu našeg dizajna. U posebnoj komori, voda će se pregrijati zbog aktivnog miješanja, nakon čega se dovodi izravno u krug grijanja. Kako bi se mogla regulirati temperatura, vrtložni generator topline mora biti opremljen posebnim uređajem za zaključavanje koji se nalazi pored cijevi. Ako malo prekrijete zatvor, strukturi će trebati više vremena da pomakne vodu kroz komoru, stoga će temperatura porasti zbog toga. Ovako radi ova vrsta grijača.

O drugim metodama alternativnog grijanja

Povećanje produktivnosti

Pumpa gubi toplinsku energiju, što je glavni nedostatak vrtložnog generatora (barem u opisanoj izvedbi). Stoga je pumpu bolje uroniti u posebnu vodenu jaknu, tako da toplina koja iz nje također bude korisna.

Promjer ove jakne trebao bi biti malo veći od promjera pumpe. Za to možemo koristiti komad cijevi, prema tradiciji, ili možemo napraviti paralelopiped od čeličnog lima. Njegove dimenzije moraju biti takve da svi elementi generatora slobodno stanu u njega, a debljina mora biti takva da može izdržati radni tlak sustava.

Osim toga, gubitak topline može se smanjiti postavljanjem posebnog limenog omotača oko uređaja. Izolator može biti bilo koji materijal koji može izdržati radnu temperaturu.

  1. Sastavljamo sljedeću konstrukciju: generator topline, pumpu i spojnu cijev.
  2. Mjerimo njihove dimenzije i odabiremo cijev potrebnog promjera - tako da svi dijelovi lako stanu u nju.
  3. Izrađujemo poklopce za obje strane.
  4. Zatim se uvjeravamo da su dijelovi unutar cijevi čvrsto pričvršćeni, kao i da pumpa može pumpati rashladnu tekućinu kroz sebe.
  5. Izbušimo izlaznu rupu i na nju pričvrstimo cijev.

Bilješka! Pumpu je potrebno postaviti što bliže ovoj rupi!

Na drugom kraju cijevi zavarimo prirubnicu, kroz koju će poklopac biti pričvršćen za brtvu-brtvu. Unutar kućišta možete opremiti okvir kako biste olakšali ugradnju svih elemenata. Sastavljamo uređaj, provjeravamo čvrstoću pričvršćivanja, provjeravamo zategnutost, stavljamo ga u kućište i zatvaramo.

Zatim spojimo vrtložni generator topline na sve potrošače i ponovno provjerimo nepropusnost. Ako ništa ne teče, možete aktivirati pumpu. Prilikom otvaranja/zatvaranja slavine na ulazu podešavamo temperaturu.

Možda će vas zanimati i članak o tome kako napraviti solarni kolektor

Izoliramo VTP

Prije svega, stavljamo kućište. Da biste to učinili, uzmite lim od aluminija ili nehrđajućeg čelika i izrežite nekoliko pravokutnika. Bolje ih je saviti duž cijevi većeg promjera, tako da se na kraju formira cilindar. Zatim slijedimo upute.

  1. Polovice pričvršćujemo zajedno pomoću posebne brave koja se koristi za spajanje vodovodnih cijevi.
  2. Izrađujemo nekoliko poklopaca za kućište, ali ne zaboravite da u njima trebaju biti rupe za spajanje.
  3. Omotamo uređaj toplinsko izolacijskim materijalom.
  4. Postavite generator u kućište i čvrsto zatvorite oba poklopca.

Postoji još jedan način povećanja produktivnosti, ali za to morate znati kako točno radi Popovljev čudotvorni uređaj, čija učinkovitost može premašiti (nije dokazano i neobjašnjeno) 100%. Vi i ja već znamo kako to radi, tako da možemo nastaviti izravno s poboljšanjem generatora.

Vrtložni prigušivač

Da, napravit ćemo uređaj s tako tajanstvenim imenom - vrtložna prigušnica. Sastojat će se od ploča poredanih po dužini, smještenih unutar oba prstena.

Da vidimo što nam je potrebno za posao.

  • Zavarivanje.
  • Turbinka.
  • Čelični lim.
  • Cijev s debelim zidovima.

Cijev bi trebala biti manja od generatora topline. Od toga napravimo dva prstena, svaki cca 5 cm. Iz lima smo izrezali nekoliko traka iste veličine. Njihova duljina trebala bi biti 1/4 duljine tijela uređaja, a širina bi trebala biti takva da nakon montaže unutar njega ostane slobodan prostor.

  1. Ploču umetnemo u škripac, na jedan kraj objesimo metalne prstenove i zavarimo ih na ploču.
  2. Izvadimo ploču iz stege i okrenemo je na drugu stranu. Uzimamo drugu ploču i postavljamo je u prstenove tako da obje ploče budu postavljene paralelno. Na isti način pričvršćujemo sve preostale ploče.
  3. Generator vrtloga sastavljamo vlastitim rukama i ugrađujemo dobivenu strukturu nasuprot mlaznice.

Imajte na umu da je prostor za poboljšanje uređaja gotovo neograničen. Na primjer, umjesto gornjih ploča, možemo koristiti čeličnu žicu, prvo je uvijajući u loptu. Osim toga, možemo napraviti rupe na pločama razne veličine. Naravno, ništa od ovoga se nigdje ne spominje, ali tko kaže da ne možete koristiti ova poboljšanja?

Konačno

I kao zaključak – nekoliko praktične savjete. Prije svega, preporučljivo je sve površine zaštititi bojanjem. Drugo, svi unutarnji dijelovi trebaju biti izrađeni od debelih materijala, budući da će (dijelovi) stalno biti u prilično agresivnom okruženju. I treće, pobrinite se za nekoliko rezervnih čepova koje imate različite veličine rupe. U budućnosti ćete odabrati željeni promjer kako biste postigli maksimalnu učinkovitost uređaja.

Za grijanje prostorija ili zagrijavanje tekućina često se koriste klasični uređaji - grijaći elementi, komore za izgaranje, filamenti itd. Ali zajedno s njima koriste se uređaji s bitno drugačijim učinkom na rashladnu tekućinu. Takvi uređaji uključuju kavitacijski generator topline, čiji je rad stvaranje mjehurića plina, zbog čega se oslobađa toplina.

Dizajn i princip rada

Princip rada kavitacijskog generatora topline je učinak zagrijavanja zbog pretvorbe mehaničke energije u toplinsku. Sada pogledajmo pobliže sam fenomen kavitacije. Kada se u tekućini stvori višak tlaka, dolazi do turbulencije, zbog činjenice da je tlak tekućine veći od tlaka plina koji se nalazi u njoj, molekule plina se oslobađaju u zasebne inkluzije - kolaps mjehurića. Zbog razlike u tlaku voda nastoji stisnuti mjehurić plina koji se nakuplja na njegovoj površini veliki broj energije, a unutrašnja temperatura doseže oko 1000 - 1200ºS.

Kada kavitacijske šupljine prijeđu u zonu normalnog tlaka, mjehurići se uništavaju, a energija od njihovog uništenja oslobađa se u okolni prostor. Zbog toga se oslobađa toplinska energija, a tekućina se zagrijava vrtložnim strujanjem. Rad generatora topline temelji se na ovom principu, a zatim razmotrite princip rada najjednostavnije verzije kavitacijskog grijača.

Najjednostavniji model

Riža. 1: Princip rada kavitacijskog generatora topline

Pogledajte sliku 1, ovdje je uređaj najjednostavnijeg kavitacijskog generatora topline koji se sastoji od pumpanja vode do mjesta gdje se cjevovod sužava. Kada protok vode dođe do mlaznice, tlak tekućine se značajno povećava i počinje stvaranje kavitacijskih mjehurića. Pri izlasku iz mlaznice mjehurići oslobađaju toplinsku snagu, a tlak nakon prolaska kroz mlaznicu značajno se smanjuje. U praksi se može ugraditi više mlaznica ili cijevi kako bi se povećala učinkovitost.

Potapov idealan generator topline

Idealna opcija ugradnje je generator topline Potapov, koji ima rotirajući disk (1) instaliran nasuprot stacionarnom (6). Hladna voda se dovodi iz cijevi koja se nalazi na dnu (4) kavitacijske komore (3), a već zagrijana voda se ispušta iz gornje točke (5) iste komore. Primjer takvog uređaja prikazan je na slici 2 u nastavku:


 Riža. 2: Potapov kavitacijski generator topline

Ali uređaj nije bio široko korišten zbog nedostatka praktičnog opravdanja za njegov rad.

Vrste

Glavni zadatak kavitacijskog generatora topline je stvaranje plinskih inkluzija, a kvaliteta grijanja ovisit će o njihovoj količini i intenzitetu. U modernoj industriji postoji nekoliko vrsta takvih generatora topline, koji se razlikuju po principu stvaranja mjehurića u tekućini. Najčešće su tri vrste:

  • Rotacijski generatori topline– radni element se okreće zahvaljujući električnom pogonu i stvara turbulenciju fluida;
  • Cjevasti– promijeniti tlak zbog sustava cijevi kroz koje se kreće voda;
  • Ultrazvučni– heterogenost tekućine u takvim generatorima topline nastaje zbog niskofrekventnih zvučnih vibracija.

Osim gore navedenih vrsta, postoji laserska kavitacija, ali ova metoda još nije pronašla industrijsku primjenu. Sada pogledajmo svaku vrstu detaljnije.

Rotacijski generator topline

Sastoji se od elektromotora, čija je osovina povezana s mehanizmom rotora dizajniranim za stvaranje turbulencije u tekućini. Značajka dizajn rotora je zabrtvljeni stator u kojem dolazi do zagrijavanja. Sam stator ima unutra cilindričnu šupljinu - vrtložnu komoru u kojoj se rotira rotor. Rotor kavitacijskog generatora topline je cilindar s nizom udubljenja na površini; kada se cilindar okreće unutar statora, ta udubljenja stvaraju heterogenost u vodi i uzrokuju pojavu procesa kavitacije.


 Riža. 3: Dizajn generatora rotacijskog tipa

Broj udubljenja i njihovi geometrijski parametri određuju se ovisno o modelu. Za optimalne parametre grijanja razmak između rotora i statora je oko 1,5 mm. Ovaj dizajn nije jedini te vrste; tijekom duge povijesti modernizacija i poboljšanja radni element rotorskog tipa doživio je mnoge transformacije.

Jedan od prvih učinkovitih modela kavitacijskih pretvarača bio je Griggsov generator, koji je koristio disk rotor sa slijepim rupama na površini. Jedan od modernih analoga disk kavitacijskih generatora topline prikazan je na slici 4 u nastavku:


 Riža. 4: disk generator topline

Unatoč jednostavnosti dizajna, jedinice rotacijskog tipa prilično su složene za korištenje jer zahtijevaju preciznu kalibraciju, pouzdane brtve i usklađenost geometrijski parametri tijekom rada, što uzrokuje poteškoće u njihovom radu. Takve kavitacijske generatore topline karakterizira prilično nizak radni vijek - 2 - 4 godine zbog kavitacijske erozije kućišta i dijelova. Osim toga, oni stvaraju prilično veliko bučno opterećenje tijekom rada rotirajućeg elementa. Prednosti ovog modela uključuju visoku produktivnost - 25% više od klasičnih grijača.

Cjevasti

Statički generator topline nema rotirajućih elemenata. Proces zagrijavanja u njima nastaje zbog kretanja vode kroz cijevi koje se sužavaju po duljini ili zbog ugradnje Lavalovih mlaznica. Voda se u radni element dovodi pomoću hidrodinamičke pumpe, koja stvara mehaničku silu fluida u suženom prostoru, a pri prelasku u širu šupljinu nastaju kavitacijski vrtlozi.

Za razliku od prethodnog modela, cijevna oprema za grijanje ne stvara mnogo buke i ne troši se tako brzo. Tijekom montaže i rada nema potrebe za brigom o preciznom balansiranju, au slučaju uništenja grijaći elementi njihova zamjena i popravak koštat će mnogo manje od rotacijskih modela. Nedostaci cijevnih generatora topline uključuju znatno nižu produktivnost i glomazne dimenzije.

Ultrazvučni

Ova vrsta uređaja ima rezonatorsku komoru podešenu na određenu frekvenciju zvučnih vibracija. Na ulazu je postavljena kvarcna ploča koja proizvodi oscilacije kada se dovode električni signali. Vibracija ploče stvara valni efekt unutar tekućine, koji dolazi do stijenki rezonatorske komore i reflektira se. Tijekom povratnog gibanja valovi nailaze na izravne vibracije i stvaraju hidrodinamičku kavitaciju.


 Riža. 5: Princip rada ultrazvučnog generatora topline

Zatim se mjehurići odnose protokom vode kroz uske ulazne cijevi toplinske instalacije. Kada se kreću u široko područje, mjehurići se kolabiraju, oslobađajući toplinsku energiju. Ultrazvučni generatori kavitacije također imaju dobre radne karakteristike, budući da nemaju rotirajuće elemente.

Primjena

U industriji i svakodnevnom životu, kavitacijski generatori topline našli su primjenu u raznim područjima djelovanja. Ovisno o dodijeljenim zadacima, koriste se za:

  • Grijanje– unutar instalacija se mehanička energija pretvara u toplinsku, zbog čega se zagrijana tekućina kreće kroz sustav grijanja. Treba napomenuti da kavitacijski generatori topline mogu grijati ne samo industrijske objekte, već i cijela sela.
  • Grijanje tekuće vode– jedinica za kavitaciju može brzo zagrijati tekućinu, zbog čega lako može zamijeniti plinski ili električni bojler.
  • Miješanje tekućina– zbog razrjeđivanja u slojevima uz stvaranje malih šupljina, takve jedinice omogućuju postizanje odgovarajuće kvalitete miješanja tekućina koje se prirodno ne spajaju zbog različitih gustoća.

Prednosti i nedostatci

U usporedbi s drugim generatorima topline, kavitacijske jedinice imaju brojne prednosti i nedostatke.

Prednosti takvih uređaja uključuju:

  • Mnogo učinkovitiji mehanizam za stvaranje toplinske energije;
  • Troši znatno manje resursa od generatora goriva;
  • Može se koristiti za grijanje malih i velikih potrošača;
  • Potpuno ekološki - ne ispušta u okoliš štetne tvari tijekom rada.

Nedostaci kavitacijskih generatora topline uključuju:

  • Relativno velike dimenzije - električni modeli i modeli goriva imaju mnogo manje dimenzije, što je važno kada se instaliraju u već korištenu sobu;
  • Velika buka zbog rada pumpe za vodu i samog kavitacijskog elementa, što otežava ugradnju u kućanske prostore;
  • Neučinkovit odnos snage i učinka za prostorije male kvadrature (do 60 m2 isplativije je koristiti plin, tekuće gorivo ili ekvivalentnu električnu energiju s grijaćim tijelom).\

Uradi sam CTG

Najviše jednostavna opcija za prodaju kod kuće je kavitacijski generator cjevastog tipa s jednom ili više mlaznica za grijanje vode. Stoga, pogledajmo primjer proizvodnje upravo takvog uređaja; za to će vam trebati:

  • Pumpa – za grijanje svakako odaberite dizalicu topline koja se ne boji stalne izloženosti visokim temperaturama. Trebao bi osigurati radni izlazni tlak od 4 - 12 atm.
  • 2 manometra i čahure za njihovu ugradnju - postavljene s obje strane mlaznice za mjerenje tlaka na ulazu i izlazu kavitacijskog elementa.
  • Termometar za mjerenje količine zagrijavanja rashladne tekućine u sustavu.
  • Ventil za uklanjanje viška zraka iz kavitacijskog generatora topline. Instalira se na najvišoj točki sustava.
  • Mlaznica - mora imati promjer provrta od 9 do 16 mm; ne preporučuje se smanjivanje jer već u pumpi može doći do kavitacije, što će značajno smanjiti njezin vijek trajanja. Oblik mlaznice može biti cilindričan, stožast ili ovalan; s praktičnog gledišta, bilo koji će vam odgovarati.
  • Cijevi i spojni elementi(radijatori za grijanje ako nisu dostupni) - odabrani u skladu sa zadatkom, ali najjednostavnija je opcija plastične cijevi za lemljenje.
  • Automatsko uključivanje/isključivanje kavitacijskog generatora topline - u pravilu je vezan uz temperaturni režim, podešen da se gasi na cca 80ºC i uključuje kada padne ispod 60ºC. Ali možete sami odabrati način rada kavitacijskog generatora topline.

 Riža. 6: dijagram kavitacijskog generatora topline

Prije povezivanja svih elemenata, preporučljivo je nacrtati dijagram njihovog položaja na papiru, zidovima ili podu. Mjesta moraju biti udaljena od zapaljivih elemenata ili se potonji moraju ukloniti na sigurnu udaljenost od sustava grijanja.

Sastavite sve elemente kao što je prikazano na dijagramu i provjerite ima li curenja bez uključivanja generatora. Zatim pokušajte s kavitacijskim generatorom topline u radnom načinu rada; normalnim povećanjem temperature tekućine smatra se 3-5ºC u jednoj minuti.

Generator topline Yu. S. Potapova vrlo je sličan vrtložnoj cijevi J. Ranqueta, koju je izumio ovaj francuski inženjer kasnih 20-ih godina XX. stoljeća. Dok je radio na poboljšanju ciklona za pročišćavanje plinova od prašine, primijetio je da struja plina koja izlazi iz središta ciklona ima više niske temperature od napojnog plina koji se dovodi u ciklon. Već krajem 1931. godine Ranke je podnio zahtjev za izum izumljene naprave koju je nazvao "vrtložna cijev". No, patent je uspio dobiti tek 1934. godine, i to ne u svojoj domovini, već u Americi (američki patent br. 1952281.)

Francuski su se znanstvenici tada s nepovjerenjem odnosili prema ovom izumu i ismijavali izvještaj J. Ranqueta, izrečen 1933. godine na sastanku Francuskog fizikalnog društva. Jer, prema tim znanstvenicima, rad vrtložne cijevi, u kojoj se zrak koji joj se dovodi dijeli na tople i hladne tokove poput fantastičnog "Maxwellovog demona", proturječio je zakonima termodinamike. Ipak, vrtložna cijev je radila i kasnije pronađena široka primjena u mnogim područjima tehnologije, uglavnom za proizvodnju hladnoće.

Za nas je najzanimljiviji rad lenjingrađanina V. E. Finka, koji je skrenuo pozornost na niz paradoksa vrtložne cijevi, razvijajući vrtložni hladnjak plina za postizanje ultraniskih temperatura. Objasnio je proces zagrijavanja plina u prizidnom području vrtložne cijevi “mehanizmom širenja i kompresije valova plina” i otkrio infracrveno zračenje plina iz njegovog aksijalnog područja koje ima trakasti spektar, što nam je kasnije pomoglo razumjeti rad Potapovljevog vrtložnog generatora topline.

U Rankeovoj vrtložnoj cijevi, čiji je dijagram prikazan na slici 1, cilindrična cijev 1 povezana je na jednom kraju s spiralom 2, koja završava s ulazom mlaznice. pravokutni presjek, osiguravajući dovod komprimiranog radnog plina u cijev tangencijalno na obod njegove unutarnje površine. Na drugom kraju puž je zatvoren dijafragmom 3 s rupom u sredini, čiji je promjer znatno manji od unutarnjeg promjera cijevi 1. Kroz ovu rupicu strujanje hladnog plina izlazi iz cijevi 1, koja se dijeli tijekom svog vrtložnog kretanja u cijevi 1 na hladni (središnji) i vrući (periferni) dio. Vrući dio toka uz unutarnju površinu cijevi 1, rotirajući, kreće se do krajnjeg kraja cijevi 1 i napušta ga kroz prstenasti razmak između njegova ruba i konusa za podešavanje 4.

Slika 1. Rankeova vrtložna cijev: 1-cijev; 2- puž; 3- dijafragma s rupom u sredini; 4-konus za podešavanje.

Potpuna i dosljedna teorija vrtložne cijevi još uvijek ne postoji, unatoč jednostavnosti ovog uređaja. “Uglavnom” ispada da se plin, vrteći se u vrtložnoj cijevi, pod utjecajem centrifugalnih sila sabija na stijenke cijevi, zbog čega se ovdje zagrijava, kao što se zagrijava kada se sabija u pumpa. U aksijalnoj zoni cijevi, naprotiv, plin doživljava vakuum, a ovdje se hladi i širi. Odvođenjem plina iz prizidne zone kroz jednu rupu, a iz aksijalne kroz drugu, postiže se razdvajanje početnog toka plina na topli i hladni tok.

Tekućine su, za razliku od plinova, praktički nestlačive. Stoga, više od pola stoljeća, nitko nije ni pomislio da umjesto plina ili pare u vrtložnu cijev dovodi vodu. I autor se odlučio na naizgled beznadan pokus - u vrtložnu cijev je umjesto plina pustio vodu iz vodovoda.

Na njegovo iznenađenje, voda u vrtložnoj cijevi se podijelila u dvije struje različitih temperatura. Ali ne vruće i hladno, nego vruće i toplo. Budući da se pokazalo da je temperatura "hladnog" protoka nešto viša od temperature izvorne vode koju pumpa dovodi u vrtložnu cijev. Pažljiva kalorimetrija pokazala je da takav uređaj proizvodi više toplinske energije nego što je troši električni motor pumpa koja dovodi vodu u vrtložnu cijev.

Tako je rođen Potapovljev generator topline.

Dizajn generatora topline

Ispravnije je govoriti o učinkovitosti generatora topline - omjeru količine toplinske energije koju stvara i količine električne ili mehaničke energije koju troši izvana. Ali isprva, istraživači nisu mogli shvatiti gdje i kako se stvara višak topline u ovim uređajima. Čak se sugeriralo da je prekršen zakon održanja energije.

Slika 2. Shema vrtložnog generatora topline: 1-injekciona cijev; 2- puž; 3- vrtložna cijev; 4- dno; 5- ispravljač protoka; 6- okov; 7- ispravljač protoka; 8- premosnica; 9- cijev.

Vrtložni generator topline, čiji je dijagram prikazan na slici 2, spojen je injekcijskom cijevi 1 na prirubnicu centrifugalna pumpa(nije prikazano na slici), dovod vode pod pritiskom od 4-6 atm. Ulazeći u puž 2, sam tok vode se kovitla u vrtložnom kretanju i ulazi u vrtložnu cijev 3, čija je duljina 10 puta veća od njenog promjera. Vrtložni tok u cijevi 3 kreće se duž spiralne spirale u blizini stijenki cijevi do svog suprotnog (vrućeg) kraja, završavajući na dnu 4 s rupom u središtu za izlaz vrućeg toka. Ispred dna 4 pričvršćen je uređaj za kočenje 5 - ispravljač protoka, izrađen u obliku nekoliko ravnih ploča, radijalno zavarenih na središnju čahuru, koaksijalno s cijevi 3. U pogledu odozgo podsjeća na pernate zračne bombe ili rudnici.

Kada se vrtložni tok u cijevi 3 kreće prema ovom ispravljaču 5, u aksijalnoj zoni cijevi 3 stvara se protustruja. U njemu se voda, također rotirajući, kreće do armature 6, ugrađene u ravnu stijenku spirale 2 koaksijalno s cijevi 3 i dizajnirane za oslobađanje "hladnog" toka. U okov 6 izumitelj je ugradio još jedan ispravljač toka 7, sličan kočnom uređaju 5. On služi za djelomičnu pretvorbu rotacijske energije "hladnog" toka u toplinu. I izlazak iz toga Topla vodašalje se kroz obilaznicu 8 do vruće izlazne cijevi 9, gdje se miješa s vrućim protokom koji izlazi iz vrtložne cijevi kroz ispravljač 5. Iz cijevi 9, zagrijana voda teče ili izravno do potrošača ili do izmjenjivača topline (sve o ), prijenos topline u krug potrošača. U potonjem slučaju otpadna voda primarnog kruga (na nižoj temperaturi) vraća se u pumpu, koja je kroz cijev 1 ponovno dovodi u vrtložnu cijev.

Nakon pomnih i sveobuhvatnih testova i pregleda nekoliko primjeraka YUSMAR generatora topline, došli su do zaključka da nema grešaka, da je proizvedena toplina doista bila veća od mehaničke energije koja dolazi iz motora crpke koji opskrbljuje vodom generator topline i je jedini vanjski potrošač energije u ovom uređaju.

Ali nije bilo jasno odakle dolazi "dodatna" toplina. Postojale su pretpostavke o skrivenoj enormnoj unutarnjoj energiji vibracija "elementarnih oscilatora" vode, oslobođenih u vrtložnoj cijevi, pa čak io oslobađanju hipotetske energije fizičkog vakuuma u njegovim neravnotežnim uvjetima. Ali to su samo pretpostavke, koje nisu potkrijepljene posebnim izračunima koji potvrđuju eksperimentalno dobivene brojke. Samo jedno je bilo jasno: otkriven je novi izvor energije i činilo se da je to zapravo besplatna energija.

U prvim modifikacijama toplinskih instalacija Yu S. Potapov spojio je svoj vrtložni grijač, prikazan na slici 2, na izlaznu prirubnicu obične centrifugalne crpke za pumpanje vode. U isto vrijeme, cijela je struktura bila okružena zrakom (Ako ništa o grijanju kuće zrakom vlastitim rukama) i bila je lako dostupna za održavanje.

Ali učinkovitost pumpe, poput Učinkovitost elektromotora, manje od sto posto. Umnožak ovih učinkovitosti je 60-70%. Ostatak su gubici, koji idu uglavnom na zagrijavanje okolnog zraka. Ali izumitelj je nastojao zagrijati vodu, a ne zrak. Stoga je odlučio crpku i njezin elektromotor smjestiti u vodu koja će se grijati generatorom topline. Za ovo sam koristio potopnu (bušotinu) pumpu. Sada se toplina od zagrijavanja motora i pumpe više nije predavala zraku, već vodi koju je trebalo zagrijati. Tako se pojavila druga generacija vrtložnih toplinskih instalacija.

Potapovljev generator topline dio svoje unutarnje energije pretvara u toplinu, odnosno dio unutarnje energije svog radnog fluida - vode.

Ali vratimo se serijskim toplinskim jedinicama druge generacije. Kod njih je vrtložna cijev još uvijek bila u zraku na strani toplinski izolirane posude u koju je bila uronjena bušotinska motorna pumpa. Vruća površina vrtložne cijevi zagrijavala je okolni zrak, odnoseći dio topline namijenjene zagrijavanju vode. Bilo je potrebno cijev omotati staklenom vunom kako bi se ti gubici smanjili. A kako se ne bi nosili s tim gubicima, cijev je uronjena u posudu u kojoj su već bili motor i pumpa. Tako se pojavio posljednji serijski dizajn instalacije za grijanje vode, koji je dobio ime "USMAR".

Slika 3. Dijagram toplinske instalacije "YUSMAR-M": 1 - vrtložni generator topline, 2 - električna pumpa, 3 - kotao, 4 - cirkulacijska pumpa, 5 - ventilator, 6 - radijatori, 7 - upravljačka ploča, 8 - senzor temperature.

Instalacija YUSMAR-M

Instalacija YUSMAR-M ima vrtložni generator topline u kompletu s potopna pumpa postavljena u zajedničku posudu kotla s vodom (vidi sliku 3) tako da gubitak topline sa stijenki generatora topline, kao i toplina nastala tijekom rada motora pumpe, također ide na zagrijavanje vode i ne gubi se. Automatizacija povremeno uključuje i isključuje pumpu generatora topline, održavajući temperaturu vode u sustavu (ili temperaturu zraka u grijanoj prostoriji) unutar granica koje je odredio potrošač. Vanjska strana posude kotla prekrivena je slojem toplinske izolacije, koja ujedno služi i kao zvučna izolacija te čini buku generatora topline gotovo nečujnom, čak i neposredno uz kotao.

Instalacije "USMAR" namijenjene su za zagrijavanje vode i opskrbu sustavima autonomnih, industrijskih i upravnih zgrada, kao i za tuševe, kupke, kuhinje, praonice, umivaonike, za grijanje sušara poljoprivrednih proizvoda, cjevovoda viskoznih naftnih derivata do spriječiti njihovo smrzavanje na hladnoći i druge industrijske i kućne potrebe.

Slika 4. Fotografija toplinske instalacije "YUSMAR-M"

Instalacije YUSMAR-M napajaju se industrijskom trofaznom mrežom od 380 V, potpuno su automatizirane, isporučuju se kupcima sa svime što je potrebno za njihov rad i postavlja ih dobavljač po principu ključ u ruke.

Sve ove instalacije imaju istu kotlovsku posudu (vidi sliku 4), u koju se uranjaju vrtložne cijevi i motorne pumpe različite snage, odabirom najprikladnije za pojedinog kupca. Dimenzije posude kotla: promjer 650 mm, visina 2000 mm. Ove instalacije se preporučuju za upotrebu kako u industriji tako iu svakodnevnom životu (za grijanje stambenih prostorija opskrbom Vruća voda u baterijama za grijanje vode), dostupno Tehničke specifikacije TU U 24070270.001-96 i certifikat o sukladnosti ROSS RU. MHOZ. S00039.

Instalacije YUSMAR koriste se u mnogim poduzećima i privatnim kućanstvima, a korisnici su dobili stotine pohvalnih recenzija. Trenutno tisuće YUSMAR instalacija za grijanje uspješno rade u zemljama ZND-a i nizu drugih zemalja Europe i Azije.

Njihova primjena posebno je korisna u područjima do kojih plinovodi još nisu stigli i gdje su ljudi prisiljeni koristiti električnu energiju koja je iz godine u godinu sve skuplja za grijanje vode i grijanje prostorija.

Slika 5. Dijagram spajanja toplinske instalacije "YUSMAR-M" na sustav grijanja vode: 1 - generator topline "YUSMAR"; 2 - kružna pumpa; 3-upravljačka ploča; 4 - termostat.

YUSMAR instalacije za grijanje omogućuju uštedu trećine električne energije potrebne za grijanje vode i grijanje prostorija tradicionalne metode grijanje na struju.

Razvijene su dvije sheme za spajanje potrošača na toplinsku instalaciju YUSMAR-M: izravno na kotao (vidi sliku 5) - kada protok tople vode u sustavu potrošača nije podložan naglim promjenama (na primjer, za grijanje zgrade) , i kroz izmjenjivač topline (vidi sliku 6) - kada potrošnja vode potrošača varira tijekom vremena.

Instalacije grijanja USMAR nemaju dijelove koji se zagrijavaju na temperature iznad 100°C, što ove instalacije čini posebno prihvatljivim sa stajališta sigurnost od požara i sigurnosne mjere.

Slika 6. Dijagram spajanja toplinske instalacije "YUSMAR-M" na tuš kabinu: 1-generator topline "YUSMAR"; 2 - kružna pumpa; 3- upravljačka ploča; 4 - senzor temperature, 5 - izmjenjivač topline.