Últimamente se ha prestado mucha atención a las fuentes de energía alternativas. Esto está relacionado no sólo, y quizás no tanto, con el objetivo de mejorar la situación medioambiental en la Tierra, sino también con el aumento constante de los precios de la energía. Aunque muchos consumidores piensan en lo que la generación moderna dejará a sus descendientes.
De una forma u otra, el uso de diversas fuentes alternativas es cada vez más popular. Uno de los dispositivos cuyo funcionamiento se basa en un principio de generación de energía completamente nuevo es el generador de calor por cavitación. Recientemente, muchos fabricantes han dominado la producción de este tipo de unidades y aparecen en cantidades cada vez mayores en el mercado interno.
cual es la unidad
Este dispositivo puede considerarse un reemplazo completamente aceptable para cualquier caldera de calefacción. En él, el agua se calienta debido a la cavitación, durante la cual se forman espacios libres en el líquido y se llenan de burbujas. Se produce debido a una disminución de la presión resultante de un aumento en la velocidad de paso de la onda acústica. Sin embargo, existen otras explicaciones para el origen. Desde un punto de vista físico, este proceso se puede comparar con la ebullición del agua, pero la diferencia es que la caída de presión es local.
Vemos el vídeo, el ámbito de aplicación del equipo:
El ámbito de uso de los generadores de cavitación hoy en día no se limita únicamente a la calefacción. Se utilizan para limpiar depósitos en el interior de los intercambiadores de calor. Es más simple y conveniente que los métodos mecánicos u otros.
El calentamiento y depuración del agua de las piscinas también se puede realizar mediante una bomba de calor. Esto ocurre debido al proceso de cavitación que se presenta durante el funcionamiento del equipo.
Estos dispositivos también son populares en el sector industrial. Aquí se utiliza dicha agua para producir hormigón, que se diferencia del producido de forma habitual por sus mejores características de rendimiento.
Características de diseño del equipo.
¿Qué es tal unidad? La unidad principal que contiene es un generador de calor por cavitación, realizado en forma de bomba, con un perfil especial de la parte de flujo. A medida que el agua pasa a través de él, se calienta. Esto sucede debido a la formación de un flujo de vórtice. En él, las roturas por cavitación provocan el calentamiento del líquido. Además, cualquier anticongelante puede desempeñar el papel de refrigerante.
Mira el vídeo, dispositivo generador:
El calentamiento provoca un cambio en la composición química del líquido debido a una fuerte disminución de su presión. La energía liberada se puede utilizar para calefacción y es bastante económica.
Estas instalaciones suelen consumir 1,5 veces menos energía que los radiadores y otros sistemas. En este caso, el líquido que contienen se calienta en un circuito cerrado a medida que pasa a través del cavitador.
El principio de funcionamiento de este tipo de dispositivos es convertir un tipo de energía en otro. Este, a su vez, se convierte en calor y la diferencia entre emitido y consumido es bastante significativa.
Las ventajas de los generadores de calor por cavitación incluyen la posibilidad de su instalación sin ningún permiso. Esto se debe al hecho de que la electricidad se utiliza únicamente para operar el motor eléctrico.
Y aunque hoy en día ninguna de las teorías existentes puede describir completamente los procesos que ocurren en el cavitador, todavía se utilizan en todo el mundo y con bastante éxito. En cuanto a la investigación científica en este ámbito, se reduce a registrar las características de funcionamiento de instalaciones térmicas de este tipo.
Revisión de modelos populares.
A pesar de que el proceso de cavitación aún no se ha estudiado completamente, los especialistas de muchas empresas ya están desarrollando equipos que funcionan según sus principios. Además, algunos modelos ya se están preparando para la producción en serie. Son instalaciones eléctricas que se utilizan para calentar y preparar agua caliente.
Marca del generador de calor TC1.
Pero también hay modelos ya producidos. Como ejemplo, considere el generador de calor por cavitación TC1. Se trata de un dispositivo moderno y muy eficaz con un amplio espectro de acción. Se puede utilizar para sistemas de calefacción, ventilación y preparación de agua caliente.
El dispositivo está equipado con un motor estándar de 3000 rpm, alimentado por una red de 380 V. Está instalado en el mismo bastidor con un activador encargado de convertir la energía mecánica en energía térmica.
Los generadores de calor por cavitación se fabrican en algunos países de la CEI. Además, los diferentes fabricantes tienen sus propios nombres.
Modelo VTG – 2.2
Las siguientes empresas son las más famosas en el espacio postsoviético:
- YUSMAR (Moldavia);
- YurLe and Co (Bielorrusia);
- Tekmash (Ucrania);
- Gravitón (Rusia).
Pero todavía es bastante difícil comprar un dispositivo de este tipo, por lo que sus precios están inflados. Por ejemplo, para un generador de calor por cavitación doméstico con una potencia de hasta 50 kW, el precio promedio es de 50 a 55 mil rublos.
Si consideramos los modelos de vórtice, su diseño es más simple, pero la eficiencia de dichos equipos es algo menor. Hoy en día, sólo unas pocas empresas ofrecen en el mercado productos de esta clase. Entre ellos, NPP New Technologies produce una bomba de choque hidráulica rotativa de la marca Radex.
Los modelos Tornado y Vektorplus de amortiguadores electrohidráulicos y hidráulicos son fabricados por la empresa bielorrusa Yurle-K. Puede comprarlos en concesionarios y tiendas de los países de la CEI.
Algunas fábricas rusas producen equipos similares. Su línea incluye principalmente unidades de baja potencia. De ellos, el más pequeño es el VTG - 2.2. Es capaz de calentar un edificio con un volumen no superior a 90 m³. El principio de funcionamiento es idéntico al de dispositivos similares. Se instala un tornillo en el rotor del motor generador de calor y un flujo de líquido lo atraviesa. Después del calentamiento, se suministra a la tubería de calefacción. El costo de este modelo no supera los 34 mil rublos.
Los dispositivos con potencia media incluyen generadores de calor por cavitación VTG-30. Este modelo está diseñado para casas con un volumen de hasta 1400 m³. Sin embargo, es necesario adquirir un armario de control con él. En este caso, el proceso de calentamiento del líquido estará completamente automatizado. Pero un dispositivo de este tipo cuesta alrededor de 150 mil rublos.
Veamos un poco el vídeo sobre los generadores de calor de vórtice:
Los fabricantes de Izhevsk producen generadores de calor de vórtice de cavitación ITPO. Están equipados con un motor y una boquilla cilíndrica. Trabajando en modo bomba, la unidad bombea líquido. Entonces se crea un flujo de vórtice que se puede detener mediante un dispositivo de frenado. Es en esta etapa cuando se calienta el refrigerante.
Si cree en las declaraciones del fabricante, la eficiencia de este modelo puede alcanzar el 150%. Quizás sea este indicador el que atraiga a una gran audiencia de consumidores que desean comprar un generador de calor por cavitación para calentar su propia casa con el nuevo equipo.
Al abordar de cerca las cuestiones del aislamiento y la calefacción de una casa, a menudo nos encontramos con el hecho de que aparecen algunos dispositivos o materiales milagrosos que se posicionan como el avance del siglo. Tras un estudio más profundo, resulta que esto es sólo otra manipulación. Un ejemplo sorprendente de esto es un generador de calor por cavitación. En teoría, todo resulta muy rentable, pero hasta ahora en la práctica (en pleno funcionamiento) no ha sido posible demostrar la eficacia del dispositivo. O no hubo suficiente tiempo o las cosas no iban tan bien.
Una mirada crítica al generador de calor por cavitación.
Desde la perspectiva de un usuario normal, un generador de calor por cavitación genera cierta desconfianza. Así es la naturaleza humana. Según los inventores, este dispositivo produce una eficiencia del 300%. Es decir, una unidad que consume 1 kW de energía eléctrica produce 3 kW de calor. ¿Pero es esto realmente así?
En foros respetados se considera posible calentar agua por cavitación, pero la eficiencia de este proceso no supera el 60%. Pero, de hecho, nadie se toma en serio esta innovación. Sí, existe una patente para un generador de calor por cavitación, pero eso no significa nada. Por ejemplo, también existen certificados para ello y algunos contratistas incluso han presionado para tener la posibilidad de aislar con él las fachadas de edificios de gran altura en el marco del programa estatal. Sólo después de este aislamiento la gente llamó a los umbrales de los barcos para recuperar el dinero gastado, ya que la eficacia del aislamiento térmico líquido no ha sido confirmada en la práctica.
El inventor puede recibir una patente para su creación que, si se implementa con éxito, generará ingresos. Pero esto no garantiza que el dispositivo funcione según el algoritmo declarado en el futuro. Tampoco hay garantía de que se produzca en masa.
Al medir la eficiencia de los prototipos, se utilizó algún método astuto para calcular la eficiencia que un simple mortal no podría entender. Hay pocos detalles, ojos completamente borrosos. En términos generales, todo va bien sólo en teoría. Si la muestra funciona al 100%, ¿por qué los científicos aún no han recibido el Premio Nobel?
En varios foros, no pudimos encontrar una sola persona que calentara su casa con un generador de cavitación. No hay evidencia real de su efectividad. Puede encontrar un vídeo sobre este dispositivo en Internet, pero no hay una explicación clara de qué y cómo funciona, es una tontería y es extremadamente poco convincente. Creemos que no vale la pena considerar este método de calentar una casa.
¿Qué es la cavitación?
La cavitación es un fenómeno negativo que se produce debido a una diferencia de presión en un líquido. Cuando la presión del agua cae a una presión de vapor saturado, se produce ebullición. Aquí es cuando el líquido pasa parcialmente a un estado de vapor, es decir, se forman burbujas. Cuando la presión aumenta a un nivel superior al valor del vapor saturado, las burbujas estallan. Como resultado de la explosión se producen ondas de presión locales de hasta 7 mil bares. Estas ondas de presión se llaman cavitación.
Consecuencias de la cavitación:
- erosión de metales;
- corrosión por picaduras;
- la aparición de vibraciones.
Los inventores del generador de cavitación afirman que pudieron beneficiarse de este fenómeno negativo.
¿Hacerlo usted mismo?
Puede comprar un generador de calor por cavitación ya preparado, pero es poco probable que sea posible fabricar este dispositivo usted mismo de acuerdo con los dibujos. En el mejor de los casos, el resultado será una máquina ruidosa en la que no habrá cavitación. Además, antes de hacer cualquier cosa, es necesario preguntarse: "¿Por qué?". Hay muchas formas de calentar tu hogar:
Consecuencias de la cavitación.
- gas, combustible sólido , junto con los sistemas de calentamiento de agua;
Es raro que un propietario no intente ahorrar en calefacción o en el consumo de otras prestaciones, que cada año son más caras. Para que el sistema de calefacción de un local residencial o industrial sea económico, muchas personas recurren a diversos esquemas y métodos para generar energía térmica. Uno de los dispositivos adecuados para estos fines es un generador de calor por cavitación.
¿Qué es un generador de calor de vórtice?
Un generador de calor de vórtice de cavitación es un dispositivo simple que puede calentar eficazmente una habitación con un gasto mínimo de dinero. Esto ocurre debido al calentamiento del agua durante la cavitación: la formación de pequeñas burbujas de vapor en los lugares donde disminuye la presión del líquido, lo que ocurre durante el funcionamiento de la bomba o durante las vibraciones del sonido.
Un calentador de cavitación es capaz de convertir la energía mecánica en energía térmica, que se utiliza activamente en la industria, donde los elementos calefactores pueden fallar cuando se trabaja con un líquido que tiene una gran diferencia de temperatura. Un cavitador de este tipo es una alternativa para sistemas que funcionan con combustible sólido.
Ventajas de los calentadores de cavitación de vórtice:
- Sistema de calefacción económico;
- Alta eficiencia de calefacción;
- Disponibilidad;
- Posibilidad de montar con tus propias manos.
Desventajas del dispositivo:
- Al ensamblarlo usted mismo, es bastante difícil encontrar materiales para crear el dispositivo;
- Demasiada potencia para una habitación pequeña;
- Operación ruidosa;
- Dimensiones considerables.
Diseño estándar de un generador de calor y su principio de funcionamiento.
El proceso de cavitación se expresa en la formación de burbujas de vapor en un líquido, después de lo cual la presión disminuye lentamente a altos caudales.
Qué puede causar la formación de vapor:
- La aparición de acústica provocada por el sonido;
- Radiación de un pulso láser.
Las regiones de aire cerradas se mezclan con el agua y van a un lugar con alta presión, donde colapsan con la radiación de una onda de choque.
Principio de funcionamiento del aparato de cavitación:
- El chorro de agua se mueve a través del cavitador, donde la bomba crea presión de agua que ingresa a la cámara de trabajo;
- En las cámaras, el fluido aumenta la velocidad y la presión mediante varios tubos de diferentes tamaños;
- En el centro de la cámara los flujos se mezclan y aparece la cavitación;
- En este caso, las cavidades de vapor siguen siendo pequeñas y no interactúan con los electrodos;
- El líquido pasa al extremo opuesto de la cámara, desde donde regresa para el siguiente uso;
- El calentamiento se produce debido al movimiento y expansión del agua a la salida de la boquilla.
Así funciona un calentador de cavitación de vórtice. Su dispositivo es simple, pero le permite calentar la habitación de manera rápida y eficiente.
Calentador de cavitación y sus tipos.
Un calentador de cavitación puede ser de varios tipos. Para comprender qué generador necesita, debe comprender sus tipos.
Tipos de calentador de cavitación:
- Giratorio– el más popular de ellos es el aparato Griggs, que funciona mediante una bomba centrífuga rotativa. Exteriormente parece un disco con agujeros sin salida. Uno de esos agujeros se llama celda de Griggs. Los parámetros de estas celdas y su número dependen del tipo de generador y de la velocidad del accionamiento. El agua se calienta entre el estator y el rotor mediante su rápido movimiento a lo largo de la superficie del disco.
- Estático– no tiene elementos giratorios y la cavitación se crea mediante boquillas especiales (elementos Laval). La bomba genera presión de agua, lo que hace que se mueva rápidamente y se caliente. Las salidas de las boquillas son más estrechas que las anteriores y el líquido comienza a moverse aún más rápido. Debido a la rápida expansión del agua se produce cavitación, que finalmente produce calor.
Si eliges entre estos dos tipos, debes tener en cuenta que el rendimiento de un cavitador rotativo es mayor y no es tan grande como uno estático.
Es cierto que un calentador estático se desgasta menos debido a la ausencia de elementos giratorios. El dispositivo se puede utilizar hasta por 5 años y, si la boquilla falla, se puede reemplazar fácilmente, gastando mucho menos dinero en él que en un generador de calor en un cavitador giratorio.
Generador de calor por cavitación de bricolaje económico
Es muy posible crear un generador de vórtice casero con cavitación si estudia detenidamente los dibujos y diagramas del dispositivo y también comprende su principio de funcionamiento. El VTG de Potapov con una eficiencia del 93% se considera el más fácil de crear de forma independiente, cuyo circuito es adecuado tanto para uso doméstico como industrial.
Antes de comenzar a ensamblar el dispositivo, debe elegir la bomba adecuada según su tipo, potencia, energía térmica requerida y valor de presión.
Básicamente, todos los generadores de cavitación tienen forma de boquilla, que se considera la más simple y conveniente para este tipo de dispositivos.
Qué se necesita para crear un cavitador:
- Manómetros;
- Termómetro para medir la temperatura;
- Tuberías de salida y entrada con grifos;
- Válvulas para eliminar bolsas de aire del sistema de calefacción;
- Fundas para termómetro.
También es necesario controlar el tamaño de la sección transversal del orificio entre el difusor y el confusor. Debe tener entre 8 y 15 cm aproximadamente, ni más estrecho ni más ancho.
Esquema para crear un generador de cavitación:
- Selección de bomba– aquí debe decidir los parámetros necesarios. La bomba debe poder funcionar con líquidos a alta temperatura, de lo contrario se estropeará rápidamente. También debe poder crear una presión de trabajo de al menos 4 atmósferas.
- Creación de una cámara de cavitación.– Lo principal aquí es elegir el tamaño correcto de la sección transversal del canal de paso. La mejor opción es de 8-15 mm.
- Seleccionar una configuración de boquilla– Puede tener forma de cono, cilindro o simplemente redondeado. Sin embargo, la forma no es tan importante como el hecho de que el proceso de vórtice comienza tan pronto como el agua entra en la boquilla.
- Hacer un circuito de agua– exteriormente es un tubo curvo que sale de la cámara de cavitación. Está conectado a dos manguitos con un termómetro, dos manómetros y una válvula de aire, que se coloca entre la entrada y la salida.
Después de crear la carcasa, se debe probar el generador de calor. Para ello, se debe conectar la bomba a la electricidad y los radiadores al sistema de calefacción. Luego viene la conexión a la red.
Especialmente vale la pena observar las lecturas del manómetro y establecer la diferencia deseada entre la entrada y salida del líquido entre 8 y 12 atmósferas.
Generador de calor de bricolaje (video)
Un calentador de cavitación es una forma bastante interesante y económica de calentar una habitación. Es de fácil acceso y se puede crear de forma independiente si se desea. Para hacer esto, compre los materiales necesarios y haga todo de acuerdo con los diagramas. Y la eficacia del dispositivo no tardará en manifestarse.
Ecología del consumo. Propiedad: Para garantizar la calefacción más económica posible, los propietarios utilizan varios sistemas. Proponemos considerar cómo funciona un generador de calor por cavitación, cómo hacer un dispositivo con sus propias manos, así como su estructura y circuito.
Pros y contras de las fuentes de energía de cavitación.
Los calentadores de cavitación son dispositivos simples que convierten la energía mecánica de un fluido de trabajo en energía térmica. Básicamente, este dispositivo consta de una bomba centrífuga (para baños, pozos, sistemas de suministro de agua para casas privadas), que tiene un índice de eficiencia bajo. La conversión de energía en un calentador de cavitación se usa ampliamente en plantas industriales donde los elementos calefactores pueden dañarse si entran en contacto con un fluido de trabajo que tiene una gran diferencia de temperatura.
Diseño de generador de calor por cavitación.
Ventajas del dispositivo :
- Eficiencia;
- Suministro de calor económico;
- Disponibilidad;
- Puede montar un dispositivo doméstico de producción de energía térmica con sus propias manos. Como muestra la práctica, un dispositivo casero no es inferior en calidad a uno comprado.
Desventajas del generador. :
- Ruido;
- Es difícil conseguir materiales para la producción;
- La potencia es demasiado grande para una habitación pequeña de hasta 60-80 metros cuadrados, es más fácil comprar un generador doméstico;
- Incluso los minidispositivos ocupan mucho espacio (en promedio, al menos un metro y medio de espacio).
Principio de funcionamiento
"Cavitación" se refiere a la formación de burbujas en un líquido, de modo que el impulsor opera en una fase mixta (período de burbujas de líquido y gas) del entorno. Las bombas, por regla general, no están diseñadas para flujo de fase mixta (su funcionamiento destruye las burbujas, lo que hace que el generador de cavitación pierda eficiencia). Estos dispositivos térmicos están diseñados para inducir el flujo de fases mixtas como parte de la mezcla de fluidos, lo que da como resultado una conversión térmica.
Dibujo del generador de calor.
En los calentadores de cavitación comerciales, la energía mecánica impulsa el calentador de energía de entrada (por ejemplo, motor, unidad de control), provocando que el fluido que produce la energía de salida regrese a la fuente. Este almacenamiento convierte la energía mecánica en energía térmica con poca pérdida (normalmente menos del 1 por ciento), por lo que los errores de conversión se tienen en cuenta al realizar la conversión.
Un generador de energía de chorro de supercavitación funciona de manera un poco diferente. Un calentador de este tipo se utiliza en plantas de alta potencia, cuando la energía térmica de salida se transfiere a un líquido en un determinado dispositivo, su potencia excede significativamente la cantidad de energía mecánica necesaria para operar el calentador. Estos dispositivos son más eficientes energéticamente que los mecanismos de retorno, en particular porque no requieren controles ni ajustes regulares.
Existen diferentes tipos de este tipo de generadores. El tipo más común es el mecanismo giratorio hidrodinámico de Griggs. Su principio de funcionamiento se basa en el funcionamiento de una bomba centrífuga. Consta de tuberías, estator, carcasa y cámara de trabajo. Por el momento, hay muchas actualizaciones, la más simple es una bomba de agua de accionamiento giratorio o de disco (esférica). Es una superficie de disco en la que se perforan muchos agujeros diferentes de tipo ciego (sin salida), estos elementos estructurales se denominan células de Griggs. Sus parámetros dimensionales y su número dependen directamente de la potencia del rotor, el diseño del generador de calor y la velocidad del accionamiento.
Mecanismo hidrodinámico de Griggs
Hay un cierto espacio entre el rotor y el estator, que es necesario para calentar el agua. Este proceso se lleva a cabo mediante el rápido movimiento del líquido sobre la superficie del disco, lo que aumenta la temperatura. En promedio, el rotor se mueve a aproximadamente 3.000 rpm, lo que es suficiente para elevar la temperatura a 90 grados.
El segundo tipo de generador de cavitación suele denominarse estático. A diferencia de uno rotativo, no tiene piezas giratorias; para que se produzca la cavitación necesita boquillas; En particular, se trata de piezas del famoso Laval que están conectadas a la cámara de trabajo.
Para su funcionamiento se conecta una bomba convencional, como en un generador rotativo, que bombea presión en la cámara de trabajo, lo que asegura una mayor velocidad de movimiento del agua y, en consecuencia, un aumento de su temperatura. La velocidad del fluido en la salida de la boquilla está garantizada por la diferencia en los diámetros de las tuberías de avance y de salida. Su desventaja es que la eficiencia es significativamente menor que en uno rotativo, sobre todo porque es más grande y pesado.
Cómo hacer tu propio generador
La primera unidad tubular fue desarrollada por Potapov. Pero no recibió una patente por ello, porque... Hasta ahora, la justificación del funcionamiento de un generador ideal se considera “ideal” incompleta en la práctica; Schauberger y Lazarev también intentaron recrear el dispositivo; Por el momento, es costumbre trabajar según los dibujos de Larionov, Fedoskin, Petrakov, Nikolai Zhuk.
Generador de cavitación de vórtice Potapov
Antes de comenzar a trabajar, debe elegir una bomba de vacío o sin contacto (adecuada incluso para pozos) según sus parámetros. Para ello se deben tener en cuenta los siguientes factores:
- Potencia de la bomba (se realiza un cálculo por separado);
- Energía térmica requerida;
- La cantidad de presión;
- Tipo de bomba (impulso o reducción).
A pesar de la gran variedad de formas y tipos de cavitadores, casi todos los dispositivos industriales y domésticos se fabrican en forma de boquilla; esta forma es la más sencilla y práctica; Además, es fácil de actualizar, lo que aumenta significativamente la potencia del generador. Antes de comenzar a trabajar, preste atención a la sección transversal del orificio entre el confusor y el difusor. Debe hacerse no demasiado estrecho, pero tampoco ancho, aproximadamente de 8 a 15 cm. En el primer caso, aumentará la presión en la cámara de trabajo, pero la potencia no será alta, porque. El volumen de agua calentada será relativamente pequeño en comparación con el agua fría. Además de estos problemas, una pequeña diferencia en las secciones transversales contribuye a la saturación de oxígeno del agua entrante de la tubería de trabajo, este indicador afecta el nivel de ruido de la bomba y la aparición de fenómenos de cavitación en el propio dispositivo, lo que, en principio; , afecta negativamente su funcionamiento.
Generador de calor por cavitación
Los generadores de calor por cavitación de los sistemas de calefacción deben tener cámaras de expansión. Pueden tener diferentes perfiles en función de los requisitos y potencia requerida. Dependiendo de este indicador, el diseño del generador puede cambiar.
Consideremos el diseño del generador:
- La tubería por donde fluye el agua 1 está conectada mediante una brida a una bomba, cuya esencia es suministrar agua bajo una cierta presión a la cámara de trabajo.
- Una vez que el agua ingresa a la tubería, debe adquirir la velocidad y presión requeridas. Esto requiere diámetros de tubería especialmente seleccionados. El agua se mueve rápidamente hacia el centro de la cámara de trabajo, al llegar a la cual se mezclan varios flujos de líquido, después de lo cual se forma una presión de energía;
- Para controlar la velocidad del fluido, se utiliza un dispositivo de frenado especial. Debe instalarse en la salida y salida de la cámara de trabajo, esto a menudo se hace para productos derivados del petróleo (residuos de aceite, procesamiento o lavado), agua caliente en un electrodoméstico.
- A través de la válvula de seguridad, el líquido pasa al tubo opuesto, en el que el combustible es devuelto a su punto de partida mediante la bomba de circulación. Debido al movimiento constante se produce calor y calor, que se puede convertir en energía mecánica constante.
En principio, el trabajo es sencillo y se basa en un principio similar al del dispositivo de vórtice, incluso las fórmulas para calcular el calor producido son idénticas. Este:
Epot = - 2 Ekin
Donde Ekin =mV2/2 es el movimiento del Sol (valor cinético, no constante);
Muchos inventos útiles quedaron sin reclamar. Esto sucede debido a la pereza humana o al miedo a lo desconocido. Uno de estos descubrimientos durante mucho tiempo fue el generador de calor de vórtice. Ahora, en el contexto del ahorro total de recursos y el deseo de utilizar fuentes de energía respetuosas con el medio ambiente, los generadores de calor han comenzado a utilizarse en la práctica para calentar una casa u oficina. ¿Qué es esto? Un dispositivo que antes solo se desarrollaba en laboratorios, o una nueva palabra en ingeniería de energía térmica.
Sistema de calefacción con generador de calor Vortex.
Principio de funcionamiento
La base del funcionamiento de los generadores de calor es la conversión de energía mecánica en energía cinética y luego en energía térmica.
A principios del siglo XX, Joseph Rank descubrió la separación de una corriente de aire vórtice en fracciones frías y calientes. A mediados del siglo pasado, el inventor alemán Hilsham modernizó el dispositivo de tubo de vórtice. Al poco tiempo, el científico ruso A. Merkulov puso agua en lugar de aire en la tubería Ranke. En la salida, la temperatura del agua aumentó significativamente. Es este principio el que subyace al funcionamiento de todos los generadores de calor.
Al pasar a través de un vórtice de agua, el agua forma muchas burbujas de aire. Bajo la influencia de la presión del líquido, las burbujas se destruyen. Como resultado, se libera una parte de la energía. El agua se está calentando. Este proceso se llama cavitación. El funcionamiento de todos los generadores de calor de vórtice se calcula según el principio de cavitación. Este tipo de generador se llama “cavitación”.
Tipos de generadores de calor
Todos los generadores de calor se dividen en dos tipos principales:
- Giratorio. Un generador de calor en el que se crea un flujo de vórtice mediante un rotor.
- Estático. En estos tipos, se crea un vórtice de agua mediante tubos de cavitación especiales. La presión del agua es producida por una bomba centrífuga.
Cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas, que conviene analizar con más detalle.
Generador de calor rotativo
El estator de este dispositivo es la carcasa de una bomba centrífuga.
Los rotores pueden ser diferentes. En Internet existen muchos esquemas e instrucciones para su implementación. Los generadores de calor son más bien un experimento científico, en constante desarrollo.
Diseño de generador rotativo.
El cuerpo es un cilindro hueco. La distancia entre el cuerpo y la parte giratoria se calcula individualmente (1,5-2 mm).
El calentamiento del medio se produce debido a su fricción con la carcasa y el rotor. A esto ayudan las burbujas que se forman debido a la cavitación del agua en las celdas del rotor. El rendimiento de estos dispositivos es un 30% mayor que el de los estáticos. Las instalaciones son bastante ruidosas. Tienen un mayor desgaste de piezas debido a la exposición constante a un ambiente agresivo. Se requiere un seguimiento constante: del estado de los retenes, retenes, etc. Esto complica y aumenta significativamente el coste de mantenimiento. Rara vez se utilizan para instalar calefacción en el hogar; han encontrado una aplicación ligeramente diferente: calentar grandes instalaciones industriales.
Modelo de cavitador industrial.
Generador de calor estático
La principal ventaja de estas instalaciones es que en ellas nada gira. La electricidad se gasta únicamente en el funcionamiento de la bomba. La cavitación se produce mediante procesos físicos naturales en el agua.
La eficiencia de este tipo de instalaciones supera en ocasiones el 100%. El medio para los generadores puede ser líquido, gas comprimido, anticongelante, anticongelante.
La diferencia entre las temperaturas de entrada y salida puede alcanzar los 100⁰С. Cuando se trabaja con gas comprimido, se sopla tangencialmente hacia la cámara de vórtice. Él acelera en él. Al crear un vórtice, el aire caliente pasa a través de un embudo cónico y el aire frío regresa. Las temperaturas pueden alcanzar los 200⁰С.
Ventajas:
- Puede proporcionar una gran diferencia de temperatura entre los extremos frío y caliente y operar a baja presión.
- La eficiencia no es inferior al 90%.
- Nunca se sobrecalienta.
- A prueba de fuego y explosión. Puede usarse en ambientes explosivos.
- Proporciona un calentamiento rápido y eficiente de todo el sistema.
- Se puede utilizar tanto para calefacción como para refrigeración.
Actualmente no se utiliza con suficiente frecuencia. Un generador de calor por cavitación se utiliza para reducir el coste de calentar una casa o un local industrial en presencia de aire comprimido. La desventaja sigue siendo el coste bastante elevado del equipo.
Generador de calor Potapov
Popular y más estudiada es la invención del generador de calor Potapov. Se considera un dispositivo estático.
La fuerza de presión en el sistema es creada por una bomba centrífuga. Se suministra un chorro de agua a alta presión al caracol. El líquido comienza a calentarse debido a la rotación a lo largo del canal curvo. Ella cae en el tubo del vórtice. El metraje de la tubería debe ser decenas de veces mayor que el ancho.
Diagrama del dispositivo generador
- Rama de tubería
- Caracol.
- Tubo de vórtice.
- Freno superior.
- Plancha de agua.
- Acoplamiento de acoplamiento.
- Anillo de freno inferior.
- Derivación.
- Ramal.
El agua pasa a través de una espiral helicoidal ubicada a lo largo de las paredes. A continuación se instala un dispositivo de frenado para retirar parte del agua caliente. El chorro se nivela ligeramente mediante placas fijadas al manguito. En el interior hay un espacio vacío conectado a otro dispositivo de frenado.
El agua a alta temperatura asciende y un flujo de líquido frío en forma de vórtice desciende a través del espacio interno. El flujo frío entra en contacto con el flujo caliente a través de las placas del manguito y se calienta.
El agua caliente desciende al anillo de freno inferior y se calienta aún más debido a la cavitación. El flujo calentado del dispositivo de frenado inferior pasa a través del bypass hacia el tubo de salida.
El anillo de freno superior tiene un paso cuyo diámetro es igual al diámetro del tubo de vórtice. Gracias a ello, el agua caliente puede entrar en la tubería. Se produce una mezcla de flujo caliente y tibio. Luego el agua se utiliza para el fin previsto. Generalmente para calentar locales o necesidades domésticas. El retorno está conectado a la bomba. La tubería llega a la entrada del sistema de calefacción de la casa.
Para instalar un generador de calor Potapov, se requiere cableado diagonal. Se debe suministrar refrigerante caliente al conducto superior de la batería y el refrigerante frío saldrá por el conducto inferior.
El propio generador de Potapov.
Existen muchos modelos de generadores industriales. Para un artesano experimentado, no será difícil hacer un generador de calor de vórtice con sus propias manos.:
- Todo el sistema debe estar bien sujeto. Usando esquinas, se hace un marco. Se puede utilizar soldadura o atornillado. Lo principal es que la estructura sea duradera.
- Un motor eléctrico está montado en el marco. Se selecciona según el área de la habitación, las condiciones externas y el voltaje disponible.
- La bomba de agua está montada en el marco. A la hora de elegirlo ten en cuenta:
- se requiere una bomba centrífuga;
- el motor tiene suficiente fuerza para girar;
- la bomba debe soportar líquidos a cualquier temperatura.
- La bomba está conectada al motor.
- Se fabrica un cilindro de 500 a 600 mm de largo a partir de un tubo grueso con un diámetro de 100 mm.
- Es necesario hacer dos cubiertas de metal plano y grueso:
- uno debe tener un agujero para la tubería;
- el segundo debajo del jet. Se hace un chaflán en el borde. Resulta ser una boquilla.
- Es mejor fijar las tapas al cilindro mediante una conexión roscada.
- El jet se encuentra en el interior. Su diámetro debe ser la mitad menor que ¼ del diámetro del cilindro.
Un agujero muy pequeño provocará un sobrecalentamiento de la bomba y un rápido desgaste de las piezas.
- El tubo lateral de la boquilla está conectado al suministro de la bomba. El segundo está conectado al punto superior del sistema de calefacción. El agua enfriada del sistema está conectada a la entrada de la bomba.
- El agua bajo presión de la bomba se suministra a la boquilla. En la cámara del generador de calor, su temperatura aumenta debido a los flujos de vórtice. Luego se suministra a la calefacción.
Circuito generador de cavitación
- Chorro.
- Eje del motor eléctrico.
- Tubo de vórtice.
- Boquilla de entrada.
- Tubería de salida.
- Amortiguador de vórtice.
Para regular la temperatura, se coloca una válvula detrás de la tubería. Cuanto menos abierto esté, más tiempo estará el agua en el cavitador y mayor será su temperatura.
Cuando el agua pasa por la boquilla, se obtiene una fuerte presión. Golpea la pared opuesta y gira debido a esto. Al colocar un obstáculo adicional en medio del flujo, se pueden lograr mayores retornos.
Amortiguador de vórtice
El funcionamiento del amortiguador de vórtice se basa en lo siguiente:
- Se hacen dos anillos, de 4-5 cm de ancho y de diámetro ligeramente menor que el cilindro.
- Se cortan 6 placas de ¼ de longitud del cuerpo del generador de metal grueso. El ancho depende del diámetro y se selecciona individualmente.
- Las placas se fijan dentro de los anillos uno frente al otro.
- El amortiguador se inserta frente a la boquilla.
Continúa el desarrollo de generadores. Para aumentar el rendimiento, puedes experimentar con el amortiguador.
Como resultado del trabajo, se produce una pérdida de calor a la atmósfera. Para eliminarlos, puedes realizar aislamiento térmico. Primero está hecho de metal y luego se reviste con cualquier material aislante en la parte superior. Lo principal es que puede soportar temperaturas de ebullición.
Para facilitar la puesta en servicio y el mantenimiento del generador Potapov, es necesario:
- pintar todas las superficies metálicas;
- haga todas las piezas con metal grueso para que el generador de calor dure más;
- Durante el montaje, tiene sentido realizar varias tapas con diferentes diámetros de orificio. La opción óptima para un sistema determinado se selecciona experimentalmente;
- Antes de conectar a los consumidores, después de haber conectado el generador, es necesario verificar su estanqueidad y funcionamiento.
Circuito hidrodinámico
Para una instalación adecuada de un generador de calor de vórtice, se requiere un circuito hidrodinámico.
Diagrama de conexión del circuito
Para hacerlo necesitas:
- manómetro de salida, para medir la presión en la salida del cavitador;
- termómetros para medir la temperatura antes y después del generador de calor;
- válvula de alivio para eliminar bolsas de aire;
- grifos de entrada y salida;
- Manómetro de entrada para controlar la presión de la bomba.
El circuito hidrodinámico simplificará el mantenimiento y seguimiento del sistema.
Si tienes una red monofásica, puedes utilizar un convertidor de frecuencia. Esto le permitirá aumentar la velocidad de rotación de la bomba y seleccionar la correcta.
Se utiliza un generador de calor de vórtice para calentar una casa y suministrar agua caliente. Tiene una serie de ventajas sobre otros calentadores:
- la instalación de un generador de calor no requiere permisos;
- El cavitador funciona de forma autónoma y no requiere un seguimiento constante;
- es una fuente de energía respetuosa con el medio ambiente y no produce emisiones nocivas a la atmósfera;
- seguridad total contra incendios y explosiones;
- menor consumo de electricidad. Eficiencia innegable, la eficiencia se acerca al 100%;
- el agua en el sistema no forma incrustaciones, no se requiere tratamiento de agua adicional;
- se puede utilizar tanto para calefacción como para suministro de agua caliente;
- Ocupa poco espacio y se instala fácilmente en cualquier red.
Teniendo todo esto en cuenta, el generador de cavitación tiene cada vez más demanda en el mercado. Este tipo de equipo se utiliza con éxito para calentar locales residenciales y de oficinas.
Video. Generador de calor de vórtice de bricolaje.
Se está estableciendo la producción de tales generadores. La industria moderna ofrece generadores rotativos y estáticos. Están equipados con dispositivos de control y sensores de protección. Puede elegir un generador para instalar calefacción en habitaciones de cualquier tamaño.
Los laboratorios científicos y los artesanos continúan experimentando para mejorar los generadores de calor. Quizás pronto el generador de calor de vórtice ocupe el lugar que le corresponde entre los dispositivos de calefacción.