Балансировка системы отопления в частном, многоэтажном доме

Балансировка системы отопления в частном доме: Как распределить тепло по комнатам

Для правильной работы системы отопления необходимо провести ее балансировку. Эта процедура не только повысит комфорт, но и поможет сэкономить на отоплении.

Балансировка системы отопления в частном доме зачастую является необходимой процедурой. Как правило, выполнять ее нужно еще при изначальном обустройстве. Впрочем, иногда хозяевам везет, и даже пропуск данной операции никак не влияет на качество домашнего отопления.

Балансировка системы отопления

  • Симптомы неполадок
  • Необходимые инструменты
  • Работа с однотрубной и двухтрубной системой
  • Работа с лучевой разводкой и теплыми полами

Однако бывают и другие ситуации. Например, если вы при входе в самую дальнюю от котельной комнату замечаете, что там определенно гораздо холоднее, чем в других, то это повод задуматься о равномерности распределения теплоносителя.

Дело в том, что любая жидкость, согласно одному из основных гидравлических законов, предпочитает течь по пути наименьшего сопротивления. Если предоставить теплоносителю идти так, как вздумается, то он не станет заботиться о том, чтобы равномерно прогреть все радиаторы, находящиеся в доме. Вот почему балансировка зачастую просто необходима.

Симптомы неполадок

Стоит сразу сказать, что просто из любви к искусству лезть к вентилям не нужно. У многих специалистов технической направленности есть любимая фраза: «Работает — не трогай». Здесь ее тоже вполне можно применить. Если вы не замечаете каких-либо негативных признаков в работе отопительной системы, то пусть она функционирует в текущем режиме. Если вы наобум покрутите краны, то можете, наоборот, все разбалансировать, и потом придется это исправлять.

Давайте рассмотрим те явления, которые являются явными признаками отсутствия балансировки:

  • разница температур в помещениях. Как уже говорилось выше, при некачественной балансировке или полном ее отсутствии в одних комнатах будет гораздо холоднее, чем в других. Самые близкие к котлу помещения будут мучить вас удушливой жарой, а в самых дальних вы будете мерзнуть;
  • одна из батарей отопления постоянно журчит. Такой шум свидетельствует о неполадках в токе теплоносителя;
  • теплый пол, залитый бетонной стяжкой, неравномерно прогревает поверхность.

Если вы только что смонтировали новую отопительную систему, то она априори нуждается в балансировке, независимо от наличия каких-либо признаков.

Следует учесть, что далеко не каждая проблема в работе отопительной системы связана с ее балансировкой. Наоборот, бывают случаи, когда проводить эту операцию абсолютно бессмысленно:

  • завоздушенность системы;
  • протечка;
  • образование засора;
  • нарушение работоспособности расширительного бака.

Все эти факторы могут привести к неравномерному прогреву помещений. Балансировка здесь не поможет. Нужно устранять причину, по которой нарушена работоспособность системы. Например, чтобы разобраться с завоздушенностью, воспользуйтесь кранами Маевского, которые обычно установлены на радиаторах. С их помощью можно легко и быстро изгнать воздух из того места, где ему быть не положено. Как только справитесь с воздушной пробкой, ток теплоносителя сразу восстановится.

Что касается других причин, то все очевидно. Протечку нужно заделать (или заменить поврежденный элемент на новый), засор устранить, расширительный бак починить (как правило, проблема заключается в разрыве мембраны). Только после этого, если проблемы с распределением теплоносителя все же сохраняются, можно провести балансировку.

Если вы живете во многоквартирном доме, то вопрос, как отбалансировать систему, не стоит. Напротив, своими руками вам туда лезть вообще нельзя, поскольку любые неверные действия негативно скажутся не только на вашей квартире, но и на соседских. Если вы заметили проблемы с отоплением в таком жилище, то обратитесь в управляющую компанию — решение подобных ситуаций находится исключительно в их компетенции.

Что касается частного дома с автономной системой отопления, некоторые хозяева считают, что можно просто регулировать поток теплоносителя в радиаторах с помощью обычных запорных шаровых кранов. На самом деле, это не так.

То есть, если вы откроете такой кран всего наполовину, то объем поступающей жидкости, конечно, снизится, тем самым изменится и температура в помещении. Но вот с запорным оборудованием вскоре возникнут проблемы. Шаровой кран не предназначен для таких манипуляций, его жизненные принципы просты: ему необходимо быть либо полностью открытым, либо полностью закрытым. Любые полумеры ухудшают его работоспособность, а затем и вовсе выводят из строя.

Поэтому балансировку нужно проводить, как говорится, с умом. А о том, как это сделать, расскажем сейчас подробно.

Необходимые инструменты

Если вы спросите профессионала по сантехническим работам, какой прибор понадобится для проведения операции балансировки, то, скорее всего, услышите про тепловизор. Он используется для определения уровня прогрева всех элементов отопительной системы. Но стоимость такой «машинки» довольно высока. Покупать прибор ради одной операции смысла нет. В принципе, можете попробовать взять его в аренду, если найдете. Но давайте все же попробуем обойтись более простыми и доступными средствами.

Например, вам вполне достаточно будет следующих вещей:

  • электронный контактный термометр. Необходим для измерения температуры нагрева отопительного оборудования;
  • отвертка;
  • ключ-шестигранник, с помощью которого производится поворот штока балансировочного клапана;
  • бумага и маркер или карандаш.
Читайте также:
Почему появляется воздух в системе отопления и как его убрать?

В идеале, надо бы запастись схемой разводки, по которой собиралась отопительная система. Но зачастую проектная документация попросту отсутствует, ибо сборка производилась по временным зарисовкам и практически «на коленке».

В таком случае, придется восполнить недостающее. Вам нужно сделать на бумаге хотя бы примерную зарисовку того, как располагаются все элементы отопительной системы. На этом плане необходимо указать, в какой последовательности радиаторы подключены к контуру и насколько они удалены от котельной.

Вторым этапом подготовки является промывка грязевика, расположенного на входе в отопительный котел. Затем разогрейте отопительный прибор до максимальной мощности. Как правило, температура теплоносителя при этом должна составлять примерно 80 градусов. Этот процесс не зависит от того, какая погода стоит на улице — разогревать все равно нужно.

Работа с однотрубной и двухтрубной системой

Стоит сразу сказать, что процедура балансировки различается в зависимости от того, с какой системой вы работаете. Для однотрубной и двухтрубной процедура одна, для коллекторной и теплых полов — другая. Начнем с первой.

Суть процедуры проста. Необходимо сначала измерить текущий температурный режим у всех радиаторов. При обнаружении критической разницы в показателях гармония достигается путем регулировки потока с помощью специальных балансировочных кранов, расположенных у входа в батарею. Пошагово процедура выглядит следующим образом.

  1. После того как котел прогрел теплоноситель до максимально возможной температуры, откройте все клапаны, отвечающие за регулировку тока.
  2. измерьте температуру жидкости на выходе ее из котла. Для этого необходимо приложить электронный контактный термометр к тому патрубку, с помощью которого к водонагревателю подсоединяется труба, ведущая к радиаторам и прочим отопительным приборам.
  3. Перейдите к радиатору, который расположен ближе всего к котельной. По очереди приложите термометр к трубам, по которым теплоноситель подается и уходит. В идеале, разница температур должна составлять не более 10 градусов между притоком и оттоком. Если этот показатель в норме, то с данным радиатором проблем нет.
  4. Произведите проверку каждого радиатора точно так же, как описано в третьем пункте. Результаты наблюдений обязательно записывайте.
  5. Теперь сравните показатели, полученные на входной трубе первой и последней батареи в контуре. Если разница находится в пределах двух градусов, то у первой пары радиаторов прикройте балансировочные вентили на пол-оборота или на целый оборот. Затем снова произведите измерения.
  6. Когда добьетесь таким образом разницы от трех до семи градусов между первой и последней батареей, у первых двух радиаторов снова прикройте вентили, теперь уже процентов на 50–70. У обогревателей, расположенных в середине контура, произведите ту же процедуру, но на 30–40 процентов. Радиаторы, завершающие систему, не трогайте.
  7. После проведения всех этих процедур подождите полчаса. За это время радиаторы прогреются уже с учетом нововведений. Снова произведите замеры. Если разница между первым и последним радиатором составляет 2–3 градуса, то все нормально. Если нет, то снова повторите настройку каждого обогревателя. Вентили следует перекрывать понемногу, на четверть или половину оборота. Когда добьетесь того, чтобы температура во всех прогретых батареях стала одинаковой, процедура будет завершена.

Такая процедура прекрасно подходит для балансировки двухтрубной закрытой отопительной системы. Конечно, количество оборотов вентилей во время регулировки может варьироваться — все зависит от конкретно вашего дома. Поэтому не поворачивайте их сразу сильно, лучше все делать постепенно. С помощью терпения и регулярных замеров вы сможете добиться идеального результата.

Что касается однотрубной системы, к контуру которой обычно подсоединено не более четырех радиаторов, то она не нуждается в таком дотошном подходе. Как правило, ее регулировка производится путем небольшого перекрытия притока теплоносителя в батарею, которая размещена ближе всех к нагревательному котлу.

Работа с лучевой разводкой и теплыми полами

Как уже упоминалось выше, для коллекторной разводки используется несколько иная процедура. Она подходит как для радиаторов, так и для теплых полов — в общем, для балансировки всей системы, подключенной к одному узлу.

Настройка может осуществляться двумя разными способами. Для первого из них на коллекторе должны иметься ротаметры. Эти элементы представляют собой прозрачные колбы и являются расходомерами. Для балансировки вам потребуется произвести некоторые расчеты. При этом используется следующая формула:

Буквой G в данном случае обозначается массовый расход нагретого теплоносителя, который течет по контуру. Единица измерения — кг/ч. Буква Q обозначает количество тепловой энергии, которая должна выделяться отопительным контуром, оно измеряется в Вт. Что касается Δt, то это разность температур, полученных на входе в петлю контура и на выходе из нее. Расчетное значение данного параметра составляет 10 градусов.

Таким образом, вы можете посчитать, сколько литров нагретого теплоносителя должно проходить через определенный участок контура за минуту. Необходимое количество выделяемого тепла можно посчитать, исходя из стандартных значений. Согласно им, на каждый квадратный метр площади необходимо 100 Вт.

Приведем пример расчета. Допустим, площадь вашей комнаты составляет 20 м2. Значит, на ее обогрев необходимо 2 кВт тепловой энергии. Подставляем полученное значение в формулу, приведенную выше, и получаем следующий результат:

Читайте также:
Утечка в системе отопления: как обнаружить и устранить

На расходомерах значения указываются в л/мин, поэтому необходимо конвертировать значение, поделив полученный показатель на 60. Получается примерно 2,87 л/мин.

После проведения расчетов процедура балансировки осуществляется следующим образом.

  1. Заполните и опрессуйте отопительный контур. Нагревательный котел можно при этом не включать. А вот циркуляционный насос обязательно требуется запустить.
  2. Термостатические вентили на второй части коллектора перекройте, это делается вручную с помощью специальных колпачков.
  3. Теперь откройте первый вентиль. Произведите настройку ротаметра, который ему соответствует, с помощью нижнего кольца — его нужно вращать. Таким образом, задайте определенный уровень расхода теплоносителя.
  4. После того как разберетесь с первой группой вентиль + расходомер, закройте этот кран и переходите ко второй паре.
  5. Таким образом, по очереди произведите настройку каждого ротаметра. В завершение откройте их все и проверьте, правильно ли каждое устройство показывает расход теплоносителя.

Если ротаметров нет, то процесс производится по результатам измерения температуры в петлях контура. Процедура в таком случае будет довольно муторной и долгой.

Если вам необходима балансировка не теплого пола, а радиаторов, подключенных с помощью лучевой разводки, то все делается точно так же. Для большей уверенности можно ориентироваться и на коллекторные ротаметры, и на температурные замеры. Уверены, что после прочтения сегодняшней статьи проблем с балансировкой у вас не возникнет. Успехов!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Балансировка системы отопления. 3 интересных способа

Согласно закону гидродинамики, любая жидкость выберет путь, на котором она будет испытывать минимальное сопротивление. На практике, в автономной нагревательной сети дома, рабочая жидкость «отправляется» к первому теплообменнику или самому короткому по протяженности контуру системы отопления «теплый пол». Как следствие, наблюдается разность температур в различных комнатах. Для ее выравнивания, домовладельцу необходимо выполнить гидравлическую балансировку отопительной системы, о которой и пойдет речь в нашей статье.

Что такое балансировка системы теплоснабжения?

Гидравлическая балансировка системы — это способ улучшения работы комплекса отопительной системы. Целью выполнения гидравлической балансировки является обеспечение равномерного поступления тепловой энергии к каждому из потребителей (батареи, системы отопления «теплый пол», полотенцесушители и так далее). Благодаря более эффективному распределению тепла, достигается существенное уменьшение объема рабочей жидкости, которая циркулирует в системе теплоснабжения дома. Правильно выполненная гидравлическая балансировка позволит снизить до 20% расходов, шедших на отопление дома.

Зачем нужна гидравлическая балансировка?

Независимо от типа смонтированной отопительной системы, она должна доставлять рассчитанное проектировщиком количество теплоносителя, который в свою очередь должен нагреть радиатор до необходимой температуры. При этом через каждый из теплообменников должно пройти столько рабочей жидкости, сколько указано в разработанном проекте теплоснабжения дома. Согласно же законам гидродинамики, большее количество рабочей среды пойдет по пути минимального сопротивления, то есть к ближайшему к нагревательной установке теплообменнику.

Различия в температуре и количестве протекающей через теплообменник горячей воды приведет не только к различиям в температурном режиме разных помещений, но и увеличению нагрузки на котел отопления.

Когда нужно выполнять гидравлическую балансировку?

К гидравлической балансировке системы отопления следует прибегать в следующих случаях:

  1. Близко расположенные к нагревательному аппарату радиаторы заметно горячее «последних» в гидравлической системе нагрева помещений, что заметно как на ощупь, так и по показаниям комнатного термометра или личностным ощущениям.
  2. В отопительный сезон один или несколько теплообменников издает шум в виде журчания протекающей в нем рабочей жидкости.
  3. Расположенные в бетонной стяжке трубы системы отопления «теплый пол» прогреваются неравномерно.
  4. При наладке системы отопления, которая собрана без разработанного инженером-теплотехником проекта и услуг профессиональных монтажников.

Но если система отопления функционирует без нареканий, то пытаться улучшить ее работу самостоятельно не следует, так как из-за неопытности домовладельцы добиваются прямо противоположного результата. Так же не стоит начинать балансировать систему отопления, если в ней возникли какие-либо неполадки (разрыв мембраны в расширительном бачке, засор балансировочной или радиаторной запорной арматуры, завоздушенность батарей, появление протечек и так далее). В начале необходимо устранить проблему и, вполне вероятно, нужда в регулировке отпадет.

Какие проблемы решает гидравлическая регулировка системы?

Проведенная гидравлическая регулировка системы обогрева помещений дает возможность:

  1. Добиться равномерного нагрева каждого потребителя тепловой энергии.
  2. Добиться экономии топлива и обеспечить работу нагревательной установки в экономичном режиме.
  3. Исключить появление шума при работе в ближних к нагревательной установке радиаторах за счет снижения объема проходящего через них теплоносителе.

ПРИМЕЧАНИЕ. Согласно практике, если в автономную отопительную систему, построенную по двухтрубной технологии, включено 4-6 потребителя тепловой энергии, то в большинстве случаев, проведение гидравлической балансировки нет нужды. Но это утверждение верно лишь для отопительных систем, смонтированных согласно подготовленному инженером-теплотехником проекту.

Способы гидравлической балансировки

Существует несколько технологий балансировки отопительных систем, о которых вы прочтете ниже.

Читайте также:
Двухтрубная система отопления: Преимущества и недостатки двухтрубной системы, ее особенности и разновидности

Балансировочные клапана

Технология регулировки заключается в определении температуры всех батарей и устранении разницы при помощи балансировочных клапанов. Для того, чтобы отрегулировать систему посредством балансировочных кранов вам необходимо:

  1. Полностью открыть все балансировочные клапаны в системе и нагреть рабочую жидкость до 70-80 ˚C. Если у вашего котла отсутствует измеритель, показывающий фактическую температуру воды на входе отопительной системы, то определите ее самостоятельно при помощи контактного электронного термометра. Для этого приложите прибор к металлическому выходному патрубку котла.
  2. На каждом из установленных в доме радиаторов замерьте температуру батареи возле входа и выхода рабочей жидкости и запишите показания. Если различия в показаниях лежат не превышают 10 ˚C, то отдельно взятый радиатор прогревается нормально.
  3. При разнице температур на входе в первый и последний теплообменник около 2 ˚C, то прикрутите балансировочные краны первых двух теплообменников на 0,5-1 оборота, подождите 10-20 минут и повторите замеры.
  4. При разнице температур более 2, но менее 7 ˚C регулировочные клапаны первых двух батарей закрываются на 50-70% (определите степень закрытия по количеству оборотов вентилей), расположенные в середине системы на 30-40%, а последние 2 остаются полностью открытыми.
  5. Продолжайте регулировку количества проходящей через батареи горячей воды до тех пор, пока не исчезнет шум (если он был) и/или не будет достигнута разница температуры на входе первого и последнего источника тепла, не превышающая 2 ˚C.

Не нужно увлекаться уменьшением объема проходящей через радиатор рабочей жидкости, так как это приведет к снижению температуры в помещении без сколько-нибудь значимого экономического эффекта.

Регулировка при помощи термостатических клапанов

Термостатиеские клапана устанавливаются в системах обогрева помещений, к которым подключено множество потребителей тепловой энергии, к примеру, в двухэтажном частном доме, в котором помимо радиаторов установлены трубопроводы системы «теплый пол», полотенцесушители и другое оборудование. Термостатический клапан «объединяет» трубопроводы, по которым производится подача и отвод горячей и остывшей воды и позволяет корректировать ее так, чтобы на каждом подведенном высокотемпературном контуре были близкие температурные показатели.

Гидравлическая балансировка при помощи насоса

Регулировка гидравлических показателей в отопительной системе здания вышеописанными способами если и не трудоемка, то отнимает значительное количество времени, а также не исключает повторение всех действий в будущем. Используя же «умный» циркуляционный насос, к примеру, Grundfos ALPHA 3, вы сможете значительно упростить процесс гидравлической балансировки вашей отопительной системы. В зависимости от продавца, средняя стоимость комплекта, в который входит съемный передатчик и специальное программное обеспечение для мобильных устройств составляет около $300.

Суть идеи балансировки системы отопления при помощи насоса заключается в способности насоса контролировать расход теплоносителя в каждому из контуров и передавать полученную информацию на смартфон или планшет владельца дома. Программа, работающая в качестве путеводителя, информирует домовладельца о мерах и действиях, которые необходимо выполнить для гидравлической балансировки системы отопления. Хранимая в базе данных информация о типах теплообменников, их мощности и возможность введения других данных (площадь комнаты, необходимые показатели температуры и так далее), позволяет максимально упростить процесс регулировки отопительной системы. Это настолько просто, что вы можете изменять показатели системы отопления в зависимости от текущих показаний термометра на улице.

Так же прост и процесс первоначальной настройки насоса и системы отопления. После подключения Grundfos ALPHA 3 к системе отопления для установки нулевого расхода нужно будет отключить все потребители тепловой энергии в доме. Затем, запорная арматура на каждом теплообменнике по очереди открывается полностью, что необходимо для измерения максимальной пропускной способности каждого нагревательного аппарата. Теперь вам остается выполнить индивидуальную настройку приборов в специальном окне программы в режиме реального времени. При регулировке каждого из нагревательных приборов, программа будет выдавать подсказки, которые помогут обеспечить как максимальный комфорт, так и экономичность работы нагревательного котла. По окончании настройки, владельцу будет предоставлен отчет, в котором будет отображен расход рабочей среды в каждом из нагревательных приборов в доме.

Как выполняется балансировка системы отопления

После монтажа водяной отопительной системы или после промывки и замены теплоносителя требуется ее настройка, говоря техническим языком, балансировка. Эту процедуру необходимо выполнять и в том случае, если менялись радиаторы либо к ним добавлялись дополнительные секции. Тем домовладельцам, кто желает заняться этим вопросом самостоятельно, и посвящена данная статья. Ее цель – подсказать, как производится балансировка системы отопления в частном доме.

Зачем делать балансировку?

Любая система отопления вне зависимости от ее типа должна обеспечить доставку к батареям расчетного объема теплоносителя, чтобы те, в свою очередь, могли нормально обогревать помещение. Причем каждый радиатор должен получить именно столько горячей воды, сколько нужно. Ни в коем случае не меньше и, желательно, не больше. Однако, всем известно, что большее количество воды всегда пойдет по пути наименьшего сопротивления.

То есть, если гидравлическая балансировка системы отопления не сделана, то больше всего теплоты попадет в ближайшие к котлу батареи, а самые дальние не получают практически ничего. В одних помещениях жарко, в других – холодно. При этом котел функционирует отнюдь не в экономичном и щадящем режиме, а на максимуме. Ниже на рисунке хорошо отражена картина распределения тепла по системе в двух вариантах: разбалансированной и настроенной как полагается:

Читайте также:
Электрорадиаторы отопления - разновидности и использование

Итак, гидравлическая балансировка необходима для:

  • равномерного прогрева всех отопительных приборов;
  • работы котла в нормальном режиме и экономии энергоносителей;
  • во избежание шума больших объемов воды, протекающих через ближние батареи с высокой скоростью.

Примечание. Не нуждаются в специальной настройке небольшие двухтрубные системы на 4—6 приборов, смонтированные с предварительным гидравлическим расчетом и четко выдержанными диаметрами труб.

Методы выполнения балансировки

Процедуру настройки в домашних условиях можно выполнить двумя способами:

  • по расчетному расходу теплоносителя с помощью электронного расходомера;
  • приблизительная балансировка по температуре.

Первый метод – наиболее точный и предполагает наличие проекта и гидравлического расчета системы с указанием расхода воды на каждом участке трубопровода. Без этого точная настройка системы невозможна. В крайнем случае расчет можно сделать самостоятельно либо обратиться к специалисту в данной сфере. Вторая составляющая регулировочная арматура, установленная на каждом ответвлении или стояке. И третье – специальный электронный прибор для балансировки, подключаемый к соответствующей арматуре.

Внимание! Полнопроходные шаровые краны не являются регулирующей арматурой, они предназначены для того, чтобы полностью отсекать или открывать путь теплоносителю. То же касается термостатических радиаторных вентилей, чьей задачей является количественное регулирование тепла, подаваемое в батарею в зависимости от температуры воздуха в помещении.

Суть метода состоит в том, чтобы с помощью прибора определить реальный расход теплоносителя на каждой ветви или стояке системы. Для этого на ответвлении обратной магистрали должен быть установлен балансировочный вентиль со штуцерами для подключения электронного блока. Имея на руках схему с указанными расходами на каждую ветвь, остается только присоединить прибор к штуцерам вентиля и поворотом шпинделя отрегулировать требуемый расход. Таким способом производится и балансировка системы отопления многоэтажного дома.

Примечание. Сейчас в продаже имеются балансовые вентили с колбой расходомера, позволяющие произвести грубую настройку без прибора.

Когда все спроектировано и просчитано правильно, то все батареи, находящиеся на отрегулированном стояке или ветке, получат нужное количество тепла. Каждый нагреватель настраивать таким методом не принято, тем более, если он оснащен термостатом.

Настройка по температуре

Очень часто у домовладельца нет никакой проектной документации, а систему придумал и собрал талантливый сварщик дядя Ваня. Тогда остается только регулировать каждую батарею по температуре.

Чтобы выполнить балансировку системы отопления своими руками, надо на выходе каждого радиатора установить специальный вентиль, такой как показан на фото. Дополнительно понадобится электронный термометр, измеряющий температуру на любой поверхности.

Для справки. Балансировать систему можно и старым способом, с помощью шайб. Но проходное отверстие в шайбе все равно надо рассчитать по расчетному расходу теплоносителя.

Процесс начинается с того, что полностью открывается вентиль на самом дальнем и мощном отопительном приборе. Остальные открываются на определенное число оборотов. Например, если батарей на одной ветви – 6 шт., а клапан откручивается на 5 оборотов, то на первом радиаторе делаем 1 оборот, на втором – два и так далее, последний открываем до конца. Приблизительная балансировка двухтрубной системы отопления частного дома заключается в том, чтобы температура на выходах всех нагревателей была одинаковой.

Для этого надо измерять температуру металлического корпуса вентиля. Когда она высокая, то немного прикрывать его, если низкая – открывать. Следующий замер надо делать спустя 10 минут, чтобы температура после изменения успела стабилизироваться.

Заключение

Отдавая себе отчет в том, что температурной регулировкой будет пользоваться подавляющее большинство домовладельцев, хотим предупредить, что наличие балансовых вентилей вместо шаровых кранов – обязательно. Кроме того, придется затратить массу времени, пока удастся выровнять все радиаторы. Зато потом балансировка стояков и ветвей не понадобится.

Кавитационный теплогенератор систем отопления

Для обеспечения максимально экономного отопления, домашние хозяева используют различные системы. Предлагаем рассмотреть, как работает кавитационный теплогенератор, как сделать прибор своим руками, а также его устройство и схема.

  • 1 Плюсы и минусы кавитационных источников энергии
  • 2 Принцип работы
  • 3 Как самому сделать генератор
  • 4 Рассмотрим конструкцию генератора:
  • 5 Обзор цен

Плюсы и минусы кавитационных источников энергии

Кавитационные нагреватели – это простые устройства, которые преобразуют механическую энергию рабочей жидкости в тепловую. По сути, данный прибор состоит из центробежного насоса (для ванной, скважин, систем водоснабжения частных домов), который имеет низкий показатель эффективности. Преобразование энергии в кавитационном нагревателе широко используется в промышленных предприятиях, где нагревательные элементы могут быть повреждены при контакте с рабочей жидкостью, у которой серьезная разность в температурах.

Фото – Конструкция кавитационного теплогенератора

  • Эффективность;
  • Экономичность теплоснабжения;
  • Доступность;
  • Можно собрать своими руками домашний прибор производства тепловой энергии. Как показывает практика, самодельный прибор не уступает купленному по своим качествам.
    Читайте также:
    Монтаж гравитационной системы отопления - видео-инструкция
  • Шумность;
  • Сложно достать материалы для производства;
  • Мощность слишком большая для небольшого помещения до 60-80 квадратных метров, бытовой генератор проще купить;
  • Даже мини-приборы занимают много места (в среднем как минимум полтора метра комнаты).

    Видео: устройство кавитационного теплогенератора

    Принцип работы

    «Кавитация» относится к образованию пузырьков в жидкости, таким образом, рабочее колесо работает в смешанной фазе (период жидкости и пузырьков газа) окружающей среды. Насосы, как правило, не предназначены для смешанной фазы потока (их работа уничтожает пузыри, из-за чего кавитационный генератор теряет эффективность). Данные термические приспособления предназначены, чтобы вызывать смешанный поток фаз как часть перемешивания жидкости, что приводит к термической конверсии.

    Фото – Чертеж теплогенератора

    В коммерческих кавитационных обогревателях, механическая энергия приводит в действие нагреватель входной энергии (например, двигатель, блок управления), в результате чего жидкость, которая отвечает за образование выходной энергии, возвращается к источнику. Такое сохранение превращает механическую энергию в ??тепловую с небольшой потерей (как правило, менее 1 процента), поэтому при пересчете учитываются погрешности преобразования.

    Немного по иному работает суперкавитационный реактивный генератор энергии. Такой нагреватель используется на мощных предприятиях, когда тепловая энергия выхода передается на жидкость в определенном устройстве, её мощность значительно превышает количество механической энергии, необходимой для приведения в действие нагревателя. Эти приборы более энергетически продуктивны, чем возвратные механизмы, в частности тем, что они не требуют регулярной проверки и настройки.

    Существуют разные типы таких генераторов. Самый распространенный вид – это роторно-гидродинамический механизм Григгса. Его принцип действия основан на работе центробежного насоса. Состоит он из патрубков, статора, корпуса и рабочей камеры. На данный момент существует множество модернизаций, самый простой – приводной или дисковый (сферический) водяной насос ротационного действия. Он представляет собой дисковую поверхность, в которой просверлено много различных отверстий глухого типа (без выхода), данные конструктивные элементы называются ячейки Григгса. Их размерные параметры, число напрямую зависят от мощности ротора, конструкции теплогенератора и частоты вращения привода.

    Фото – Гидродинамический механизм Григгса

    Между ротором и статором находится определенный зазор, который необходим для нагрева воды. Данный процесс осуществляется при помощи быстрого движения жидкости по поверхности диска, что способствует повышению температуры. В среднем, ротор движется приблизительно со скоростью 3000 оборотов в минуту, чего достаточно для повышения температуры до 90 градусов.

    Второй вид кавитационного генератора принято называть статическим. Он не имеет, в отличие от роторного, никаких вращающихся частей, для того, чтобы осуществлялась кавитация, ему необходимы сопла. В частности, это детали известного Лаваля, которые подключены к рабочей камере.

    Для работы, подключается обычный насос, как в роторном виде генератора, он нагнетает в рабочей камере давление, чем обеспечивает большую скорость движения воды, соответственно, повышение её температуры. Скорость жидкости на выходе из сопла обеспечена разностью диаметров поступательного и выходного патрубков. Его недостатком является то, что эффективность значительно ниже, чем в роторном, тем более, он более габаритный, тяжелый.

    Как самому сделать генератор

    Первым трубчатый агрегат был разработанный Потаповым. Но патент на него он не получил, т.к. до сих пор обоснование работы идеального генератора считается неполными «идеальным», на практике также пытались воссоздать прибор Шаубергер, Лазарев. На данный момент принято работать по чертежам Ларионова, Федоскина, Петракова, Николая Жука.

    Фото – Вихревой кавитационных генератор потапова

    Перед началом работы нужно выбрать вакуумный или бесконтактный насос (подойдет даже для скважин) по своим параметрам. Для этого необходимо учесть следующие факторы:

  • Мощность насоса (производится отдельный расчет);
  • Потребная тепловая энергия;
  • Величина напора;
  • Тип насоса (повышающий или понижающий).

    Несмотря на огромное разнообразие форм и видов кавитаторов, практически все промышленные и бытовые устройства выполнены в виде сопла, такая форма является наиболее простой и практичной. Кроме того, её легко модернизировать, благодаря чему значительно повышается мощность генератора. Перед началом работы обратите свое внимание на сечение отверстия между конфузором и диффузором. Его необходимо сделать не слишком узким, но и не широким, приблизительно от 8 до 15 см. В первом случае Вы повысите давление в рабочей камере, но мощность будет не высокой, т.к. объем нагретой воды будет относительно мал, по отношению к холодной. Помимо этих проблем, небольшая разность сечений способствует насыщению кислородом входящей воды из рабочего патрубка, этот показатель влияет на уровень шума насоса и возникновение кавитационных явлений в самом устройстве, что в принципе, негативно сказывается на его работе.

    Фото – Кавитационный теплогенератор

    Кавитационные теплогенераторы систем отопления обязательно имеют камеры расширения. У них может быть различный профиль в зависимости от требований и необходимой мощности. В зависимости от этого показателя может меняться конструкция генератора.

    Рассмотрим конструкцию генератора:

    В принципе, работа проста и основана на похожем принципе, как и у вихревого устройства, даже формулы для расчета производимого тепла идентичны. Это:

    Где Екин =mV2/2 – это движение Солнца (кинетическое, непостоянная величина);

    Читайте также:
    Отопление загородного дома: Существующие варианты отопительных систем для загородного дома и особенности установки

    Масса планеты – m, кг.

    Обзор цен

    Конечно, кавитационный теплогенератор – это практически аномальный прибор, он почти идеальный генератор, купить его сложно, цена завышена. Предлагаем рассмотреть, сколько стоит кавитационный прибор отопления в разных городах России и Украины:

    Город Розничная стоимость бытового теплогенератора до 50 кВт, рубли Волгоград 50 000 Донецк 65 000 Ижевск 50 000 Киев 65 000 Санкт-Петербург 55 000

    Кавитационные вихревые теплогенераторы имеют более простые чертежи, но по эффективности несколько уступают. На данный момент существует несколько компаний-лидеров рынка: роторный гидро-ударный насос-теплогенератор «Радекс», НПП «Новые технологии», электроударный «Торнадо» и электрогидроударный «Vektorplus», мини-прибор для частного дома (ЛАТР) TSGC2-3k (3 кВА) и беларусский Юрле-К.

    Фото – Теплогенератор торнадо

    Продажа производится в диллерских центрах и в магазинах-партнерах в России, Кыргизстане, Беларуси и прочих странах СНГ.

    Узнаем все про кавитационные теплогенераторы

    Разнообразные способы экономии энергии или получения дарового электричества сохраняют свою популярность. Благодаря развитию Интернета информация о всевозможных «чудо-изобретениях» становится все доступнее. Одна конструкция, потеряв популярность, сменяется другой.

    Сегодня мы рассмотрим так называемый вихревой кавитационный генератор — устройство, изобретатели которого обещают нам высокоэффективный обогрев помещения, в котором оно установлено. Что это такое? Данное устройство использует эффект нагрева жидкости при кавитации — специфическом эффекте образования микропузырьков пара в зонах локального снижения давления в жидкости, происходящем либо при вращении крыльчатки насоса, либо при воздействии на жидкость звуковых колебаний. Если Вам когда-либо доводилось пользоваться ультразвуковой ванной, то Вы могли заметить, как ее содержимое ощутимо нагревается.

    Реальность использования кавитации для нагревания

    В Интернете распространены статьи о вихревых генераторах роторного типа, принцип действия которых состоит в создании областей кавитации при вращении в жидкости крыльчатки специфической формы. Жизнеспособно ли данное решение?

    Начнем с теоретических выкладок. В данном случае мы расходуем электроэнергию на работу электродвигателя (средний КПД — 88%), полученную механическую энергию же частично тратим на трение в уплотнениях кавитационного насоса, частично — на нагрев жидкости вследствие кавитации. То есть в любом случае в тепло будет преобразована лишь часть потраченной электроэнергии. Но если вспомнить, что КПД обычного ТЭНа составляет от 95 до 97 процентов, становится понятным, что чуда не будет: гораздо более дорогой и сложный вихревой насос окажется менее эффективен, чем простая нихромовая спираль.

    Можно возразить, что при использовании ТЭНов в систему отопления необходимо вводить дополнительные циркуляционные насосы, в то время как вихревой насос сможет сам перекачивать теплоноситель. Но, как ни странно, создатели насосов борются с возникновением кавитации, не только значительно снижающей эффективность работы насоса, но и вызывающей его эрозию. Следовательно, насос-теплогенератор не только должен быть мощнее специализированного перекачивающего насоса, но и потребует применения более совершенных материалов и технологий для обеспечения сравнимого ресурса.

    Важным моментом является тот факт, что, увеличивая кавитацию, создаваемую ротором, мы увеличиваем нагрев жидкости и одновременно снижаем эффективность насоса. Реально работающий как нагреватель кавитатор уже практически не сможет перекачивать теплоноситель, а значит, точно так же, как и ТЭН, потребует применения отдельного циркуляционного насоса. При этом общая эффективность вихревого насоса все равно будет меньше КПД его привода.

    Кроме роторно-вихревых насосов, можно встретить такое устройство, как статический теплогенератор («вихревая труба»). В нем используется эффект кавитации, возникающий при прохождении потока жидкости сквозь сопло Лаваля и соответствующем резком изменении скорости и давления. Но по ряду причин такое устройство неэффективно в системах отопления:

    • Чем больше перепад давлений, тем больше нагрев;
    • Для большего перепада давлений необходимо уменьшение диаметра сопла, а следовательно — увеличение гидродинамического сопротивления системы;
    • Следовательно, чем эффективнее работает сопло, тем больший запас мощности циркуляционного насоса потребуется.

    Какой-либо расчет энергии, отбираемой кавитацией у потока жидкости, практически невозможен. Осознание низкой эффективности этой схемы настолько просто, что она не используется даже авторами «чудо-устройств».

    Для оправдания заявляемого КПД выше единицы создатели вихревых кавитационных теплогенераторов зачастую приводят оправдания на грани комизма, вплоть до возникновения в зоне кавитации низкотемпературной ядерной реакции. Какое-либо доверие к этой технологии подобные заверения только снижают еще сильнее. Часто встречающиеся похвальные отзывы под статьями о подобных устройствах не выдерживают критики — каких-либо реальных данных, позволяющих провести расчет эффективности отопительных систем на основе вихревого насоса, они не предоставляют.

    Распространенные устройства

    Рассмотрим наиболее часто рекламируемые в Интернете вихревые насосы.

    Выпускаемый НПП «ЭкоЭнергоМаш» насос НТГ-5,5 имеет следующие характеристики:

    • Мощность электродвигателя: 5,5 кВт
    • Теплопроизводительность: 6,6 кВт/ч

    Здесь возникает первый вопрос к производителю: каким образом, в обход закона сохранения энергии, это устройство выделяет тепловой энергии больше, чем потребляет электрической? Точно такое же превышение тепловыделения над расходом энергии обещается и для других изделий этой фирмы.

    Московская компания «Экотепло» выпускает несколько вариантов вихревого теплогенератора, наименее мощный из которых — это 55-киловаттный НТГ-055. Столь высокая мощность привода недвусмысленно указывает на реальную тепловую производительность устройств подобного класса, хотя производитель по-прежнему указывает в описании превосходство своих изделий над традиционными электрическими котлами.

    Читайте также:
    Шиберная задвижка для дымохода (чугунная, поворотная)

    В описании устройств, производимых НПО «Термовихрь», характеристики более завуалированы. Так, для трехкиловаттной модели вихревого теплогенератора заявленная теплопроизводительность составляет 3100 ккал/ч. Но, если вспомнить школьный курс физики, можно вычислить, что при стопроцентном преобразовании электрической энергии в тепловую 1 кВт*ч энергии равен 860 килокалориям, то есть идеальный вихревой насос с заявленной теплопроизводительностью потреблял бы 3,6 киловатт-часа электроэнергии. Следовательно, нам вновь предлагают устройство, часть тепловой энергии берущее из ниоткуда.

    Информация от производителей таких устройств, репортаж телеканала Россия

    Самодельные теплогенераторы

    Наиболее проста в изготовлении «вихревая трубка», или статический теплогенератор.

    Конструктивно наше сопло Лаваля будет выглядеть как металлический патрубок с трубной резьбой на концах, позволяющей при помощи резьбовых муфт соединить его с трубопроводом. Для изготовления патрубка понадобится токарный станок.

    • Сама форма сопла, точнее, его выходной части, может отличаться по исполнению. Вариант «а» наиболее прост в изготовлении, а его характеристики можно варьировать изменением угла выходного конуса в пределах 12-30 градусов. Однако такой тип сопла обеспечивает минимальное сопротивление потоку жидкости, а, следовательно, и наименьшую кавитацию в потоке.
    • Вариант «б» более сложен в изготовлении, но за счет максимального перепада давления на выходе сопла создаст и наибольшую турбулентность потока. Условия для возникновения кавитации в этом случае являются оптимальными.
    • Вариант «в» — компромиссный по сложности изготовления и эффективности, поэтому стоит остановиться на нем.

    Изготовив сопло, можно собрать экспериментальный контур, состоящий из электрического насоса, соединительных патрубков, непосредственно сопла и термометра, который мы используем для определения эффективности устройства. Для уменьшения влияния рассеивания тепла в окружающую среду патрубки лучше всего сделать короткими и замотать их теплоизоляционным материалом. Заполнив контур устройства водой и запомнив ее количество, включим насос ровно на час, чтобы по электросчетчику определить количество израсходованной электроэнергии.

    Тепловую мощность самодельного теплогенератора можно определить по следующей формуле, известной по школьному курсу физики:


    E=cm(T2-T1)

    Где с — это удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг*К)), m — ее масса, T2 — температура воды в конце работы насоса, Т1 — температура в начале. Полученную энергию, измеренную в джоулях. Сравнить ее с израсходованной электроэнергией можно, учитывая соотношение в 1000 Дж на 0.000277 киловатт-часов энергии. Иначе говоря, при стопроцентном КПД устройство, израсходовавшее 1 киловатт-час энергии, не сможет создать тепловой энергии больше 3600 килоджоулей.

    ПРИМЕР: Наше устройство нагрело за час 1 литр воды с 10 до 60 градусов. Получаем тепловую энергию в 210 килоджоулей.

    Посмотрите, что сообщают о таких устройствах производители

    Заключение

    По этой причине к их использованию стоит относиться скорее как к демонстрации интересного физического эффекта, чем как к реальному способу экономии электроэнергии.

    Кавитационный теплогенератор своими руками

    Хозяева частных домов всячески стремятся сэкономить на отоплении, которое год от года требует немалых затрат. С целью создания обогревательных экономных систем в жилых, производственных, общественных помещениях разрабатываются и применяются на практике различные схемы по выработке выгодной тепловой энергии. Для этих целей подходит кавитационный теплогенератор.

    Вихревое устройство: общее понятие

    Подобная установка конструктивно достаточно проста. Она используется для эффективного и выгодного отопления здания с минимальными финансовыми затратами. Экономичность обуславливается специальным нагревом воды через кавитацию. Такой метод заключается в создании мелких пузырьков из пара в зоне сниженного давления рабочей жидкости, которое обеспечивается специальными звуковыми колебаниями, функционированием насоса.

    Кавитационный нагреватель справляется с переработкой механической энергии в тепловой поток, что немаловажно для промышленных объектов. В них нагревательные элементы периодически выходят из строя, поскольку функционируют с жидкостями большой разности по температуре.

    Именно такие кавитаторы выступают надежной заменой устройствам, работа которых зависит от твердых видов топлива.

    В этом видео вы узнаете, как устроен теплогенератор:

    Кавитационные генераторы: преимущества

    Такие установки нашли широкое применение в бутовых условиях и на производстве. Причиной тому выступают следующие факторы, их характеризующие:

    • ценовая доступность;
    • экономичность отопительной системы;
    • возможность создания конструкции своими руками;
    • высокий КПД обогрева.

    Правила эксплуатации гласят, что нельзя устанавливать вихревые изделия внутри жилого помещения из-за создания высокоуровневого шума. Оптимальным вариантом станет обустройство отдельной хозпостройки, котельной.

    К недостаткам относятся довольно большие размеры готового к эксплуатации обогревателя. Также отмечается чрезмерная мощность для частного дома, коттеджа, возможная сложность приобретения материалов, которые понадобятся в случае самостоятельного изготовления кавитатора.

    В данном обогревателе, одним из плюсов является высокий КПД

    Строение нагревателя и принцип работы

    Кавитационное отопление характеризуется образованием пузырьков из пара в рабочей жидкости. В результате такого действия давление постепенно снижается благодаря высокой скорости потока. Следует отметить, что необходимое парообразование задается специальным излучением лазерных импульсов либо акустикой, заданной определенными звуками. Воздушные области закрытого типа смешиваются с водяной массой, после чего поступают в зону большого давления, где вскрываются и излучают ожидаемую ударную волну.

    Читайте также:
    Перенос полотенцесушителя в ванной на другую стену: инструкция

    Оборудование кавитационного типа отличается способом функционирования. Схематично оно выглядит так:

    1. Водяной поток перемещается по кавитатору, в котором с помощью циркуляционного насоса обеспечивается рабочее давление, поступающее в рабочую емкость.
    2. Далее в таких емкостях повышается скорость, соответственно, и давление жидкости посредством установленных по чертежам трубок.
    3. Потоки, достигая центральной части камеры, перемешиваются, в результате чего и образуется кавитация.
    4. В результате описанного процесса пузырьки пара не увеличиваются в размерах, отсутствует их взаимодействие с электродами.
    5. После этого вода перемещается в противоположную часть емкости и возвращается для совершения нового круга.
    6. Нагревание обеспечивается передвижением и расширением жидкости в месте выхода из сопла.

    Из работы вихревой установки видно, что ее конструкция незамысловата и проста, но при этом обеспечивает быстрый и выгодный обогрев помещения.

    Типы обогревателей

    Кавитационный котел отопления относится к одному из распространенных типов обогревателей. Наиболее востребованные из них:

    1. Роторные установки, среди которых особого внимания заслуживает устройство Григгса. Суть его действия основана на центробежном насосе роторного действия. Внешне описываемая конструкция напоминает диск с несколькими отверстиями. Каждая такая ниша называется ячейкой Григгса, их количество и функциональные параметры взаимозависимы с частотой вращения привода, типом применяемой генераторной установки. Рабочая жидкость подогревается в пространстве между ротором и статором из-за быстрого перемещения по дисковой поверхности.
    2. Статические обогреватели. Котлы лишены каких-либо передвигающихся деталей, кавитация в них обеспечивается за счет специальных элементов Лаваля. Установленный в отопительную систему насос задает необходимое давление воды, которая начинает быстро передвигаться и подогреваться. За счет узких отверстий в соплах жидкость перемещается в ускоренном режиме. Из-за ее быстрого расширения достигается необходимая для обогрева кавитация.

    Выбор того или иного нагревателя зависит от потребностей человека. Следует учитывать, что роторный кавитатор более производителен, к тому же он отличается меньшими размерами.

    Особенность статического агрегата заключается в отсутствии вращающихся деталей, чем и обуславливается его продолжительный эксплуатационный срок. Длительность работы без технического обслуживания достигает 5 лет. Если же сломается сопло, его без труда можно заменить, что стоит гораздо дешевле в сравнении с приобретением нового рабочего элемента в роторную установку.

    Самостоятельное изготовление оборудования

    Создать кавитатор своими руками вполне реально, но предварительно стоит ознакомиться со схематическими особенностями, точными чертежами агрегата, понять и подробно изучить принцип, по которому он действует. Наиболее простой моделью принято считать ВТГ Потапова с показателем КПД в 93%. Схематически теплогенератор довольно прост, будет уместен в быту и промышленном применении.

    Приступая к сборке агрегата, необходимо подобрать в систему насос, который должен полностью соответствовать требованиям мощности, необходимой тепловой энергии. В большинстве своем описываемые генераторы по форме напоминают сопло, такие модели самые удобные и простые для домашнего применения.

    При собственноручном создании теплогенератора не забываем нужные зап.части, например, гильзы

    Создание кавитатора невозможно без предварительной подготовки определенных инструментов и приспособлений. К ним относятся:

    • патрубки входного и выходного типа, оснащенные краниками;
    • манометры, измеряющие давление;
    • термометр, без которого невозможно произвести замер температуры;
    • гильзы, которыми дополняются термометры;
    • вентили, с помощью которых из всей отопительной системы устраняются воздушные пробки.

    Специалисты рекомендуют следить за диаметральным показателем сечения отверстия, которое присутствует между конфузором и диффузором. Оптимальные пределы варьируются от 8 до 15 единиц, выход за эти рамки нежелателен.

    Последовательность конструирования кавитационного теплогенератора своими руками представлена следующими действиями:

    1. Выбор насоса, который предназначен для эксплуатации с жидкостями высоких температур. В противном случае он быстро выйдет из строя. К такому элементу предъявляется обязательное требование: создание давления от 4 атмосфер.
    2. Выполнение емкости для кавитации. Главным условием выступает подбор необходимого по сечению проходного канала.
    3. Выбор сопла с учетом особенностей конфигурации. Такая деталь может быть цилиндрического, конусообразного, округлого типа. Важно, чтобы на входе воды в емкость развивался вихревой процесс.
    4. Подготовка внешнего контура — немаловажная процедура. Он представляет собой изогнутую трубку, которая отходит от кавитационной камеры. Далее она соединяется с двумя гильзами от термометра и двумя манометрами, а также с воздушным вентилем, помещенным в пространство между выходом и входом.

    Когда закончена работа с корпусом, следует поэкспериментировать с обогревателем. Процедура заключается в подведении насосной установки к электросети, при этом радиаторы подключаются с обогревательной системой. Следующий шаг — включение сети.

    Должен осуществляться строгий контроль показателей манометров. Разница между цифрами на входе и выходе должна колебаться в пределах 8-12 атмосфер.

    Если конструкция работает исправно, в нее подается необходимое количество воды. Хороший показатель — подогрев жидкости на 3-5 градусов за 10-15 минут.

    Нагреватель кавитационного типа представляет собой выгодную установку, за короткое время обогревает здание, к тому же максимально экономичен. При желании он легко конструируется в домашних условиях, для чего понадобятся доступные и недорогие приспособления.

    Обзор кавитационного генератора тепла и его самостоятельное изготовление

    Кавитационный теплогенератор пользуется популярностью в качестве экономичного отопительного оборудования. Кавитация – специфический эффект с образованием микропузырьков пара в зонах локального снижения давления рабочей жидкости. Процесс предусматривает воздействие насосного агрегата или звуковых колебаний.

    Читайте также:
    Как сделать купель с подогревом на улице: технология изготовления

    Конструктивные особенности и принцип работы

    На основе кавитационного теплогенератора механическая энергия движения воды (рабочей жидкости) преобразуется в тепло, которое используется для обогрева помещений любого назначения. Кавитация подразумевает образование пузырьков в жидкости, в результате разрушения которых вырабатывается тепловая энергия.

    Принцип работы кавитатора:

    • рабочий поток перемещается по устройству, в котором обеспечивается давление при помощи насоса;
    • далее с повышением скорости происходит локальное снижение давления субстанции;
    • в жидкости образуются свободные места, заполняемые пузырьками.

    Впоследствии в центре камеры потоки перемешиваются, и происходит процесс кавитации: пузырьки схлопываются, в результате механическая энергия преобразуется в тепловой потенциал. Это объясняется тем, что при формировании вихревого потока кавитационные разрывы приводят к нагреву жидкой среды.

    Возможности применения

    Приборы кавитационного действия востребованы в различных отраслях, при этом в основном их применяют в качестве альтернативного вида отопительных установок для дома. Также оборудование находит применение и в других сферах:

    • обогрев и очистка воды в бассейнах;
    • очистка отложений внутри теплообменников;
    • в промышленности.

    В последнем случае, к примеру, при изготовлении бетона с высокими эксплуатационными характеристиками.

    Отопление

    Кавитационный прибор способствует преобразованию механической энергии перемещающейся воды в тепловой потенциал, который направляется на обогрев различных по назначению и масштабу зданий, включая частные домовладения и промышленные комплексы.

    Кавитационный теплогенератор может быть использован при отоплении

    Автономное нагревание воды для бытовых нужд

    Генератор кавитационного тепла способен в полной мере обеспечить хозяйство горячей водой, которая подается в кухню, санузел, баню. Также оборудование находит применение при подготовке воды в бассейнах, прачечных и саунах, используется в автономном водопроводе.

    Применение кавитации тепла в производстве

    Приборы актуальны при необходимости качественного смешивания субстанций с разными параметрами плотности и применяются в лабораториях, производственных цехах и других объектах промышленности.

    Разновидности

    Кавитационные устройства делятся на следующие виды:

    • роторные – вихревой кавитационный теплогенератор предусматривает видоизмененный центробежный насос, корпус которого представляет собой статор с входящей и выходящей трубой. Основной рабочий орган прибора – камера с подвижным ротором, который вращается по типу колеса;
    • статические – в приборе отсутствуют вращающиеся детали, для кавитации применяют конструкцию из сопел с мощным центробежным насосом;
    • трубчатые – в конструкции предусмотрены продольно расположенные трубки. КПД трубчатых теплогенераторов кавитации отличается высокими показателями;
    • ультразвуковые – эффект кавитации обеспечивается при помощи ультразвуковых волн.

    Кавитационный теплогенератор вихревой

    КПД ультразвукового оборудования невероятно высок.

    Принцип работы роторных генераторов

    Пожалуй, к самым продуктивным моделям относится конструкция Григгса, в которой ротор в форме диска располагает поверхностью с многочисленными глухими отверстиями определенного диаметра и глубины. Статор представлен в виде цилиндра с запаянными концами, в котором вращается ротор. Между роторным диском и стенками статора есть зазор величиной около 1,5 мм. В ячейках устройства обеспечивается возникновение завихрений для образования кавитационных полостей. Количество ячеек определяется частотой вращения ротора.

    Как отмечают специалисты, для эффективности работы прибора применяется ротор с поперечным размером от 30 см со скоростью вращения 3 000 оборотов/мин. При меньшем диаметре требуется увеличить параметры оборотов.

    Особенности роторных теплогенераторов кавитационного действия:

    • присутствует значительный уровень шума;
    • КПД устройства не впечатляет;
    • непродолжительный срок службы;
    • показатели производительности на 25% выше, чем у статических моделей.

    При эксплуатации роторной установки требуется отработка четкого действия всех элементов, в том числе и балансировка цилиндра. Также необходимо своевременно менять исчерпавшие свой потенциал изоляционные материалы для уплотнения вала.

    Принцип работы статического теплогенератора

    Кавитация предполагает высокую скорость перемещения рабочей жидкости при помощи мощного мотора центробежного типа. Так как dвыхода сопла значительно меньше, чем параметры противоположного конца, увеличивается скорость перемещения субстанции, и возникают кавитационные эффекты.

    Статические кавитаторные приборы располагают массой преимуществ:

    • не требуется балансировка и точная подгонка деталей;
    • уплотнители изнашиваются меньше, чем в роторной модели, так как здесь отсутствуют подвижные детали;
    • продолжительность срока службы статического кавитатора около 5 лет, что значительно больше, чем у предыдущего варианта прибора.

    При необходимости производится замена сопла, для чего понадобится относительно небольшой расход времени и сил, тогда как в случае с роторным прибором придется воссоздать его заново, если оборудование выйдет из строя.

    Трубчатые тепловые генераторы: устройство и принцип работы

    В этой модели кавитационное тепло вырабатывается благодаря продольному расположению трубок:

    • помпа способствует нагнетанию давления во входящую камеру, и рабочая субстанция направляется через трубки. При этом на входе образуются пузырьки;
    • при попадании во вторую камеру, где установлено высокое давление, пузырьки разрушаются, в процессе образуется тепловой потенциал.

    Трубчатый тепловой генератор

    Выработанная таким способом энергия направляется вместе с паром на отопление дома. Как утверждают производители трубчатых теплогенераторов кавитации, как и специалисты в сфере климатического оборудования, эта модель отличается высокими показателями КПД.

    Особенности ультразвуковых генераторов кавитационного действия

    В установке создаются ультразвуковые волны, благодаря которым образуется кавитационное тепло. Для этого применяется кварцевая пластина, на ее основе под воздействием электрического тока создаются звуковые колебания. Они направляются на вход, впоследствии чего образуется вибрация. На обратной фазе звуковых волн возникают участки разряжения и наблюдается эффект кавитации. Принцип работы ультразвукового кавитатора предполагает минимальные потери энергии и практическое отсутствие трения. Всем этим обуславливается исключительно высокий КПД ультразвукового оборудования.

    Читайте также:
    Экономайзер котла – устройство и принцип работы

    Плюсы и минусы

    Основным достоинством кавитационного теплогенератора считается экономичность работы отопительного устройства. Также среди плюсов отмечают следующие факторы:

    • высокий уровень производительности прибора;
    • возможность самостоятельного изготовления и монтажа;
    • оборудование можно установить без разрешительных документов.

    Среди недостатков выделяют:

    • необходимо обустроить отдельное помещение под котельную;
    • достаточно высокий уровень шума при работе прибора.

    Нельзя забывать, что оборудование занимает много места.

    Критерии выбора

    При выборе устройства кавитации учитывают следующие моменты:

    1. Важно подобрать конструкцию в соответствии с условиями эксплуатации. Следует учесть масштабы отапливаемого пространства, возможности теплоизоляции помещений, климатические особенности местности в межсезонье и зимой.
    2. Стоит решить вопросы комплектации при приобретении стандартного оборудования. В этом случае, желательно, чтобы изделие было укомплектовано датчиками защиты и приборами контроля тепла. Оптимальный вариант – приобретение техники с автоматическим блоком контроля и управления, также стоит заказать услугу «монтаж под ключ».
    3. В случае приобретения оборудования по отдельным элементам, необходимо четко знать все особенности каждого компонента системы.

    Популярные модели

    Отечественными производителями предлагаются модели кавитаторов гидроударного и электрогидроударного типа. Линейка включает в себя агрегаты небольшой мощности.

    ВТГ-2.2

    Оборудование представляет собой прибор малой мощности, который подходит для отопления сооружения объемом до 90 м³. Стоимость продукции варьируется в пределах 32-35 т. р.

    ВГТ-30

    Агрегат средней мощности, разработан для обогрева зданий объемом до 1400 м³. Требуется комплектация в виде шкафа управления. Цена изделия – около 150 000 р.

    Продукция ижевских производителей, как заявляют поставщики кавитаторов, располагает КПД до 150%. Несмотря на высокий диапазон стоимости, модель привлекает внимание широкой аудитории потребителей.

    Как изготовить кавитационные теплогенераторы своими руками?

    Оборудование представляет собой простое устройство, что позволяет при необходимости самостоятельно изготовить конструкцию.

    Необходимые инструменты и материалы:

    • манометры – для контроля давления на входе/выходе;
    • термометры – для измерения температуры рабочей жидкости при входе/выходе;
    • гильзы под термометры.

    Также нужны патрубки с кранами – входные и для выхода.

    Особенности выбора насоса

    Параметры насоса должны соответствовать специфическим требованиям. Так, нужен агрегат с возможностью работы с высокотемпературными субстанциями. Также учитывается способность прибора создавать необходимое рабочее давление – при входе жидкости достаточно давления в 4 атмосферы, для увеличения скорости нагрева требуется показатель до 12 атмосфер.

    Изготовление кавитационной камеры

    В самодельных приборах кавитации чаще всего предусматривается вариант в виде сопла Лаваля. Выбирая размер сечения проходного канала, стоит учитывать, что требуется обеспечение максимального перепада давления рабочей субстанции. Для этого подбирают модель наименьшего диаметра, в результате получается достаточно активный процесс кавитации. Приемлемым считается d9-16 мм, при меньшем сечении уменьшается интенсивность водного потока, что приводит к смешиванию жидкости с холодными массами. Применение сопла с маленьким отверстием также чревато следующими последствиями:

    • увеличивается число воздушных пузырьков. В результате наблюдается усиление шума при работе оборудования;
    • есть риск образования пузырьков уже в камере насоса, что может стать причиной его быстрого выхода из строя.

    В зависимости от параметров установки выбирают сопла цилиндрической формы, закругленного или конусного профиля. Главное – необходимо обеспечить образование вихревого процесса уже на начальном этапе входа рабочей субстанции в сопло.

    Особенности изготовления водяного контура

    При самостоятельном конструировании прибора предварительно выполняют схему: определяют протяженность контура, уточняют особенности модели и переносят все это мелом на пол.

    Конструкция представляет собой изогнутую трубу, которая присоединяется к выходу камеры, далее рабочая среда снова подается на вход.Субстанцияв контур поступает по направлению против часовой стрелки. Контур снабжается двумя манометрами и парой гильз с термометрами. Модель дополняет вентиль для сбора воздуха. Для регулирования давления вентиль устанавливается между входом и выходом.

    Испытание генератора

    После установки оборудования и подключения радиаторов к системе отопления насосное устройство включают в сеть и запускают двигатель. При исправной работе конструкции подается необходимое количество воды. Показание манометров давления жидкой среды регулируют при помощи вентиля, учитывая, что требуется разница в диапазоне 8-12 атмосфер. После пуска рабочей жидкости наблюдают параметры температуры: корректным считается нагревание 3-5°C/10 минут. С учетом, что система и насос запитаны 15 л воды, за небольшой отрезок времени нагрев достигнет 60°C. Это хороший результат для эффективной работы отопительного оборудования.

    Отопительное оборудование кавитационного типа – экономичный прибор, который способен обогреть помещение за короткий промежуток времени. Производители предлагают различные модели устройства, при необходимости несложно изготовить конструкции самостоятельно с учетом особенностей обустраиваемой площади.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: