Кавитационный теплогенератор: как сделать своими руками

Кавитационный теплогенератор: устройство, виды, применение

Для отопления помещений или нагрева жидкостей зачастую применяются классические приспособления – тэны, камеры сгорания, нити накаливания и т.д. Но наряду с ними применяются устройства с принципиально иным типом воздействия на теплоноситель. К таким устройствам относится кавитационный теплогенератор, работа которого заключается в формировании пузырьков газа, за счет которых и возникает выделение тепла.

Устройство и принцип работы

Принцип действия кавитационного теплогенератора заключается в эффекте нагрева за счет преобразования механической энергии в тепловую. Теперь более детально рассмотрим само кавитационное явление. При создании избыточного давления в жидкости возникают завихрения, из-за того, что давление жидкости больше чем у содержащегося в ней газа, молекулы газа выделяются в отдельные включения – схлопывание пузырьков. За счет разности давления вода стремиться сжать газовый пузырь, что аккумулирует на его поверхности большое количество энергии, а температура внутри достигает порядка 1000 — 1200ºС.

При переходе кавитационных полостей в зону нормального давления пузырьки разрушаются, и энергия от их разрушения выделяется в окружающее пространство. За счет чего происходит выделение тепловой энергии, а жидкость нагревается от вихревого потока. На этом принципе основана работа тепловых генераторов, далее рассмотрите принцип работы простейшего варианта кавитационного обогревателя.

Простейшая модель

Посмотрите на рисунок 1, здесь представлено устройство простейшего кавитационного теплогенератора, который заключается в нагнетании насосом воды к месту сужения трубопровода. При достижении водяным потоком сопла давление жидкости значительно возрастает и начинается образование кавитационных пузырьков. При выходе из сопла пузырьки выделяют тепловую мощность, а давление после прохождения сопла значительно снижается. На практике может устанавливаться несколько сопел или трубок для повышения эффективности.

Идеальный теплогенератор Потапова

Идеальным вариантом установки считается теплогенератор Потапова, который имеет вращающийся диск (1) установленный напротив стационарного (6). Подача холодной воды осуществляется с трубы расположенной внизу (4) кавитационной камеры (3), а отвод уже нагретой с верхней точки (5) той же камеры. Пример такого устройства приведен на рисунке 2 ниже:

Рис. 2: кавитационный теплогенератор Потапова

Но широкого распространения устройство не получило из-за отсутствия практического обоснования его работы.

Основная задача кавитационного теплогенератора – образование газовых включений, а от их количества и интенсивности будет зависеть качество нагрева. В современной промышленности существует несколько видов таких теплогенераторов, отличающихся принципом выработки пузырьков в жидкости. Наиболее распространенными являются три вида:

  • Роторные теплогенераторы – рабочий элемент вращается за счет электропривода и вырабатывает завихрения жидкости;
  • Трубчатые – изменяют давление за счет системы труб, по которым движется вода;
  • Ультразвуковые – неоднородность жидкости в таких теплогенераторах создается за счет звуковых колебаний низкой частоты.

Помимо вышеперечисленных видов существует лазерная кавитация, но промышленной реализации этот метод еще не нашел. Теперь рассмотрим каждый из видов более детально.

Роторный теплогенератор

Состоит из электрического двигателя, вал которого соединен с роторным механизмом, предназначенным для создания завихрений в жидкости. Особенностью роторной конструкции является герметичный статор, в котором и происходит нагревание. Сам статор имеет цилиндрическую полость внутри – вихревую камеру, в которой происходит вращение ротора. Ротор кавитационного теплогенератора представляет собой цилиндр с набором углублений на поверхности, при вращении цилиндра внутри статора эти углубления создают неоднородность в воде и обуславливают протекание кавитационных процессов.

Рис. 3: конструкция генератора роторного типа

Количество углублений и их геометрические параметры определяются в зависимости от модели вихревого теплогенератора. Для оптимальных параметров нагрева расстояние между ротором и статором составляет порядка 1,5мм. Данная конструкция является не единственной в своем роде, за долгую историю модернизаций и улучшений рабочий элемент роторного типа претерпел массу преобразований.

Одной первых эффективных моделей кавитационных преобразователей был генератор Григгса, в котором использовался дисковый ротор с несквозными отверстиями на поверхности. Один из современных аналогов дисковых кавитационных теплогенераторов приведен на рисунке 4 ниже:

Рис. 4: дисковый теплогенератор

Несмотря на простоту конструкции, агрегаты роторного типа достаточно сложные в применении, так как требуют точной калибровки, надежных уплотнений и соблюдения геометрических параметров в процессе работы, что обуславливает трудности их эксплуатации. Такие кавитационные теплогенераторы характеризуются достаточно низким сроком службы – 2 — 4 года из-за кавитационной эрозии корпуса и деталей. Помимо этого они создают достаточно большую шумовую нагрузку при работе вращающегося элемента. К преимуществам такой модели относится высокая продуктивность – на 25% выше, чем у классических нагревателей.

Трубчатые

Статический теплогенератор не имеет вращающихся элементов. Нагревательный процесс в них происходит за счет движения воды по трубам, сужающимся по длине или за счет установки сопел Лаваля. Подача воды на рабочий орган осуществляется гидродинамическим насосом, который создает механическое усилие жидкости в сужающемся пространстве, а при ее переходе в более широкую полость возникают кавитационные завихрения.

В отличии от предыдущей модели трубчатое отопительное оборудование не производит большого шума и не изнашивается так быстро. При установке и эксплуатации не нужно заботиться о точной балансировке, а при разрушении нагревательных элементов их замена и ремонт обойдутся куда дешевле, чем у роторных моделей. К недостаткам трубчатых теплогенераторов относят значительно меньшую производительность и громоздкие габариты.

Ультразвуковые

Данный тип устройства имеет камеру-резонатор, настроенную на определенную частоту звуковых колебаний. На ее входе устанавливается кварцевая пластина, которая производит колебания при подаче электрических сигналов. Вибрация пластины создает волновой эффект внутри жидкости, который достигая стенок камеры-резонатора и отражается. При возвратном движении волны встречаются с прямыми колебаниями и создают гидродинамическую кавитацию.

Рис. 5: принцип работы ультразвукового теплогенератора

Далее пузырьки уносятся водным потоком по узким входным патрубкам тепловой установки. При переходе в широкую область пузырьки разрушаются, выделяя тепловую энергию. Ультразвуковые кавитационные генераторы также обладают хорошими эксплуатационными показателями, так как не имеют вращающихся элементов.

Применение

В промышленности и в быту кавитационные теплогенераторы нашли реализацию в самых различных сферах деятельности. В зависимости от поставленных задач они применяются для:

  • Отопления – внутри установок происходит преобразование механической энергии в тепловую, благодаря чему нагретая жидкость двигается по системе отопления. Следует отметить, что кавитационные теплогенераторы могут отапливать не только промышленные объекты, но и целые поселки.
  • Нагревание проточной воды – кавитационная установка способна быстро нагревать жидкость, за счет чего может легко заменять газовую или электрическую колонку.
  • Смешение жидких веществ – за счет разрежения в слоях с получением мелких полостей такие агрегаты позволяют добиться надлежащего качества перемешивания жидкостей, которые естественным образом не совмещаются из-за разной плотности.
Читайте также:
Водяное отопление бани от котла в доме - применение газового котла

Плюсы и минусы

В сравнении с другими теплогенераторами, кавитационные агрегаты отличаются рядом преимуществ и недостатков.

К плюсам таких устройств следует отнести:

  • Куда более эффективный механизм получения тепловой энергии;
  • Расходует значительно меньше ресурсов, чем топливные генераторы;
  • Может применяться для обогрева как маломощных, так и крупных потребителей;
  • Полностью экологичен – не выделяет в окружающую среду вредных веществ во время работы.

К недостаткам кавитационных теплогенераторов следует отнести:

  • Сравнительно большие габариты – электрические и топливные модели имеют куда меньшие размеры, что немаловажно при установке в уже эксплуатируемом помещении;
  • Большая шумность за счет работы водяного насоса и самого кавитационного элемента, что затрудняет его установку в бытовых помещениях;
  • Неэффективное соотношение мощности и производительности для помещений с малой квадратурой (до 60м 2 выгоднее использовать установку на газу, жидком топливе или эквивалентной электрической мощности с нагревательным тэном).

КТГ своими руками

Наиболее простым вариантом для реализации в домашних условиях является кавитационный генератор трубчатого типа с одним или несколькими соплами для нагревания воды. Поэтому разберем пример изготовления именно такого устройства, для этого вам понадобится:

  • Насос – для нагревания обязательно выбирайте тепловой насос, который не боится постоянного воздействия высоких температур. Он должен обеспечивать рабочее давление на выходе в 4 – 12атм.
  • 2 манометра и гильзы для их установки – размещаются с двух сторон от сопла для измерения давления на входе и выходе из кавитационного элемента.
  • Термометр для измерения величины нагрева теплоносителя в системе.
  • Клапан для удаления лишнего воздуха из кавитационного теплогенератора. Устанавливается в самой верхней точке системы.
  • Сопло – должно иметь диаметр проходного отверстия от 9 до 16мм, делать меньше не рекомендуется, так как кавитация может возникнуть уже в насосе, что значительно снизит срок его эксплуатации. По форме сопло может быть цилиндрическим, коническим или овальным, с практической точки зрения вам подойдет любое.
  • Трубы и соединительные элементы (радиаторы отопления при их отсутствии ) – выбираются в соответствии с поставленной задачей, но наиболее простым вариантом являются пластиковые трубы под пайку.
  • Автоматика включения/отключения кавитационного теплогенератора – как правило, подвязывается под температурный режим, устанавливается на отключение примерно при 80ºС и на включение при снижении менее 60ºС. Но режим работы кавитационного теплогенератора вы можете выбрать самостоятельно.

Рис. 6: схема кавитационного теплогенератора

Перед соединением всех элементов желательно нарисовать схему их расположения на бумаге, стенах или на полу. Места расположения необходимо размещать вдали от легковоспламеняемых элементов или последние нужно убрать на безопасное расстояние от системы отопления.

Соберите все элементы, как вы изобразили на схеме, и проверьте герметичность без включения генератора. Затем опробуйте в рабочем режиме кавитационного теплогенератора, нормальным нарастанием температуры жидкости считается 3- 5ºС за одну минуту.

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.

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.

Читайте также:
Фитинги для полотенцесушителя из нержавейки: виды, критерии выбора

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.

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.

Если планируется самостоятельное изготовление, важно тщательно изучить схемы и вооружиться рекомендациями специалистов, далее приступают к выбору модели.

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.

Читайте также:
Отопление двухэтажного дома: схема, варианты схем отопления, одно- и двухтрубное отопление, схема Тихельмана, закрытые и открытые системы

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.

Теплогенератор кавитационный для отопления помещения

Чтобы обеспечить экономное отопление жилого, подсобного или производственного помещения, хозяева используют различные схемы и приемы получения тепловой энергии. Для того чтобы собрать теплогенератор кавитационного действия своими руками, следует разобраться в процессах, которые позволяют осуществить выработку тепла.

Что лежит в основе работы

Кавитация обозначает процесс образования парообразных пузырьков в толще воды, чему способствует медленное понижение водяного давления при большой скорости потока. Возникновение каверн или полостей, заполненных паром, может быть вызвано и прохождением акустической волны или излучением лазерного импульса. Замкнутые области воздуха, или кавитационные пустоты, перемещаются водой в область высокого давления, где происходит процесс их схлопывания с излучением волны ударной силы. Явление кавитации не может возникнуть при отсутствии указанных условий.

Физический процесс кавитационного явления сродни закипанию жидкости, но при кипении давление воды и пара в пузырьках является средним по значению и одинаковым. При кавитации давление в жидкости выше среднего и выше парового давления. Понижение же напора носит локальный характер.

При создании нужных условий молекулы газа, которые всегда присутствуют в толще воды, начинают выделяться внутрь образующихся пузырьков. Этот явление проходит интенсивно, так как температура газа внутри полости достигает до 1200ºС из-за постоянного расширения и сжимания пузырьков. Газ в кавитационных полостях содержит большее число молекул кислорода и при взаимодействии с инертными материалами корпуса и других деталей теплогенератора приводит к их скорой коррозии и разрушению.

Исследования показывают, что разрушительному действию агрессивного кислорода подвергаются даже инертные к этому газу материалы – золото и серебро. Кроме того, явление схлопывания воздушных полостей вызывает достаточно шума, что является нежелательной проблемой.

Многие энтузиасты сделали процесс кавитации полезным для создания отопительных теплогенераторов частного дома. Суть системы заключена в замкнутом корпусе, в котором продвигается водяная струя через кавитационное устройство, для получения давления используется обыкновенный насос. В России на первое изобретение отопительной установки был выдан патент в 2013 году. Процесс образования разрыва пузырьков происходит под действием переменного электрического поля. При этом паровые полости являются маленькими по размеру и не взаимодействуют с электродами. Они передвигаются в толщу жидкости, и там происходит вскрытие с выделением дополнительной энергии в теле водяного потока.

Виды теплогенераторов

Роторный генератор тепла

Такое устройство представляет собой видоизмененный насос центробежного действия. В таком устройстве роль статора исполняет корпус насоса, в него установлена входящая и выходящая труба. Основным рабочим органом является камера, внутрь которой помещен подвижный ротор, работающий по типу колеса.

За время создания кавитационных насосов конструкция ротора претерпела много изменений, но самой продуктивной считается модель Григгса, который одним из первых достиг положительных результатов в создании теплогенератора кавитационного действия. В таком устройстве ротор выполнен в форме диска, на поверхности которого предусмотрены многочисленные отверстия. Они глухие, с определенным диаметром и глубиной. Количество ячеек зависит от частоты электрического тока и, следственно, вращения ротора.

Статор в теплогенераторе представляет собой цилиндр, запаянный с обоих концов, в котором вращается ротор. Зазор между диском ротора и стенками статора составляет около 1,5 мм.

Ячейки ротора нужны чтобы в толще струи жидкости, которая постоянно трется о поверхности подвижного и статического цилиндра, возникали завихрения для образования кавитационных полостей. В этом же зазоре и происходит нагрев жидкости. Для эффективной работы теплогенератора поперечный размер ротора должен быть не менее 30 см, при этом определяется скорость вращения 3000 оборотов за минуту. Если сделать ротор меньшего диаметра, тогда следует увеличить число оборотов.

При всей кажущейся простоте отработка четкого действия всех частей роторного теплогенератора требуется довольно точная, включая балансировку подвижного цилиндра. Нужно уплотнение роторного вала с постоянной заменой вышедших из строя изоляционных материалов.

Коэффициент полезного действия подобных генераторов не является впечатляющим, работа сопровождается шумовым эффектом. Срок их службы непродолжителен, хотя они работают на 25% производительнее статических моделей теплогенераторов.

Статический генераторный насос

Наименование статического теплогенератора оборудование получило условно, что связано с отсутствием деталей вращательного действия. Чтобы создать кавитационные процессы в жидкости применяют конструкцию из сопел.

Воссоздание явления кавитации требует обеспечения высокой скорости перемещения воды, для чего применяют мощный насос центробежного принципа. Насос придает повышенное давление потоку воды, которая устремляется во входное отверстие сопла. Выходной диаметр сопла гораздо уже предыдущего и жидкость получает дополнительную энергию движения, скорость ее увеличивается. На выходе из сопла из-за быстрого расширения воды получаются кавитационные эффекты с образованием полостей газа внутри тела жидкости. Прогревание воды происходит по тому же принципу, что и в роторной модели, только эффективность несколько снижена.

Теплогенераторы статического действия имеют ряд преимуществ перед роторными моделями:

  • конструкция статорного прибора не требует принципиально точной балансировки и подгонки деталей ;
  • механическая подготовительная операция не требует четкой шлифовки;
  • из-за отсутствия подвижных деталей гораздо меньше изнашиваются уплотнительные материалы;
  • эксплуатация оборудования более длительная, до 5 лет;
  • в условиях прихода в негодность сопла, его замена потребует меньше затрат, чем в роторном варианте теплогенератора, который нужно воссоздать заново.

Технология работы теплогенератора отопления

Насос повышает давление воды и подает его в рабочую камеру, патрубок которой соединен с ним при помощи фланца.

В рабочем корпусе вода должна получить увеличенную скорость и давление, что осуществляется при помощи труб различного диаметра, сужающихся по ходу потока. В центре рабочей камеры происходит смешение нескольких напорных потоков, приводящее к явлению кавитации.

Чтобы можно было контролировать скоростные характеристики водного потока, на выходе и ходе рабочей полости устанавливают тормозные устройства.

Читайте также:
Перемычка на системе отопления. Можно, нельзя и, что за это будет.

Вода передвигается к патрубку в противоположном конце камеры, откуда поступает в возвратном направлении для повторного использования при помощи насоса циркуляционного действия. Нагрев и получение тепла происходит за счет движения и резкого расширения жидкости на выходе из узкого отверстия сопла.

Положительные и отрицательные свойства теплогенераторов

Кавитационные насосы относят к простым устройствам. В них происходит преобразование механической двигательной энергии воды в тепловую, которая расходуется на отопление помещения. Прежде чем построить кавитационный агрегат своими руками следует отметить плюсы и минусы такой установки. К положительным характеристикам относят:

  • эффективное образование тепловой энергии;
  • экономный в работе за счет отсутствия топлива как такового;
  • доступный вариант приобретения и изготовления своими руками.

Теплогенераторы имеют недостатки:

  • шумная работа насоса и явления кавитации;
  • материалы для производства не всегда достать просто;
  • использует приличную мощность для помещения в 60– 80 м2;
  • занимает много полезного пространства комнаты.

Изготовление теплогенератора своими руками

Список деталей и приспособлений для создания генератора тепла:

  • для измерения давления на входе и выходе из рабочей камеры нужны два манометра;
  • термометр измерения температуры входной и вытекающей жидкости;
  • вентиль для удаления воздушных пробок из системы отопления;
  • входной и выходной патрубки с кранами;
  • гильзы под термометры.

Выбор насоса циркуляционного действия

Для этого нужно определиться с требуемыми параметрами устройства. Первой характеристикой является возможность работы насоса с высокотемпературными жидкостями. Если пренебречь таким условием, то насос быстро выйдет из строя.

Далее нужно выбрать рабочее давление, которое может создавать насос.

Для теплогенератора достаточно, чтобы при входе жидкости сообщалось давление в 4 атмосферы, можно поднять такой показатель до 12 атмосфер, что увеличит скорость нагрева жидкости.

Производительность насоса существенного влияния на скорость нагрев оказывать не будет, так как при работе жидкость проходит через условно узкий диаметр сопла. Обычно транспортируется до 3–5 кубических метров воды в час. Гораздо большее влияние на работу теплогенератора будет иметь коэффициент перехода электричества в тепловую энергию.

Изготовление кавитационной камеры

Классическим примером является выполнение приспособление в виде сопла Лаваля, которое модернизируется мастером, изготовляющим генератор своими руками. Особое внимание следует уделить выбору размера сечения проходного канала. Оно должно обеспечить максимальный перепад давления жидкости. Если устроить наименьший диаметр, то вода будет вылетать из сопла под большим давлением, и процесс кавитации будет происходить более активно.

Но в таком случае будет уменьшен поток воды, что приведет к смешиванию ее с холодными массами. Маленькое отверстие сопла также работает на увеличение числа воздушных пузырьков, что увеличивает шумовой эффект работы и может привести к тому, что пузырьки начнут образовываться уже в камере насоса. Это уменьшит срок его службы. Наиболее приемлемым, как показала практика, считается диаметр 9– 16 мм.

По форме и профилю сопла бывают цилиндрической, конусной и закругленной формы. Однозначно нельзя сказать, какой выбор будет более эффективным, все зависит от остальных параметров установки. Главное, чтобы вихревой процесс возникал, уже на этапе начального входа жидкости в сопло.

Изготовление водяного контура

Предварительно следует составить схематично протяженность контура и его особенности, все это перенести на пол мелом. Принципиально о контуре можно сказать, что он представляет собой изогнутую трубу, которая присоединяется к выходу их кавитационной камеры, а потом жидкость подается снова на вход. В качестве дополнительных приборов подсоединяются два манометра, две гильзы, в которые устанавливают термометр. Также в контуре присутствует вентиль для сбора воздуха.

Вода в контуре поступает против часовой стрелки. Для регулирования давления ставим вентиль между входом и выходом. Применяется труба диаметром 50, что характерно для совпадения с размером патрубков.

Старые модели теплогенераторов работали без установки сопел, повышение напора воды было предусмотрено за счет разгона воды в трубопроводе достаточно большой протяженности. Но в нашем случае не стоит применять слишком большую длину труб.

Испытание генератора

Насос подключают к электричеству, а радиаторы — к системе отопления. После того как оборудование установлено, можно приступить к испытаниям. Осуществляем включение в сеть и двигатель начинает работу. При этом стоит обратить внимание на показание манометров давления и установить нужную разницу с помощью вентиля между входом и выходом воды. Разница атмосфер должна быть в диапазоне от 8 до 12 атмосфер.

После этого пускаем воду и наблюдаем за температурными параметрами. Достаточным будет нагревание в системе за десять минут на 3–5ºС за минуту. За небольшой промежуток времени нагрев достигает 60ºс. Наша система вместе с насосом запитана 15 литрами воды. Этого вполне достаточно для эффективной работы.

Для применения в быту теплогенераторов достаточно немного желания и навыков сборщика, так как все устройства применяются в готовом виде. А эффективность не заставит себя ждать.

Как мы делали газогенератор автомобильный — день 1.

Если вы хотите узнать когда выйдет очень подробный видеокурс как самому сделать чтобы автомобиль ехал на дровах (древесине) который я сейчас готовлю — оставляйте в комментариях емаилы — я вас оповещу. Или напишите мне сюда info@lagunof.com (Лагунов Сергей газогенератор автомобильный)

Итак был сделан чертеж — выложу его попозже и мы приступили к созданию автомобильного газогенератора для автомобилей ваз. Мы стараемся делать его так, чтобы он подошел на четверку и вторую модель, т.к. большинство кто купил эти модели использует машину как рабочую лошадку — поэтому вопрос расхода бензина стоит остро.
Создаваемый нами газогенератор подойдет и для других моделей жигули, копейке шестерке, семерке, 99 и другим. Разница лишь в том, как крепить аппарат, т.к. в четверке и второй модели жигули багажник открывается назад, его крышка делает большую амплитуду и аппарат нужно размещать дальше чем для той же шестерки, где багажник открывается вверх, а не в сторону-вверх как в четверке.
Как я и сказал весь процесс снят на видео и я готовлю очень подробный видеокурс с очень подробными расчетами, так, чтобы даже школьник понял как просто все сделать.
Также есть мысли продавать франшнизу на изготовление таких вот автомобильных газогенераторов для сто. Еще будем наверное продавать запчасти для создания газогенератора, как конструктор сделай сам — хочешь купи видеокурс и сам все делай, хочешь — купи набор запчастей и не трать время на их создание и поиск. Вобщем с вступлением закончил, теперь ближе к делу.

Читайте также:
Лучевая система отопления: особенности работы, схема установки, возможности модернизации.

В каждом автомобильном газогенераторе есть емкость для загрузки дров. Например можно все сделать из нержавейки — у нее более высокая температура плавления, поэтому стенки конструкций из нержавейки в два раза, а может и больше чем в два раза будут тоньше и конструкция будет легче и красивей (красить не надо), но это дорого и ее трудно найти, а мы хотели, чтобы наш газогенератор мог создать любой из материалов которые очень просто найти.

Можно было бы сварить железный ящик для зоны загрузки дров (и горения), или купить 375 или 325 трубу чтобы из нее создать место для загрузки дров, но как сказал наш главный конструктор — в зоне горения будут высокие температуры и если делать его квадратным и какой-либо сварщик плохо проварит швы или же швы прохудятся (то ли от старости, то ли от горения) будет плохо, может быть хлопок газов. Поэтому лучше взять трубообразный материал где было бы как можно меньше швов (исключить ошибки человеческого фактора и меньше работы по провариванию металла).

Варианты с 325 и 375 трубой откинули — ее продают с заводов только по 10-11 метров (метр трубы они вам не продадут, только кусок) — нахрена столько надо и цена ее за 11 метров составляет около 12 000 грн. за тонну (для россиян чтобы понять — делим на 8 получается в долларах = 1500$). Как увезешь 11 метров трубы одним куском и зачем ее столько?
Они ее конечно попилят за 100 грн за тонну (я узнавал) это где то 12.5$. Но все равно зачем нам столько?

Затем я нашел продавцов бу труб через тот же сландо — они брали за бу трубу ту же уже в два раза меньшую стоимость и могли ее порезать — т.е. отрезать всего лишь метр. У них цена была уже 5000-6000 грн. за тонну. НО! по гостам труба идет от 5-6-8-10-12 мм толщина стенки. Но в наличие у них я нашел только 8 — ку. Т.е. Толщина стенки 8 мм — при такой толщине стенки вес трубы составляет около 80 кг. Где то у меня были таблицы — вес трубы в зависимости от толщины стенки, долго искать, кто хочет может погуглить. Представляете — себе вес только трубы (а будут еще и другие элементы которые утяжелят конструкцию) = 80 кг. примерно.

А еще цена — 80 кг х 5000 грн. (за тонну) = 400 грн кусок метровый трубы (50 долларов).
Так как конструкция будет крепиться за багажником то нужно как можно меньше утяжелять ее вес, а тут 80 кг. только секция для загрузки дров 375 диаметра.
А вот трубы с толщиной стенки 5 мм у них не было и я не нашел — поэтому я отказался от такого варианта. Ведь тот кто будет потом создавать автомобильный газогенератор по нашему видеокурсу должен легко находить материал, а не мучатся с его поисками.

Мы максимально упростили конструкцию — и создали ее из материалов — которые легко найти каждому. И чтобы они были дешевыми, а 50 долларов за метр трубы — не тот колинкор.

Поэтому мы решили использовать в качестве зоны горения обыкновенные бытовые газовые баллоны на 40 литров (толщина стенки 3-4 мм):

Был вариант взять еще бушные резиверы от зила, камаза, урала — у них тоже толщина стенки около 4 мм как и у газового баллона, и стоили они по 100-200 грн (12-24$) но их надо было заказывать, вести (траты на перевозку), а газовые баллоны у нас уже были. И я думаю что газовые баллоны бушные легче найти, поэтому считаю их самым лучшим и доступным вариантом в использовании.

Вот информация по размерам воздушных ресиверов от грузовиков:
(как мне объяснили владельцы разборок грузовиков — ресиверы бывают подгнившие в местах крепления). Информацию по размерами и толщинам стенок мне сообщали по телефону на месте меря ресиверы (в интернете сколько искал я не нашел информацию по размерам) поэтому возможны неточности.

Маз: 280 диаметр — 2 мм. толщина стенки.
Зил: 220 диаметр — толщина стенки 2 мм.
Краз: 220 диаметр (вроде тоже такой диаметр есть)
Краз: диаметр 280 мм. длинна 650, толщина около 3-3.5мм
Камаз: 280 диаметр на 605 длина металл толщина 2 мм. рассчетное давление 16 атмосфер

И кстати, если будете брать все же ресивер, то лучше всего брать их от военных зилов там их делают прочнее т.к. машины делались под войну — как мне объясняли владельцы разборок грузовиков (по Украине у меня есть их прямые мобильные — кому надо дам, пишите). Толщина стенки что то около 3-4 мм. как и у нашего газового баллона который мы взяли в работу.

У баллона газового диаметр 300 мм. (понимаем для себя чем больше диаметр тем больше зона горения). Т.к. все чертежи и расчеты мы делали для бу газового баллона — дальше использоваться будет он и все размеры других элементов в связки с ним. Так что если вы будете брать другие варианты материала для зоны загрузки и горения дров должны понимать, что размеры нашего чертежа вам не подойдут, все надо перечерчивать вам самостоятельно.

Как сказал чертежи будут позже.
Что мы начали делать. Когда был взять баллон, оказалось, что сварщик не хочет его резать по следующей причине — в таких баллонах, даже если открыт или скручен совсем вентиль могут оставаться газы, т.н. конденсат и якобы бывали случаи что при резке болгаркой или плазморезом или бензорезом балон давал взрыв-не-взрыв но хлопок как питарда.

Поэтому было решено либо продуть его сжатым воздухом, либо залить водой и начать резать с накачаной под завязку водой внутри.

Но чтобы залить туда воду нужно было сперва открутить оголовок (вентиль). Там есть два места крепления вентиля.
Под самый низ его очень сложно отвинтить, а вот повыше можно, см. видео как мы это делали

Читайте также:
Газовое отопление: Организация системы газового отопления в частном доме

Не откручивается, не закреплен баллон:

Удалось открутить верх чтобы выпустить остатки газа, я баллон 2 дня возил в четверке — вонь от конденсата старого была сильной.


В этом видео проговариваю что мы будем делать с баллоном, как будем его откручивать, показываю на чертеже

Привариваем баллон к основанию, нужно усилие чтобы открутить

Пытаемся крутить, ломаем ключ, боремся

Наконец открутили оголовок

Как сделать газогенератор для автомобиля своими руками

Эта статья – для мастеровитых энтузиастов, не жалеющих времени и сил для достижения результата. Зачем такая преамбула? Потому что здесь пойдет речь о том, как сделать газогенератор своими руками. Это довольно сложный агрегат, вырабатывающий из дров и угля горючее, способное заменить традиционные виды топлива – бензин в автомобиле и природный газ в доме. Мы познакомим вас с устройством газгена и трудностями, связанными с его изготовлением, установкой и эксплуатацией.

  • 1 Схема газогенератора и принцип работы
  • 2 Конструкция установки
  • 3 Изготовление газгена для автомобиля
  • 4 Подключение и запуск ДВС
  • 5 Заключение

Схема газогенератора и принцип работы

Углерод – это основа всей биомассы нашей планеты, в том числе древесины и различных углей, в который превратились спрессованные растения за миллионы лет. В отопительных котлах и двигателях внутреннего сгорания (ДВС) мы сжигаем углеводороды, добываемые из недр земли: метан, пропан и бензин. Они дорожают с каждым годом, заставляя домашних умельцев искать новые пути с помощью старых изобретений. Одно из них – автомобили с газогенераторами на дровах, появившиеся в начале прошлого столетия.

В первой половине 20-го века дровяными агрегатами оснащались легковые и грузовые авто

Суть идеи в том, чтобы путем пиролиза получать из дерева газообразную горючую смесь, состоящую из нескольких соединений на основе углерода:

  • угарный газ (СО);
  • водород в свободном виде (Н2);
  • всем известный метан (СН4);
  • другие углеводородные соединения (общая формула — CnHm).

Примечание. Основным горючим компонентом смеси является окись углерода СО, доля остальных веществ из приведенного перечня невелика. Присутствуют в ней и другие газы, называемые балластными, – азот, углекислый газ (СО2) и водяной пар. Данные о процентном соотношении веществ в конечном продукте и его теплотворной способности представлены в таблице:

Для выделения газообразного топлива служит пиролизный газогенератор на дровах (иначе – газген), чье устройство показано на схеме. Это закрытая емкость с колосниками, заполняемая твердым топливом через верхний бункер, вместо дымохода – патрубок выхода газовой смеси. Принцип работы газгена следующий:

  1. Розжиг и горение массива дров происходит снизу, над колосниками. В камеру через фурмы вдувается воздух в ограниченном количестве (35% от нужного для полного сжигания объема).
  2. В зоне горения выделяется большое количество тепла и в результате реакции кислорода с углеродом образуется углекислота СО2. Содержание угарного газа и других воспламеняющихся веществ здесь невелико.
  3. В зоне восстановления (газификации) под воздействием высокой температуры углекислый газ насыщается углеродом из древесины и превращается в горючее соединение – СО. Здесь же происходит разложение водяного пара и образование свободного водорода.
  4. Раскаленные газы, проходя через верхние слои топлива, подсушивают дерево и заставляют его превращаться в полукокс (сухая перегонка), благодаря чему выделяется больше углерода.
  5. Газовая смесь покидает корпус газгена и отправляется на последующую очистку для подачи в двигатель внутреннего сгорания или котел.

Функциональная схема газогенератора прямого процесса

Для справки. Восстановление углекислоты (преобразование в СО) протекает с поглощением тепла, выделяемого в процессе горения. Кстати, между зонами нет четких границ и на чертеже они показаны условно.

Для ясности мы описали генерацию горючего путем прямого процесса газификации, когда массив топлива движется навстречу воздушному потоку. Существуют и другие способы – обращенный процесс (воздух продувается сверху вниз) и горизонтальный метод, показанный выше на схеме газогенератора. Если вы хотите подробно разобраться в теоретических моментах, предлагаем посмотреть следующее видео:

Конструкция установки

Чтобы успешно эксплуатировать авто на дровах или сжигать полученное топливо в котле, одного газогенератора недостаточно. Дело в том, что помимо балластных газов, самодельное горючее содержит летучие примеси и смолы, проще говоря, — дым и сажу. Ни автомобильный мотор, ни горелочное устройство котла не рассчитано на такое топливо и быстро выйдет из строя. Поэтому была придумана система фильтрования, входящая в состав газогенераторной установки и включающая 3 дополнительных агрегата:

  • фильтр грубой очистки – циклон;
  • радиатор – охладитель;
  • фильтр тонкой очистки.

Очередность размещения этих элементов показана на технологической схеме:

Циклон для газогенератора представляет собой вертикальный цилиндр с двумя патрубками и конусом на конце, как показано на чертеже. Загрязненная газовая смесь, попадая внутрь него, движется по кругу на высокой скорости, за счет чего крупные и средние частицы золы отбрасываются на стенки центробежной силой и выводятся через отверстие в конусе.

Схема работы циклона, который очищает силовой газ от примесей

Чем выше температура газа, тем меньше его плотность. Это значит, что горючее на выходе из газгена нельзя использовать в ДВС без предварительного охлаждения, иначе оно просто не воспламенится в цилиндрах. Поэтому в промышленных газогенераторных установках сразу после циклона ставится воздушный либо водяной теплообменник, а следом – компрессор, нагнетающий охлажденную газовую смесь в распределительную емкость.

В конце технологической цепочки стоит фильтр тонкой очистки, удаляющий из полученного топлива мелкие частицы сажи и золы. Пример такого агрегата – так называемый скруббер, в котором газы очищаются за счет продувания через воду. Теперь, когда мы разобрались с технологией производства горючего, можно сделать собственную недорогую установку, способную обеспечить работу двигателя внутреннего сгорания на дровах.

Самодельный газген, изготовленный заграничными коллегами

Изготовление газгена для автомобиля

Перед тем как сделать работоспособный газогенератор для автомобиля, предлагаем ознакомиться с некоторыми рекомендациями:

  1. Организовать подачу силового газа в современном авто с инжектором – задача непростая. Придется менять настройки контроллера (прошивку), иначе мотор на древесном топливе работать не будет. Нужна машина со старой системой топливоподачи – карбюратором.
  2. Чем больше мощность и рабочий объем двигателя, тем выше производительность должна быть у газогенератора. Соответственно, он вырастет в размерах.
  3. Чтобы уместить установку в багажник легкового авто, потребуется вырезать часть днища. Если вы не хотите затрагивать кузов, то сразу планируйте ставить дровяной генератор с фильтрами и охладителем на прицеп.
  4. Для изготовления камеры газификации, где температура превышает 1000 °С, применяйте низкоуглеродистую толстую сталь (4—5 мм).
  5. Чтобы уменьшить содержание смол в газовой смеси, делайте камеру с горловиной, как это показано на чертеже.
Читайте также:
Система отопления: Преимущества и недостатки системы отопления с естественной циркуляцией

Важный момент. Не стоит увеличивать диаметр камеры газификации (на чертеже он равен 340 мм) с целью добиться большей производительности. Прирост получится мизерный, а качество переработки древесины ухудшится. А вот высоту 183 см выдерживать не обязательно, разве что вы поставите агрегат на прицеп или на раму грузовика. Топливный бункер и зольник можно укоротить.

Для сборки внутренней части автомобильного газогенератора (бункера) сгодится старый пропановый баллон, ресивер от грузовика КаМАЗ или толстостенная труба. Учитывая, что диаметр стального сосуда равен 300 мм, остальные размеры нужно пропорционально уменьшить. Исключение – камера газификации, ее минимальный диаметр составляет 140 мм. На кожух и крышку генератора пойдет металл толщиной 1.5 мм. Последняя уплотняется графитно-асбестовым шнуром.

Варианты охладителей горючей смеси из автомобильного радиатора и батареи отопления

Сопутствующие агрегаты – фильтры и охладители – делаются так:

  1. Циклон сварите из отработавшего огнетушителя или отрезка трубы диаметром 10 см, как это изображено на чертеже. Входной патрубок приделайте сбоку, выпускной – сверху.
  2. Охладитель силового газа лучше сделать из стальных труб в виде змеевика. Есть и другие варианты: использование старых конвекторов, батарей отопления и радиаторов.
  3. Фильтр тонкой очистки изготовьте из любой цилиндрической емкости (например, бочки), наполненной базальтовым волокном.

Более детальную информацию о сборке газогенератора своими силами вы получите, посмотрев видео:

Для розжига и запуска газгена вам потребуется вентилятор в виде улитки, устанавливаемый в моторном отсеке (для испытаний сойдет и бытовой пылесос). К нему требование простое: детали, соприкасающиеся с газовой смесью, должны быть металлическими. Топливная магистраль, ведущая к карбюратору, прокладывается под днищем авто и выполняется из стальной трубы.

Для справки. Если вместо дров использовать древесный уголь, то примесей на выходе газогенератора будет значительно меньше, что хорошо для двигателя. Такое топливо выжигается из дерева по простой технологии – в закрытой бочке или яме.

Подключение и запуск ДВС

Поскольку теплотворная способность генерируемого из дров топлива гораздо ниже, чем у бензина, то для нормальной работы мотора соотношение воздух/горючее нужно изменить. Для этого придется смастерить смеситель и поставить его на впускном тракте. Простейший вид смесителя – воздушная заслонка, управляемая тягой из салона.

Завести холодный мотор на дровах – та еще задачка. Поэтому не стоит полностью отказываться от бензина, а подавать его только во время запуска, а потом переходить на горючее, вырабатываемое газгеном. Чтобы реализовать переключение на разные виды топлива, изготовьте смеситель по схеме, предложенной в книге И. С. Мезина «Транспортные газогенераторы»:

Примечание. В этой же книге вы найдете массу полезной информации касательно получения газообразного топлива из различных видов древесины и угля.

Теперь про особенности пуска и работы ДВС на древесине и угле:

  • размер дров, загружаемых в бункер, не должен превышать 6 см;
  • сырую древесину применять нельзя, поскольку вся выделяемая теплота уйдет на испарение воды и процесс пиролиза будет крайне вялым;
  • розжиг производится через специальное отверстие с обратным клапаном при включенном вентиляторе не позже чем за 20 минут до поездки;
  • мощность мотора снижается примерно на 50% по сравнению с ездой на бензине;
  • из предыдущего пункта вытекает, что ресурс работы двигателя на самодельном горючем тоже уменьшается.

Примечательно, что после кратковременных стоянок машина спокойно заводится от газгена, без перехода на бензин. После длительного простоя потребуется 5—10 минут на повторный розжиг установки. Как происходит запуск двигателя авто от самодельного газогенератора на дровах, смотрите в следующем видеоматериале:

Заключение

Дровяные газогенераторы, сделанные своими руками, можно не только ставить на автомобили, но и применять для домашних нужд. Про отопительные котлы мы уже говорили. Также многие домовладельцы пользуются бытовыми электрогенераторами, работающими от дизельных или бензиновых двигателей. Если их перевести на дрова, то получаемая от электростанции энергия станет гораздо дешевле.

Делаем газогенератор своими руками

Ни для кого не секрет, что с каждым годом тарифы на ЖКХ возрастают. Особенно это касается электричества. Помимо этого не каждый человек может похвастаться отсутствием отключения электричества, от питания которого зависят абсолютно все домашние приборы. Все это наталкивает на мысль о создании альтернативного индивидуального электроснабжения, которое бы могло восполнить дефицит электричества при отключении сети. Одним из таких вариантов является газовый генератор. Его преимущества, виды, конструктивные особенности и возможность собственноручного создания, рассмотрим далее.

Немного о газогенераторе

Газогенератор представляет собой специальную установку, цель которой преобразовывать газ в электричество, путем его сгорания в камерах под высоким давлением. Почему именно газ? Тут все просто. На самом деле его теплоемкость несколько выше, нежели у бензина и дизельного топлива, а цена намного меньше стоимости последних. Газовый генератор крайне удобен для дома, поскольку не выделяет токсических веществ. Даже самый маломощный агрегат способен обеспечить все потребности в электричестве, встречающиеся в быту, расход топлива при этом минимален.

Пользователи газогенераторов подчеркивают, что его необходимость в тех местах, где есть перебои с электричеством, катастрофическая. Однако, наиболее доступные и дешевые модели имеют заоблачную для многих стоимость – от 35 000 рублей. Естественно, окупаемость агрегата со временем наступает, но не у каждого есть такая сумма. Поэтому, те кто дружат со строительством и знакомы с принципами создания генераторов, могут сделать газген своими руками.

Собрать газогенератор несложно только тогда, когда имеется общее представление и есть под рукой схема или чертежи. При его создании всегда имеются риски, что установка не сможет быть исправной и приносить ожидаемую пользу. Рентабельность саморучного создания агрегата напрямую зависит от навыков создателя, а также от качества комплектующих. Если есть хоть малейшая доля сомнения, от затеи лучше отказать, отдав предпочтение заводской установке с гарантией качества. Как говорится, и овцы целы, и волки сыты!

Читайте также:
Попутная система отопления своими руками: схема

Возможно, покупка уже готового генератора убережет от пустой траты денег, а также оградит от негативных последствий, возникающих при работе.

Устройство и принцип работы

Газовый генератор имеет несложное конструктивное устройство. Принцип его работы основывается на сжигании газа и преобразовании выделенной тепловой энергии в переменный ток.

Конструкция агрегата представляет собой два элемента: корпус и бункер сжигания. Корпус обычно выполняется в форме цилиндра. При этом используется жаропрочная сталь высокой пробы. В нижнем отсеке корпуса располагается газовая камера, куда непосредственно поступает топливо. Она прикрепляется к днищу корпуса при помощи специальных болтов, удерживающих ее в неподвижном положении. Вверху корпус закрывается герметичной крышкой со специальным уплотнителем.

Сам бункер, в котором происходит непосредственно сжигание газа, имеет множество шланг и ответвлений, включая отсеки для отходов и фильтр, задерживающие тяжелые смолы и продукта распада топлива. Они также выполняются из высокопрочных материалов, способных выдерживать давление и высокую температуру.

Средняя часть агрегата имеет специальные отверстия, через которые подается кислород, участвующий в процессе горения газа и преобразования его в электричество. На выходе устанавливается специальный клапан, не позволяющий газу улетучиваться. Некоторые модели снабжены специальными датчиками давления и температуры, которые показывают процесс переработки газа в ток, а также предотвращают агрегат от поломок.

Виды газовых установок

Газогенераторы могут работать на различном топливе, включая уголь, кокс, древесину и опилки. В связи с эти выделяют три основных вида газовых установок:

  1. Горизонтальный – кислород подается снизу, при этом агрегат отличается низким расходом топлива.
  2. Вертикальный – забор газа производится в верхней части корпуса, а подача кислорода снизу. Установка идеальна для сжигания кокса и древесины, однако требует дополнительного увлажнения в процессе пиролиза.
  3. Обратный – используется для сжигания опилок и прессованной древесины. Кислород подается исключительно в бункер горения, а газ под давлением опускается вниз корпуса.

Благодаря разному устройству, газогенераторы нашли себя не только в быту для копчения мяса, сала и колбас, сварки или обогрева жилой площади, но и для автомобиля. Как бы парадоксально ни звучало, но автомобиль может полноценно передвигаться, используя вместо привычного бензина газ из генератора, полученного путем пиролиза. Его двигатель переделывают таким образом, что сгораемое в баке топливо (опилки или древесина), продуцирует газ, объемов которого вполне достаточно, чтобы автомобиль спокойно перемещался по дороге. Однако установка имеет массу недостатков, среди которых крупные габариты генератора, а также необходимость постоянного контроля уровня горючего топлива.

Схема силовой установки и инструкция создания

Если желание создать газовый генератор своими руками побеждает любые опасения, перед началом работы нужно разобрать схему установки, а также позаботится о подготовке составляющих частей. Итак, рассмотрим, как создать газогенератор горизонтального и вертикального типа. Принципиального отличия в конструкциях нет, однако, способ генерирования газа все же имеет свои особенности.

Газген 100 кВт., изготовленный самостоятельно

Вертикальный газогенератор

Схема силовой установки показана на картинке. Вертикальным называется, потому что в процессе горения выделяемый газ поднимается вертикально вверх, откуда происходит его забор по трубе к фильтрам и радиатору. Как видим, собрать конструкцию несложно.

Для этого потребуется:

  1. Металлическая бочка – будет служить топкой для сжигания топлива (кокса, угля или древесины), а также совмещать другие элементы:
  • топка – располагается в самом верху, служит для процесса сгорания топлива, имеет герметичную крышку;
  • колосниковая решетка – располагается внизу, куда выпадают отходы от переработанного топлива – зола и пепел;
  • воздухораспределитель – находится вне корпуса, подает кислород, усиливающий горение;
  • патрубок – служит газоотводом и распределителем его в очистительный отсек (фильтр).
  1. Радиатор – охладит полученный в результате пиролиза газ.
  2. Два фильтра – один потребуется для очистки подаваемого кислорода в топку (именно кислород позволяет увеличить температуру горения до 1000 °С), другой же фильтрует непосредственно получаемый газ, очищая его от смол, примесей и продуктов распада.
  3. Вентилятор – можно обойтись и без него, однако его цель – охлаждение конструктивных деталей, нагреваемых во время процесса горения топлива.
  4. Трубы – необходимы для соединения всех частей газогенератора между собой.

При работе может потребоваться сварочный аппарат, а также навыки по работе с ним. Газогенератор может работать не только на коксе и древесине, но и на навозе, что значительно удешевляет его стоимость.

Когда все нужные детали собраны, можно приступать к сборке, следуя следующей инструкции:

  1. Собираем корпус – берем или готовую металлическую бочку или варим ее из листового металла. На дно устанавливаем колосники, по типу обычной угольной печи. Большую часть будет занимать топка, где будет происходить процесс горения и пиролиза (разложение древесного угля на газ и смолы). Топку закрываем герметичной горловиной, отделяемой ее от корпуса. Устанавливаем воздухораспределитель за пределами корпуса так, чтобы подаваемый кислород не мог проникать обратно (понадобиться односторонний клапан).
  2. Устанавливаем радиатор и фильтры.
  3. Соединяем конструктивные части, как показывает чертеж.
  4. Пробуем на практике получившееся изобретение.

Устройство может использоваться как на открытой местности, так и в цокольных этажах помещений. С его помощью можно не только обеспечивать дома переменным током, но и выполнять другие работы по дому.

Если навыков по созданию подобного агрегата недостаточно, рекомендуется посмотреть видео, где более подробно рассказывается о всех особенностях и нюансах.

Сюжет «Главной Дороги» об изготовлении газгена

Горизонтальный газогенератор

Газогенератор на дровах своими руками имеет свои особенности. Отличается по способу выведения газа, который перемещается в нижней части корпуса горизонтальными потоками.

Наиболее подходящим топливом являются дрова и прессованные опилки. Устройство силовой установки немного проще: корпус с бункером горения, колосниками, воздухораспределителем и газоотводом располагаются на одной линии. Итак, для того, чтобы сделать газовый генератор горизонтального типа, необходимо подготовить:

  • Корпус, в который будут помещены бункер, воздуховод и газораспределительная камера.
  • Камера сгорания, оснащенная герметичной горловиной.
  • Фильтры, где будут оседать продукты сгорания топлива, давая на выходе чистый газ.

Принцип сборки идентичен вертикальному газогенератору, поэтому если возникнут сложности, рекомендуется воспользоваться подсказками видео ресурсов, где подробно рассказывается о каждом шаге создания агрегата.

Читайте также:
Бензиновый генератор для дома: как выбрать лучший?

На видео показано изготовление газогенератора своими руками

Преимущества и недостатки

Создавая газогенератор своими руками, который работает, используя принцип пиролиза, преобразовывая в процессе горения древесину и кокс в газ, можно получить следующие преимущества:

  • дешевизна топлива – в топку может уйти не только прессованные опилки, дрова, жмых, солому, веточки деревьев, но и навоз;
  • увеличение КПД – газ на 90% больше имеет теплоемкость, нежели твердые виды топлива, поэтому при отоплении дома его расход будет минимален, что позволит, опять-таки, экономить;
  • длительная продолжительность пиролиза – позволяет не задумываться о постоянном контроле уровня перерабатываемого топлива;
  • экологически чистая установка, не требующая создания специальных камер для удерживания отходов – они уничтожаются самопроизвольно, выделяя водяной пар;
  • возможность собственноручного сбора конструкции, что в 10-15 раз дешевле покупного аналога.

Несмотря на преимущества, газогенераторы имеют свои недостатки:

  • требуется постоянный контроль за температурным режимом, его недостаток приводит к неполному пиролизу (создается циклон), в результате которого выделяемый газ очень плохого качества;
  • генератор – штука очень дорогая, а самостоятельная сборка под силу не каждому.

Как видим, газогенератор – очень полезная вещь в хозяйстве, помогающая буквально «из ничего» получать полноценный энергоресурс.

Собрать его и сэкономить можно только в том случае, когда есть определенный навык и все необходимые конструктивные детали.

Газогенератор на дровах для отопления дома: устройство и изготовление своими руками

Горючий газ, столь необходимый для отопления домов, приготовления пищи, в качестве топлива для автомобилей и прочих полезных устройств, добывают не только из под земли. Источником этого ценного продукта могут стать дрова, торф, отходы деревообработки, уголь и даже отдельные виды мусора, например, куски старого линолеума или снятого паркета, непригодный для дальнейшего использования пластик и т. п. Чтобы получать газ таким образом, понадобится приобрести специальное устройство или сделать газогенератор своими руками. Как его соорудить самостоятельно — мы об этом сейчас и поговорим.

Устройство и принцип работы дровяного газогенератора

Дровяные газогенераторы растапливаются таким же образом, как и обычные котлы. Причем там и здесь используется твердое топливо – древесина. Дрова, опилки, брикет или другое топливо укладывается в камеру, которая расположена в нижней части газогенератора. После этого производится поджег и открывается заслонка для создания тяги. Также, стоит обратить своё внимание на то, что заслонка открывается только на половину, так как может погаснуть огонь. Причиной тому является излишек поступившего воздуха.

Устройство и схема работы газогенератора

Устройство газогенератора очень простое, основу составляют две камеры, размещенные в одном корпусе. В нижнем отсеке осуществляется сгорание топлива, а в верхнем — газа. Нагретый воздух постоянно циркулирует по трубопроводам.

В нижней камере имеются специальные отверстия для забора холодного воздуха. При нагревании он поднимается и далее поступает в канал.

Чтобы получить из древесины горючий газ, необходимо обеспечить особые условия ее горения. Для этого в топку подается небольшое количество кислорода, которое не позволяет топливу просто сгореть. При этом температура в камере сгорания должна быть очень высокой, более 1100 градусов.

Дровяной генератор успешно использовался для автомобилей еще во время Второй мировой войны. Сегодня к этой идее все чаще возвращаются по соображениям экологической безопасности

В результате образуется смесь горючих газов, которую необходимо охладить. После этого газ пропускают через ряд фильтров для очистки от уксусной и муравьиной кислоты, золы, взвешенных частиц и т. п. Очищенный газ подается в смеситель, где в него поступает некоторое количество воздуха. Эта газово-воздушная смесь пригодна для дальнейшего использования, например, для подогрева воды отопительного контура или как топливо для двигателя внутреннего сгорания. Понимание принципов работы устройства поможет при создании древесного газогенератора своими руками.

Обратите внимание, что есть еще одна разновидность дровяного газогенератора — пиролизная печь. В ней также образуются горючие газы, которые поступают во вторичную камеру сгорания, а не отбираются для дальнейшего использования.

Вообще, идея дровяного газогенератора не нова, а в последние годы защитники экологии ратуют за использование таких агрегатов для автомобилей. В следующем видеоматериале продемонстрирован успешный опыт создания автомобильного газогенератора, который работает на дровах.

Видео: изготовление и запуск газогенератора

Преимущества и недостатки агрегата

Среди преимуществ использования газогенераторов следует отметить:

  • довольно высокий КПД, который может достигать 80-95% (для сравнения — 60%-ный КПД у твердотопливных котлов считается очень хорошим достижением);
  • длительный процесс горения топлива, который избавляет от необходимости часто его подкладывать (дрова могут гореть до 25 часов, процесс горения угля может длиться до 5-8 дней);
  • полное сгорание топлива, поэтому процедура очистки зольника и газохода проводится очень редко;
  • регулируемый процесс горения можно автоматизировать;
  • в процессе работы выделяется минимальное количество вредных веществ;
  • снижаются затраты на обогрев жилища;
  • можно загружать в топку поленья до одного метра длиной;
  • в отдельных моделях генераторов можно использовать свежесрубленное дерево или древесину с влажностью 50%.

Возможность автоматизировать работу устройства, а также материалы, которые используются при их создании, делают дровяной газогенератор более безопасным, чем традиционный твердотопливный котел.

В качестве топлива для газогенератора можно использовать не только дрова, но и торф, уголь, опилки, старый паркет, а также некоторые другие отходы

Однако есть у этого агрегата и ряд недостатков, которые следует принять во внимание:

  • В большинстве моделей для подачи воздуха используется электрический вентилятор, из-за которого устройство можно считать энергозависимым.
  • При снижении мощности генератора более чем на 50% горение теряет стабильность, в результате чего выделяется деготь, загрязняющий газоход.
  • Чтобы избежать выпадения конденсата, температуру обработки отопления необходимо поддерживать на уровне 60 и более градусов.

Кроме того, стоимость генераторов, которые предлагает промышленное производство, почти в 2 раза превышает расходы на покупку твердотопливного котла. Можно существенно сократить эти затраты, изготовив агрегат самостоятельно.

Как сделать газогенератор на дровах для отопления дома своими руками

Перед тем, как начать делать газогенератор своими руками, необходимо подробнее рассмотреть его конструкцию и разобраться в принципах работы.

Схема расположения элементов и черте агрегата

Агрегат должен состоять из:

  • корпуса, в который заключены остальные элементы;
  • бункера, называемого также камерой заполнения, в которую загружают топливо;
  • камеры сгорания, в которой и происходит процесс горения топлива при очень высоких температурах;
  • горловины камеры сгорания, где осуществляется крекинг смол;
  • воздухораспределительной коробки с обратным клапаном;
  • калибровочных отверстий, называемых фурмами, которые соединяют среднюю часть камеры сгорания с распределительной коробкой;
  • колосниковой решетки, предназначенной для поддержки углей;
  • загрузочных люков с герметичными крышками (верхний и боковой — для загрузки топлива, нижний — для удаления золы);
  • патрубка для отвода газа, к которому привариваются трубы газопровода;
  • охладителя, проходя по которому, газ остывает до необходимой температуры;
  • фильтров для очистки газа от примесей.
Читайте также:
Выбираем греющий саморегулирующийся кабель для обогрева труб

На схеме, представленной ниже, видно, как происходит размещение элементов газогенератора.

На этой схеме наглядно показаны все составные элементы агрегата

Горячий газ, получаемый в генераторе, можно использовать для подсушивания топлива. Для этого часть газопровода необходимо провести по кольцу вокруг камеры сгорания, разместив его между корпусом устройства и камерой загрузки топлива. Это позволяет увеличить КПД устройства. Чертеж аппарата приведен ниже.

С чертежом будет намного проще собрать конструкцию

Поскольку работа самодельного генератора на опилках происходит при высоких температурах, к каждому элементу конструкции предъявляются довольно жесткие требования. Корпус обычно варят из листового металла, приделывая к низу небольшие металлические ножки. Традиционно его делают цилиндрической формы, но нет правила, по которому он не может иметь прямоугольную конфигурацию.

На этой схеме наглядно отражены особенности устройства дровяного газогенератора. Покидая камеру сгорания, газы смешиваются с воздухом, охлаждаются, а затем проходят окончательную очистку

Этапы выполнения работ по сборке агрегата из стали

Для изготовления бункера следует использовать малоуглеродистую сталь. Его устанавливают внутри корпуса и крепят болтами. Крышка бункера нуждается в уплотнителе. Для этого часто используют асбест, но он считается опасным для здоровья, поэтому следует приобрести прокладки из другого жаростойкого материала.

В нижней части бункера устанавливают камеру сгорания из жаропрочной стали, к камере присоединяют горловину. Корпус отделяют от горловины уплотнительным асбестовым шнуром или другим изолятором.

Мастера, которым удалось изготовить самодельный газогенератор, отмечают, что в качестве камеры сгорания удобно использовать газовый баллон, новый или бывший в употреблении. В последнем случае есть опасность возгорания остатков газа при срезании верхней части баллона. Чтобы этого не произошло, газовый баллон следует заполнить водой и после этого приступать к работе.

Воздухораспределительную коробку устанавливают вне корпуса газового генератора. Чтобы созданный своими руками газогенератор на дровах работал должным образом, на выходе из коробки следует установить обратный клапан, не позволяющий газу покидать устройство через это отверстие. Перед коробкой можно поставить вентилятор для нагнетания воздуха. Такая конструкция позволяет использовать для сжигания даже свежесрубленное дерево, влажность которого превышает 50% (норма для твердотопливных котлов — 20%)

Изготовить дровяной газогенератор можно из различных подходящих материалов, например, из металлической бочки или старого газового баллона

Колосниковую решетку чаще всего выполняют из чугуна. Чтобы упростить процедуру очистки, среднюю часть колосника делают подвижной, управляемой специальным рычагом. Важный элемент загрузочного люка — амортизационная рессора, которая позволит приподнимать крышку люка в случае избыточного скопления газа в бункере.

Самодельный газогенератор из баллона или бочки

Бочка работает как камера сгорания

Для изготовления котла подойдет любая бочка, можно даже использовать пустой газовый баллон или сделать самостоятельно, применив сварку и лист стали. Толщина листа должна быть, как правило, не более десяти миллиметров. Понадобятся кольца, которые буду служить фильтром грубой очистки газа и трубы, которые буду служить заборниками холодного воздуха. Необходимо продумать и отвод конденсата, чтобы он не скапливался на дне котла. Эту проблему чаще всего решают установкой сливного крана.

Газогенераторы, сделанные на заводе, стоят очень немало. Поэтому позволить их себе может не каждый. Народные умельцы предпочитают делать котлы самостоятельно, выполнив следующие этапы:

  1. Из листа стали сварите цилиндр и прикрепите ножки. Корпус готов.
  2. Сделайте бункер и закрепите его в верхней части котла при помощи болтов. Для изготовления этой составной части можно использовать менее углеродистую сталь.
  3. Смастерите камеру сгорания из газового баллона.

Прежде чем резать баллон, заполните его водой, т. к. сверху могут скапливаться остатки газа.

Небольшие газогенераторы, работающие на дровах, можно установить в доме, так как при загрузке можно не опасаться скопления мусора, а топливо можно хранить рядом с котлом.

Крупные агрегаты следует устанавливать на улице как можно ближе к месту хранения топливного природного материала. В такой ситуации есть возможность без больших неудобств подвозить дрова к аппарату. Кроме того, при размещении котла во дворе получится избежать загрязнения помещения золой и грязью.

Если газогенератор располагается на улице, тогда для удобства его подключения трубы к отопительному котлу следует прокладывать по земле.

Видео: газовый генератор для отопления

Запуск оборудования и советы по эксплуатации

Перед запуском газогенератора необходимо камеру сгорания очистить от пепла. Проверить открытие заслонки дымохода — она должна быть открыта наполовину. После этого производится закладка древесины и ее воспламенение. Эти действия схожи с действиями при топки обычных домашних печей.

Для увеличения срока службы аппарата рекомендуется регулярно проводить чистку камеры сгорания и дымоходов. Если этого не выполнять, то очень скоро один из элементов газогенератора выйдет из строя из-за перегрева. Для того чтобы осуществлять контроль за температурой, устанавливают датчики в верхней части котла и в середине трубопровода.

Герметичность также играет важную роль. Так как попадание влаги может привести к погашению огня, и излишек воздуха снизит давление в системе.

Чтобы ваш самодельный газогенератор на дровах работал правильно, необходимо обязательно отрегулировать подачу воздуха, отвод газов и другие процессы. Лучше всего при изготовлении агрегата использовать чертежи, основанные на инженерных расчетах, учитывающих такие показатели, как площадь сгорания топлива и т. п.

Некоторые умельцы вышли из положения другим образом: они сделали копию газогенератора, который уже успешно работает, точно соблюдая все пропорции. Готовый дровяной газогенератор можно установить как вне жилого дома, так и в подвальном помещении.

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: :???: :?: :!: