Generador de calor de vórtice. Cómo hacer un generador de calor de vórtice con tus propias manos. Autoproducción de equipos.

18.10.2019

Siguen siendo populares varias formas de ahorrar energía u obtener electricidad gratuita. Gracias al desarrollo de Internet, la información sobre todo tipo de "inventos milagrosos" es cada vez más accesible. Un diseño, habiendo perdido popularidad, es reemplazado por otro.

Hoy veremos el llamado generador de cavitación de vórtice, un dispositivo cuyos inventores nos prometen calefacción de habitaciones altamente eficiente en el que está instalado. ¿Lo que es? Este dispositivo aprovecha el efecto de calentamiento del líquido durante la cavitación, un efecto específico de la formación de microburbujas de vapor en áreas de reducción de presión local en el líquido, que ocurre cuando el impulsor de la bomba gira o cuando el líquido se expone a vibraciones sonoras. Si alguna vez has utilizado un baño de ultrasonidos, habrás notado cómo su contenido se calienta notablemente.

En Internet hay artículos sobre generadores de vórtice de tipo rotativo, cuyo principio es crear áreas de cavitación cuando un impulsor de una forma específica gira en un líquido. ¿Es viable esta solución?

Comencemos con cálculos teóricos. En este caso, gastamos electricidad para operar el motor eléctrico (eficiencia promedio: 88%), y la energía mecánica resultante gastamos parcialmente en fricción en los sellos de la bomba de cavitación y parcialmente en calentar el líquido debido a la cavitación. Es decir, en cualquier caso, sólo una parte de la electricidad desperdiciada se convertirá en calor. Pero si recordamos que la eficiencia de un elemento calefactor convencional es del 95 al 97 por ciento, queda claro que no habrá ningún milagro: una bomba de vórtice mucho más cara y compleja será menos eficiente que una simple espiral de nicromo.

Se puede argumentar que cuando se utilizan elementos calefactores en el sistema de calefacción, es necesario introducir elementos calefactores adicionales. bombas de circulación, mientras que la bomba de vórtice podrá bombear el refrigerante por sí misma. Pero, curiosamente, los fabricantes de bombas luchan contra la aparición de cavitación, que no sólo reduce significativamente la eficiencia de la bomba, sino que también provoca su erosión. En consecuencia, una bomba generadora de calor no sólo debe ser más potente que una bomba de transferencia especializada, sino que también requerirá el uso de materiales y tecnologías más avanzadas para proporcionar un recurso comparable.

Estructuralmente, nuestra boquilla Laval se verá como un tubo de metal con roscas en los extremos, lo que permitirá conectarla a una tubería mediante acoplamientos roscados. Para hacer una pipa necesitarás torno.

La forma de la boquilla en sí, o más precisamente, su parte de salida, puede diferir en diseño. La opción "a" es la más fácil de fabricar y sus características se pueden variar cambiando el ángulo del cono de salida entre 12 y 30 grados. Sin embargo, este tipo de boquilla proporciona una resistencia mínima al flujo de fluido y, en consecuencia, la menor cavitación en el flujo.
La opción "b" es más difícil de fabricar, pero debido a la máxima caída de presión en la salida de la boquilla, también creará la mayor turbulencia en el flujo. Las condiciones para que se produzca cavitación en este caso son óptimas.
La opción “c” es un compromiso en términos de complejidad y eficiencia de fabricación, por lo que vale la pena elegirla.

Debido a los altos precios de los equipos de calefacción industrial, muchos artesanos planean fabricar un generador de calor de vórtice económico con sus propias manos.

Un generador de calor de este tipo es simplemente una bomba centrífuga ligeramente modificada. Sin embargo, para ensamblar un dispositivo de este tipo usted mismo, incluso si tiene todos los diagramas y dibujos, debe tener al menos un conocimiento mínimo en esta área.

Principio de funcionamiento

El refrigerante (la mayoría de las veces se usa agua) ingresa al cavitador, donde un motor eléctrico instalado lo hace girar y lo disecciona con un tornillo, como resultado de lo cual se forman burbujas con vapor (lo mismo sucede cuando un submarino y un barco navegan, dejando atrás un rastro específico).

Moviéndose a lo largo del generador de calor, colapsan, por lo que energía térmica. Este proceso se llama cavitación.

Según Potapov, el creador del generador de calor por cavitación, el principio de funcionamiento de este tipo El dispositivo se basa en energía renovable. Debido a la ausencia de radiación adicional, según la teoría, la eficiencia de dicha unidad puede ser de aproximadamente el 100%, ya que casi toda la energía utilizada se gasta en calentar agua (refrigerante).

Crear una estructura alámbrica y seleccionar elementos.

Para hacer un generador de calor de vórtice casero y conectarlo al sistema de calefacción, necesitará un motor.

Y cuanto mayor sea su potencia, más podrá calentar el refrigerante (es decir, producirá más calor, más rápido y en mayor cantidad). Sin embargo, aquí es necesario centrarse en el voltaje operativo y máximo en la red que se le suministrará después de la instalación.

Al elegir una bomba de agua, debe considerar solo aquellas opciones que el motor puede hacer girar. Al mismo tiempo, debe ser de tipo centrífugo, de lo contrario no hay restricciones en su elección.

También es necesario preparar un marco para el motor. La mayoría de las veces se trata de un marco de hierro normal al que se unen esquinas de hierro. Las dimensiones de dicho bastidor dependerán, en primer lugar, de las dimensiones del propio motor.

Después de seleccionarlo, es necesario cortar las esquinas de la longitud adecuada y soldar la propia estructura, lo que debería permitir colocar todos los elementos del futuro generador de calor.

A continuación, para montar el motor eléctrico, debe cortar otra esquina y soldarla al marco, pero esta vez de forma transversal. El toque final en la preparación del marco es la pintura, después de lo cual ya se puede colocar la central eléctrica y la bomba.

Diseño de la carcasa del generador de calor.

Un dispositivo de este tipo (se está considerando una versión hidrodinámica) tiene un cuerpo en forma de cilindro.

Se conecta al sistema de calefacción a través de orificios pasantes ubicados en sus laterales.

Pero el elemento principal de este dispositivo es la boquilla ubicada dentro de este cilindro, directamente al lado de la entrada.

Nota: Es importante que el tamaño de la entrada de la boquilla sea 1/8 del diámetro del propio cilindro. Si su tamaño es menor que este valor, entonces físicamente el agua no podrá pasar a través de él en la cantidad requerida. En este caso, la bomba se calentará mucho debido al aumento de presión, lo que también tendrá un impacto Influencia negativa y en las paredes de las piezas.

Cómo hacer

Para crear un generador de calor casero necesitarás una amoladora, un taladro eléctrico y una máquina de soldar.

El proceso se desarrollará de la siguiente manera:

Primero hay que cortar un trozo de tubo bastante grueso, con un diámetro total de 10 cm y una longitud no superior a 65 cm, después de esto hay que hacerle una ranura exterior de 2 cm y cortar un hilo.
Ahora, exactamente del mismo tubo, debe hacer varios anillos de 5 cm de largo, después de lo cual se corta una rosca interna, pero solo en un lado (es decir, medio anillo) en cada uno.
A continuación, debe tomar una lámina de metal con un espesor similar al espesor de la tubería. Hazle tapas. Hay que soldarlos a los anillos del lado donde no tienen roscas.
Ahora necesitas hacerles agujeros centrales. En el primero debe corresponder al diámetro de la boquilla, y en el segundo, al diámetro de la tubería. Al mismo tiempo, con adentro La tapa que se utilizará con el chorro se debe achaflanar mediante un taladro. Al final debería salir el inyector.
Ahora conectamos un generador de calor a todo este sistema. El orificio de la bomba, desde donde se suministra agua a presión, debe conectarse a la tubería ubicada cerca de la boquilla. Conecte el segundo tubo a la entrada del sistema de calefacción. Pero conecte la salida de este último a la entrada de la bomba.

Así, bajo la presión creada por la bomba, el refrigerante en forma de agua comenzará a fluir a través de la boquilla. Debido al movimiento constante del refrigerante dentro de esta cámara, se calentará. Después de esto, pasa directamente al sistema de calefacción. Y para poder regular la temperatura resultante, es necesario instalar una válvula de bola detrás de la tubería.

Se producirá un cambio de temperatura al cambiar su posición si deja pasar menos agua (estará en posición semicerrada). El agua permanecerá y se moverá dentro de la carcasa por más tiempo, provocando que su temperatura aumente. Así es exactamente como funciona un calentador de agua similar.

Mira el video donde se dan. Consejo practico para hacer un generador de calor de vórtice con tus propias manos:

No todas las instalaciones industriales tienen la oportunidad de calentar habitaciones con generadores de calor clásicos que funcionan con gas, combustible líquido o sólido, y el uso de un calentador con elementos calefactores no es práctico o inseguro. En tales situaciones, un generador de calor de vórtice acude al rescate y utiliza procesos de cavitación para calentar el fluido de trabajo. Los principios básicos de funcionamiento de estos dispositivos se descubrieron en los años 30 del siglo pasado y se han desarrollado activamente desde los años 50. Pero la introducción del calentamiento de líquidos en el proceso de producción debido a los efectos de los vórtices se produjo recién en los años 90, cuando la cuestión del ahorro de recursos energéticos se agudizó.

Diseño y principio de funcionamiento.

Inicialmente, gracias a los flujos de vórtices, aprendieron a calentar aire y otras mezclas de gases. En aquel momento no era posible calentar el agua de esta forma debido a su falta de propiedades de compresión. Los primeros intentos en esta dirección los hizo Merkulov, quien propuso llenar la tubería de Ranque con agua en lugar de aire. La liberación de calor resultó ser un efecto secundario del movimiento vórtice del líquido y durante mucho tiempo el proceso ni siquiera tuvo justificación.

Hoy se sabe que cuando un líquido se mueve a través de una cámara especial, el exceso de presión hace que las moléculas de agua expulsen las moléculas de gas, que se acumulan formando burbujas. Debido a la ventaja porcentual del agua, sus moléculas tienden a aplastar las inclusiones de gas y aumenta la presión superficial en ellas. Con una mayor afluencia de moléculas de gas, la temperatura dentro de las inclusiones aumenta, alcanzando 800 – 1000ºС. Y después de alcanzar una zona con menor presión, se produce el proceso de cavitación (colapso) de las burbujas, durante el cual la energía térmica acumulada se libera al espacio circundante.

Dependiendo del método de formación de burbujas de cavitación dentro del líquido, todos los generadores de calor de vórtice se dividen en tres categorías:

Sistemas tangenciales pasivos;
Sistemas axiales pasivos;
Dispositivos activos.

Ahora veamos cada una de las categorías con más detalle.

VTG tangencial pasivo

Se trata de generadores de calor de vórtice en los que la cámara termogeneradora tiene un diseño estático. Estructuralmente, estos generadores de vórtice son una cámara con varios tubos a través de los cuales se suministra y extrae el refrigerante. En ellos se crea una presión excesiva bombeando líquido con un compresor, la forma de la cámara y su contenido es una tubería recta o torcida. En la siguiente figura se muestra un ejemplo de un dispositivo de este tipo.

Foto 1: diagrama de circuito generador tangencial pasivo

Cuando el líquido circula por el tubo de entrada, se produce un frenado en la entrada de la cámara debido al dispositivo de frenado, lo que provoca la aparición de un espacio enrarecido en la zona de expansión de volumen. Luego las burbujas colapsan y el agua se calienta. Para obtener energía de vórtice en generadores de calor de vórtice pasivos, se instalan varias entradas/salidas de la cámara, boquillas, formas geométricas variables y otras técnicas para crear presión variable.

Generadores de calor axiales pasivos

Al igual que el tipo anterior, los axiales pasivos no tienen elementos móviles para crear turbulencias. Los generadores de calor de vórtice de este tipo calientan el refrigerante instalando un diafragma con forma cilíndrica, espiral o agujeros cónicos, boquillas, matriz, acelerador, actuando como dispositivo de restricción. En algunos modelos se instalan varios elementos calefactores con diferentes características de los orificios de paso para aumentar su eficiencia.

Arroz. 2: diagrama esquemático de un generador de calor axial pasivo

Mire la figura; aquí está el principio de funcionamiento de un generador de calor axial simple. Esta instalación térmica consta de una cámara de calentamiento, un tubo de entrada que introduce un flujo de líquido frío, un conformador de flujo (no presente en todos los modelos), un dispositivo de restricción y un tubo de salida con un flujo de agua caliente.

Generadores de calor activos

El calentamiento del líquido en tales generadores de calor de vórtice se lleva a cabo mediante el funcionamiento de un elemento móvil activo que interactúa con el refrigerante. Están equipados con cámaras de cavitación con activadores de disco o tambor. Se trata de generadores de calor rotativos, uno de los más famosos es el generador de calor Potapov. El diagrama más simple de un generador de calor activo se muestra en la siguiente figura.

Arroz. 3: diagrama esquemático de un generador de calor activo

Cuando el activador gira, se forman burbujas debido a los agujeros en la superficie del activador y a los agujeros en diferentes direcciones en la pared opuesta de la cámara. Este diseño se considera el más eficaz, pero también bastante difícil a la hora de seleccionar los parámetros geométricos de los elementos. Por lo tanto, la gran mayoría de los generadores de calor de vórtice tienen perforaciones solo en el activador.

Objetivo

En los albores de la introducción del generador de cavitación en funcionamiento, se utilizaba únicamente para el propósito previsto: transferir energía térmica. Hoy en día, en relación con el desarrollo y mejora de esta área, los generadores de calor de vórtice se utilizan para:

Calefacción de locales, tanto en zonas domésticas como industriales;
Líquido calefactor para operaciones tecnológicas;
Como calentadores de agua instantáneos, pero con mayor eficiencia que las calderas clásicas;
Para pasteurización y homogeneización de mezclas alimentarias y farmacéuticas a una temperatura determinada (esto asegura la eliminación de virus y bacterias del líquido sin tratamiento térmico);
Recibir un chorro de agua fría (en tales modelos, el agua caliente es un efecto secundario);
Mezclar y separar productos derivados del petróleo, agregando elementos químicos a la mezcla resultante;
Generación de vapor.

A medida que se sigan mejorando los generadores de calor de vórtice, se ampliará el ámbito de su aplicación. Además, este tipo de equipo de calefacción tiene una serie de requisitos previos para desplazar a las tecnologías aún competitivas del pasado.

Ventajas y desventajas

En comparación con tecnologías idénticas diseñadas para calentar habitaciones o calentar líquidos, los generadores de calor de vórtice tienen una serie de ventajas importantes:

Respetuoso con el medio ambiente– en comparación con los generadores de calor de gas, combustibles sólidos y diésel, no contaminan el medio ambiente;
Seguridad contra incendios y explosiones– los modelos de vórtice, en comparación con los generadores de calor a gas y los dispositivos que utilizan productos derivados del petróleo, no representan tal amenaza;
Variabilidad— se puede instalar un generador de calor de vórtice en los sistemas existentes sin necesidad de instalar nuevas tuberías;
Economía– en determinadas situaciones son mucho más rentables que los generadores de calor clásicos, ya que proporcionan lo mismo energía térmica en términos de energía eléctrica consumida;
No es necesario organizar un sistema de refrigeración.;
No requiere la organización de la eliminación de productos de combustión., no emiten monóxido de carbono y no contaminan el aire del área de trabajo o del espacio habitable;
Proporcionar una eficiencia bastante alta.– alrededor del 91 – 92% con una potencia relativamente baja del motor eléctrico o de la bomba;
No se forman incrustaciones cuando se calienta el líquido., lo que reduce significativamente la probabilidad de daños por corrosión y obstrucción con depósitos de cal;

Pero, además de las ventajas, los generadores de calor de vórtice también tienen una serie de desventajas:

Crea una fuerte carga de ruido en el lugar de instalación., lo que limita mucho su uso directamente en dormitorios, pasillos, oficinas y lugares similares;
Caracterizado por grandes dimensiones., en comparación con los calentadores de líquido clásicos;
Requiere un ajuste fino del proceso de cavitación., ya que las burbujas chocan con las paredes de la tubería y los elementos de trabajo de la bomba provocan su rápido desgaste;
Reparación bastante cara cuando fallan los elementos del generador de calor de vórtice.

Criterios de elección

Al elegir un generador de calor de vórtice, es importante determinar los parámetros actuales del dispositivo que son más adecuados para resolver la tarea. Estos parámetros incluyen:

El consumo de energía– determina la cantidad de electricidad consumida de la red necesaria para el funcionamiento de la instalación.
Factor de conversión– determina la relación entre la energía consumida en kW y la energía liberada como energía térmica en kW.
Tasa de flujo– determina la velocidad del movimiento del fluido y la posibilidad de regularlo (le permite regular el intercambio de calor en los sistemas de calefacción o la presión en un calentador de agua).
Tipo de cámara de vórtice– determina el método de obtención de energía térmica, la eficiencia del proceso y los costes necesarios para ello.
dimensiones– un factor importante que influye en la posibilidad de instalar un generador de calor en cualquier lugar.
Número de circuitos de circulación– algunos modelos, además del circuito de calefacción, disponen de un circuito de descarga de agua fría.

Los parámetros de algunos generadores de calor de vórtice se muestran en la siguiente tabla:

Tabla: características de algunos modelos de generadores de vórtices.

Potencia del motor eléctrico instalado, kW.
Tensión de red, V		380	380	380	380	380
Volumen calentado hasta metros cúbicos.		5180	7063	8450	10200	15200
Temperatura máxima del refrigerante, o C
Peso neto / kg.		700	920	1295	1350	1715
Dimensiones:
	— longitud mm — ancho mm. — altura mm.
Modo operativo		máquina	máquina	máquina	máquina	máquina

También es un factor importante el precio del generador de calor de vórtice, que lo fija el fabricante y puede depender tanto de su caracteristicas de diseño y sobre los parámetros de funcionamiento.

DIY VTG

Figura 4: vista general

Para hacer un generador de calor de vórtice en casa, necesitará: un motor eléctrico, una cámara plana sellada con un disco giratorio, una bomba, una amoladora, soldadura (para tubos metálicos), soldador (para tubos de plastico) taladro eléctrico, tuberías y accesorios para los mismos, marco o soporte para colocar el equipo. El montaje incluye los siguientes pasos:

Arroz. 6: Conecte el suministro de agua y energía

Un generador de calor de vórtice de este tipo se puede conectar a un sistema de suministro de calor existente o se pueden instalar radiadores de calefacción separados.

Vídeo sobre el tema.

Calentar una casa, un garaje, una oficina o un local comercial es un problema que debe abordarse inmediatamente después de la construcción del local. Y no importa la época del año que esté afuera. El invierno llegará de todos modos. Por lo tanto, es necesario asegurarse de antemano de que el interior esté cálido. Quienes compran un apartamento en un edificio de varias plantas no tienen nada de qué preocuparse: los constructores ya lo han hecho todo. Pero aquellos que estén construyendo su propia casa, equipando un garaje o un pequeño edificio separado tendrán que elegir qué sistema de calefacción instalar. Y una de las soluciones será un generador de calor de vórtice.

La separación del aire, es decir, su división en fracciones frías y calientes en un chorro de vórtice, un fenómeno que formó la base del generador de calor de vórtice y que se descubrió hace unos cien años. Y como suele suceder, durante unos 50 años nadie supo cómo utilizarlo. El llamado tubo de vórtice se modernizó con la mayor diferentes caminos y trató de encajar en casi todos los tipos actividad humana. Sin embargo, en todas partes era inferior tanto en precio como en eficiencia a los dispositivos existentes. Hasta que al científico ruso Merkulov se le ocurrió la idea de hacer correr agua en el interior, descubrió que la temperatura en la salida aumentaba varias veces y llamó a este proceso cavitación. El precio del dispositivo no ha bajado mucho, pero el coeficiente acción útil se convirtió en casi el cien por ciento.

Principio de operación

Entonces, ¿qué es esta cavitación misteriosa y accesible? Pero todo es bastante sencillo. Al pasar por el vórtice, se forman muchas burbujas en el agua, que a su vez estallan, liberando una cierta cantidad de energía. Esta energía calienta el agua. El número de burbujas no se puede contar, pero el generador de calor por cavitación de vórtice puede aumentar la temperatura del agua hasta 200 grados. Sería estúpido no aprovechar esto.

Dos tipos principales

A pesar de que de vez en cuando hay informes de que alguien en algún lugar ha fabricado con sus propias manos un generador de calor de vórtice único de tal potencia que es posible calentar una ciudad entera, en la mayoría de los casos se trata de bulos de periódicos comunes que no tienen fundamento. En realidad. Quizás algún día esto suceda, pero por ahora el principio de funcionamiento de este dispositivo solo se puede utilizar de dos maneras.

Generador de calor rotativo. La carcasa de la bomba centrífuga en este caso actuará como estator. Dependiendo de la potencia, se perforan agujeros de un determinado diámetro en toda la superficie del rotor. Es gracias a ellos que aparecen esas mismas burbujas, cuya destrucción calienta el agua. Este tipo de generador de calor sólo tiene una ventaja. Es mucho más productivo. Pero hay muchas más deficiencias.

Esta instalación es muy ruidosa.
Mayor desgaste de piezas.
Requiere reemplazo frecuente de sellos y sellos.
Demasiado caro de mantener.

Generador de calor estático. A diferencia de la versión anterior, aquí nada gira y el proceso de cavitación se produce de forma natural. Sólo funciona la bomba. Y la lista de ventajas y desventajas toma una dirección marcadamente opuesta.

El dispositivo puede funcionar a baja presión.
La diferencia de temperatura entre los extremos frío y caliente es bastante grande.
Absolutamente seguro, sin importar dónde se utilice.
Calentamiento rápido.
Eficiencia del 90% y superior.
Se puede utilizar tanto para calefacción como para refrigeración.

La única desventaja de un aerogenerador estático es el alto coste del equipo y el largo período de recuperación de la inversión asociado.

Cómo montar un generador de calor.

Con todos estos términos científicos, que pueden asustar a una persona que no esté familiarizada con la física, es muy posible fabricar un VTG en casa. Por supuesto, tendrás que retocar, pero si todo se hace de forma correcta y cualitativa, podrás disfrutar del calor en cualquier momento.

Y hay que empezar, como en cualquier otro negocio, por preparar materiales y herramientas. Necesitará:

Maquina de soldar.
Lijadora.
Taladro eléctrico.
Juego de llaves.
Conjunto de taladros.
Esquina metálica.
Tornillos y nueses.
Tubo de metal grueso.
Dos tubos roscados.
Acoplamientos de conexión.
Motor eléctrico.
Bomba centrífuga.
Chorro.

Ahora puedes empezar a trabajar directamente.

Instalación del motor

Un motor eléctrico, seleccionado de acuerdo con el voltaje disponible, se instala en un marco, soldado o ensamblado con pernos, desde una esquina. El tamaño total del bastidor se calcula de tal manera que pueda acomodar no solo el motor, sino también la bomba. Es mejor pintar el marco para evitar la oxidación. Marcar los agujeros, taladrar e instalar el motor eléctrico.

Conexión de la bomba

La bomba debe seleccionarse según dos criterios. En primer lugar, debe ser centrífugo. En segundo lugar, la potencia del motor debe ser suficiente para acelerarlo. Una vez instalada la bomba en el marco, el algoritmo de acción es el siguiente:

En un tubo grueso de 100 mm de diámetro y 600 mm de largo se debe realizar una ranura exterior de 25 mm y la mitad del espesor en ambos lados. Corta el hilo.
Cortar el mismo tubo en dos trozos de 50 mm de largo cada uno. Hilo interno la mitad de la longitud.
Soldar por el lado opuesto a la rosca. tapas metálicas de espesor suficiente.
Haz agujeros en el centro de las tapas. Uno es el tamaño de la boquilla, el segundo es el tamaño de la tubería. Desde el interior del agujero para el chorro con un taladro. diametro largo es necesario quitar el chaflán para que parezca una boquilla.
El tubo de boquilla está conectado a la bomba. Al orificio por donde se suministra agua a presión.
La entrada del sistema de calefacción está conectada a la segunda tubería.
La salida del sistema de calefacción está conectada a la entrada de la bomba.

El ciclo está completo. El agua se suministrará bajo presión a la boquilla y, debido al vórtice que se forma allí y al efecto de cavitación resultante, comenzará a calentarse. La temperatura se puede ajustar instalando una válvula de bola detrás de la tubería a través de la cual el agua regresa al sistema de calefacción.

Cerrándolo ligeramente podrás aumentar la temperatura y viceversa, abriéndolo podrás bajarla.

Mejoremos el generador de calor.

Esto puede parecer extraño, pero este diseño bastante complejo se puede mejorar, aumentando aún más su rendimiento, lo que será una ventaja definitiva para calentar una casa privada grande. Esta mejora se basa en que la propia bomba tiende a perder calor. Esto significa que debes gastar lo menos posible.

Esto puede lograrse de dos formas. Aislar la bomba utilizando materiales adecuados para este fin. materiales de aislamiento térmico. O rodearlo con una chaqueta de agua. La primera opción es clara y accesible sin ninguna explicación. Pero deberíamos detenernos más en el segundo.

Para construir una camisa de agua para la bomba, deberá colocarla en un recipiente herméticamente diseñado especialmente que pueda soportar la presión de todo el sistema. El agua se suministrará exactamente a este recipiente y la bomba la tomará desde allí. El agua externa también se calentará, lo que permitirá que la bomba funcione de manera mucho más eficiente.

Absorbedor de vórtice

Pero resulta que eso no es todo. Habiendo estudiado y comprendido a fondo el principio de funcionamiento de un generador de calor de vórtice, puede equiparlo con un amortiguador de vórtice. Un chorro de agua suministrado a alta presión golpea la pared opuesta y forma remolinos. Pero puede haber varios de estos vórtices. Sólo hay que instalar una estructura dentro del dispositivo que se parezca al mango de una bomba de avión. Esto se hace de la siguiente manera:

De una tubería de un diámetro ligeramente menor que el propio generador, es necesario cortar dos anillos de 4 a 6 cm de ancho.
Suelde seis placas de metal dentro de los anillos, seleccionadas de tal manera que toda la estructura tenga una longitud de un cuarto de la longitud del cuerpo del propio generador.
Al ensamblar el dispositivo, fije esta estructura en el interior opuesto a la boquilla.

Hay y no puede haber un límite para la perfección, y el generador de calor de vórtice todavía se está mejorando en nuestro tiempo. No todos pueden hacer esto. Pero es muy posible montar el dispositivo según el diagrama anterior.

Muchos inventos útiles quedaron sin reclamar. Esto sucede debido a la pereza humana o al miedo a lo desconocido. Uno de estos descubrimientos durante mucho tiempo fue el generador de calor de vórtice. Ahora, en el contexto del ahorro total de recursos y el deseo de utilizar fuentes de energía respetuosas con el medio ambiente, los generadores de calor han comenzado a utilizarse en la práctica para calentar una casa u oficina. ¿Qué es? Un dispositivo que antes solo se desarrollaba en laboratorios, o una nueva palabra en ingeniería de energía térmica.

Sistema de calefacción con generador de calor Vortex.

Principio de operación

La base del funcionamiento de los generadores de calor es la conversión de energía mecánica en energía cinética y luego en energía térmica.

A principios del siglo XX, Joseph Rank descubrió la separación de una corriente de aire vórtice en fracciones frías y calientes. A mediados del siglo pasado, el inventor alemán Hilsham modernizó el dispositivo de tubo de vórtice. Al poco tiempo, el científico ruso A. Merkulov puso agua en lugar de aire en la tubería Ranke. En la salida, la temperatura del agua aumentó significativamente. Es este principio el que subyace al funcionamiento de todos los generadores de calor.

Al pasar a través de un vórtice de agua, el agua forma muchas burbujas de aire. Bajo la influencia de la presión del líquido, las burbujas se destruyen. Como resultado, se libera una parte de la energía. El agua se está calentando. Este proceso se llama cavitación. El funcionamiento de todos los generadores de calor de vórtice se calcula según el principio de cavitación. Este tipo de generador se llama “cavitación”.

Tipos de generadores de calor

Todos los generadores de calor se dividen en dos tipos principales:

Giratorio. Un generador de calor en el que se crea un flujo de vórtice mediante un rotor.
Estático. En estos tipos, se crea un vórtice de agua mediante tubos de cavitación especiales. La presión del agua es producida por una bomba centrífuga.

Cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas, que conviene analizar con más detalle.

Generador de calor rotativo

El estator de este dispositivo es la carcasa de una bomba centrífuga.

Los rotores pueden ser diferentes. En Internet existen muchos esquemas e instrucciones para su implementación. Los generadores de calor son más bien un experimento científico, en constante desarrollo.

Diseño de generador rotativo.

El cuerpo es un cilindro hueco. La distancia entre el cuerpo y la parte giratoria se calcula individualmente (1,5-2 mm).

El calentamiento del medio se produce debido a su fricción con la carcasa y el rotor. A esto ayudan las burbujas que se forman debido a la cavitación del agua en las celdas del rotor. El rendimiento de estos dispositivos es un 30% mayor que el de los estáticos. Las instalaciones son bastante ruidosas. Tienen un mayor desgaste de piezas debido a la exposición constante a un ambiente agresivo. Se requiere un seguimiento constante: del estado de los retenes, retenes, etc. Esto complica y aumenta significativamente el coste de mantenimiento. Rara vez se utilizan para instalar calefacción en casa, han encontrado una aplicación ligeramente diferente: calentar grandes locales de producción.

Modelo de cavitador industrial.

Generador de calor estático

La principal ventaja de estas instalaciones es que en ellas nada gira. La electricidad se gasta únicamente en el funcionamiento de la bomba. La cavitación se produce mediante procesos físicos naturales en el agua.

La eficiencia de este tipo de instalaciones supera en ocasiones el 100%. El medio para los generadores puede ser líquido, gas comprimido, anticongelante, anticongelante.

La diferencia entre las temperaturas de entrada y salida puede alcanzar los 100⁰С. Cuando se trabaja con gas comprimido, se sopla tangencialmente hacia la cámara de vórtice. Él acelera en él. Al crear un vórtice, el aire caliente pasa a través de un embudo cónico y el aire frío regresa. Las temperaturas pueden alcanzar los 200⁰С.

Ventajas:

Puede proporcionar una gran diferencia de temperatura entre los extremos frío y caliente y operar a baja presión.
La eficiencia no es inferior al 90%.
Nunca se sobrecalienta.
A prueba de fuego y explosión. Puede usarse en ambientes explosivos.
Proporciona un calentamiento rápido y eficiente de todo el sistema.
Se puede utilizar tanto para calefacción como para refrigeración.

Actualmente no se utiliza con suficiente frecuencia. Un generador de calor por cavitación se utiliza para reducir el coste de calentar una casa o un local industrial en presencia de aire comprimido. La desventaja sigue siendo el coste bastante elevado del equipo.

Generador de calor Potapov

Popular y más estudiada es la invención del generador de calor Potapov. Se considera un dispositivo estático.

La fuerza de presión en el sistema es creada por una bomba centrífuga. Se suministra un chorro de agua a alta presión al caracol. El líquido comienza a calentarse debido a la rotación a lo largo del canal curvo. Ella cae en el tubo del vórtice. El metraje de la tubería debe ser decenas de veces mayor que el ancho.

Diagrama del dispositivo generador

Rama de tubería
Caracol.
Tubo de vórtice.
Freno superior.
Plancha de agua.
Acoplamiento.
Anillo de freno inferior.
Derivación.
Ramal.

El agua pasa a través de una espiral helicoidal ubicada a lo largo de las paredes. A continuación se instaló un dispositivo de frenado para retirar la pieza. agua caliente. El chorro se nivela ligeramente mediante placas fijadas al manguito. En el interior hay un espacio vacío conectado a otro dispositivo de frenado.

Agua con alta temperatura sube y un vórtice frío de líquido desciende a lo largo espacio interno. El flujo frío entra en contacto con el flujo caliente a través de las placas del manguito y se calienta.

El agua caliente desciende al anillo de freno inferior y se calienta aún más debido a la cavitación. El flujo calentado del dispositivo de frenado inferior pasa a través del bypass hacia el tubo de salida.

El anillo de freno superior tiene un paso cuyo diámetro es igual al diámetro del tubo de vórtice. Gracias a ello, el agua caliente puede entrar en la tubería. Se produce una mezcla de flujo caliente y tibio. Luego el agua se utiliza para el fin previsto. Generalmente para calentar locales o necesidades domésticas. El retorno está conectado a la bomba. La tubería llega a la entrada del sistema de calefacción de la casa.

Para instalar un generador de calor Potapov, se requiere cableado diagonal. Se debe suministrar refrigerante caliente al conducto superior de la batería y el refrigerante frío saldrá por el conducto inferior.

El propio generador de Potapov.

Existen muchos modelos de generadores industriales. Para un artesano experimentado, no será difícil hacer un generador de calor de vórtice con sus propias manos.:

Todo el sistema debe estar bien sujeto. Usando esquinas, se hace un marco. Puede utilizar soldadura o conexión atornillada. Lo principal es que la estructura sea duradera.
Un motor eléctrico está montado en el marco. Se selecciona según el área de la habitación, las condiciones externas y el voltaje disponible.
La bomba de agua está montada en el marco. A la hora de elegirlo ten en cuenta:

se requiere una bomba centrífuga;
el motor tiene suficiente fuerza para girar;
la bomba debe soportar líquidos a cualquier temperatura.

La bomba está conectada al motor.
Se fabrica un cilindro de 500 a 600 mm de largo a partir de un tubo grueso con un diámetro de 100 mm.
Es necesario hacer dos cubiertas de metal plano y grueso:

uno debe tener un agujero para la tubería;
el segundo debajo del jet. Se hace un chaflán en el borde. Resulta ser una boquilla.

Es mejor fijar las tapas al cilindro mediante una conexión roscada.
El jet se encuentra en el interior. Su diámetro debe ser la mitad menor que ¼ del diámetro del cilindro.

Un agujero muy pequeño provocará un sobrecalentamiento de la bomba y un rápido desgaste de las piezas.

El tubo lateral de la boquilla está conectado al suministro de la bomba. El segundo está conectado al punto superior del sistema de calefacción. El agua enfriada del sistema está conectada a la entrada de la bomba.
El agua bajo presión de la bomba se suministra a la boquilla. En la cámara del generador de calor, su temperatura aumenta debido a los flujos de vórtice. Luego se suministra a la calefacción.

Circuito generador de cavitación

Chorro.
Eje del motor eléctrico.
Tubo de vórtice.
Boquilla de entrada.
Tubo de salida.
Amortiguador de vórtice.

Para regular la temperatura, se coloca una válvula detrás de la tubería. Cuanto menos abierto esté, más tiempo permanecerá el agua en el cavitador y mayor será su temperatura.

Cuando el agua pasa por la boquilla, se obtiene una fuerte presión. Golpea la pared opuesta y gira debido a esto. Al colocar un obstáculo adicional en medio del flujo, se pueden lograr mayores retornos.

Amortiguador de vórtice

El funcionamiento del amortiguador de vórtice se basa en lo siguiente:

Se hacen dos anillos, de 4-5 cm de ancho y de diámetro ligeramente menor que el cilindro.
De metal grueso se cortan 6 placas de ¼ de longitud del cuerpo del generador. El ancho depende del diámetro y se selecciona individualmente.
Las placas se fijan dentro de los anillos uno frente al otro.
El amortiguador se inserta frente a la boquilla.

Continúa el desarrollo de generadores. Para aumentar el rendimiento, puedes experimentar con el amortiguador.

Como resultado del trabajo, se produce una pérdida de calor a la atmósfera. Para eliminarlos, puedes realizar aislamiento térmico. Primero está hecho de metal y luego se reviste en la parte superior con cualquier material aislante. Lo principal es que puede soportar temperaturas de ebullición.

Para facilitar la puesta en servicio y el mantenimiento del generador Potapov, es necesario:

pintar todas las superficies metálicas;
haga todas las piezas con metal grueso para que el generador de calor dure más;
Durante el montaje, tiene sentido hacer varias cubiertas con diferentes diámetros agujeros. se selecciona empíricamente Mejor opción para este sistema;
Antes de conectar a los consumidores, después de haber conectado el generador, es necesario verificar su estanqueidad y funcionamiento.

Circuito hidrodinámico

Para instalación correcta Un generador de calor de vórtice requiere un circuito hidrodinámico.

Diagrama de conexión del circuito

Para hacerlo necesitas:

manómetro de salida, para medir la presión en la salida del cavitador;
termómetros para medir la temperatura antes y después del generador de calor;
válvula de alivio para eliminar bolsas de aire;
grifos de entrada y salida;
Manómetro de entrada para controlar la presión de la bomba.

El circuito hidrodinámico simplificará el mantenimiento y seguimiento del sistema.

Si tienes una red monofásica, puedes utilizar un convertidor de frecuencia. Esto le permitirá aumentar la velocidad de rotación de la bomba y seleccionar la correcta.

Se utiliza un generador de calor de vórtice para calentar una casa y suministrar agua caliente. Tiene una serie de ventajas sobre otros calentadores:

la instalación de un generador de calor no requiere permisos;
El cavitador funciona de forma autónoma y no requiere un seguimiento constante;
es una fuente de energía respetuosa con el medio ambiente y no produce emisiones nocivas a la atmósfera;
seguridad completa contra incendios y explosiones;
menor consumo de electricidad. Eficiencia innegable, la eficiencia se acerca al 100%;
el agua en el sistema no forma incrustaciones, no se requiere tratamiento de agua adicional;
se puede utilizar tanto para calefacción como para suministro de agua caliente;
Ocupa poco espacio y se instala fácilmente en cualquier red.

Teniendo todo esto en cuenta, el generador de cavitación tiene cada vez más demanda en el mercado. Este tipo de equipo se utiliza con éxito para calentar locales residenciales y de oficinas.

Video. Generador de calor de vórtice de bricolaje.

Se está estableciendo la producción de tales generadores. La industria moderna ofrece generadores rotativos y estáticos. Están equipados con dispositivos de control y sensores de protección. Puede elegir un generador para instalar calefacción en habitaciones de cualquier tamaño.

Los laboratorios científicos y los artesanos continúan experimentando para mejorar los generadores de calor. Quizás pronto el generador de calor de vórtice ocupe el lugar que le corresponde entre los dispositivos de calefacción.