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Générateur de chaleur Vortex - un nouveau mot en matière de chauffage


Chauffer une maison, un garage, un bureau, un espace de vente - une question qui doit être traitée immédiatement après la construction de la pièce. Et peu importe la période de l'année dans la rue. L'hiver viendra quand même. Veillez donc à ce que la chaleur à l'intérieur soit nécessaire à l'avance. Ceux qui achètent un appartement dans une tour n'ont rien à craindre, les constructeurs ont déjà tout fait. Mais ceux qui construisent leurs maisons, aménagent un garage ou un petit bâtiment séparé devront choisir le système de chauffage à installer. Et l'une des solutions sera un générateur de chaleur vortex.

Histoire de l'invention

La séparation de l'air, en d'autres termes, sa séparation en fractions froides et chaudes dans un jet à vortex, un phénomène à la base d'un générateur de chaleur à vortex, a été découverte il y a une centaine d'années. Et comme il arrive souvent, pendant environ 50 ans, personne ne savait comment l’utiliser. Le soi-disant tube à tourbillon a été modernisé de diverses manières et a essayé de se lier à presque tous les types d’activités humaines. Cependant, partout, son prix et son efficacité étaient inférieurs aux instruments déjà disponibles. Bien que le scientifique russe Merkoulov n'ait pas eu l'idée de faire couler de l'eau à l'intérieur, il n'a pas établi que la température montait plusieurs fois à la sortie et n'a pas appelé ce processus de cavitation. Le prix de l'appareil n'a pas beaucoup diminué, mais son efficacité est devenue presque cent pour cent.

Principe de fonctionnement

Alors, quelle est cette cavitation mystérieuse et accessible? Mais tout est assez simple. Lors du passage dans le vortex, de nombreuses bulles se forment dans l’eau, qui à son tour éclate en libérant une certaine quantité d’énergie. Cette énergie et chauffe l'eau. Le nombre de bulles ne peut pas être calculé, mais la température de l'eau du générateur de chaleur à cavitation vortex peut atteindre 200 degrés. Ne pas en profiter serait stupide.

Deux types principaux

Malgré le fait que certaines personnes auraient fabriqué quelque part un générateur de chaleur vortex d'une puissance telle qu'il soit possible de chauffer une ville entière, il s'agit dans la plupart des cas de canards de journaux ordinaires sans fondement réel. Cela arrivera peut-être un jour, mais pour l’instant, le principe de fonctionnement de cet appareil ne peut être utilisé que de deux manières.

Générateur de chaleur à rotor. Le boîtier de la pompe centrifuge agira dans ce cas comme un stator. En fonction de la puissance sur toute la surface du rotor, des trous d'un certain diamètre sont percés. C'est à travers eux que apparaissent les bulles mêmes dont la destruction réchauffe l'eau. L'avantage d'un tel générateur de chaleur n'en est qu'un. C'est beaucoup plus productif. Mais les inconvénients sont beaucoup plus importants.

  • Une telle installation est très bruyante.
  • Les pièces d'usure ont augmenté.
  • Nécessite le remplacement fréquent des joints et des joints.
  • Service trop cher.

Générateur de chaleur statique. Contrairement à la version précédente, rien ne tourne ici et le processus de cavitation se produit naturellement. Seule la pompe fonctionne. Et la liste des avantages et des inconvénients prend une direction nettement opposée.

  • L'appareil peut fonctionner à basse pression.
  • La différence de température aux extrémités froides et chaudes est assez grande.
  • Absolument sûr, quel que soit le lieu où il est utilisé.
  • Chauffage rapide.
  • Efficacité de 90% et plus.
  • Une possibilité d'utilisation, aussi bien pour le chauffage que pour le refroidissement.

Le seul inconvénient d’un VHG statique peut être considéré comme le coût élevé de l’équipement et la longue période de récupération associée.

Comment construire un générateur de chaleur

Avec tous ces termes scientifiques qui peuvent effrayer des inconnus de la physique, il est tout à fait possible de créer une VTG maison. Bien sûr, vous devrez bricoler, mais si tout est fait correctement et efficacement, vous pourrez profiter de la chaleur à tout moment.

Et commencer, comme dans tout autre cas, devra préparer du matériel et des outils. Vous aurez besoin de:

  • Machine à souder
  • Shlifmashinka.
  • Perceuse électrique.
  • Jeu de clés.
  • Un ensemble d'exercices.
  • Coin en métal.
  • Boulons et noix.
  • Tube en métal épais.
  • Deux buses filetées.
  • Accouplements
  • Moteur électrique
  • Pompe centrifuge.
  • Jiggler

Maintenant, vous pouvez passer directement au travail.

Installer le moteur

Le moteur électrique, sélectionné en fonction de la tension existante, est monté sur le cadre, soudé ou assemblé à l'aide de boulons, à partir du coin. La taille totale du cadre est calculée de manière à pouvoir accueillir non seulement le moteur, mais également la pompe. Il est préférable de peindre le cadre afin d'éviter la rouille. Marquez les trous, percez et installez le moteur.

Nous connectons la pompe

La pompe doit être sélectionnée selon deux critères. Premièrement, il doit être centrifuge. Deuxièmement, la puissance du moteur devrait être suffisante pour le déclencher. Une fois la pompe installée sur le châssis, l'algorithme des actions est le suivant:

  • Dans un tuyau épais de 100 mm de diamètre et de 600 mm de long sur les deux côtés, une rainure externe de 25 mm et la moitié de l'épaisseur doivent être ménagées. Couper le fil.
  • Couper le filetage intérieur sur la moitié de la longueur sur deux morceaux du même tuyau, d’une longueur de 50 mm chacun.
  • Du côté opposé au filetage, souder des couvercles en métal suffisamment épais.
  • Faites des trous au centre des couvertures. Un par la taille de la buse, le second par la taille de la buse. De l'intérieur du trou pour le jet, un foret de grand diamètre doit être chanfreiné pour former une buse.
  • La buse avec buse est connectée à la pompe. Vers le trou à partir duquel l'eau est fournie sous pression.
  • L'entrée du système de chauffage est connectée au deuxième tuyau.
  • La sortie du système de chauffage est connectée à l'entrée de la pompe.

Le cycle est fermé. L'eau sera fournie sous pression à la buse et en raison du vortex formé à cet endroit, l'effet de cavitation résultant se réchauffera. L'ajustement de la température peut être accompli en installant un tuyau à travers la buse à travers lequel l'eau retourne dans le système de chauffage, un robinet à tournant sphérique.

Améliorons le générateur de chaleur

Cela peut paraître étrange, mais même cette structure assez complexe peut être améliorée en augmentant encore ses performances, ce qui constituera un avantage indéniable pour chauffer une grande maison privée. Cette amélioration est basée sur le fait que la pompe a tendance à perdre de la chaleur. Donc, vous devez faire en sorte de dépenser le moins possible.

Ceci peut être réalisé de deux manières. Chauffez la pompe avec tout matériau isolant approprié à cet effet. Ou entourez-le d'une veste d'eau. La première option est claire et accessible sans aucune explication. Mais le second devrait être plus détaillé.

Pour construire une chemise d’eau pour la pompe, il est nécessaire de la placer dans un récipient hermétique spécialement conçu, capable de résister à la pression de l’ensemble du système. L'eau alimentera ce réservoir et la pompe l'utilisera. L'eau externe chauffera également, ce qui permettra à la pompe de fonctionner de manière beaucoup plus productive.

Avaleur

Mais il s'avère que ce n'est pas tout. Après avoir étudié et compris le principe de fonctionnement du générateur de chaleur vortex, vous pouvez l’équiper d’un extincteur vortex. Le flux d'eau fourni sous haute pression frappe le mur opposé et tourbillonne. Mais ces vortex peuvent être plusieurs. Il est seulement nécessaire d'installer une structure à l'intérieur de l'appareil qui ressemble à la forme de la tige d'une bombe d'avion. Ceci est fait comme suit:

  • À partir d’un tuyau d’un diamètre légèrement inférieur à celui du générateur, il est nécessaire de couper deux anneaux d’une largeur de 4 à 6 cm.
  • À l’intérieur des anneaux, souder six plaques de métal, choisies de manière à ce que toute la structure mesure un quart de la longueur du corps du générateur.
  • Lors du montage de l'appareil, fixez cette structure à l'intérieur de la buse.

Il n'y a pas de limite de perfection et il n'y a aucune amélioration du générateur de chaleur vortex à notre époque. Tout le monde ne peut pas le faire. Mais assembler le dispositif selon le schéma indiqué ci-dessus est tout à fait possible.

Générateur thermique thermique faites-le vous-même 1

Un générateur thermoélectrique fabriqué par Peltier peut être utilisé sur le terrain pour charger des batteries. Vous pouvez recharger trois batteries de doigt de 3,6 volts ou une batterie de téléphone portable.

Cette conception comporte deux parties: électrique et mécanique.

Le dispositif de la partie électrique du générateur de chaleur

Quatre éléments Peltier 12705 sont utilisés, mais tout équivalent peut être utilisé. L'élément 12705 est un carré de 4x4 cm, d'une épaisseur de 3 mm., Le courant produit est de 5 Amps, puissance 60 Watts. Le fonctionnement de l'élément Peltier est basé sur le fait que si vous chauffez un côté et refroidissez l'autre côté, du courant électrique apparaît à la sortie. Lorsque la différence de température est de 100 degrés, un élément donne 2 watts, soit 2 volts et 1 ampère. Dans cette installation, les quatre éléments donnent 8 watts, 7-8 volts, courant 0,7-0,8 ampères. Les éléments sont connectés les uns aux autres en série plus à moins.

Partie mécanique

Deux plaques de taille 10x10 et d'épaisseur 1 mm ont été utilisées, quatre éléments à effet Peltier se trouvent en dessous. Ainsi, étant donné la taille de Peltier, il reste encore 1 cm autour des bords. Les plaques sont fixées avec une pâte thermique. Une canette est installée sur une canette ou un autre conteneur dans lequel un feu sera allumé dans le champ, fournissant 170-180 degrés. Il est déconseillé de chauffer les éléments à effet Peltier à des températures supérieures à 200 degrés. Un radiateur en aluminium ou en cuivre est boulonné à la deuxième plaque en bas. Une autre plaque incurvée de 20x12 cm est boulonnée sur le radiateur lui-même, à l’aide de laquelle une autre plaque est fixée parallèlement au radiateur pour installer un boîtier d’usine à partir des piles. Une prise pour charger le téléphone y est soudée.

Vous pouvez acheter un module Peltier dans ce magasin chinois. Il existe également un refroidisseur de refroidissement spécial.

Pour plus d'informations sur le circuit électrique et les tests du générateur de chaleur, voir plus loin dans la vidéo.

Dans un autre article, nous avons parlé de l’utilisation du module Peltier pour refroidir le processeur et décrit un modèle spécifique de l’élément.

Tous les détails sur la fabrication de générateurs de chaleur vortex de leurs propres mains

Chaque année, la hausse des prix du chauffage fait que nous recherchons des moyens moins coûteux de chauffer un espace de vie pendant la saison froide. Cela s'applique particulièrement aux maisons et appartements qui ont une grande place. L'une de ces façons d'économiser consiste à utiliser un générateur de chaleur vortex de vos propres mains. Il présente de nombreux avantages et vous permet également d’économiser sur la création. La simplicité du design ne complique pas sa collection, même pour les débutants. Ensuite, nous examinons les avantages de cette méthode de chauffage et essayons de préparer vous-même un plan pour la collecte du générateur de chaleur.

Informations sur le périphérique

Un générateur de chaleur est un appareil spécial dont le but principal est de générer de la chaleur en brûlant le combustible qu’il contient. En même temps, de la chaleur est générée, qui est utilisée pour chauffer le liquide de refroidissement, ce qui a directement pour rôle de chauffer l’espace de vie.

Depuis lors, les générateurs ont bien sûr été modifiés et permettent de chauffer beaucoup plus d'espace qu'il y a 250 ans.

Types de générateurs

Le critère principal par lequel les générateurs diffèrent les uns des autres est le combustible chargé. En fonction de cela, les types suivants sont distingués:

  1. Générateurs de chaleur diesel - produisent de la chaleur à la suite de la combustion de carburant diesel. Ils sont capables de bien chauffer de grandes surfaces, mais pour la maison, il est préférable de ne pas les utiliser en raison de la production de substances toxiques résultant de la combustion de carburant.
  2. Générateurs de chaleur à gaz - fonctionnent sur le principe de l’alimentation en gaz en continu, dans une chambre spéciale qui produit également de la chaleur. Cette option est considérée comme très économique, mais l'installation nécessite une autorisation spéciale et le respect d'une sécurité accrue.
  3. Générateurs à combustible solide - par leur conception, ils ressemblent à un four à charbon classique, dans lequel se trouvent une chambre de combustion, un compartiment pour la suie et les cendres, ainsi qu’un élément chauffant. Pratique pour une utilisation dans des zones ouvertes, car leur travail ne dépend pas des conditions météorologiques.
  4. Générateur de chaleur par cavitation - leur principe de fonctionnement repose sur le processus de conversion thermique, dans lequel des bulles formées dans un liquide provoquent un mélange de phases, ce qui augmente la quantité de chaleur produite.

Le dernier type de générateurs de chaleur des 200 dernières années a rassemblé autour de lui de nombreux différends et contradictions. Les deux partisans de la théorie de la cavitation et ses adversaires sont apparus. Mais d’une manière ou d’une autre, les générateurs de chaleur par cavitation sont très répandus dans le chauffage des logements.

Le générateur de chaleur le plus populaire fonctionnant sur ce principe est le générateur Potapov.

Où sont-ils utilisés?

Les générateurs de chaleur par cavitation sont utilisés dans la vie quotidienne pour chauffer des espaces de vie et dans l'industrie. La seule différence est la taille et la puissance de la structure. Le principe de fonctionnement et de génération de chaleur reste le même. Les instruments sont utilisés si:

  • pas de source de chaleur alternative;
  • électricité très chère;
  • il y a de fréquentes interruptions dans le fonctionnement des réseaux électriques locaux.

Le générateur de vortex est facile à utiliser et simple dans sa conception.

De nombreuses personnes le collectent eux-mêmes et des vidéos sur Internet, des dessins et des schémas de connexion peuvent devenir des assistants dans le travail.

Principe de fonctionnement

Le générateur fonctionne sur le principe de la cavitation, lorsque de l'eau est versée dans un compartiment de turbine spécial (cavitateur) et que la pompe commence à faire tourner le cavitateur. En même temps, des bulles d'eau formées commencent à s'effondrer, produisant une chaleur supplémentaire, ce qui réchauffe le liquide de refroidissement.

En théorie, Potapov a défendu un certain nombre d'articles scientifiques dans lesquels il décrivait le processus de libération des énergies renouvelables. En pratique, il est difficile de le prouver, cependant, le générateur de chaleur par cavitation a lieu, parmi d'autres méthodes alternatives de génération de chaleur.

Avantages et inconvénients

Parmi les avantages figurent les indicateurs suivants:

  • la disponibilité;
  • des économies énormes;
  • ne surchauffe pas;
  • Efficacité aspirant à 100% (il est extrêmement difficile d’obtenir de tels indicateurs pour d’autres types de générateurs);
  • La disponibilité d'équipements vous permettant d'assembler l'appareil n'est pas pire que l'usine.

Les points faibles du générateur de Potapov sont:

  • dimensions volumétriques, occupant une grande surface de la zone résidentielle;
  • niveau sonore élevé du moteur, auquel il est extrêmement difficile de dormir et de se reposer.

Le générateur utilisé dans l'industrie ne diffère de la version nationale que par ses dimensions. Cependant, la puissance d'une unité résidentielle est parfois si élevée qu'il est insensé de l'installer dans un appartement d'une pièce, sinon la température minimale pendant le fonctionnement du cavitateur sera d'au moins 35 ° C.

Dans la vidéo, une variante intéressante d'un générateur de chaleur vortex à combustible solide

Fais le toi même

Avant de procéder à la production directe, envisagez une description générale du processus de génération de chaleur afin de vous familiariser avec les éléments structurels de base. Ainsi, la pompe à pression sous pression de 5 à 6 atmosphères fournit de l'eau versée dans le collecteur. Un vortex est créé à cet endroit, qui se déplace doucement dans un tube vortex, dont la longueur est exactement 10 fois son diamètre. Le vortex se déplace activement le long du tube en spirale et, à ce moment-là, les bulles s’effondrent et chauffent l’eau qui s’écoule dans le redresseur. Ce détail est une série de plaques métalliques, à travers lesquelles le flux d’eau perd une partie de l’énergie, devenant ainsi mieux contrôlé. Ensuite, de l'eau chaude pénètre dans les radiateurs en formant un cercle, puis retourne au générateur pour un chauffage ultérieur.

Préparation du matériel nécessaire

Pour travailler, nous avons besoin de:

  • pompe à vide ou sans contact - il est préférable d’acheter un modèle prêt à l’emploi;
  • Cavitateur - est un tuyau étanche à la pompe elle-même;
  • tuyau - connecté à la pompe, il est nécessaire pour l'alimentation en eau;
  • redresseur d'eau - réduit le taux de particules d'eau à la sortie (réduit la température et évite la surchauffe de tout l'appareil);
  • soupape de sécurité - régule le processus d'écoulement de l'eau, en empêchant sa sortie et la cavitation dans la pompe elle-même.

Assembler les pièces aidera les appareils suivants:

  • boulons et écrous;
  • machine à souder ou soudure à froid;
  • des clés;
  • percer et des forets métalliques appropriés.

Les composants individuels et leurs besoins seront pris en compte directement pendant le processus d'installation.

Nous assemblons l'unité point par point

Se rendre au travail, le faire pour plus de commodité sur les points:

  1. Faire le corps. Nous prenons un tuyau en fer avec des parois épaisses (environ 50 cm) et faisons un fil de 2 cm.Coupez des cercles de métal avec une épaisseur identique, avec un diamètre comme un tuyau (2 pièces). Sur chaque couvercle, nous faisons deux trous au centre: pour la buse et le zincler. Souder les bouchons aux extrémités du tuyau, après quoi nous connectons la buse à la sortie de la pompe, à partir de laquelle l'eau est pompée. Le deuxième tuyau est relié au radiateur ou aux tuyaux menant au système de chauffage.
  2. Nous installons des plaques métalliques (redresseur d’eau) près de la sortie (en bas). Ils doivent être soudés.
  3. Nous connectons la pompe. Il est important de ne pas confondre le point de contact du tuyau. Si vous le connectez incorrectement, une inversion de poussée sera créée, dans laquelle toute l'eau présente dans le système s'écoulera par la pompe.
  4. Allumez la pompe dans le réseau et versez de l'eau dans le générateur, contrôlant l'ensemble du processus.

Le plus cher est la pompe, ou plutôt son moteur. Il peut être assemblé à la main, mais pas le fait que la puissance reçue suffira à accélérer le fluide à la vitesse souhaitée. Une pompe maison ne peut pas assurer le processus de cavitation, sans quoi le système de chauffage perd toute signification.

Formule de calcul

Le calcul du système de chauffage dépend directement du théorème de Virial, basé sur le schéma suivant:

Energie potentielle = -2 énergies cinétiques

Ce dernier chiffre reflète le mouvement cinétique du Soleil, calculé par la formule:

Cette formule fonctionne théoriquement. En pratique, un certain nombre de déviations rendent l’utilisation d’un générateur de vortex thermique non rentable.

Montage et installation

Le processus même d’assemblage de tous les éléments structurels décrits ci-dessus. L'installation devrait inclure trois indicateurs principaux:

  1. Le générateur doit être aussi loin que possible du lieu de sommeil et de repos.
  2. Le contrôle du niveau d'eau dans le système est nécessaire, ce qui peut diminuer avec le temps.
  3. Avant de connecter le générateur au système de chauffage, vous devez vérifier son fonctionnement.
L'installation ne nécessite pas d'autorisation spéciale des autorités et le générateur lui-même se distingue par un niveau de sécurité accru.

Le générateur de chaleur pour l'eau de Potapov

Les générateurs de chaleur pour l'eau sont des modèles différents et diffèrent entre eux par les indicateurs suivants:

  • Poids: 7,5, 10, 15, 25 kg;
  • Puissance: 2,7, 5,5, 11, 45, 65 kW;
  • Consommation d'eau: 12, 25, 50, 100, 150;
  • Pression: 5 ou 6 atmosphères.

En fonction de ces indicateurs, le générateur d’eau est étiqueté: 1M, 2M, 3M, 4M, 5M. les trois derniers sont utilisés exclusivement dans les zones industrielles où il est nécessaire de chauffer de grandes surfaces.

Vidéo sur le générateur de chaleur vortex

Modèles d'usine

Si le choix revient à l’unité finie, il est préférable de privilégier les produits des principaux fabricants suivants, assortis de garanties et de commentaires positifs sur les générateurs de chaleur:

  • Graviton - 500 000 roubles;
  • Yusmar - de 650 000 roubles;
  • Euroalliance - à partir de 75 000 roubles.

N'oubliez pas que l'efficacité du générateur de chaleur dépend non seulement de la qualité de l'appareil, mais également de son lieu d'utilisation.

Plus l'appareil est proche des pôles de la planète, moins l'appareil est efficace, car l'interaction avec le Soleil est minimale.

Dans la vidéo, un nouveau type de générateur de chaleur vortex

Acheter ou faire?

Comme vous pouvez le constater, les prix des générateurs de chaleur. Tout le monde n’a pas les moyens de se payer une telle source d’énergie, aussi les économistes essaient-ils de se débrouiller seuls. Acheter ou faire directement dépend non seulement du bien-être de la famille, mais aussi des compétences et des capacités de la personne. S'il n'y en a pas, il est préférable de ne pas le risquer et de ne pas perdre de temps en vain, car la conception de l'appareil a une structure plutôt compliquée.

Ainsi, le générateur de chaleur par cavitation constitue une excellente source alternative de chauffage pour la maison. Cependant, son coût élevé le rend inaccessible à la plupart de la population mondiale.

Vous pouvez l'assembler vous-même, mais cette étape n'est justifiée que s'il existe une compétence spéciale.

Générateur de chaleur à monter soi-même - recommandations pour la fabrication

Un générateur de chaleur avec vos propres mains est une réelle opportunité pour économiser de l'argent sur l'achat d'un appareil de chauffage conçu pour produire un support thermique chauffé à la suite de la combustion de combustible.

Cet équipement a longtemps fonctionné avec succès dans des structures de chauffage et des systèmes d'eau chaude modernes.

Générateur de chaleur à vortex rotatif

Dans un tel équipement, le rôle du stator est attribué à une pompe centrifuge conventionnelle. Un creux intérieur et un corps cylindrique peuvent être représentés par une longueur de tuyau avec des bouchons à bride double face standard. À l'intérieur de la structure se trouve un rotor, qui est l'élément structurel principal.

La surface entière du rotor est représentée par un certain nombre de trous borgnes percés, dont les dimensions dépendent des performances du dispositif.

L'écart entre le corps et la pièce en rotation doit être calculé individuellement, mais les dimensions d'un tel espace varient généralement de moins de deux millimètres.

Générateur de chaleur à cavitation statique

Ce nom de générateur de chaleur est très conditionnel et est causé par l’absence d’éléments en rotation dans la conception. La création de processus de cavitation repose sur l'utilisation de buses spéciales et dépend également de la vitesse élevée du mouvement de l'eau utilisant un puissant équipement de pompage centrifuge.

Les générateurs thermiques statiques présentent certains avantages par rapport aux équipements rotatifs:

  • il n'est pas nécessaire de procéder à l'équilibrage et au réglage les plus précis de toutes les pièces utilisées;
  • les mesures mécaniques préparatoires n'impliquent pas un meulage trop précis;
  • l'absence de pièces en mouvement réduit considérablement le niveau d'usure des joints;
  • La durée de vie de ces équipements est d'environ cinq ans.

De plus, le générateur de chaleur par cavitation est réparable et le remplacement des buses devenues inutilisables ne nécessitera pas de dépenses financières importantes ni l'intervention de spécialistes.

Faire un générateur de chaleur avec vos propres mains

Il est assez difficile de créer de manière indépendante un générateur de chaleur à cavitation hautement efficace et fiable, néanmoins, son utilisation permet un chauffage économique dans un ménage privé. Les générateurs thermiques de type statique sont fabriqués à partir de buses et les modèles à rotor, pour créer une cavitation, nécessitent l’utilisation d’un moteur électrique.

Sélection de la pompe pour l'appareil

Afin de sélectionner correctement l'équipement de pompage, il est nécessaire de déterminer correctement tous ses paramètres principaux, représentés par la capacité et le niveau de pression de travail, ainsi que les indicateurs de température maximale de l'eau pompée.

L'utilisation d'un appareil qui n'est pas conçu pour fonctionner avec des liquides à haute température est hautement indésirable, car dans ce cas, sa durée de vie est considérablement réduite.

L'efficacité du générateur de chaleur et la vitesse de chauffage du liquide dépendent directement de la pression créée par l'équipement de pompage pendant le fonctionnement. Un paramètre moins important lors du choix est la performance de la pompe installée.

Fabrication et développement de cavitateur

À ce jour, un grand nombre de modifications du cavitateur statique sont connues, mais dans tous les cas, la base est généralement une buse de Laval améliorée avec une section de canal spécifique du diffuseur au mélangeur.

La section transversale ne doit pas être trop étroite, car le volume insuffisant du caloporteur pompé à travers la buse affecte négativement la quantité de chaleur et la vitesse de chauffage, et contribue également à la ventilation du fluide qui pénètre dans la buse de la pompe d'entrée.

L'entrée d'air provoque une augmentation du bruit et peut également devenir la cause principale de l'apparition de cavitation à l'intérieur de l'équipement de pompage lui-même.

Les meilleures performances ont des trous dans les canaux avec un diamètre compris entre 0,8 et 1,5 cm. Entre autres choses, le niveau d'efficacité de chauffage dépend directement de la conception de la chambre dans l'expansion du noyau.

Si le réseau local donne souvent des interruptions, il est impossible de se passer d'un générateur pour une chaudière à gaz. Une telle unité fournira de l'énergie à la maison en cas d'arrêt d'urgence.

Les instructions pour fabriquer un thermo-générateur avec vos propres mains sont présentées ici.

Avez-vous entendu parler des générateurs électriques sur le bois? Si vous êtes intéressé, lisez cet article.

Production d'un contour hydrodynamique

Le circuit hydrodynamique utilisé dans un générateur thermique est un appareil standard représenté par:

  • un manomètre installé à la sortie de la buse et conçu pour mesurer des indicateurs de pression;
  • un thermomètre nécessaire pour mesurer les paramètres de température à l'entrée;
  • vanne pour une évacuation efficace de l'air du système;
  • buses d'entrée et de sortie équipées de vannes;
  • un thermomètre d'entrée et de sortie pour puits thermométrique;
  • manomètre à l'entrée de la buse, conçu pour mesurer la pression à l'entrée du système.

Le circuit du système est représenté par une conduite dont la partie d’entrée est raccordée à la partie de sortie de la buse de l’équipement de pompage et la partie de sortie à la partie d’entrée de la pompe installée.

La buse est nécessairement soudée dans le système de tuyauterie, ainsi que les éléments principaux représentés par des buses pour connecter le manomètre, des manchons pour un thermomètre de température, un raccord pour la vanne permettant de retirer le bouchon d’air et un raccord pour connecter le circuit de chauffage.

Le processus de test du générateur de chaleur

Il est possible de tester le bon fonctionnement du générateur de chaleur une fois que l'équipement est complètement installé et qu'un contrôle visuel de tous les nœuds et de toutes les connexions a été effectué.

Lorsqu'il est allumé, le moteur commence à fonctionner et le manomètre doit être réglé dans une plage de 8 à 12 atmosphères.

Ensuite, vous devez vider l'eau et observer les paramètres de température.

Comme le montre la pratique, il est optimal de chauffer le liquide de refroidissement dans le système de chauffage à environ 3-5 o C par minute. En dix minutes environ, le chauffage effectif de l'eau atteint 60 ° C.

L'éolienne convertit l'énergie cinétique du vent en électricité. Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains et quels sont ses avantages - le sujet de notre article.

Vous trouverez dans cet article le principe de fonctionnement du générateur de gaz de bois et des conseils pour l’assemblage à faire soi-même.

Conclusion

Bien entendu, les générateurs de chaleur présentent un certain nombre d'avantages, notamment l'efficacité de l'énergie thermique, l'efficacité du travail, ainsi que le coût très abordable et la possibilité d'autoproduction.

Cependant, lors du fonctionnement d'un tel générateur, le consommateur devra faire face au fonctionnement bruyant des équipements de pompage et aux phénomènes de cavitation, ainsi qu'à des dimensions importantes et à une réduction de la surface utile.

Générateur de chaleur de cavitation des systèmes de chauffage

Pour assurer le chauffage le plus économique possible, les propriétaires utilisent différents systèmes. Nous proposons d’examiner le fonctionnement du générateur de chaleur par cavitation, de fabriquer l’appareil de vos propres mains, ainsi que son appareil et son circuit.

Avantages et inconvénients des sources d'énergie de cavitation

Les appareils de chauffage par cavitation sont de simples appareils qui convertissent l’énergie mécanique du fluide de travail en chaleur. En fait, ce dispositif consiste en une pompe centrifuge (pour la salle de bain, les puits, les systèmes d’alimentation en eau des maisons privées), qui a un indicateur de faible rendement. La conversion d'énergie dans un appareil de chauffage par cavitation est largement utilisée dans les installations industrielles, où les éléments chauffants peuvent être endommagés lorsqu'ils entrent en contact avec le fluide de travail, qui présente une grave différence de température.

Photo - Conception d'un générateur de chaleur par cavitation

Avantages de l'appareil:

  1. L'efficacité;
  2. Efficacité de l'apport de chaleur;
  3. La disponibilité;
  4. Vous pouvez créer votre propre production de chaleur pour appareils ménagers. Comme le montre la pratique, un appareil fait maison n’est pas inférieur à l’achat par ses qualités.

Contre générateur:

  1. Le bruit;
  2. Il est difficile d'obtenir du matériel pour la production.
  3. La puissance est trop grande pour une petite pièce allant jusqu’à 60-80 mètres carrés, il est plus facile d’acheter un générateur domestique;
  4. Même les mini-appareils prennent beaucoup de place (en moyenne au moins un mètre et demi d'une pièce).

Vidéo: générateur de chaleur par cavitation

Principe de fonctionnement

La "cavitation" fait référence à la formation de bulles dans un liquide, de sorte que la turbine opère dans une phase mixte (période de bulles de liquide et de gaz) de l'environnement. En règle générale, les pompes ne sont pas conçues pour une phase d'écoulement mixte (leur travail détruit les bulles, ce qui fait que le générateur de cavitation perd de son efficacité). Ces dispositifs thermiques sont conçus pour provoquer un mélange de phases dans le mélange du liquide, ce qui conduit à la conversion thermique.

Photo - Dessin du générateur de chaleur

Dans les appareils de chauffage à cavitation commerciaux, l'énergie mécanique entraîne un appareil de chauffage à entrée (par exemple, un moteur, une unité de contrôle), de sorte que le fluide, qui est responsable de la génération de l'énergie de sortie, revient à la source. Une telle conservation transforme l'énergie mécanique en énergie thermique avec une petite perte (généralement moins de 1%). Par conséquent, les erreurs de conversion sont prises en compte lors du nouveau calcul.

Le générateur de puissance à réaction super-cavitation fonctionne un peu différemment. Un tel appareil de chauffage est utilisé dans des entreprises puissantes, lorsque l’énergie thermique de la sortie est transférée au liquide dans un dispositif particulier, sa puissance dépasse de manière significative l’énergie mécanique requise pour actionner l’appareil de chauffage. Ces dispositifs sont plus productifs sur le plan énergétique que les mécanismes de retour, en particulier le fait qu’ils ne nécessitent pas de tests et d’ajustements réguliers.

Il existe différents types de générateurs de ce type. La forme la plus courante est le mécanisme hydrodynamique à rotor de Griggs. Son principe de fonctionnement repose sur le fonctionnement d'une pompe centrifuge. Il se compose de buses, d'un stator, d'un boîtier et d'une chambre de travail. Il existe actuellement de nombreuses mises à niveau, la plus simple étant l'action rotative de la pompe à eau à disque ou à disque (sphérique). C'est une surface de disque dans laquelle de nombreux trous borgnes différents sont percés (sans sortie), ces éléments structurels sont appelés cellules de Griggs. Leurs paramètres dimensionnels, le nombre dépend directement de la puissance du rotor, de la conception du générateur de chaleur et de la fréquence de rotation de l'entraînement.

Photo - Mécanisme hydrodynamique de Griggs

Entre le rotor et le stator, il existe un certain intervalle nécessaire au chauffage de l'eau. Ce processus est réalisé en utilisant le mouvement rapide du fluide sur la surface du disque, ce qui contribue à une augmentation de la température. En moyenne, le rotor tourne à environ 3000 tours par minute, ce qui suffit à élever la température à 90 degrés.

Le deuxième type de générateur de cavitation est appelé statique. Contrairement à la rotation, il n’a pas de pièces en rotation. Pour que la cavitation se produise, il a besoin de buses. En particulier, ce sont les détails du célèbre Laval, qui sont reliés à la chambre de travail.

Pour le travail, la pompe habituelle est connectée, car dans la forme du rotor du générateur, elle injecte une pression dans la chambre de travail, ce qui assure une vitesse de déplacement de l'eau supérieure, respectivement, une augmentation de sa température. La vitesse du fluide à la sortie de la buse est assurée par la différence de diamètre des buses de translation et de sortie. Son inconvénient est que son efficacité est bien inférieure à celle du rotor. De plus, il est plus dimensionnel et lourd.

Comment faire une génératrice vous-même

La première unité tubulaire a été conçue par Potapov. Mais il n'a pas reçu de brevet pour cela, car jusqu'à présent, la justification du travail d'un générateur idéal est considérée comme un «idéal» incomplet et, dans la pratique, ils ont également tenté de recréer le dispositif Shauberger, Lazarev. Pour le moment, il est de coutume de travailler selon les dessins de Larionov, Fedoskin, Petrakov, Nikolai Zhuk.

Photos - Générateur potapov à cavitation Vortex

Avant de commencer à travailler, vous devez choisir une pompe à vide ou sans contact (adaptée même aux puits) dans ses paramètres. Pour ce faire, prenez en compte les facteurs suivants:

  1. Puissance de la pompe (un calcul séparé est effectué);
  2. Énergie thermique requise;
  3. Taille de la tête;
  4. Type de pompe (progressive ou progressive).

Malgré la grande variété de formes et de types de cavitateurs, presque tous les appareils industriels et grand public sont fabriqués sous forme de buse, cette forme est la plus simple et la plus pratique. En outre, il est facile à mettre à niveau, ce qui augmente considérablement la puissance du générateur. Avant de commencer, faites attention à la section transversale du trou entre le confuseur et le diffuseur. Il ne doit pas être trop étroit, mais pas trop large, entre 8 et 15 cm environ. Dans le premier cas, vous augmenterez la pression dans la chambre de travail, mais la puissance ne sera pas élevée, car le volume d'eau chauffée sera relativement faible par rapport au froid. En plus de ces problèmes, une petite différence de section contribue à l'oxygénation de l'eau entrante provenant de la buse en fonctionnement, cet indicateur affecte le niveau sonore de la pompe et l'apparition de phénomènes de cavitation dans le dispositif lui-même, ce qui, en principe, nuit à son fonctionnement.

Photo - Générateur de chaleur de cavitation

Les générateurs de chaleur par cavitation des systèmes de chauffage sont nécessairement équipés de caméras d’extension. Ils peuvent avoir un profil différent selon les besoins et la puissance requise. En fonction de cet indicateur, la conception du générateur peut varier.

Considérez la conception du générateur:

  1. Le tuyau d'où s'écoule l'eau 1 est raccordé au moyen d'une bride à une pompe dont le travail consiste essentiellement à amener de l'eau sous une certaine pression dans la chambre de travail.
  2. Une fois que l'eau a pénétré dans la buse, celle-ci doit acquérir la vitesse et la pression souhaitées. Cela nécessite des diamètres de tuyau spécialement sélectionnés. L'eau se déplace rapidement au centre de la chambre de travail, ce qui permet le mélange de plusieurs flux de fluide, après quoi de l'énergie est formée;
  3. Pour contrôler la vitesse du fluide, un dispositif de freinage spécial est utilisé. Il doit être installé à la sortie et à la sortie de la chambre de travail, comme c'est souvent le cas pour les produits pétroliers (déchets d'huile, traitement ou lavage), l'eau chaude dans un appareil électroménager.
  4. Par le biais de la soupape de protection, le liquide se dirige vers la buse opposée dans laquelle le carburant est renvoyé au point initial au moyen du fonctionnement de la pompe de circulation. En raison du mouvement constant et de la chaleur produite, cette chaleur peut être convertie en une énergie mécanique constante.

En principe, le travail est simple et basé sur un principe similaire à celui d’un dispositif à vortex, même les formules de calcul de la chaleur produite sont identiques. C'est:

Où Ekin = mV2 / 2 est le mouvement du Soleil (valeur cinétique non constante);

La masse de la planète est m, kg.

Examen du prix

Bien sûr, le générateur de chaleur par cavitation est presque un appareil anormal, c’est presque un générateur idéal, il est difficile de l’acheter, son prix est trop élevé. Nous proposons d’examiner combien coûte un appareil de chauffage par cavitation dans différentes villes de Russie et d’Ukraine:

Générateur de chaleur par cavitation pour le chauffage de locaux

Pour assurer un chauffage économique des locaux résidentiels, utilitaires ou industriels, les propriétaires utilisent différents schémas et méthodes pour obtenir de l'énergie thermique. Pour assembler un générateur de chaleur à action de cavitation de votre propre main, vous devez comprendre les processus qui permettent la génération de chaleur.

Quelle est la base du travail

La cavitation fait référence au processus de formation de bulles de vapeur dans la colonne d'eau, qui est facilité par une lente diminution de la pression de l'eau à un débit élevé. L'occurrence de cavités ou de cavités remplies de vapeur peut également être provoquée par le passage d'une onde acoustique ou par le rayonnement d'une impulsion laser. Les zones d'air fermées, ou vides de cavitation, sont déplacées par l'eau vers la zone de haute pression, où le processus de leur effondrement a lieu par le rayonnement d'une onde de force de choc. Le phénomène de cavitation ne peut pas se produire en l'absence de ces conditions.

Le processus physique d'un phénomène de cavitation s'apparente à l'ébullition d'un liquide, mais pendant l'ébullition, la pression de l'eau et de la vapeur dans les bulles a une valeur moyenne et identique. Pendant la cavitation, la pression dans le fluide est supérieure à la moyenne et supérieure à la pression de vapeur. L'abaissement de la pression est local.

Lors de la création des conditions nécessaires, les molécules de gaz, toujours présentes dans la colonne d’eau, commencent à se distinguer à l’intérieur des bulles qui se forment. Ce phénomène est intense car la température du gaz à l'intérieur de la cavité atteint 1200 ° C en raison de la dilatation et de la contraction constantes des bulles. Le gaz contenu dans les cavités de cavitation contient un plus grand nombre de molécules d’oxygène et, lorsqu’il interagit avec des matériaux inertes du corps et d’autres parties du générateur de chaleur, il provoque leur corrosion et leur destruction précoces.

Des études montrent que même les matériaux inertes vis-à-vis de ce gaz - or et argent - sont exposés à l'action destructive de l'oxygène agressif. De plus, le phénomène de l'effondrement des cavités d'air provoque suffisamment de bruit, ce qui constitue un problème indésirable.

Le processus de cavitation a été utilisé par de nombreux amateurs pour créer des générateurs de chaleur de chauffage dans une maison privée. L'essence du système est enfermée dans un boîtier fermé, dans lequel un jet d'eau se déplace à travers un dispositif de cavitation. Une pompe ordinaire est utilisée pour obtenir une pression. En Russie, un brevet a été délivré en 2013 pour la première invention d'une installation de chauffage. Le processus de formation d'une rupture de bulle se produit sous l'action d'un champ électrique alternatif. Dans ce cas, les cavités de vapeur sont de petite taille et n'interagissent pas avec les électrodes. Ils entrent dans le fluide et il y a une autopsie avec libération d’énergie supplémentaire dans le flux d’eau.

Types de générateurs de chaleur

Générateur de chaleur rotatif

Un tel dispositif est une pompe centrifuge modifiée. Dans un tel dispositif, le carter de la pompe joue le rôle de stator dans lequel sont installés un tuyau d’entrée et de sortie. Le corps de travail principal est la chambre, à l'intérieur de laquelle est placé un rotor mobile, fonctionnant comme une roue.

Lors de la création des pompes de cavitation, la conception du rotor a subi de nombreux changements, mais le modèle de Griggs est considéré comme le plus productif, l'un des premiers à donner des résultats positifs en créant un générateur de chaleur par cavitation. Dans un tel dispositif, le rotor est réalisé sous la forme d'un disque, à la surface duquel de nombreux trous sont prévus. Ils sont sourds, avec un certain diamètre et une certaine profondeur. Le nombre de cellules dépend de la fréquence du courant électrique et, par conséquent, de la rotation du rotor.

Le stator du générateur de chaleur est un cylindre scellé aux deux extrémités dans lequel le rotor tourne. L'écart entre le disque du rotor et les parois du stator est d'environ 1,5 mm.

Les cellules du rotor sont nécessaires pour que, dans l'épaisseur du jet de fluide qui frotte constamment contre la surface du cylindre mobile et statique, des turbulences apparaissent pour former des cavités de cavitation. Dans le même intervalle et le chauffage du liquide se produit. Pour un fonctionnement efficace du générateur de chaleur, la taille transversale du rotor doit être d'au moins 30 cm et la vitesse de rotation de 3000 tours par minute est déterminée. Si vous faites un rotor de plus petit diamètre, vous devriez alors augmenter le nombre de tours.

Avec toute la simplicité apparente, le développement d'une action claire de toutes les parties du générateur de chaleur rotatif nécessite un équilibrage assez précis du cylindre mobile. Il est nécessaire de sceller l’arbre du rotor en remplaçant constamment les matériaux d’isolation défectueux.

L'efficacité de tels générateurs n'est pas impressionnante, le travail est accompagné d'un effet de bruit. Leur durée de vie est courte, bien qu'ils soient 25% plus productifs que les modèles statiques de générateurs de chaleur.

Pompe de générateur statique

L'équipement a reçu le nom du générateur de chaleur statique sous certaines conditions, ce qui est dû au manque de pièces rotatives. Pour créer des processus de cavitation dans un liquide, une conception de buse est utilisée.

La reconstruction du phénomène de cavitation nécessite la mise en place d'une grande vitesse de déplacement de l'eau, pour laquelle une pompe centrifuge puissante est utilisée. La pompe augmente la pression dans le flux d'eau, qui se précipite dans l'entrée de la buse. Le diamètre de sortie de la buse est beaucoup plus étroit que le précédent et le liquide reçoit une énergie de mouvement supplémentaire, sa vitesse augmente. À la sortie de la buse en raison de la dilatation rapide de l'eau, des effets de cavitation sont obtenus avec la formation de cavités de gaz à l'intérieur du corps du liquide. Le réchauffement de l'eau se déroule selon le même principe, comme dans le modèle à rotor, seul le rendement est légèrement réduit.

Les générateurs de chaleur à action statique présentent plusieurs avantages par rapport aux modèles à rotor:

  • la conception du dispositif de stator ne nécessite pas de pièces d'équilibrage et d'ajustement fondamentalement précises;
  • l'opération préparatoire mécanique ne nécessite pas de meulage précis;
  • en raison de l'absence de pièces mobiles, les matériaux d'étanchéité s'usent beaucoup moins;
  • le fonctionnement de l'équipement est plus long, jusqu'à 5 ans;
  • en termes d'utilisation de la buse, son remplacement nécessitera moins de coûts que dans la version à rotor du générateur de chaleur, qui doit être recréée.

Technologie de fonctionnement du chauffage par générateur de chaleur

La pompe augmente la pression de l'eau et l'introduit dans la chambre de travail, à laquelle le tuyau est raccordé à l'aide d'une bride.

Dans le cas de travail, l'eau devrait recevoir une vitesse et une pression accrues, ce qui est réalisé à l'aide de tuyaux de différents diamètres, se rétrécissant le long du flux. Au centre de la chambre de travail, il y a un mélange de plusieurs flux de pression, entraînant le phénomène de cavitation.

Afin de contrôler les caractéristiques de vitesse du débit d'eau, des dispositifs de freinage sont installés à la sortie et pendant la cavité de travail.

L'eau se déplace vers la buse à l'extrémité opposée de la chambre, d'où elle s'écoule dans le sens retour pour la réutiliser à l'aide d'une pompe de circulation. Le chauffage et la chaleur se produisent en raison du mouvement et de la forte expansion du liquide à la sortie de l'ouverture étroite de la buse.

Propriétés positives et négatives des générateurs de chaleur

Les pompes de cavitation sont classées comme des dispositifs simples. Ils convertissent l'énergie motrice mécanique de l'eau en chaleur, qui est utilisée pour le chauffage de l'espace. Avant de construire une unité de cavitation de vos propres mains, vous devez noter les avantages et les inconvénients d’une telle installation. Les caractéristiques positives comprennent:

  • production efficace d'énergie thermique;
  • travail économique en raison du manque de carburant en tant que tel;
  • option abordable pour acheter et faire leurs propres mains.

Les générateurs de chaleur présentent des inconvénients:

  • fonctionnement bruyant de la pompe et phénomènes de cavitation;
  • les matériaux pour la production ne sont pas toujours faciles à obtenir;
  • utilise une puissance décente pour une pièce de 60 à 80 m2;
  • occupe beaucoup d'espace utile.

Faire un générateur de chaleur avec vos propres mains

Liste des pièces et accessoires pour créer un générateur de chaleur:

  • Pour mesurer la pression à l'entrée et à la sortie de la chambre de travail, il est nécessaire de disposer de deux manomètres;
  • thermomètre mesurant la température d'entrée et de l'effluent;
  • vanne pour retirer les bouchons d'air du système de chauffage;
  • connexions d'entrée et de sortie avec des grues;
  • manches de thermomètre.

Sélection de la pompe de circulation

Pour ce faire, vous devez choisir les paramètres de périphérique requis. La première caractéristique est la capacité de la pompe à fonctionner avec des liquides à haute température. Si vous négligez cette condition, la pompe tombera rapidement en panne.

Ensuite, vous devez sélectionner la pression de travail que la pompe peut créer.

Pour un générateur de chaleur, il suffit que lorsqu'un liquide pénètre dans une pression de 4 atmosphères, il soit possible de monter cet indicateur à 12 atmosphères, ce qui augmente la vitesse de chauffage du liquide.

Les performances de la pompe n’auront pas d’effet significatif sur la vitesse de chauffe, car pendant le fonctionnement, le liquide traverse un diamètre de buse relativement étroit. Généralement transporté jusqu'à 3-5 mètres cubes d'eau par heure. Une influence beaucoup plus grande sur le fonctionnement du générateur de chaleur aura un coefficient de conversion de l'électricité en énergie thermique.

Fabrication de chambre de cavitation

Un exemple classique est la mise en oeuvre d’un dispositif sous la forme d’une buse de Laval, qui est mis à niveau par un artisan qui fabrique un générateur de ses propres mains. Une attention particulière doit être portée au choix de la taille de la section de passage. Il devrait fournir une perte de charge maximale du fluide. Si vous disposez du diamètre le plus petit possible, l'eau volera hors de la buse sous haute pression et le processus de cavitation se déroulera plus activement.

Mais dans ce cas, le débit d'eau sera réduit, ce qui conduira à le mélanger avec des masses froides. La petite ouverture de la buse a également pour effet d'augmenter le nombre de bulles d'air, ce qui accroît l'effet de bruit du fonctionnement et peut entraîner la formation de bulles déjà dans la chambre de pompe. Cela réduira sa durée de vie. La pratique a montré qu’un diamètre de 9 à 16 mm est considéré comme le plus acceptable.

La forme et le profil de la buse sont de forme cylindrique, conique et arrondie. Vous ne pouvez certainement pas dire quel choix sera le plus efficace, tout dépend des autres paramètres de l'installation. L'essentiel est que le processus de vortex se produise, déjà au stade de l'entrée initiale du liquide dans la buse.

Fabrication de circuit d'eau

Au préalable, il est nécessaire de schématiser la longueur du contour et ses caractéristiques, tout cela doit être transféré au sol avec de la craie. Fondamentalement sur le contour, on peut dire que c'est un tuyau incurvé qui rejoint la sortie de leur chambre de cavitation, puis le fluide est réintroduit dans l'entrée. En tant qu'instrument supplémentaire, deux manomètres, deux manchons dans lesquels un thermomètre est installé, sont connectés. Il y a aussi dans le circuit une vanne pour collecter l'air.

L'eau dans le circuit va dans le sens antihoraire. Pour réguler la pression, nous plaçons la vanne entre l’entrée et la sortie. Un tuyau de 50 mm de diamètre est utilisé, ce qui est typique pour correspondre à la taille des tuyaux.

Les modèles plus anciens de générateurs de chaleur fonctionnaient sans installation de buses. L'augmentation de la pression de l'eau était due à l'accélération suffisamment longue de l'eau dans la canalisation. Mais dans notre cas, vous ne devriez pas utiliser trop de longueur de tuyau.

Test de générateur

La pompe est raccordée à l'électricité et les radiateurs au système de chauffage. Une fois l’équipement installé, vous pouvez procéder aux tests. Nous réalisons l'inclusion dans le réseau et le moteur démarre. Dans ce cas, il convient de prêter attention à la lecture du manomètre et d’établir la différence nécessaire à l’aide d’une vanne entre l’entrée et la sortie d’eau. La différence d'atmosphères doit être comprise entre 8 et 12 atmosphères.

Après cela, laissez l'eau et observez les paramètres de température. Un chauffage dans le système en dix minutes à 3-5 ° C par minute sera suffisant. Pendant une courte période, le chauffage atteint 60 ºC. Notre système, ainsi que la pompe, est alimenté par 15 litres d’eau. C'est assez pour un travail efficace.

Pour l’utilisation dans les générateurs de chaleur domestiques, les besoins et les compétences de l’assembleur sont assez importants, car tous les appareils sont utilisés sous forme finie. Et l'efficacité ne prendra pas longtemps.

Générateur thermoélectrique

Un grand nombre d'appareils électroniques absorbent l'énergie électrique, qui doit être constamment renouvelée. Sur la route, vous devez avoir avec vous des sources de courant chimiques ou générer de l'électricité à partir d'énergie mécanique à l'aide d'appareils complexes et encombrants.

Type de générateur thermoélectrique

Plus tôt, Seebeck avait découvert l’émergence du thermo-emf dans un circuit de conducteurs dissemblables tout en maintenant des températures différentes au point de contact. Sur la base des effets thermoélectriques, un élément ou module Peltier a été créé. Il consiste en deux plaques en céramique séparées par un bimétal. Lorsqu'un courant électrique les alimente, un côté de la plaque se réchauffe et l'autre se refroidit, ce qui permet la création de réfrigérateurs. La figure ci-dessous montre les modules de différentes tailles utilisés dans la technique.

Modules Peltier de différentes tailles

Le processus est réversible: si la différence de température est maintenue sur les éléments des deux côtés, un courant électrique y sera généré, ce qui permet d'utiliser le dispositif en tant que générateur thermoélectrique pour générer une petite quantité d'électricité.

L'effet Peltier est de générer de la chaleur au point de contact de conducteurs différents lorsque circule un courant électrique.

Le principe des modules

Au contact de différents conducteurs, la chaleur est libérée ou absorbée en fonction de la direction du courant électrique. Le flux d'électrons a une énergie potentielle et cinétique. La densité de courant dans les conducteurs en contact est la même et la densité de flux d'énergie est différente.

Si l'énergie qui entre dans le contact est supérieure à l'énergie qui en sort, cela signifie que les électrons décélèrent au point de transition d'une région à une autre et réchauffent le réseau cristallin (le champ électrique inhibe leur mouvement). Lorsque la direction du courant change, le processus inverse de l'accélération des électrons se produit, lorsque l'énergie du réseau cristallin est prise et refroidie (les directions du champ électrique et le mouvement des électrons coïncident).

La différence d’énergie entre les charges à la limite des semi-conducteurs est la plus grande et l’effet est plus prononcé chez elles.

Module Peltier

Le module thermoélectrique le plus courant (TEM), qui est un type p et n à semi-conducteur, est interconnecté via des conducteurs en cuivre.

Schéma du principe de fonctionnement du module

Dans un élément, il y a 4 transitions entre le métal et les semi-conducteurs. Avec un circuit fermé, le flux d'électrons se déplace du pôle négatif de la batterie au pôle positif, en passant successivement à chaque transition.

Près de la première transition cuivre - semi-conducteur de type p, une libération de chaleur se produit dans la zone semi-conductrice, les électrons passant dans un état à plus faible énergie.

Près de la limite métallique suivante dans un semi-conducteur, la chaleur est absorbée par "l'aspiration" des électrons de la bande de conduction p sous l'action d'un champ électrique.

À la troisième transition, les électrons entrent dans un semi-conducteur de type n, où ils ont plus d'énergie que dans un métal. Dans ce cas, l'énergie est absorbée et le semi-conducteur est refroidi près de la limite de transition.

Cette dernière transition s’accompagne du processus inverse de dégagement de chaleur dans le n-semi-conducteur en raison de la transition des électrons vers la zone de moindre énergie.

Étant donné que les transitions de chauffage et de refroidissement se situent dans des plans différents, l'élément Peltier situé en haut se refroidira et le fond chauffera.

En pratique, chaque élément contient un grand nombre de transitions de chauffage et de refroidissement, ce qui conduit à la formation d'un différentiel de température perceptible, permettant la création d'un générateur thermoélectrique.

Comment fonctionne la structure du module

L'élément Peltier contient un grand nombre de parallélépipèdes semi-conducteurs de type p et n, connectés en série avec des cavaliers métalliques - des contacts thermiques, l'autre face étant en contact avec une plaque de céramique.

Le tellurure de bismuth et le germanide de silicium sont utilisés comme semi-conducteurs.

Avantages et inconvénients de TEM

Les avantages d'un module thermoélectrique (TEM) comprennent:

  • petites tailles;
  • la capacité de travailler comme refroidisseurs et appareils de chauffage;
  • la réversibilité du processus lors du changement de polarité, vous permettant de maintenir une valeur de température précise;
  • pas de pièces mobiles qui s'usent habituellement.

Inconvénients du module:

  • faible efficacité (2-3%);
  • la nécessité de créer une source fournissant un différentiel de température;
  • consommation d'énergie importante;
  • coût élevé.

Malgré les inconvénients, les modules TEM sont utilisés là où les grandes puissances absorbées importent peu:

  • refroidissement de puces, parties d'appareils photo numériques, diodes lasers, oscillateurs à quartz, détecteurs infrarouges;
  • l'utilisation de cascades TEM permettant d'atteindre des températures basses;
  • création de réfrigérateurs compacts, par exemple pour les voitures;
  • générateur thermoélectrique pour charger les appareils mobiles.

Générateur thermoélectrique

En cas de performances médiocres, il est conseillé d’utiliser TEG sur le terrain, où il est nécessaire de se procurer de l’électricité pour recharger un téléphone portable ou une ampoule LED. La simplicité de la conception vous permet de fabriquer vous-même un générateur électrique.

Les sources alternatives sont également des panneaux solaires ou une éolienne. Pour le premier, des conditions spéciales sont requises - la présence de lumière solaire, ce qui peut ne pas toujours être le cas. Une autre source a de grandes dimensions et nécessite du vent. Un autre inconvénient est la présence de pièces en mouvement, ce qui réduit leur fiabilité et leur poids.

Thermogénérateurs industriels

La société BioLite a mis au point un nouveau modèle de randonnée permettant de préparer les aliments dans un réchaud portable compact posé sur le bois tout en rechargeant l’appareil mobile à partir du TEG intégré.

Poêle à bois portable compact

Le dispositif est utile partout: sur la pêche, dans une campagne, à la datcha. En tant que carburant, vous pouvez utiliser tout ce qui brûle.

Lorsqu'elle est brûlée dans une chaudière à combustible, la chaleur est transférée à travers le mur au module, qui produit de l'électricité. À une tension de 5 V, la puissance de sortie est de 2 à 4 W, ce qui suffit pour charger de nombreux types d'appareils mobiles et l'éclairage à LED. La flèche rouge indique le sens de la chaleur, bleu - air froid dans la chambre de combustion, jaune - électricité pour la rotation du ventilateur des fuites d’air et à la sortie du générateur via USB.

Le schéma de travail de TEG de la société BioLite sur le bois de chauffage

Le générateur de four Indigirka mis au point par la société Kryotherm de Saint-Pétersbourg présente les caractéristiques suivantes:

  • puissance thermique - 6 kW;
  • poids - 56 kg;
  • dimensions - 500х530х650 mm;
  • email alimentation à une tension de 5V - 60 watts.

Le four est un système de chauffage et de cuisson conventionnel, où des générateurs thermoélectriques sont fixés des deux côtés.

À quoi ressemble le générateur thermoélectrique à four Indigirka?

L'appareil est assez pratique, mais le prix impressionnant est de 50 000 roubles. Bien que le four et est conçu pour les conditions de camping, mais pour les chasseurs et les pêcheurs ordinaires, il est clairement pas abordable. En tant que chauffage, il n’est pas meilleur que les modèles classiques et moins chers.

Si vous attachez un TEG à un four simple, un appareil fabriqué à la main fonctionnera correctement.

TAG faites le vous même

Pour assembler un générateur thermoélectrique de vos propres mains, les éléments suivants sont nécessaires:

  1. Module. Tous les modules ne peuvent pas être utilisés pour générer du courant électrique, mais uniquement ceux capables de supporter un chauffage jusqu'à 300-400 ° C. La présence d'une marge de chauffage est nécessaire, car même en cas de légère surchauffe, l'élément est défaillant. Les modèles les plus courants Т С1-12712 se présentent sous la forme de plaques carrées de dimensions latérales de 40, 50 ou 60 mm.

Si vous prenez la taille maximale, il suffit d'appliquer un élément dans le dessin que vous avez créé. Les 3 premiers chiffres du repère - 127 indiquent le nombre d'éléments contenus dans une plaque. Les derniers chiffres indiquent la valeur du courant maximal admissible, qui est de 12 A.

  1. Convertisseur de boost. Il est nécessaire d’obtenir une tension constante de 5V. Le générateur peut produire moins de tension qui doit être augmentée. Les appareils sont fabriqués à l'étranger (types 5V NCP1402 et MAX 756) et domestiques (3.3V / 5B BК-1674). Pour charger un téléphone portable, vous devez choisir un appareil avec un connecteur USB.
  2. Chauffage Les options les plus simples sont un feu, une bougie, une lampe faite maison ou un poêle miniature.
  3. Glacière La façon la plus simple d'appliquer de l'eau ou en hiver est la neige.
  4. Éléments de connexion. Un équipement est nécessaire pour créer la plus grande différence de température possible entre les deux côtés de la plaque. Ici, le choix s'adresse aux artisans. Ils utilisent le plus souvent 2 tasses ou casseroles de tailles différentes, dans lesquelles les poignées sont sciées et où l'une est insérée dans l'autre. Un module est placé entre eux et monté sur une pâte thermique. 2 fils y sont soudés et connectés à un convertisseur de tension.

Pour améliorer l'efficacité du générateur, le fond des surfaces métalliques des gobelets ou des casseroles en contact avec la plaque du générateur doit être poli. De plus, un scellant résistant à la chaleur est appliqué sur les espaces entre les fonds des tasses plus petites et plus grandes. Ensuite, la chaleur du chauffage sera localisée à l'emplacement du module.

Les fils entre le module et le convertisseur sont protégés par un isolant et un produit d'étanchéité résistant à la chaleur.

De l'eau est versée dans la coupe intérieure et toute la structure est incendiée. Après quelques minutes, vous pouvez vérifier la tension de sortie avec un multimètre.

Pour assembler vous-même un générateur thermoélectrique, vous aurez besoin de matériaux:

  1. Élément de Peltier;
  2. boîtier de l'ancien ordinateur pour la fabrication de mini-chambre de combustion;
  3. convertisseur de tension avec sortie USB 5V avec entrée 1-5 V;
  4. radiateur avec refroidisseur de processeur;
  5. graisse thermique.

Les coûts ici sont minimes et l'appareil est parfaitement capable de charger un téléphone portable. Le générateur auto-assemblé est un analogue du modèle étranger de BioLite. Si vous l'assemblez soigneusement, l'appareil fonctionnera de manière fiable pendant une longue période, car il n'y a rien à casser ici. Il est seulement important de ne pas surchauffer l'élément Peltier, ce qui pourrait provoquer sa défaillance.

Lors de l'utilisation d'un refroidisseur pour refroidir le radiateur, celui-ci doit être connecté au générateur, après quoi une partie de l'énergie générée sera utilisée pour le refroidissement.

Malgré les coûts énergétiques supplémentaires, l'efficacité de l'installation augmentera. Si le radiateur devient très chaud en cours de fonctionnement, il est nécessaire de prendre des mesures pour le refroidir. Sinon, l'efficacité du générateur sera faible.

Les caractéristiques du générateur sont les suivantes:

  • tension de sortie - 5V;
  • puissance de charge - 0.5A;
  • type de sortie - USB;
  • carburant - tout.

L'appareil est fabriqué comme suit:

  • démonter le bloc d'alimentation en laissant le boîtier;
  • coller le module de pâte thermique "Peltier" sur le radiateur. Il est nécessaire de coller le côté froid, où le marquage est appliqué;
  • nettoyer et polir la surface latérale extérieure du boîtier d'alimentation et y coller l'élément par l'autre côté (avec le radiateur);
  • souder les fils de l'entrée du convertisseur de tension aux bornes de la plaque.

Vous pouvez vérifier le TEG si vous mettez des branches fines à l'intérieur de la chambre de combustion et que vous les mettez au feu. Après quelques minutes, vous pouvez connecter le téléphone pour une recharge dont la différence de température entre les côtés du module est de 100 ° C. La figure ci-dessous montre le générateur dans l’ensemble.

Générateur thermoélectrique auto-assemblé

Lors de l'utilisation d'un TEG, il est nécessaire de respecter la polarité de la connexion du module.

Vidéo Générateur thermoélectrique

L'effet Peltier vous permet de créer de petits générateurs et réfrigérateurs fonctionnant sans pièces mobiles. L'amélioration de la qualité des modules et la réduction de la consommation d'énergie des appareils mobiles vous permettent de créer votre propre générateur thermoélectrique pour charger les batteries et de fournir une petite quantité d'énergie à divers appareils pour lesquels l'efficacité importe peu.

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