Гидрострелка для отопления своими руками схема изготовления: Гидрострелка своими руками

изготовление полипропиленового гидравлического разделителя для отопления

Гидрострелка — это металлическая или пластиковая деталь отопления, которая балансирует температурный режим между котлом и точками теплоотдачи (радиаторами, батареями, тёплым полом и т. п. ). О таких устройствах уже сложились некоторые мифы. Им приписывают много несуществующих полезных функций. Купить подобное оборудование не составит никакого труда, но в целях экономии народные умельцы научились делать гидрострелку своими руками.

Содержание

1. Предназначение устройства
2. Схема обвязки
3. Изготовление своими руками
4. Монтаж полипропиленового агрегата

Предназначение устройства

В том случае, когда в доме планируется установка простой системы отопления закрытого типа с двумя циркуляционными насосами, то такое устройство, как гидрострелка, не нужно дополнительно монтировать. Его не потребуется устанавливать и при трёх рабочих контурах, один из которых работает на подогрев воды в бойлере с косвенным нагревом. А вот в схеме, где есть 4 работающих контура, каждый из которых имеет свой насос определённой мощности, при этом один из них нагревает в БКН воду, без установки гидрострелки не обойтись.

Насос с высокой мощностью создаёт в коллекторе некоторое разрежение. Когда более слабый мотор захочет забрать часть теплоносителя на свой контур, то он просто не сможет этого сделать, так как ему не хватит мощности. Таким образом, без установки в обвязку гидрострелки не обойтись. Насосы просто будут мешать друг другу.

В случае установки насосов с одинаковой мощностью давление в каждой ветви всё равно будет разным. Поэтому из-за гидравлического сопротивления реальный забор теплоносителя в каждом контуре будет неодинаковый. Каким-либо образом выровнять его без гидрострелки не удастся.

Чтобы дать возможность каждому насосу забирать из системы заданное через блок управления количество тепла, устанавливают гидрострелку. Её основной задачей является создание некоторой зоны нулевого давления, благодаря чему каждый элемент будет работать бесперебойно.

Схема обвязки

По поводу обвязки гидрострелки на просторах интернета можно найти много неправдивой информации. Основным заблуждением являются неправильные схемы работы. Если верить народным умельцам, то

существует три варианта обвязки:

• расход теплоносителя во всех контурах пропорционально распределяется и равен его количеству в котле;
• ветки всех контуров забирают меньше жидкости, чем её находится в котле;
• расход в кольце со стороны котла больше.

Но на самом деле единственно верной схемой обвязки гидрострелки является последний вариант. Только при лишнем количестве теплоносителя в котле можно добиться того, чтобы все ветви имели необходимый им объём.

Добиться идеального варианта, как предложено в первом случае, невозможно, поскольку гидравлическое сопротивление постоянно будет меняться из-за работы термостатов. Кроме этого, купить насос с точной мощностью под гидрострелку невозможно.

Использовать второй вариант тоже нельзя, так как много теплоносителя будет двигаться по кругу между радиаторами отопления, не возвращаясь в котёл. Из-за этого в котле будет мало теплоносителя, а общая температура будет понижена. Решить проблему можно поднятием режима работы агрегата на максимальный уровень, но стабильно система всё равно не будет работать.

Применять можно только вариант, где в котле находится достаточно теплоносителя. Каждый контур будет получать необходимое количество теплоносителя определённой температуры. Основная задача — подобрать необходимый объём и температуру для каждого контура.

Изготовление своими руками

Перед покупкой или изготовлением гидрострелки для отопления своими руками следует детально изучить её строение и конструктивные особенности.

Сама схема не представляет собой ничего сложного.

Пустая внутри труба (квадратной или круглой формы) снабжена по бокам несколькими патрубками для подключения к отопительной системе.

Следует отметить, что, как правило, патрубки для подачи воды расположены сверху конструкции, а для отвода — снизу. Такой способ действителен, если гидрострелка расположена в вертикальном положении. Но когда позволяет схема, её можно устанавливать и горизонтально.

Для отопления частных домов зачастую применяется гидравлический разделитель. Вместе с ним необходимо устанавливать коллектор. Обычно они продаются вместе (комплектом). Для изготовления разделителя и коллектора используются такие материалы, как:

• сталь с небольшим количеством углерода;
• полипропилен;
• нержавейка.

Встречаются и более сложные модели гидрострелок. Они оборудованы не только отводчиком воздуха и сливной заслонкой, но и местом под установку различных датчиков, сеточками и пластинами.

Последние исполняют функцию разделителя потока теплоносителя и его фильтрации. Стоимость таких конструкций довольно высока, как и потребность в постоянной профилактике и обслуживании.

Сегодня популярными являются металлические трубы, из которых делают гидрострелки домашние мастера. Но так как полипропилен набирает обороты, то, скорее всего, статистика поменяется именно в его сторону. Связано это с высокой стоимостью полипропиленовых гидрострелок заводского производства, а сделать их самостоятельно из этого материала в несколько раз дешевле. Для этих целей понадобятся:

• полипропиленовая труба соответствующего диаметра;
• несколько тройников для патрубков;
• две заглушки.

Так как диаметр трубы для изготовления гидрострелки довольно большой, то необходимо для пайки приобрести специальную насадку, а также выдержать определённое время при скреплении.

Ничего особенного в конструкции нет. Тройники прикрепляются к основному элементу отрезками труб, которые закрываются заглушками. Однако такое устройство не будет иметь эстетичного вида. Кроме того, использовать его можно не во всех системах. Связано это с тем, что котлы, работающие на твёрдом топливе, на своём пике могут достигать 95 градусов рабочей температуры.

Разумеется, что гидроразделитель, своими руками сделанный из полипропилена, выдержит её, но бывают и нештатные ситуации. К примеру, если выключат электричество, тогда по инерции твердотопливный котёл может резко начать набирать температуру. Иногда она достигает 130—140 °C. Это может плохо сказаться на дальнейшей работе системы или она вовсе выйдет из строя. В связи с этим все элементы такого типа рекомендуется делать из металла. Хотя, как уже можно понять, гидрострелку из полипропилена своими руками сделать проще, чем из металла. Таким образом,

можно выделить ключевые преимущества полипропиленовых устройств:

• полипропилен можно легко покрасить термостойкой краской с наружной стороны;
• пластиковые модели значительно дешевле металлических аналогов;
• КПД немного увеличится, так как сопротивление теплоносителя будет меньше на гладкой поверхности;
• кроме того, что пластик не ржавеет, он ещё и предотвращает появление коррозии на соседних элементах;
• стабилизация давления в системе;
• останавливает гидроудары и предотвращает выход из строя всей системы;
• экономит топливо, повышает производительность котла;
• работа может происходить с котлами до 35 кВт максимальной мощности;
• в автоматическом режиме перенаправляет потоки теплоносителя в нужном направлении.

Все вышеуказанные достоинства не являются исчерпанными. Каждая модель может иметь свои особенности. Кроме этого, отдельные плюсы некоторые модели могут и не иметь. Всё зависит от качества, производителя и многих других факторов. Также можно указать и недостатки гидрострелок:

• полипропиленовые изделия невозможно установить в твердотопливных котлах, так как они быстро выйдут из строя из-за сильного давления и перепада температур;
• для установки нужно подготовить специальные инструменты и материалы, такие как сварочный аппарат для полипропилена, муфты, краны и отводы;
• диаметр основы гидрострелки должен быть равен сумме диаметров трёх контуров от 60 до 90 мм и 120 мм, а они довольно-таки дорогие.

https://youtube.com/watch?v=qG7TkatjnkE

Монтаж полипропиленового агрегата

Гидрострелку своими руками по чертежам можно просто вмонтировать, поскольку в детальной схеме будет указано, где и что нужно подключать. Если использовать котёл с максимальной мощностью 40 кВт, тогда желательно совместно с ним применять двух- или четырехконтурные коллекторы.

В корпусе, где установлены гидрострелка и коллектор, нет дополнительных перегородок. Жидкость с теплом проходит постоянно от котла в коллектор. Тепло от гребёнки из пластика забирается с помощью насосов. Если упростить буфер и сделать его из ПВХ, то он будет занимать намного меньше места.

Подключая гидравлический разделитель, необходимо правильно определить его потребность. Бывают ситуации, когда он нужен, но иногда его применение нецелесообразно. В последнем случае, установив гидрострелку, удается значительно повысить бюджет постройки, хотя этого можно и не делать. Что касается полипропиленовых конструкций, то следует утвердить единое правило, что их использовать с твердотопливными котлами нельзя. Но сделать их как специалисту, так и новичку из трубы ППР будет несложно.

Гидрострелка для отопления — установка

Гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты. В статье рассмотрим устройство и конструкции гидроразделителя, рейтинг моделей, схема изготовления своими руками и особенности монтажа.

Перед покупкой гидрострелки или изготовлением ее своими руками, рассмотрим устройство данного элемента. Все довольно просто: полая труба круглого или прямоугольного сечения имеет несколько патрубков с разных сторон для присоединения к отопительной системе. Для удобства — патрубки для подключения подачи расположены, как правило, в верхней части трубы, а обратки — в нижней.

В систему отопления гидравлический разделитель устанавливается вместе с коллектором.

Изготавливаются они из: низкоуглеродистой стали, нержавеющей стали и из полипропилена.

Существуют и более сложные модели, оборудованные гильзами для присоединения контрольных приборов и датчиков, а также различными фильтрами. Они служат для очистки теплоносителя и разделения потоков.

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

Гидрострелку можно сделать самому из металлической трубы или из полипропиленовой, но чаще люди предпочитают сделать разделитель из полипропилена в домашних условиях, чем покупать его в магазине. Для этого нужна ппр труба нужного диаметра, тройники и 2 заглушки.

Примеры гидрострелок промышленного производства

В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и контурами отопления. Расположение как горизонтально, так и вертикально, но часто ставят вертикально. В верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается грязь.

Где в системе отопления ставят гидроразделитель

То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять мусор.

Назначение и принцип работы

Гидравлический насос необходим для разветвленных систем, где установлено несколько насосов. Он обеспечивает необходимый расход охлаждающей жидкости для всех насосов независимо от их производительности. То есть, другими словами, он используется для гидравлической изоляции насосов системы отопления. Поэтому это устройство еще называют гидравлическим разделителем или гидравлическим разделителем.

Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления

Гидрострелка устанавливается, если в системе предусмотрено более одного насоса: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторы, водяной теплый пол, бойлер косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы насос котла мог перекачивать теплоносителя чуть больше (10-20%), чем требуется для остальной системы.

Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления где несколько насосов они имеют разную производительность. Бывает так, что один насос более мощный. Ставить все насосы приходится в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включен, все остальные контура без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы минимизировать такие ситуаций, ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.

Режимы работы

Теоретически, возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже. Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько теплоносителя, сколько требует весь контур отопления. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Алгоритм работы современного отопительного оборудования учитывает температуру теплоносителя или температуре в помещении. Представим ситуацию, что все идеально рассчитано и после настройки достигнуто равенство. Но через определенный промежуток времени параметры работы котла отопления изменится. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты.

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насосы подобраны неправильно. Вернее, насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. То есть, на выходе котла, например, 80 °C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65 °C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25 °С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45 °C. Если сравнить с выходной — 80 °C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.

При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка — лучший вариант

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:

• Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
• Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
• В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

Пример системы отопления с гидрострелкой

В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.

Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.

Как подобрать параметры

Подбирается гидравлический разделитель с учетом максимально возможной скорости потока теплоносителя. Дело в том, что при высокой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы не было этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.

Параметры, нужные для гидроразделителя

По максимальному потоку теплоносителя

Как расчитать диаметр гидрострелки по этому методу, нужно знать максимальный поток теплоносителя, который возможен в контуре и диаметр патрубков. Диаметр патрубков вы знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток мы знаем (есть в технических характеристиках), а расход по контурам зависит от их объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры прибавляется и сравнивается с мощностью котлового насоса. Большая величина подставляется в формулу для расчета объема гидрострелки.

Формула расчета диаметра гидравлического разделителя для системы отопления в зависимости от максимального потока теплоносителя

Приведем пример. Пусть максимальный расход в системе 7,6 куб/час. Допустимая максимальная скорость берется стандартная — 0,2 м/с, диаметр патрубков 6,3 см (трубы на 2,5 дюйма). В этом случае получаем: 18,9 * √ 7,6/0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 мм. Если округлить, получаем, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.

По максимальной мощности котла

Второй способ — подбор гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но ей можно доверять. Нужна будет мощность котла и разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе.

Расчет гидрострелки по мощности котла

Расчет также несложный. Пусть максимальная мощность котла — 50 кВт, дельта температур — 10°C, диаметры патрубков такие же — 6,3 см. Подставив цифры, получаем — 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9* 5 = 94,5 мм. Округлив, получаем диаметр гидрострелки 95 мм.

Как найти длину гидрострелки

С диаметром гидроразделителя для отопления определились, но надо знать еще и длину. Ее подбирают в зависимости от диаметра подключаемых патрубков. Есть два вида гидрострелок для отопления — с отводами, расположенными один напротив другого и с чередующимися патрубками (располагаются со сдвигом один относительно другого).

Определяем длину гидрострелки из круглой трубы

Рассчитать длину в этом случае легко — в первом случае это 12d, во втором — 13d. Для средних систем можно и диаметр подобрать в зависимости от патрубков — 3*d. Как видите, ничего сложного. Рассчитать можно самостоятельно.

Купить или сделать своими руками?

Как говорили, готовая гидрострелка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Чтобы снизить затраты, возникает закономерное желание сделать ее самостоятельно. Если варить умеете, никаких проблем — купили материалы и сделали. Но при этом надо учесть следующие моменты:

• Резьба на сгонах должна быть хорошо прорезанной и симметричной.
• Стенки отводов одинаковой толщины.

Качество самодельного изделия может быть «не очень»

Вроде, очевидные вещи. Но вы удивитесь, как сложно найти четыре нормальных сгона с нормально сделанной резьбой. Далее, все сварные швы должны быть качественными — система будет работать под давлением. Сгоны приварены строго перпендикулярно к поверхности, на нужном расстоянии. В общем, не такая простая это задача.

Если сами пользоваться сварочным аппаратом не умеете, придется искать исполнителя. Найти его совсем непросто: либо дорого просят за услуги, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, многие решают купить гидрострелку, несмотря на немалую стоимость. Тем более, в последнее время, отечественные производители делают не хуже, но намного дешевле.

Рекомендуемые статьи:

Нагрейте свой дом с помощью механической ветряной мельницы

Иллюстрация: Рона Бинай для журнала Low-tech Magazine.

При правильных условиях механический ветряк с увеличенной тормозной системой является дешевой, эффективной и устойчивой системой отопления .

Тепло по сравнению с электричеством

В глобальном масштабе спрос на тепловую энергию соответствует одной трети предложения первичной энергии, а спрос на электроэнергию составляет лишь одну пятую часть. [1] В умеренном или холодном климате доля тепловой энергии еще выше. Например, в Великобритании тепло составляет почти половину общего потребления энергии. [2] Если мы посмотрим только на домохозяйства, тепловая энергия для отопления помещений и нагрева воды в умеренном и холодном климате может составлять 60-80% от общего бытового спроса на энергию. [3]

Несмотря на это, возобновляемые источники энергии играют незначительную роль в производстве тепла. Основным исключением является традиционное использование биомассы для приготовления пищи и отопления, но в «развитом» мире даже биомасса часто используется для производства электроэнергии вместо тепла. Использование прямого солнечного тепла и геотермального тепла обеспечивает менее 1% и 0,2% мирового спроса на тепло соответственно [4] [5]. В то время как на возобновляемые источники энергии приходится более 20% мирового спроса на электроэнергию (в основном гидроэнергетика), на них приходится только 10% глобального спроса на тепло (в основном биомасса). [5] [6]

Прямое и непрямое производство тепла

Электричество, производимое возобновляемыми источниками энергии, может быть и преобразуется в тепло косвенным путем. Например, ветряная турбина преобразует энергию вращения в электричество с помощью своего электрического генератора, а затем это электричество можно преобразовать в тепло с помощью электрического нагревателя, электрического котла или электрического теплового насоса. В результате получается тепло, вырабатываемое энергией ветра.

В частности, многие правительства и организации продвигают электрический тепловой насос как устойчивое решение для производства тепла из возобновляемых источников. Однако солнечную и ветровую энергию можно использовать и напрямую, без предварительного преобразования их в электричество, и, конечно же, то же самое относится и к биомассе. Прямое производство тепла дешевле, может быть более энергоэффективным и более устойчивым, чем косвенное производство тепла.

Прототипы ветряков, производящих тепло, построены Эсрой Л. Соренсен в 1974 году. Фото Клауса Найбро. Источник: [13]

Прямая альтернатива солнечной фотоэлектрической энергии – солнечная тепловая энергия, технология, появившаяся в девятнадцатом веке вслед за более дешевыми технологиями производства стекла и зеркал. Солнечную тепловую энергию можно использовать для нагрева воды, отопления помещений или промышленных процессов, и это в 2-3 раза более энергоэффективно по сравнению с непрямым путем, включающим преобразование электроэнергии.

Почти никто не знает, что ветряк может производить тепло напрямую.

Прямая альтернатива ветряной энергии, известная всем, — это старомодный ветряк, которому не менее 2000 лет. Он передавал энергию вращения от своего ветряного ротора непосредственно на ось машины, например, для распиловки дерева или измельчения зерна. Этот старомодный подход остается актуальным, в том числе в сочетании с новыми технологиями, потому что он был бы более энергоэффективным по сравнению с преобразованием энергии сначала в электричество, а затем обратно в энергию вращения.

Однако старомодный ветряк может производить не только механическую, но и тепловую энергию. Проблема в том, что об этом почти никто не знает. Даже Международное энергетическое агентство не упоминает прямое преобразование ветра в тепло, когда представляет все возможные варианты производства возобновляемого тепла. [1]

Ветряная мельница с водяным тормозом

Один из типов ветряной мельницы, вырабатывающей тепло, преобразует энергию вращения непосредственно в тепло путем создания трения в воде с использованием так называемого «водяного тормоза» или «машины Джоуля». Теплогенератор, основанный на этом принципе, представляет собой ветряной смеситель или крыльчатку, установленную в изолированном баке, наполненном водой. Благодаря трению между молекулами воды механическая энергия преобразуется в тепловую. Нагретую воду можно закачивать в здание для обогрева или стирки, и та же концепция может быть применена к производственным процессам на заводе, требующим относительно низких температур. [7] [8] [9]

Чертеж системы отопления на базе водяного тормозного ветряка. Источник: [8]

Машина Джоуля изначально задумывалась как измерительный прибор. Джеймс Джоуль построил его в 1840-х годах для своего знаменитого измерения механического эквивалента тепла: одна калория равна количеству энергии, необходимой для повышения температуры 1 кубического сантиметра воды на 1 градус Цельсия. [10]

Теплогенератор, основанный на этом принципе, представляет собой ветряной смеситель или крыльчатку, установленную в изолированном баке, наполненном водой

Самое интересное в водяных тормозных мельницах то, что гипотетически они могли быть построены сотни или даже тысячи лет назад. Для них требуются простые материалы: дерево и/или металл. Но хотя мы не можем исключить их использование в доиндустриальные времена, первое упоминание о ветряках, производящих тепло, относится к 1970-м годам, когда датчане начали их строить после первого нефтяного кризиса.

Чертеж теплогенератора теплового ветряка. Источник: [8]

В то время Дания почти полностью зависела от импортируемого топлива для отопления, из-за чего многие домохозяйства оставались в холоде, когда были перебои с подачей масла. Поскольку у датчан уже была сильная культура изготовления небольших ветряных турбин, вырабатывающих электроэнергию на фермах, они начали строить ветряные мельницы для обогрева своих домов. Некоторые избрали непрямой путь, преобразуя электроэнергию, вырабатываемую ветром, в тепло с помощью электронагревательных приборов. Другие, однако, разработали механические ветряные мельницы, которые напрямую производили тепло.

Дешевле строить

Прямой подход к производству тепла значительно дешевле и устойчивее, чем преобразование энергии ветра или солнца в тепло с помощью электрических нагревательных устройств. На это есть две причины.

Во-первых, и это самое главное, механические ветряные мельницы менее сложны, что делает их более доступными и менее ресурсоемкими в изготовлении, а также увеличивает срок их службы. В ветряной мельнице с водяным тормозом можно исключить электрический генератор, силовые преобразователи, трансформатор и редуктор, а из-за экономии веса ветряная мельница должна быть менее прочной. Машина Джоуля имеет меньший вес, меньшие размеры и более низкую стоимость, чем электрический генератор. [11] Также немаловажно, что стоимость аккумулирования тепла на 60-70% ниже по сравнению с батареями или использованием резервных тепловых электростанций. [2]

Ветряк с водяным тормозом, построенный в Институте сельскохозяйственной техники в 1974 году. Фото Рикарда Матцена. Источник: [13]

Во-вторых, преобразование энергии ветра или солнца непосредственно в тепло (или механическую энергию) может быть более энергоэффективным, чем при преобразовании электричества. Это означает, что для подачи определенного количества тепла требуется меньше преобразователей солнечной и ветровой энергии и, следовательно, меньше места и ресурсов. Короче говоря, ветряная мельница, вырабатывающая тепло, устраняет основные недостатки энергии ветра: ее низкая удельная мощность и ее прерывистость.

Механические ветряные мельницы менее сложны, что делает их более доступными и менее ресурсоемкими в строительстве, а также увеличивает срок их службы

Кроме того, прямое производство тепла значительно повышает экономичность и устойчивость небольших типов ветряных мельниц. Испытания показали, что небольшие ветряные турбины, производящие электроэнергию, очень неэффективны и не всегда производят столько энергии, сколько необходимо для их производства. [12] Однако использование аналогичных моделей для производства тепла может снизить воплощенную энергию и затраты, увеличить срок службы и повысить эффективность.

Сколько тепла может производить ветряная мельница?

Датская ветряная мельница с водяным тормозом 1970-х годов была относительно небольшой машиной с диаметром ротора около 6 метров и высотой около 12 метров. Более крупные ветряные электростанции, производящие тепло, были построены в 1980-х годах. Чаще всего используются простые деревянные лопасти. Всего задокументировано не менее дюжины различных моделей, как самодельных, так и коммерческих. [7] Многие из них были построены из использованных автомобильных запчастей и других выброшенных материалов. [13]

Один из первых датских тепловых ветряков меньшего размера прошел официальные испытания. Calorius type 37 — ротор диаметром 5 метров и высотой 9 метров.метров – произведено 3,5 кВт тепла при скорости ветра 11 м/с (сильный ветер, 6 баллов по шкале Бофорта). Это сравнимо с тепловой мощностью самых маленьких электрических котлов для отопления помещений. С 1993 по 2000 год датская фирма Westrup построила в общей сложности 34 водяных тормозных ветряка на основе этой конструкции, а к 2012 году в эксплуатации оставалось еще 17. [7]

Ветряк Calorius, производящий до 4 кВт тепла. Изображение предоставлено Nordic Folkecenter в Дании.

Ветряк с водяным тормозом гораздо большего размера (диаметр ротора 7,5 м, башня 17 м) был построен в 1982 братьями Сванеборг, и отапливал дом одного из них (другой брат выбрал ветряк и электрическую систему отопления). Ветряк, имевший три лопасти из стеклопластика, по неофициальным замерам производил до 8 киловатт тепла — сравнимо с тепловой мощностью электрического котла для скромного дома. [7]

Далее в 1980-х годах Кнуд Берту построил самую сложную на сегодняшний день ветряную электростанцию: LO-FA. В других моделях выделение тепла происходило в нижней части башни — от вершины ветряка к низу шла шахта, где устанавливался водяной тормоз. Однако в ветряной мельнице LO-FA все механические части для преобразования энергии были перемещены на вершину башни. Нижние 10 метров 20-метровой башни были заполнены 15 тоннами воды в изолированном резервуаре. Следовательно, горячую воду можно было буквально выкачивать из ветряной мельницы. [7]

Башня ветряной мельницы LO-FA была заполнена 15 тоннами воды в изолированном баке: горячую воду можно было буквально выкачивать из ветряной мельницы.

LO-FA также был самым большим из теплогенерирующих ветряков с диаметром ротора 12 метров. Его тепловая мощность оценивалась в 90 киловатт при скорости ветра 14 м/с (по шкале Бофорта 7). Этот результат кажется чрезмерным по сравнению с другими ветряками, производящими тепло, но выход энергии ветряной мельницы увеличивается более чем пропорционально диаметру ротора и скорости ветра. Кроме того, фрикционной жидкостью в водяном тормозе была не вода, а гидравлическое масло, которое можно нагревать до гораздо более высоких температур. Затем масло передало свое тепло резервуару для воды в градирне. [7]

Возобновление интереса

Интерес к ветряным мельницам, вырабатывающим тепло, вновь проявился несколько лет назад, хотя пока он касается лишь нескольких научных исследований. В статье 2011 года немецкие и британские ученые пишут, что «небольшие и отдаленные домохозяйства в северных регионах нуждаются в тепловой энергии, а не в электроэнергии, и поэтому в таких местах следует строить ветряные турбины для выработки тепловой энергии». [8]

Исследователи объясняют и иллюстрируют работу ветряной мельницы с водяным тормозом и рассчитывают оптимальную производительность технологии. Было обнаружено, что характеристики крутящего момента ветрового ротора и крыльчатки должны быть тщательно согласованы для достижения максимальной эффективности. Например, для очень маленького ветряка Савониуса, который ученые использовали в качестве модели (диаметр ротора 0,5 м, башня 2 м), было рассчитано, что диаметр крыльчатки должен составлять 0,388 м.

Затем исследователи провели моделирование в течение пятидесяти часов, чтобы рассчитать тепловую мощность ветряной мельницы. Хотя Савониус — тихоходный ветряк, плохо приспособленный для выработки электроэнергии, он оказался отличным производителем тепла: небольшой ветряк производил до 1 кВт тепловой мощности (при скорости ветра 15 м/с). [8] Исследование 2013 года с использованием прототипа дало аналогичные результаты и рассчитало, что эффективность системы составляет 91%. [9] Это сравнимо с эффективностью нагрева воды ветровой турбиной с помощью электричества.

Исследование, проведенное в 2013 году с использованием прототипа, показало, что эффективность системы составляет 91%

Очевидно, не всегда штормовая погода, а значит, средняя скорость ветра не менее важна. В исследовании 2015 года исследуются возможности использования ветряных электростанций для выработки тепла в Литве, прибалтийской стране с холодным климатом, зависящей от импорта дорогого топлива. [14] Исследователи подсчитали, что при средней скорости ветра в стране (4 м/с по шкале Бофорта 3) для выработки одного киловатта тепла требуется ветряк с диаметром ротора 8,2 метра.

Тепловой ветряк с водяным тормозом, размещенный внутри нижней части башни. Мельница была построена Йоргеном Андерсеном в 1975 году и стояла в Серритслеве. Фото Клауса Нибро. Источник: [13]

Они сравнивают это с потребностью в тепловой энергии энергоэффективного нового здания площадью 120 м2, отапливаемого по современным стандартам комфорта, и приходят к выводу, что ветряная электростанция может покрыть от 40 до 75% годовой потребности в отоплении ( в зависимости от класса энергоэффективности сооружения). [14]

Аккумулятор тепла

Средняя скорость ветра также не гарантируется, а это означает, что ветряная мельница, производящая тепло, требует аккумулирования тепла, иначе она обеспечивала бы обогрев только тогда, когда дует ветер. Один кубический метр нагретой воды (1 тонна, 1000 литров) может содержать до 90 кВтч тепла, что составляет примерно один-два дня подачи для семьи из четырех человек.

Та же ветряная мельница, что и на картинке выше, вид снизу. Источник: [7]

Таким образом, чтобы обеспечить достаточное хранилище для моста в течение недели без ветра, требуется до 7 тонн воды, что соответствует объему 7 кубических метров плюс изоляция. Однако следует также учитывать потери энергии (саморазряд), и это объясняет, почему датские ветряки, производящие тепло, обычно имели накопительный бак, вмещающий от десяти до двадцати тысяч литров воды. [13]

Ветряк, вырабатывающий тепло, можно комбинировать с солнечным котлом, чтобы и солнце, и ветер могли давать прямую тепловую энергию, используя меньший резервуар для воды.

Тепловой ветряк также можно комбинировать с солнечным котлом, чтобы и солнце, и ветер могли давать прямую тепловую энергию, используя один и тот же резервуар для хранения тепла. В этом случае появляется возможность построить довольно надежную систему отопления с меньшим баком-аккумулятором тепла, ведь сочетание двух – часто дополняющих друг друга – источников энергии увеличивает шансы прямого теплоснабжения. Особенно в менее солнечном климате ветряные мельницы, производящие тепло, являются отличным дополнением к солнечной тепловой системе, потому что последняя производит относительно меньше тепла зимой, когда потребность в тепле максимальна.

Ретардеры и механические тепловые насосы

Самые последние и обширные исследования на сегодняшний день относятся к 2016 и 2018 годам и сравнивают различные типы ветряков, производящих тепло, с различными типами косвенного производства тепла. [1] [15] В этом втором типе теплогенерирующих ветряков тепло вырабатывается механическими тепловыми насосами или гидродинамическими замедлителями, а не водяным тормозом.

Механический тепловой насос — это просто тепловой насос без электродвигателя. Вместо этого ветряной ротор напрямую соединен с компрессором (компрессорами) теплового насоса. Это включает в себя одно преобразование энергии меньше, что делает комбинацию как минимум на 10% более энергоэффективной, чем электрический тепловой насос, приводимый в действие ветряной турбиной.

Гидродинамический замедлитель хорошо известен как тормозная система большегрузных автомобилей. Подобно джоулевой машине, он преобразует энергию вращения в тепло без участия электричества. Ретардеры и механические тепловые насосы имеют те же преимущества, что и машины Джоуля, в том смысле, что они намного меньше, легче и дешевле, чем электрические генераторы. Однако в этом случае для достижения оптимальной эффективности требуется редуктор.

Сравнение различных типов прямого и непрямого нагрева. Источник: [15]

В исследовании сравниваются тепловые ветряки на основе замедлителей и механических тепловых насосов с непрямым производством тепла с использованием электрических котлов и электрических тепловых насосов. В нем сравниваются эти четыре технологии для трех размеров систем: небольшой ветряк, предназначенный для обогрева автономного дома, большой ветряк, предназначенный для обеспечения теплом деревни, и ветряная электростанция, производящая тепло для 20 000 жителей. Четыре концепции отопления ранжированы на основе их ежегодных капитальных и эксплуатационных расходов, исходя из срока службы 20 лет. [1] [15]

Непосредственное подключение механического ветряка к механическому тепловому насосу дешевле, чем использование газового котла или сочетание ветряной турбины и электрического теплового насоса.

Для автономной системы прямое подключение механического ветряка к механическому тепловому насосу является самым дешевым вариантом, тогда как сочетание ветряной турбины и электрического котла обходится в два-три раза дороже. Все остальные технологии находятся между ними. Принимая во внимание как инвестиционные, так и эксплуатационные затраты, небольшие ветряные генераторы тепла с механическими тепловыми насосами одинаково дороги или дешевле, чем обычные газовые котлы, если исходить из типичной производительности небольшого ветряка (который производит — в течение одного года — 12% до 22% от максимальной выходной энергии).

Изображение: Ветряк с водяным тормозом, разработанный О. Хельгасоном (слева), водяной тормоз с системой переменной нагрузки (справа). Изображения из «Испытания при очень высокой скорости ветра ветряной мельницы, управляемой водяным тормозом», О. Хельгасон и А.С. Сигурдсон, Научный институт Исландского университета. Источник: [7]

С другой стороны, комбинация небольшой ветряной турбины и электрического теплового насоса требует, чтобы ветряная мельница с «коэффициентом мощности» не менее 30% стала конкурентоспособной по стоимости с газовым отоплением, но такая высокая исполнение очень необычное. Более крупные системы имеют те же рейтинги — комбинация механических ветряков и механических тепловых насосов является самым дешевым вариантом, — но они имеют до трех раз более низкие капитальные затраты из-за эффекта масштаба. Более крупные ветряные мельницы имеют более высокие коэффициенты мощности (16-40%), что приводит к еще большей экономии средств.

Из-за больших потерь энергии на транспортировку тепла ветряк лучше всего подходит в качестве децентрализованного источника энергии, обеспечивающего теплом автономное домашнее хозяйство или, в оптимальном случае, небольшой город.

Однако более крупные системы также обнаруживают проблему при масштабировании технологии: хранение тепла может быть дешевле и эффективнее, чем хранение электроэнергии, но для транспорта верно обратное: потери энергии при транспортировке тепла намного больше, чем потери энергии при транспортировке. передача электроэнергии. Ученые подсчитали, что максимальное расстояние, достижимое с точки зрения затрат при оптимальных ветровых условиях, составляет 50 км. [15]

Следовательно, тепловая ветряная мельница лучше всего подходит в качестве децентрализованного источника энергии, обеспечивая теплом автономное домашнее хозяйство или, в оптимальном случае, относительно небольшой город или промышленную зону. Для еще более крупных систем энергию необходимо транспортировать в виде электричества, и в этом случае прямое производство тепла со всеми его преимуществами становится непривлекательным.

Ослепленный электричеством

Ветряные мельницы, производящие тепло, также исследуются для производства возобновляемой электроэнергии, главным образом потому, что они предлагают лучшее решение для хранения энергии по сравнению с батареями или другими распространенными технологиями. [16] В этих системах вырабатываемое тепло преобразуется в электричество с помощью паровой турбины. Система хранения аналогична системе концентрированной солнечной электростанции (CSP), а солнечные концентраторы заменены ветряными мельницами, производящими тепло.

«Вихретоковый нагреватель». Источник: [9]

Поскольку для эффективного производства электроэнергии с помощью паровой турбины необходимы высокие температуры, эти системы не могут использовать джоулевы машины или гидродинамические замедлители, а вместо этого полагаются на тип замедлителя, называемый «вихретоковым нагревателем». (или «индукционный нагреватель»). Они состоят из магнита, установленного на вращающемся валу, и могут достигать температуры до 600 градусов по Цельсию. Используя вихретоковые нагреватели, ветряные мельницы могут обеспечивать прямой нагрев при более высоких температурах, что еще больше расширяет их потенциальное применение в промышленности.

Однако использование аккумулированного тепла для производства электроэнергии значительно дороже и менее экологично по сравнению с использованием тепловых ветряков для прямого производства тепла. Преобразование накопленного тепла в электричество имеет эффективность не более 30%, а это означает, что две трети энергии ветра теряются из-за ненужных преобразований энергии, и то же самое верно, когда солнечная тепловая энергия используется для производства электроэнергии. [15]

Таким образом, прямое производство тепла дает возможность сократить в три раза больше выбросов парниковых газов и ископаемого топлива, используя то же количество ветряных мельниц, которые также дешевле и экологичнее в строительстве. Будем надеяться, что прямому производству тепла будет отдан тот приоритет, которого оно заслуживает. Несмотря на потепление климата, спрос на тепловую энергию высок как никогда.

Крис Де Декер

• Читать журнал Low-tech в автономном режиме.
• Поддержите журнал Low-tech через PayPal или Patreon.
• Подпишитесь на нашу рассылку.

---

• Новое изобретение небольшой ветряной турбины
• Откажитесь от аккумуляторов: автономное хранение энергии на сжатом воздухе
• Не выключать свет: новое определение энергетической безопасности
• Как запустить экономику на погоде
• Восстанавливаем старый способ обогрева: обогреваем людей, а не помещения
• Назад к основам: прямая гидроэнергетика
• Ветряные электростанции: история и будущее промышленных ветряков

---

1. Нитто, дипломированный инженер Алехандро Николас, Карстен Агерт и Ивонн Шольц. «ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ (ВТЭС)».
2. Интеграция накопителя тепловой энергии в энергетическую сеть, Шарьяр Ахмед, 2017 г.
3. Светлое будущее заводов, работающих на солнечной энергии, Крис Де Декер, журнал Low-tech Magazine, 2011 г.
4. Solar Heat Worldwide, издание 2018 г., Международное энергетическое агентство (МЭА).
5. Renewables 2018, Heat, Международное энергетическое агентство (МЭА).
6. Всемирный банк: производство электроэнергии из возобновляемых источников.
7. Развитие современной ветроэнергетики: энергия ветра для мира . Pan Stanford Publishing, 2013. См. главу 13 («Ветряные мельницы с водяным тормозом», Йорген Крогсгаард) и главу 16 («Обреченные на забвение», Пребен Мегаард). Кажется, это единственные документы на английском языке о датских ветряных мельницах с водяным тормозом.
8. Чакиров, Рустам и Юрий Вагапов. «Прямое преобразование энергии ветра в тепло с помощью джоулевой машины». Четвертая международная конференция по экологии и компьютерным наукам (ICECS 2011), Сингапур, сентября. 2011.
9. МАЛАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ВИХРЕТОЧНЫМ НАГРЕВАТЕЛЕМ НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХ, ОТ ION SOBOR, VASILE RACHIER, ANDREI CHICIUC и RODION CIUPERCĂ. BULETINUL INSTITUTULUI POLITEHNIC DIN IAŞI. Publicat de Universitatea Tehnică «Georghe Asachi» din Iaşi Tomul LIX (LXIII), Fasc. 4, 2013
10. Эксперимент Джоуля: историко-критический подход, советник Маркоса Поу Галло.
11. Окадзаки, Тору, Ясуюки Шираи и Такецунэ Накамура. «Концептуальное исследование ветроэнергетики с использованием прямого преобразования тепловой энергии и аккумулирования тепловой энергии». Возобновляемые источники энергии  83 (2015): 332–338.
12. Реальные испытания малых ветряных турбин в Нидерландах и Великобритании, Крис Де Декер, The Oil Drum, 2010.
13. Selfbuilders, веб-сайт Winds of Change, Эрик Гроув-Нильсен.
14. Чернецкене, Юргита и Тадас Жданкус. «Использование энергии ветра для обогрева энергоэффективных зданий: анализ возможностей». Журнал устойчивой архитектуры и гражданского строительства  10.1 (2015): 58–65.
15. Цао, Карл-Кин и др. «Расширение горизонтов преобразования энергии в тепло: оценка затрат на новые концепции обогрева помещений с помощью ветряных тепловых энергетических систем». Energy  164 (2018): 925-936.
16. Окадзаки, Тору, Ясуюки Шираи и Такецунэ Накамура. «Концептуальное исследование ветроэнергетики с использованием прямого преобразования тепловой энергии и аккумулирования тепловой энергии». Возобновляемые источники энергии 83 (2015): 332-338.

---

Читать журнал Low-tech без доступа к компьютеру, источнику питания или Интернету. Печатные архивы теперь составляют четыре тома с общим объемом 2398 страниц и 709 изображений. Их можно заказать в нашем книжном магазине Лулу.

---

Производители электромагнитных клапанов | Поставщики электромагнитных клапанов

Список производителей электромагнитных клапанов

Из-за преимуществ, которые они предлагают в плане безопасного и быстрого переключения, надежности, длительного срока службы и компактной конструкции, соленоиды очень популярны в различных отраслях промышленности. Тем не менее, они чаще всего используются в жилых, бытовых, промышленных и коммерческих отраслях.

Некоторые распространенные области применения включают охлаждение, ОВКВ и кондиционирование воздуха, мытье под давлением, сельскохозяйственное кондиционирование воздуха, пневматические и гидравлические системы (двигатели, цилиндры, буферы и т. д.), системы сжатого воздуха, автомобильную технику и бытовую технику.

История электромагнитных клапанов

Первым электромагнитным клапаном был электромагнитный регулирующий клапан, проданный и изготовленный в 1910 году компанией ASCO Numatics. Затем, в 1950-х годах, производители начали распространять пластиковые соленоидные клапаны. Переход на пластик означал, что электромагнитные клапаны стали более эффективными, надежными, устойчивыми к коррозии и химическим веществам.

Миниатюрные электромагнитные клапаны – International Polymer Solutions

Эта тенденция к совершенствованию продолжалась до конца 20-го века. Например, начиная с 70-х годов производители начали выпускать автоматические запорные электромагнитные клапаны, которые были безопаснее и проще в эксплуатации, чем запорные клапаны с ручным управлением.

В 1990-х годах правительства по всему миру, а также независимые организации начали разрабатывать стандарты электромагнитных клапанов, которые позволили увеличить частоту международной торговли, упростить сотрудничество между компаниями и упростить техническое обслуживание. Сегодня более новые стандарты также ограничивают использование опасных веществ при изготовлении клапанов, чтобы повысить их экологичность. Сегодня большая часть инноваций в области производства и использования клапанов ориентирована на здоровье и устойчивость.

Дизайн

Производственный процесс
Производители производят электромагнитные клапаны с помощью различных процессов, таких как: обработка на станках с ЧПУ, лазерная сварка, литье под давлением и намотка рулонов. После того, как они изготовили компоненты клапана, они собирают их.

К этим компонентам относятся: катушка электромагнитного клапана, клапан, впускной порт, выпускной порт, пружина, диафрагма и привод. Часто соленоид также имеет уплотнения.

Материалы
Производители имеют широкий выбор материалов для изготовления своих электромагнитных клапанов. Клапаны могут быть изготовлены как из пластика, так и из металлических материалов, таких как ПВХ, натуральный полипропилен, ПТФЭ, ХПВХ, нержавеющая сталь, бронза, алюминий и латунь. Уплотнения, такие как уплотнения из витона или nbr, обычно изготавливаются из резины. Иногда производители изготавливают уплотнения из нержавеющей стали.

Проектирование и изготовление на заказ
Производители электромагнитных клапанов делают выбор на основе технических характеристик, таких как: природный газ/жидкость внутри трубы (коррозионная активность, опасность, вязкость, кислотность и т. д.), окружающая среда, частота использования трубы и Стандартные требования приложения. Основываясь на спецификациях, они могут выбрать такие аспекты конструкции, как: размер клапана, материал клапана, тип и конфигурация клапана, а также количество портов.

Поставщики могут настроить вашу систему электромагнитных клапанов несколькими способами. Например, они обычно изготавливают клапаны с двумя зонами подключения и одним отверстием, но они также могут изготовить клапаны с тремя зонами подключения и двумя отверстиями. Аналогичным образом, хотя они обычно разрабатывают клапаны для работы с источником питания постоянного тока 12 В, они также могут настроить их для работы с источниками питания 3 В, 6 В или 24 В. Они также могут предоставить вам специализированные данные: уровни давления, пружинный возврат, размер клапана и т. д.

Характеристики

Электромагнитные клапаны работают с использованием двух основных компонентов: электромагнитной катушки и клапана. Катушка представляет собой намагниченную проволочную катушку, которая оживает от серии электрических зарядов, а затем испускает ток. Этот поток тока создает магнитное поле, которое преобразует электрическую энергию в механическую для перемещения исполнительного механизма. Привод является продолжением клапана; он вместе с прикрепленной струной отвечает за перемещение клапана из открытого положения в закрытое.

Электромагнитные клапаны обычно изготавливаются как нормально закрытые (НЗ) или нормально открытые (НО) устройства. Нормально закрытые клапаны работают с внутренним погружным стержнем или штифтом, называемым плунжером, удерживаемым на месте катушкой соленоида, которая блокирует ток. Чтобы активировать поток в клапане NC, электромагнитный заряд должен быть отправлен через катушку, которая затем поднимет поршень в сторону, чтобы обеспечить поток. Клапаны NO, с другой стороны, противоположны. Они закрываются при срабатывании соленоида.

Типы

Соленоидные клапаны определяются тремя основными компонентами, чтобы помочь производителям выбрать лучший клапан:

1. Контролируемый материал, такой как соленоидные водяные клапаны и соленоидные воздушные клапаны

2. Конструкция/конструкция клапана , такие как пропорциональные электромагнитные клапаны, 3-ходовые электромагнитные клапаны и пластмассовые электромагнитные клапаны

3. Как они питаются, например, 12-вольтовые электромагнитные клапаны и пневматические электромагнитные клапаны

Электромагнитный водяной клапан
Электромагнитные водяные клапаны, также называемые гидравлическими электромагнитными клапанами, для прямого потока воды с управляемыми нормально открытыми клапанами.

Электромагнитный воздушный клапан
Электромагнитные воздушные клапаны, также называемые газовыми электромагнитными клапанами, воздушными клапанами или пневматическими электромагнитными клапанами, регулируют поток воздуха и газа с помощью диафрагм и давления газа. Они способны поддерживать как обычное давление, например, для отопления и охлаждения дома, так и чрезвычайно высокое давление, например, регулируемое для работы с электроинструментом.

Пропорциональный электромагнитный клапан
Пропорциональные электромагнитные клапаны работают как обычные пневматические клапаны, за исключением того факта, что они работают с более совершенными возможностями управления потоком, которые позволяют им устанавливать переменный поток, пропорциональный электрическому управляющему сигналу клапана.

12-вольтовый электромагнитный клапан
12-вольтовый электромагнитный клапан обеспечивает питание 12 вольт от источника постоянного тока. (Стандартно 12 вольт.)

Электромагнитные клапаны бывают пилотными или прямого действия.

Электромагнитный клапан с пилотным управлением
Электромагнитный клапан с пилотным управлением, который представляет собой комбинацию либо гидравлического клапана, либо пневматического клапана и меньшего электромагнитного клапана, использует диафрагму, а не плунжер для создания перепада давления и, таким образом, управления поток.

Электромагнитный клапан прямого действия
В электромагнитном клапане прямого действия используется плунжер, который имеет непосредственный контакт с входным отверстием корпуса клапана, называемым отверстием. В этом случае поршень открывает и закрывает отверстие для регулирования потока.

Электромагнитный клапан полупрямого действия
Электромагнитный клапан полупрямого действия заимствует характеристики как у клапанов прямого действия, так и у клапанов косвенного действия. Это позволяет им работать при 0 бар (0 фунтов на кв. дюйм) при высокой скорости потока. Как правило, они используются для приложений с высоким давлением.

Электромагнитный клапан высокого давления
Электромагнитные клапаны высокого давления являются отличным средством для управления потоком в областях, которые несовместимы с другими клапанами, например, в рабочих зонах, связанных с опасным оборудованием или недоступными линиями.

Электромагнитный клапан из нержавеющей стали
Электромагнитный клапан из нержавеющей стали, как следует из названия, имеет корпус из нержавеющей стали. Поскольку нержавеющая сталь устойчива к коррозии и истиранию, соленоидные клапаны из нержавеющей стали хорошо подходят для применения в химической промышленности, где требуется превосходный контроль щелочей, кислот и аналитических реагентов.

Миниатюрный электромагнитный клапан
Миниатюрные электромагнитные клапаны идеально подходят для деликатного медицинского оборудования, такого как биотехнологическое оборудование, портативные медицинские устройства и газоанализаторы.

Дроссельный клапан
Дроссельный клапан представляет собой электромагнитный клапан, который регулирует или изолирует поток жидкости. Его закрывающий механизм представляет собой вращающийся диск, расположенный в центре трубы, где стержень проходит через него к исполнительному механизму снаружи. Когда привод вращается, диск также поворачивается либо перпендикулярно, либо параллельно потоку. Дроссельная заслонка всегда присутствует в потоке.

Шаровой кран с приводом
Шаровой кран с приводом назван так потому, что он содержит шар с небольшим отверстием посередине, которое помогает контролировать поток материала через трубу, и привод, который вращает шар. Когда привод катит шарик, поток либо начинается, либо останавливается. Одним из наиболее распространенных типов шаровых кранов является трехходовой шаровой кран с тремя портами. В первую очередь шаровые краны с приводом используются для запуска и остановки потока, но не обязательно для его контроля. Шаровые краны с приводом лучше всего подходят для приложений с высоким расходом и приложений, требующих возможности ручного дублирования.

Трубчатый электромагнитный клапан
Трубчатый электромагнитный клапан представляет собой просто трубчатый электромагнитный клапан. Обычно они используются только с приложениями постоянного тока.

Тарельчатый клапан
Тарельчатый клапан, иногда называемый грибовидным клапаном, состоит из овального или круглого отверстия и конической заглушки в форме диска, расположенной на конце вала, называемого штоком клапана. Тарельчатый клапан, который может быть закрытого или открытого типа, используется для управления количеством и временем потока воздуха/газа двигателя. Изготавливается из нержавеющей стали или латуни.

Латунный электромагнитный клапан
Электромагнитные клапаны из латуни отлично подходят для работы с неагрессивными веществами, такими как инертный газ, вода или дизельное топливо. Они недостаточно прочны, чтобы переносить сильно агрессивные вещества.

Электромагнитный клапан из ПТФЭ
Электромагнитные клапаны из ПТФЭ, известного также под торговой маркой Teflon®, являются отличным выбором для агрессивных газов и агрессивных жидкостей.

Преимущества соленоидных клапанов

Есть много причин для покупки электромагнитного клапана по сравнению с другими. Соленоидные клапаны с меньшим количеством движущихся частей, чем другие клапаны, сравнительно не требуют особого обслуживания. Они также могут управляться удаленными устройствами, что является бесценной функцией для опасных приложений. Кроме того, их можно сделать переносными. Наконец, электромагнитные клапаны гибкие; может использовать как гидравлическую, так и пневматическую энергию.

Принадлежности

Типичные принадлежности для электромагнитных клапанов включают: соединители, коллекторы, винты, прокладки и лампы. Из них наиболее распространены коннекторы. Они помогают собирать более сложные узлы клапанов. Чтобы узнать, какие аксессуары лучше всего подходят для вашего приложения, обратитесь к производителю.

Установка

Вы, ваш поставщик или профессиональная третья сторона можете установить ваши клапаны. Нет ничего плохого в том, чтобы не делать это самостоятельно. Тем не менее, если вы решите установить клапаны самостоятельно, прислушайтесь к следующим советам, а также к советам вашего производителя:

Установите электромагнитные клапаны в критических точках, чтобы дать любой системе возможность оптимально работать в течение многих лет. Всегда устанавливайте их в сухом и хорошо проветриваемом помещении, потому что они могут немного нагреваться во время работы, и вы не хотите, чтобы они перегревались или реагировали на что-то вокруг них. Следите за стрелкой на корпусе клапана, указывающей направление потока. Установите его в этом направлении.

Правильный уход за электромагнитными клапанами

При небольшом внимании ваши соленоидные клапаны прослужат долго. Одним из способов ухода за клапанами является их регулярная очистка по установленному графику. С помощью надлежащих инструментов, таких как те, что входят в набор для обслуживания, вы можете сделать это, не разбирая полностью клапан в сборе. В дополнение к регулярной очистке, если и когда вы заметите утечки, чрезмерный шум или вялую работу, вам следует как можно скорее очистить клапаны.

Для улучшения работы клапанной системы избегайте использования несоответствующих жидкостей, так как это может привести к преждевременному износу. Кроме того, никогда не допускайте замерзания веществ внутри клапана. Точно так же всегда держите содержимое клапана при надлежащей температуре и давлении.

Стандарты

Стандарты, которым должны соответствовать ваши электромагнитные клапаны, зависят от области применения, отрасли и местоположения.

Если ваши клапаны будут контактировать, например, с питьевой водой, ваши электромагнитные клапаны не должны содержать свинца. В Соединенных Штатах правила питьевой воды и сантехники требуют, чтобы оборудование обратного осмоса (RO) было сертифицировано NSF и / или соответствовало NSF 61-G, правилу, касающемуся фильтрата и свинца, установленного NSF (Национальный научный фонд). Если вы будете использовать свои электромагнитные клапаны за границей, они должны быть сертифицированы NSF International как не содержащие свинца и аккредитованы как ANSI, так и Советом по стандартам Канады.

Кроме того, NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) предлагает стандартные обозначения пригодности клапана. Вообще говоря, чем выше номер типа NEMA, тем суровее воздействие может выдержать клапан. Например, клапаны NEMA Type 1 хорошо подходят для использования внутри помещений, а клапаны NEMA Type 7 и 9 лучше всего подходят для сред с присутствием взрывоопасной пыли или паров.

На что следует обратить внимание

При поиске электромагнитных клапанов для вашего применения вы должны убедиться, что производитель, с которым вы работаете, может удовлетворить все ваши требования, включая сертификаты, сроки поставки и бюджет. Иногда полезно изучить программы быстрой доставки, а не стандартные варианты доставки. Не забудьте поговорить об этом с вашим потенциальным поставщиком.