Для обеспечения хорошей тяги в дымоходе необходимо установить конструкцию, которая способна усилить скорость вывода продуктов сгорания из дымового канала. Поэтому, если вы являетесь обладателем дома или пристройки с печным отоплением или же вентиляционной шахтой, то вам необходим турбодефлектор. С его помощью можно не только увеличить тягу, но и обеспечить защиту дымохода от проникновения угарного газа, мусора или осадков, а также предотвратить возникновение эффекта обратной тяги. Стоимость подобного устройства достаточно большая. Однако можно сэкономить, сделав турбодефлектор своими руками, используя подручные материалы и инструменты.
Виды дефлекторов
Существует несколько разновидностей дефлекторов. Отличаются они друг от друга по форме и количеству деталей. При этом материалы, которые используются для их создания, вы можете выбрать на свой вкус. Это может быть:
- Оцинкованная сталь
- Нержавеющая сталь
Их форма может быть самой разнообразной: от цилиндрической до круглой. Верхняя часть конструкции дефлектора может иметь зонтик в виде конуса или двускатную крышу. Также устройство может оснащаться разными декоративными элементами, например, флюгером.
Разберем подробнее несколько разновидностей:
- Дефлектор ЦАГИ
Конструкция, детали которой соединены фланцевым или иным способом. Производится такое устройство из нержавеющей стали, реже — из оцинкованной. Его особенностью является цилиндрическая форма.
- Круглый волпер
По своей форме напоминает дефлектор ЦАГИ, однако основным его отличием является верхняя часть. Такое устройство чаще всего устанавливают на дымоходах в небольших пристройках, например, в банях.
- Дефлектор Григоровича
Если объект расположен в районе с низким ветром, то такое устройство будет обеспечивать отличную тягу в течение многих лет. Специалисты называют его модифицированным вариантом дефлектора ЦАГИ.
- Тарельчатый Astato
Данная разновидность устройства отличается своей простотой и эффективностью. Такой дефлектор открытого типа производится из оцинкованной или нержавеющей стали, что позволяет улучшить эффективность тяги при любом направлении ветра.
- Дефлектор Н-образной формы
Его конструкция отличается особой надежностью, так как дефлектор производится из нержавеющей стали, а все детали соединяются фланцевым методом. Устанавливать его можно на участках с любым направлением ветра.
- Флюгер-дефлектор
Данный вариант устройства является самым популярным и распространённым. Он имеет вращающийся корпус, на котором закреплен небольшой флюгер. Производится конструкция из нержавеющей стали.
- Вращающийся дефлектор
Такое устройство позволяет обеспечить максимальную защиту канала от засорения мусором и попадания осадков. Вращение производится только в одном направлении. Стоит отметить, что необходимо следить за его состоянием, так как при обледенении, а также в штиль, дефлектор работать не будет. Поэтому многие устанавливают его на газовые котлы. Также он используется в качестве ротационной турбины, которая необходима для вентиляции жилых и офисных посещений.
Кроме того, существует дефлектор Ханжонкова. Однако в настоящее время его не используют, так как на рынке можно найти более модифицированные модели устройств.
Принцип работы
Классический дефлектор состоит из нескольких деталей:
- цилиндр
- диффузор
- зонт, который защищает дымоход от проникновения мусора и осадков
- кольцевые отбои, которые монтируются в нижней части устройства и вокруг него
Устройство устанавливается на дымовой трубе, что позволяет ему создать препятствие воздушному потоку. Таким образом, ветер разбивается на огромное количество мелких воздушных потоков, которые имеют очень низкую интенсивность. Это необходимо для того, чтобы ветряной поток захватил дым, который выходит из дымового канала, что позволяет увеличить тягу. Кроме этого, дефлектор не позволяет ударному газу, выходящему из трубы, попасть обратно.
Как отмечают специалисты, при неправильном расположении дымохода на объекте дефлектор не может работать в полную мощность, поэтому перед установкой обязательно проверьте правильность монтажа канала.
Также, дефлектор может служить вентиляционной турбиной, которая устанавливается в системах с естественной вентиляцией. Далее мы подробно расскажем, как сделать вентиляционный дефлектор своими руками.
Турбодефлектор своими руками
Если вы хотите сэкономить свои средства и изготовить турбо дефлектор самостоятельно, то для начала работы необходимо подготовить все необходимые материалы, инструменты и чертежи всех деталей.
Необходимые инструменты
- Лист стали. Он может быть нержавеющим или оцинкованным. Толщина должна составлять от 0, 5 до 1 мм.
- Ножницы для резки по металлу.
- Заклепочник.
- Дрель и сверла по металлу.
- Несколько листов картона.
Подготовка чертежа
Перед тем, как начать изготовление деталей, необходимо выполнить подробный чертеж будущего дефлектора. Если вы хотите сделать устройство быстро, мы рекомендуем воспользоваться готовыми чертежами из Интернета. При этом обязательно проверьте, чтобы все параметры совпадали с необходимыми и подходили вашему конкретному случаю.
Если же вы хотите сделать чертёж дефлектора самостоятельно, то можете воспользоваться нашими советами и рекомендациями, которые помогут вам сделать это максимально правильно.
| Посадочный диаметр | Ширина | Высота | Высота основания |
| 160 | 270 | 260 | 70 |
| 200 | 290 | 290 | 70 |
| 250 | 350 | 345 | 110 |
| 300 | 400 | 365 | 110 |
| 315 | 400 | 365 | 110 |
| 355 | 450 | 385 | 110 |
| 400 | 495 | 465 | 140 |
| 500 | 615 | 635 | 225 |
| 630 | 790 | 700 | 250 |
Основой чертежа является внутренний диаметр дымохода. После получения его размера, нужно выбрать высоту дефлектора, а также ширину диффузора.
Если ваши размеры не совпадают с теми, которые указаны в таблице, то вы можете рассчитать их самостоятельно в соответствии с пропорциями:
- Высота дефлектора должна быть от 1, 6 до 1, 7 внутреннего диаметра вашего дымохода.
- Ширина диффузора должна составлять от 1, 2 до 1, 3 внутреннего диаметра.
- Ширина дефлектора должна достигать от 1, 7 да 10 внутреннего диаметра канала.
После этого необходимо выполните на ватмане детальный чертеж будущего дефлектора в соответствии с теми характеристиками, которые вы рассчитали. Чертёж можно сделать вручную при помощи карандаша или в программах Adobe Photoshop или Adobe Illustrator. Размеры всех деталей должны быть в натуральную величину.
Если вы не можете самостоятельно подготовить чертеж, обратитесь к специалистам, которые сделают все замеры и в короткие сроки подготовят необходимый чертеж.
Пример чертежа, который должен получиться:
Инструкция
После того, как вы сделали подробный чертеж, необходимо вырезать каждую деталь из бумаги.
Как только будут готовы все бумажные заготовки, их нужно закрепить на листе нержавеющей или оцинкованной стали. Обведите маркером каждую заготовку. Также для этого можно использовать специальный мел по металлическим покрытиям.
При помощи ножниц для резки по металлу вырезается каждая деталь. Стоит отметить, что на срезах края необходимо подогнуть примерно на 5 мм. Для этого воспользуйтесь пассатижами. После этого при помощи молотка отбейте места загибов. Это необходимо для того, чтобы края будущих деталей стали в два раза тоньше.
Заготовку будущего диффузора сверните в цилиндр. Далее просверлите отверстия для закрепления деталей при помощи болтов или заклепок. Некоторые рекомендуют воспользоваться сваркой-полуавтомат, которая не позволит насквозь прожечь металлические листы.
Сделайте то же самое с внешним цилиндром, а заготовку для колпака сверните конусовидной формы и соедините концы при помощи заклепочника.
Далее необходимо из остатков листов стали вырезать 3-4 линии, ширина которых составляет около 6 см, а длина — 20 см. Подогните их с обеих сторон с отступом в 6 см. Просверлите несколько отверстий под болты на расстоянии от края в 5 см. Закрепите их на колпаке. После этого воспользуйтесь заклепками и соедините их сначала с внешним цилиндром, а после – с колпаком.
Установка
Как только ваш диффузор полностью готов, его необходимо установить на дымоход. Это можно сделать двумя методами:
- Монтаж на сам дымоход.
- Монтаж на трубу, которая после надевается на дымоходный канал.
Пользователи в интернете отмечают, что второй метод установки турбодефлектора является безопаснее по причине того, что все самые сложные процедуры можно выполнить заранее, а готовую конструкцию быстро установить на крышу.
Поэтому мы расскажем, как выполнить установку именно этим способом:
- В первую очередь необходимо подготовить саму трубу. Ее диаметр должен быть несколько больше диаметра дымохода. На одном ее конце нужно отступить примерно 15 см и отметить места для сверления. То же самое нужно сделать на нижней части дефлектора.
- После этого просверлите отверстия в обеих деталях и проверьте, совпадают ли они.
- Зафиксируйте трубу и дефлектор при помощи болтов.
- Далее готовую конструкцию можете надеть на дымоход и прочно закрепить хомутом, чтобы не оставалось зазоров.
Если вы хотите обеспечить дополнительную защиту, можете обработать соединения герметиком, обладающим стойкостью к высоким температурам.
Изготовление дефлектора Григоровича своими руками
Материалы
Для изготовления дефлектора Григоровича необходимо подготовить следующие материалы:
- Лист оцинкованной или нержавеющей стали, толщина которого должна достигать до 1 мм.
- Металлические заклепки или болты.
- Бумага или плотный картон для создания чертежа будущего изделия.
- Ножницы для резки по металлу.
- Дрель и сверла по металлу.
- Заклепочник.
Этапы создания
Сначала необходимо подготовить чертеж на листе ватмана. Как и в предыдущем варианте, за основу берется внутренний диаметр дымохода. Далее необходимо рассчитать следующие параметры в соотношениях:
- Высота конструкции должна составлять примерно от 1, 7 диаметра.
- Ширина защитного Санта должна быть в 2 раза больше внутреннего диаметра дымоходного канала.
- Ширина диффузора должна быть примерно 1, 3 диаметра.
После этого вам необходимо подготовить чертеж, который должен выглядеть примерно так:
С каждого края загибайте примерно 5 мм для закрепления деталей. Отбейте молотком каждый загиб, уменьшив его толщину примерно в 2 раза. Просверлите в них 2-3 отверстия и соедините детали между собой так, чтобы диффузор имел форму цилиндра, а защитный зонт — конуса.
Как и в предыдущей инструкции, сделайте несколько полос и с их помощью соедините колпак и сам диффузор.
Эту подробно описанную конструкцию роторного ветрогенератора типа Савониус я обнаружил на этом замечательном сайте вот здесь http://mirodolie.ru/node/2372 После прочтения материала решил написать о этой конструкции и о том как все делалось.
С чего все начиналось
Идея построить ветрогенератор зародилась еще в далеком 2005-м году, когда был получен участок в родовом поместье Миродолье. Там не-было электричества и каждый решал эту проблему по своему, в основном за счет солнечных панелей и бензогенераторов. Как только был построен домик, то первым делом надо было подумать о освещении, и была приобретена солнечная панель 120 ватт. Летом она хорошо работала, но зимой её эффективность сильно упала и в пасмурные дни она давала ток всего 0,3-0,5А/ч, это никак ни устраивало, так-как даже на свет еле хватало, а еще надо было питать ноутбук и другую мелкую электронику.Поэтому было решено построить ветрогенератор чтобы использовать еще и энергию ветра. Сначала было желание построить парусный ветрогенератор. Такой тип ветрогенераторов очень понравился, и после некоторого времени проведенного в интернете в голове и на компьютере накопилось много материалов по этим ветрогенераторам.Но строить парусный ветрогенератор довольно затратное дело, так-как такие ветрогенераторы маленькие не строят и диаметр винта для ветрогенератора такого типа должен быть как минимум метров пять.
Большой ветрогенератор не было возможности потянуть, но все-таки очень хотелось попробовать сделать ветрогенератор, хотя бы небольшой мощности, для зарядки аккумулятора. Горизонтальный пропеллерный ветрогенератор сразу отпал так-как они шумные, есть сложности с изготовлением токосьемных колец и защитой ветрогенератора от сильного ветра, а так-же трудно изготовить правильные лопасти.
Хотелось чего-то простого и тихоходного, посмотрев некоторые видеоролики в интернете очень понравились вертикальные ветрогенераторы типа Савониус. По сути это аналоги разрезанной бочки, половинки которой раздвинуты в противоположные стороны. В поисках информации нашел более продвинутый вид этих ветрогенераторов - ротор Угринского. Обычные Савониусы имеют очень маленький КИЭВ (коэффициент использования энергии ветра), он обычно всего 10-20%, а ротор Угринского имеет более высокий КИЭВ за счет использования отражённой от лопастей энергии ветра.
Ниже наглядные картинки для понимания принципа роботы данного ротора
Схема разметки координат лопастей
>
КИЭВ ротора Угринского заявлен аш до 46% , а значит он не уступает горизонтальным ветрогенераторам. Ну а практика покажет что и как.
Изготовление лопастей.
Прежде чем приниматься за изготовление ротора, сначала были изготовлены модельки из пивных банок двух роторов. Одна моделька классического Савониуса, а Вторая Угринского. На модельках было заметно что ротор Угринского работает заметно на более высоких оборотах в сравнении с Савониусом, и было принято решение в пользу Угринского. Решено было сделать двойной ротор, один над вторым с разворотом под 90 градусов чтобы добиться более ровного крутящего момента и лучшего старта.Материалы для ротора выбраны самые простые и дешовые. Лопасти сделаны из алюминиевого листа толщиной 0,5мм. Из фанеры толщиной 10мм вырезаны три круга. Круги были расчерчены по рисунку выше и были сделаны бороздки глубиной 3 мм для вставки лопастей. Крепление лопастей сделано на маленьких уголочках и стянуто на болтики. Дополнительно для прочности всей сборки фанерные диски стянуты шпильками по краям и в центре, получилось очень жёстко и прочно.
>
>
Размер получившегося ротора 75*160см, на материалы ротора потрачено примерно 3600 рублей.
Изготовление генератора.
Перед тем как делать генератор было много поисков готового генератора, но их в продаже почти нет, а то что можно заказать через интернет стоило приличных денег. У вертикальных ветрогенераторов небольшие обороты и в среднем для этой конструкции около 150-200 об/м. А для таких оборотов трудно найти что-то готовое и не требующее мультипликатора.В поисках информации на форумах оказалось многие люди делают генераторы сами и в этом нет ничего сложного. Решение было принято в пользу самодельного генератора на постоянных магнитах. За основу была взята классическая конструкция аксиального генератора на постоянных магнитах, сделанная на автомобильной ступице.
Первым делом были заказаны неодимовые магниты шайбы для этого генератора в количестве 32 шт размером 10*30мм. Пока шли магниты изготавливались другие детали генератора. Вычислив все размеры статора под ротор, который собран из двух тормозных дисков от автомобиля ВАЗ на ступице заднего колеса, были намотаны катушки.
Для намотки катушек сделан простенький ручной станочек. Количество катушек 12 по три на фазу, так-как генератор трехфазный. На дисках ротора будет по 16 магнитов, это соотношение 4/3 вместо 2/3, так генератор получится тихоходнее и мощнее.
Для намотки катушек сделан простой станочек.
>
На бумаге размечены места расположения катушек статора.
>
Для заливки статора смолой изготовлена форма из фанеры. Перед заливкой все катушки были спаяны в звезду, а провода выведены наружу по прорезанным канальцам.
>
Катушки статора перед заливкой.
>
Свеже залитый статор, перед заливкой на дно был постелен кружок из стеклосетки, и после укладки катушек и заливкой эпоксидной смолой поверх них был уложен второй кружок, это для дополнительной прочности. В смолу добавлен тальк для крепкости, от этого она белая.
>
Так-же смолой залиты и магниты на дисках.
>
А вот уже собранный генератор, основа тоже из фанеры.
>
После изготовления генератор сразу был покручен руками на предмет вольт-амперной характеристики. К нему был подключен мотоциклетный аккумулятор 12 вольт. К генератору была приделана ручка и смотря на секундную стрелку и вращая генератор были получены некоторые данные. На аккумулятор при 120 об/м получилось 15 вольт 3,5А, быстрее раскрутить рукой не позволяет сильное сопротивление генератора. Максимум в холостую на 240 об/м 43 вольта.
Электроника
>
Для генератора был собран диодный мост, который был упакован в корпус, а на корпусе были смонтированы два прибора это вольтметр и амперметр. Так-же знакомый электронщик спаял простенький контроллер для него. Принцип контроллера прост, при полном заряде аккумуляторов контроллер подключает дополнительную нагрузку, которая съедает все излишки энергии чтобы аккумуляторы не перезарядились.
Первый контроллер спаянный знакомым не совсем устраивал, по этому был спаян более надежный программный контроллер.
Установка ветрогенератора.
Для ветрогенератора был сделан мощный каркас из деревянных брусков 10*5 см. Для надежности опорные бруски были вкопаны в землю на 50 см, а так-же вся конструкция была дополнительно усилена растяжками, которые привязывались к уголкам вбитым в землю. Такая конструкция очень практична и быстро устанавливается, а так-же в изготовлении проще чем сварная. Поэтому было принято решение строить из дерева, а металл дорого и сварку некуда включать пока.
>
Вот уже готовый ветрогенератор.На этом фото привод генератора прямой, но в последствии был сделан мультипликатор для поднятия оборотов генератора.
>
>
Привод генератора ременной, передаточное соотношение можно менять заменой шкивов.
>
>
>
В последствии генератор был соединен с ротором через мультипликатор. В общем итоге ветрогенератор выдает 50 ватт на ветру 7-8 м/с, зарядка начинается на ветру 5 м/с, хотя начинает вращаться на ветре 2-3 м/с, но обороты слишком маленькие для зарядки аккумулятора.
В будущем планируется поднять ветрогенератор по выше и переработать некоторые узлы установки, а тск-же возможно изготовление нового более большого ротора.
Нами была разработана конструкция ветрогенератора с вертикальной осью вращения. Ниже, представлено подробное руководство по его изготовлению, внимательно прочтя которое, вы сможете сделать вертикальный ветрогенератор сами.
Ветрогенератор получился вполне надежный, с низкой стоимостью обслуживания, недорогой и простой в изготовлении. Представленный ниже список деталей соблюдать не обязательно, вы можете внести какие-то свои коррективы, что-то улучшить, что-то использовать свое, т.к. не везде можно найти именно то, что в списке. Мы постарались использовать недорогие и качественные детали.
Используемые материалы и оборудование:
| Наименование | Кол-во | Примечание |
| Список используемых деталей и материалов для ротора: | ||
| Предварительно вырезанный лист металла | 1 | Вырезан из стали толщиной 1/4" при помощи гидроабразивной, лазерной и др. резке |
| Ступица от авто (Хаб) | 1 | Должна содержать 4 отверстия, диаметр около 4 дюймов |
| 2" x 1" x 1/2" неодимовый магнит | 26 | Очень хрупкие, лучше заказать дополнительно |
| 1/2"-13tpi x 3" шпилька | 1 | TPI - кол-во витков резьбы на дюйм |
| 1/2" гайка | 16 | |
| 1/2" шайба | 16 | |
| 1/2" гровер | 16 | |
| 1/2".-13tpi колпачковая гайка | 16 | |
| 1" шайба | 4 | Для того, чтобы выдержать зазор между роторами |
| Список используемых деталей и материалов для турбины: | ||
| 3" x 60" Оцинкованная труба | 6 | |
| ABS пластик 3/8" (1.2x1.2м) | 1 | |
| Магниты для балансировки | Если нужны | Если лопасти не сбалансированы, то магниты прикрепляются для балансировки |
| 1/4" винт | 48 | |
| 1/4" шайба | 48 | |
| 1/4" гровер | 48 | |
| 1/4" гайка | 48 | |
| 2" x 5/8" уголки | 24 | |
| 1" уголки | 12 (опционально) | В случае, если лопасти не держат форму, то можно добавить доп. уголки |
| винты, гайки, шайбы и гроверы для 1" уголка | 12 (опционально) | |
| Список используемых деталей и материалов для статора: | ||
| Эпоксидка с затвердителем | 2 л | |
| 1/4" винт нерж. | 3 | |
| 1/4" шайба нерж. | 3 | |
| 1/4" гайка нерж. | 3 | |
| 1/4" кольцевой наконечник | 3 | Для эл. соединения |
| 1/2"-13tpi x 3" шпилька нерж. | 1 | Нерж. сталь не является ферромагнетиком, поэтому не будет "тормозить" ротор |
| 1/2" гайка | 6 | |
| Стеклоткань | Если нужна | |
| 0.51мм эмал. провод | 24AWG | |
| Список используемых деталей и материалов для монтажа: | ||
| 1/4" x 3/4" болт | 6 | |
| 1-1/4" фланец трубы | 1 | |
| 1-1/4" оцинк. труба L-18" | 1 | |
| Инструменты и оборудование: | ||
| 1/2"-13tpi x 36" шпилька | 2 | Используется для поддомкрачивания |
| 1/2" болт | 8 | |
| Анемометр | Если нужен | |
| 1" лист алюминия | 1 | Для изготовления проставок, если понадобятся |
| Зеленая краска | 1 | Для покраски держателей пластика. Цвет не принципиален |
| Голубая краска бал. | 1 | Для покраски ротора и др. частей. Цвет не принципиален |
| Мультиметр | 1 | |
| Паяльник и припой | 1 | |
| Дрель | 1 | |
| Ножовка | 1 | |
| Керн | 1 | |
| Маска | 1 | |
| Защитные очки | 1 | |
| Перчатки | 1 | |
Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения не настолько эффективны, как их горизонтальные собратья, однако вертикальные ветрогенераторы менее требовательны к месту их установки.
Изготовление турбины
1. Соединяющий элемент - предназначен для соединения ротора к лопастям ветрогенератора.
2. Схема расположения лопастей - два встречных равносторонних треугольника. По данному чертежу потом легче будет расположить уголки крепления лопастей.
Если не уверены в чем то, шаблоны из картона помогут избежать ошибок и дальнейших переделываний.
Последовательность действий изготовления турбины:
- Изготовление нижней и верхней опор (оснований) лопастей. Разметьте и при помощи лобзика вырежьте из ABS пластика окружность. Затем обведите ее и вырежьте вторую опору. Должны получиться две абсолютно одинаковые окружности.
- В центре одной опоры вырежьте отверстие диаметром 30 см. Это будет верхняя опора лопастей.
- Возьмите хаб (ступица от авто) и разметьте и просверлите четыре отверстия на нижней опоре для крепления хаба.
- Сделайте шаблон расположения лопастей (рис. выше) и разметьте на нижней опоре места крепления уголков, которые будут соединять опору и лопасти.
- Сложите лопасти в стопку, прочно свяжите их и обрежьте до требуемой длины. В данной конструкции лопасти длиной 116 см. Чем длинее лопасти, тем больше энергии ветра они получают, но обратной стороной является нестабильность в сильный ветер.
- Разметьте лопасти для крепления уголков. Накерните, а затем просверлите отверстия в них.
- Используя шаблон расположения лопастей, который представлен на рисунке выше, прикрепите лопасти к опоре при помощи уголков.
Изготовление ротора
Последовательность действий по изготовлению ротора:
- Положите два основания ротора друг на друга, совместите отверстия и напильником или маркером сделайте небольшую метку по бокам. В дальнейшем, это поможет правильно сориентировать их относительно друг-друга.
- Сделайте два бумажных шаблона расположения магнитов и приклейте их на основания.
- Промаркируйте полярность всех магнитов при помощи маркера. В качестве "тестера полярности" можно использовать небольшой магнит, обмотанный тряпкой или изолентой. Проводя его над большим магнитом, будет хорошо видно, отталкивается он или притягивается.
- Приготовьте эпоксидную смолу (добавив в нее отвердитель). И равномерно нанесите ее снизу магнита.
- Очень аккуратно поднесите магнит к краю основания ротора и переместите его к своей позиции. Если магнит устанавливать сверху ротора, то большая мощность магнита может его резко примагнитить и он может поломаться. И никогда не суйте свои пальцы и другие части тела между двумя магнитами или магнитом и железом. Неодимовые магниты очень мощные!
- Продолжайте приклеивать магниты к ротору (не забудьте смазывать эпоксидкой), чередую их полюса. Если магниты сьезжают под действием магнитной силы, то воспользуйтесь куском дерева, располагая его между ними для страховки.
- После того, как один ротор закончили, переходите к второму. Используя ранее поставленную метку, расположите магниты точно напротив первого ротора, но в другой полярности.
- Положите роторы подальше друг от друга (чтобы они не примагнитились, иначе потом не отдерете).
Изготовление статора очень трудоемкий процесс. Можно конечно купить готовый статор (попробуй еще найти их у нас) или генератор, но не факт, что они подойдут для конкретного ветряка со своими индивидуальными характеристиками
Статор ветрогенератора - электрический компонент, состоящий из 9-ти катушек. Катушка статора изображена на фото выше. Катушки разделены на 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. Каждая катушка намотана проводом 24AWG (0.51мм) и содержит в себе 320 витков. Большее количество витков, но более тонким проводом даст более высокое напряжение, но меньший ток. Поэтому, параметры катушек могут быть изменены, в зависимости от того, какое напряжение вам требуется на выходе ветрогенератора. Нижеследующая таблица поможет вам определиться:
320 витков, 0.51 мм (24AWG) = 100В @ 120 об/мин.
160 витков, 0.0508 мм (16AWG) = 48В @ 140 об/мин.
60 витков, 0.0571 мм (15AWG) = 24В @ 120 об/мин.
Вручную наматывать катушки - это скучное и трудное занятие. Поэтому, чтобы облегчить процесс намотки я бы вам посоветовал сделать простое приспособление - намоточный станок. Тем более, что конструкция его достаточно проста и сделать его можно из подручных материалов.
Витки всех катушек должны быть намотаны одинаково, в одном и том же направлении и обращайте внимание или отмечайте, где начало, а где конец катушки. Для предотвращения разматывания катушек, они обмотаны изолентой и промазаны эпоксидкой.
Приспособа сделана из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей. Перед тем, как изогнуть шпильку, нагрейте ее горелкой.
Небольшой кусок трубы между дощечками обеспечивает заданную толщину, а четыря гвоздя обеспечивают необходимые размеры катушек.
Вы можете придумать свою конструкцию намоточного станка, а может у вас уже имеется готовый.
После того, как все катушки намотаны их необходимо проверить на идентичность друг к другу. Это можно сделать при помощи весов, а также нужно померить сопротивления катушек мультиметром.
Не подключайте домашних потребителей напрямую от ветрогенератора! Также соблюдайте меры безопасности при обращении с электричеством!
Процесс соединения катушек:
- Зачистите шкуркой концы выводов каждой катушки.
- Соедините катушки, как показано на рисунке выше. Должно получиться 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. При такой схеме соединений получится трехфазный переменный ток. Концы катушек припаяйте, либо воспользуйтесь зажимами.
- Выберите одну из следующих конфигураций:
А. Конфигурация "звезда ". Для того, чтобы получить большое напряжение на выходе, соедините выводы X,Y и Z между собой.
B. Конфигурация "треугольник". Для того, чтобы получить большой ток, соедините X с B, Y с C, Z с A.
C. Для того, чтобы в будущем сделать возможность изменять конфигурацию, нарастите все шесть проводников и выведите их наружу. - На большом листе бумаге нарисуйте схему расположения и подключения катушек. Все катушки должны быть равномерно распределены и соответствовать расположению магнитов ротора.
- Прикрепите катушки при помощи скотча к бумаге. Приготовьте эпоксидную смолу с отвердителем для заливки статора.
- Для нанесения эпоксидки на стеклоткань используйте малярную кисть. Если необходимо, то добавьте небольшие кусочки стеклоткани. Центр катушек не заполняйте, чтобы обеспечить их достаточное охлаждение при работе. Постарайтесь избегать образования пузырьков. Целью данной операции является закрепление катушек на своих местах и придание плоской формы статору, который будет располагаться между двумя роторами. Статор не будет нагруженным узлом и не будет вращаться.
Для того, чтобы стало более понятно, рассмотрим весь процесс в картинках:
Готовые катушки помещаются на вощеную бумагу с начерченной схемой расположения. Три небольших круга по углам на фото выше - места отверстий для крепления кронштейна статора. Кольцо в центре предотвращает попадание эпоксидки в центральную окружность.
Катушки закреплены на своих местах. Стеклоткань, небольшими кусочками помещается вокруг катушек. Выводы катушек можно вывести внутрь или наружу статора. Не забудьте оставить достаточный запас длины выводов. Обязательно еще раз проверьте все соединения и прозвоните мультиметром.
Статор практически готов. Отверстия для крепления кронштейна, сверлятся в статоре. При сверлении отверстий смотрите не попадите в выводы катушек. После завершения операции, обрежьте лишнюю стеклоткань и если необходимо, шкуркой зачистите поверхность статора.
Кронштейн статора
Труба для крепления оси хаба была обрезана под нужный размер. В ней были просверлены отверстия и нарезана резьба. В дальнейшем в них будут вкручены болты, которые будут удерживать ось.
На рисунке выше показан кронштейн, к которому будет крепиться статор, находящийся между двумя роторами.
На фото выше показана шпилька с гайками и втулкой. Четыре таких шпильки обеспечивают необходимый зазор между роторами. Вместо втулки можно использовать гайки большего размера, либо самому вырезать шайбы из алюминия.
Генератор. Окончательная сборка
Небольшое уточнение: малый воздушный зазор между связкой ротор-статор-ротор (который задается шпилькой с втулкой), обеспечивает более высокую отдаваемую мощность, но возрастает риск повреждения статора или ротора при перекосе оси, который может возникнуть при сильном ветре.
На левом рисунке ниже, показан ротор с 4-мя шпильками для обеспечения зазора и двумя алюминиевыми пластинами (которые в дальнейшем будут убраны).
На правом рисунке показан собранный и покрашенный в зеленый цвет статор, установленный на место.
Процесс сборки:
1. В плите верхнего ротора просверлите 4 отверстия и нарежьте в них резьбу для шпильки. Это необходимо для плавного опускания ротора на свое место. Уприте 4 шпильки в алюминиевые пластины приклеенные ранее и установите на шпильки верхний ротор.
Роторы будут притягиваться друг к другу с очень большой силой, поэтому и нужно такое приспособление. Сразу выровняйте роторы относительно друг-друга по поставленным ранее метках на торцах.
2-4. Поочередно вращая ключом шпильки, равномерно опускайте ротор.
5. После того, как ротор уперся в втулку (обеспечивающая зазор), выкрутите шпильки и уберите алюминиевые пластины.
6. Установите хаб (ступицу) и прикрутите его.
Генератор готов!
После установки шпилек (1) и фланца (2) ваш генератор должен выглядеть приблизительно так (см. рис. выше)
Болты из нержавейки служат для обеспечения электрического контакта. На провода удобно использовать кольцевые наконечники.
Колпачковые гайки и шайбы служат для крепления соедин. платы и опоры лопастей к генератору. Итак, ветрогенератор полностью собран и готов к тестам.
Для начала, лучше всего рукой раскручивать ветряк и измерять параметры. Если все три выходные клеммы закоротить между собой, то ветряк должен вращаться очень туго. Это может быть использовано для остановки ветрогенератора для сервисного обслуживания или в целях безопасности.
Ветрогенератор можно использовать не только для обеспечения дома электричеством. К примеру данный экземпляр, сделан так, чтобы статор вырабатывал большое напряжение, которое затем используется для нагрева.
Рассматриваемый выше генератор выдает 3-х фазное напряжение с различной частотой (зависит от силы ветра), а к примеру в России используется однофазная сеть 220-230В, с фиксированной частотой сети 50 Гц. Это отнюдь не означает, что данный генератор не подойдет для питания бытовых приборов. Переменный ток с данного генератора может быть преобразован в постоянный ток, с фиксированным напряжением. А постоянный ток уже может использоваться для питания светильников, нагрева воды, заряда аккумуляторов, а может быть поставлен преобразователь для преобразования постоянного тока в переменный. Но это уже выходит за рамки данной статьи.
На рисунке выше простая схема мостового выпрямителя, состоящего из 6-ти диодов. Он преобразовывает переменный ток в постоянный.
Место установки ветрогенератора
Ветрогенератор, описываемый здесь, установлен на 4-х метровой опоре на краю горы. Трубный фланец, который установлен снизу генератора обеспечивает легкую и быструю установку ветрогенератора - достаточно прикрутить 4 болта. Хотя для надежности, лучше приварить.
Обычно, горизонтальные ветрогенераторы "любят" когда ветер дует с одного направления, в отличии от вертикальных ветряков, где за счет флюгера, они могут поворачиваться и им не важно направление ветра. Т.к. данный ветряк установлен на берегу скалы, то ветер там создает турбулентные потоки с разных направлений, что не очень эффективно для данной конструкции.
Другим фактором, который необходимо учитывать при подборе места размещения, является сила ветра. Архив данных по силе ветра для вашей местности можно найти в интернете, правда это будет очень приблизительно, т.к. все зависит от конкретного места.
Также, в выборе месторасположения установки ветрогенератора поможет анемометр (прибор для измерения силы ветра).
Немного о механике ветрогенератора
Как известно, ветер возникает из-за разности температур поверхности земли. Когда ветер вращает турбины ветрогенератора, он создает три силы: подьемную, торможения и импульсную. Подьемная сила обычно возникает над выпуклой поверхностью и является следствием разности давлений. Сила торможения ветра возникает за лопастями ветрогенератора, она является нежелательной и тормозит ветряк. Импульсная сила возникает из-за изогнутой формы лопастей. Когда молекулы воздуха толкают лопасти сзади, то им некуда потом деваться и они собираются позади них. В результате, они толкают лопасти в направлении ветра. Чем больше подьемная и импульсная силы и меньше сила торможения, тем быстрее лопасти будет вращаться. Соответственно вращается ротор, который создает магнитное поле на статоре. В результате чего вырабатывается электрическая энергия.
Скачать схему расположения магнитов.
Избыточная влажность и запахи создают нездоровую атмосферу и даже становятся причинами заболеваний. Качество вентиляции в доме, офисе или на производстве напрямую влияет на уровень комфорта, вы с этим согласны?
Именно поэтому грамотно устроенная вентиляция является важнейшим условием при запуске в эксплуатацию строительных объектов. Наладить качественный воздухообмен помогает турбодефлектор для вентиляции. Но какой выбрать и правильно установить, чтобы не вызывать специалистов?
Постараемся обстоятельно ответить на все вопросы – в этом материале рассмотрен принцип работы, существующие разновидности турбодефлекторов, особенности монтажа. А также уделено внимание вопросам обслуживания и ремонта.
Для лучшего понимания изложенной информации подобраны наглядные фото и схемы устройства ротационных дефлекторов, приведены видеорекомендации по устранению поломок. Информация структурирована и даже неопытному домашнему умельцу будет несложно разобраться с тонкостями выбора, монтажа и ремонта ротационного дефлектора.
Работа турбодефлектора основывается на следующих принципах: используя энергию ветра, устройство создает разрежение воздуха в шахте вентиляции, увеличивает тягу и вытягивает загрязненный воздух из помещения, вентиляционного канала, подкровельного пространства.
Как бы ни менялись направление и сила ветра, вращающаяся головка (крыльчатка) всегда вертится в одну сторону и создает в шахте вентиляции частичный вакуум.
Галерея изображений
Правила монтажа турбины
Вентиляционные турбины могут устанавливаться непосредственно на скатную или прямую кровлю, на вылет дымохода или вентиляционной шахты. Место размещения зависит от области применения турбины.
Наиболее частой проблемой в системах вентиляции и дымоотводах является слабая тяга. Из-за недостаточной циркуляции загрязнённый воздух не может выводиться наружу, а дым из котла вовсе попадает обратно в помещение. Исправить все эти проблемы поможет турбодефлектор для вентиляции частного дома и других зданий.
Устройство и как работает
Ротационная турбина используется в системах с естественной вентиляцией. Состоит из активной головки дефлектора с лопастями, установленной на основание с помощью подшипников с нулевым сопротивлением. Благодаря последним турбина вращается с одной и той же скоростью даже в условиях порывистого ветра.
Принцип действия следующий: ветер, попадая в лопасти, заставляет двигаться головку устройства, тем самым разряжая воздух в системе и улучшая тягу. Для того чтобы турбина начала работать, достаточно ветра скоростью 0,5 м/с, так как все детали сделаны из тонкого и лёгкого материала. Чем сильнее ветер, тем выше мощность турбодефлектора. По сравнению с обычными дефлекторами эффективность этого устройства выше в 2 раза.
Принцип работы Обратите внимание! Головка всегда крутится только в одну сторону, вне зависимости от направления ветра, что крайне важно для систем, подключённых к газовым колонкам. В случае сильного порыва ветра пламя не потухнет.
Ротационные турбины производятся с тремя разными видами оснований:
- круглые;
- квадратные;
- плоские квадратные.
Выпускаются с размерами насадок от 10 до 68 см.
Область применения
Использовать турбодефлектор можно не только для частных домов и других жилых помещений, но и для промышленных и сельскохозяйственных. В животноводческих комплексах турбины устанавливают для удаления газов и влажности, а на перерабатывающих предприятиях для экономии электроэнергии, чтобы снизить производственные затраты. Ротационные дефлекторы подходят и для бассейнов, спортивных комплексов и других общественных мест.
Турбодефлекторы с размером основания от 11 до 19,5 см рекомендуется устанавливать для вентиляции погребов, гаражей и комнат. От 20 до 31,5 см используются для помещений с площадью до 50 м2, от 35 до 68 см применяются для многоквартирных домов и зданий с большой площадью, в том числе животноводческих ферм, складов и так далее.
Достоинства и недостатки
Преимущества турбодефлектора по сравнению с другими подобными устройствами:
- не потребляет электричество – ротационная турбина работает за счёт силы ветра, поэтому для её работы не требуется электрический ток;
- исключена вероятность попадания в систему вентиляции или дымоотвода атмосферных осадков, а также из-за закрытой и подвижной верхней части внутрь не сможет попасть мусор или залететь птица;
- детали турбины сделаны из высококачественного алюминия или нержавеющей и оцинкованной стали;
- подвижная головка эффективнее неподвижных устройств разряжает воздух, не позволяя в жаркую погоду перегреваться помещению, тем самым снижая расходы электричества на кондиционирование;
- выводит излишки влажности, не давая образовываться конденсату на стенах и под крышей здания, а также накапливаться в утеплителе и других материалах, тем самым продлевая их срок эксплуатации;
- количество наростов наледи в вентиляционных каналах с вращающейся турбиной заметно меньше, чем у неподвижных дефлекторов;
- все детали ротационного турбодефлектора надёжно скреплены, даже при сильном порыве ветра устройство не будет сорвано с трубы или перекошено;
- имеет эстетичный внешний вид, благодаря чему его можно использовать и на жилых зданиях;
- экологически безопасное устройство и простое обслуживание;
- срок эксплуатации турбодефлектора 15 лет.
Преимущества турбодефлектора Основной недостаток – в случае полного отсутствия ветра активная головка ротационной турбины прекратит движение. Если она остановилась в период заморозков с атмосферными осадками, то существует вероятность её примерзания, из-за чего устройство не сможет снова начать вращаться.
Правила выбора и монтаж своими руками
Для монтажа турбодефлектора не нужно обладать специальными навыками и техникой. Благодаря малому весу и надёжной конструкции его легко может установить один человек. Среднее время монтажа составляет не более двух часов. Установку устройства проводят на самой высокой точке крыши и вдоль конька (на расстоянии от 4 до 6 м до следующего дефлектора). Если поставить турбину высоко, то это исключит вероятность попадания внутрь вентиляционного канала снега, при образовании возле неё наносов. В воздуховодах можно использовать задвижки для регулирования вентиляции.
При установке ротационной турбины на дымовую трубу, следует учесть, что температура в ней не должна быть более +100°C. Для систем с высокими температурами необходимо использовать высокотемпературные насадки.
Схема установки дефлектора на часть вентиляционных каналов с переходом Рекомендация! Производителей, которые утверждают что их продукция самая лучшая, крайне много. Но перед тем как купить турбодефлектор, следует внимательно изучить рынок, и выбрать то устройство, которое имеет сертификаты проверок на качество и безопасность, а также гарантийный срок и длительный срок эксплуатации.
Сделать турбодефлектор можно и своими руками, но по сравнению с более простыми неподвижными моделями этот займёт больше времени, и потребуется вырезать множество одинаковых лепестков. Также важны точные расчёты и чертёж. Перед тем как приступить к нарезке металла, рекомендуется сделать выкройки из картона.
Цена
Стоимость ротационной турбины напрямую зависит от размеров присоединительного канала и материала, из которого она сделана. Турбодефлекторы из оцинкованной стали стоят дешевле, чем модели, произведённые из нержавейки. Средняя цена оцинкованной ротационной турбины ТД-110 начинается от 2200 рублей, а нержавеющей от 3400 рублей.
Турбодефлектор экономит значительное количество электроэнергии и помогает держать комфортную температуру в помещениях. Ротационная турбина решает проблему с излишней сыростью и затхлостью воздуха даже в больших многоэтажных зданиях, выводит пыль и пары вредных веществ. Благодаря постоянному движению активной головки полностью исключается вероятность опрокидывания тяги. Уже в первый год использования турбодефлектор окупает себя за счёт экономии электроэнергии.