Rysunki turbin wentylacyjnych DIY. Pionowy generator wiatrowy wykonujemy własnymi rękami dla domu. Instrukcje krok po kroku (wideo). Jak to wszystko działa

Wyprodukowano turbinę do napędzania generatora wiatrowego typu obrotowego z pionową osią obrotu. Ten typ wirnika jest bardzo mocny i trwały, ma stosunkowo niską prędkość obrotową i można go łatwo wykonać w domu, bez kłopotów z płatem i innymi problemami związanymi z wykonaniem wirnika do turbiny wiatrowej o osi poziomej. Co więcej, taka turbina pracuje niemal bezgłośnie, niezależnie od tego, z której strony wieje wiatr. Praca jest praktycznie niezależna od turbulencji oraz częstych zmian siły i kierunku wiatru. Turbina charakteryzuje się wysokimi momentami rozruchowymi i pracą przy stosunkowo małych prędkościach obrotowych. Sprawność tej turbiny jest niewielka, ale wystarcza do zasilania urządzeń małej mocy, a wszystko rekompensuje prostota i niezawodność konstrukcji.

Generator elektryczny

Jako generator zastosowano zmodyfikowany rozrusznik samochodu kompaktowego z magnesami trwałymi. Dane wyjściowe generatora: moc prądu przemiennego 1,0...6,5 W (w zależności od prędkości wiatru).
Opcja konwersji rozrusznika na generator została opisana w artykule:

Produkcja turbiny wiatrowej

Ta turbina wiatrowa nie kosztuje prawie nic i jest łatwa do wykonania.
Konstrukcja turbiny składa się z dwóch lub więcej zamontowanych półcylindrów wał pionowy. Wirnik obraca się ze względu na różny opór powietrza każdej z łopatek, zwrócony do wiatru o różnej krzywiźnie. Wydajność wirnika zwiększa nieco centralna szczelina między łopatkami, ponieważ część powietrza dodatkowo oddziałuje na drugą łopatkę, wychodząc z pierwszej.

Generator jest przymocowany do zębatki za pomocą wału wyjściowego, przez który wychodzi drut z powstałym prądem. Taka konstrukcja eliminuje styk ślizgowy do odbioru prądu. Wirnik turbiny jest zamontowany na obudowie generatora i przymocowany do wolnych końców kołków montażowych.

Z blachy aluminiowej o grubości 1,5 mm wycina się krążek o średnicy 280...330 mm lub kwadratową płytkę wpisaną w tę średnicę.

Względem środka tarczy zaznaczono i wywiercono pięć otworów (jeden w środku i 4 w rogach płyty) do montażu łopatek oraz dwa otwory (symetryczne do centralnego) do mocowania turbiny do generatora.

Małe narożniki aluminiowe o grubości 1,0...1,5 mm montowane są w otworach znajdujących się w rogach płyty w celu zabezpieczenia ostrzy.

Łopatki turbin wykonamy z puszki o średnicy 160 mm i wysokości 160 mm. Puszka jest przecięta na pół wzdłuż swojej osi, w wyniku czego powstają dwa identyczne ostrza. Po cięciu krawędzie puszki o szerokości 3...5 mm są zaginane o 180 stopni i zagniatane w celu wzmocnienia krawędzi i wyeliminowania ostrych krawędzi tnących.

Obie łopatki turbiny, od strony otwartej części puszki, połączone są ze sobą zworką w kształcie litery U z otworem pośrodku. Mostek tworzy szczelinę o szerokości 32 mm pomiędzy środkową częścią łopatek, aby poprawić wydajność wirnika.

Po przeciwnej stronie puszki (na dole) ostrza są połączone ze sobą mostkiem o minimalnej długości. W tym przypadku na całej długości ostrza zachowana jest szczelina o szerokości 32 mm.

Zmontowany blok łopatek jest montowany i mocowany do dysku w trzech punktach - w centralnym otworze zworki oraz w zamontowanych wcześniej aluminiowych narożnikach. Łopatki turbiny są przymocowane do płyty ściśle jedna względem drugiej.

Aby połączyć wszystkie części, można użyć nitów, wkrętów samogwintujących, połączeń śrubowych M3 lub M4, narożników lub innych metod.

Generator instaluje się w otworach po drugiej stronie dysku i mocuje nakrętkami do wolnych końców kołków montażowych.

Aby zapewnić niezawodny samostart generatora wiatrowego, konieczne jest dodanie do turbiny drugiego podobnego poziomu łopatek. W tym przypadku ostrza drugiego poziomu są przesunięte wzdłuż osi względem ostrzy pierwszego poziomu pod kątem 90 stopni. Rezultatem jest wirnik z czterema łopatkami. Dzięki temu zawsze znajduje się co najmniej jedna łopata, która jest w stanie złapać wiatr i nadać turbinie impuls do wirowania.

Aby zmniejszyć rozmiar generatora wiatrowego, można wyprodukować drugi poziom łopat turbiny i zabezpieczyć go wokół generatora. Z blachy aluminiowej o grubości 1,0 mm wykonamy dwie łopaty o szerokości 100 mm (wysokość generatora) i długości 240 mm (podobnie jak długość ostrza pierwszego rzędu). Zaginamy ostrza po promieniu 80 mm, podobnie jak ostrza pierwszego poziomu.

Każde ostrze drugiego (dolnego) poziomu jest zabezpieczone dwoma narożnikami.
Jeden instaluje się w wolnym otworze na obwodzie dysku, podobnie jak przy mocowaniu łopatek górny poziom, ale przesunięty o kąt 90 stopni. Drugi narożnik jest przymocowany do kołka instalowanego generatora. Na zdjęciu, dla przejrzystości mocowania ostrzy niższego poziomu, generator został usunięty.

Napływ czyste powietrze system wentylacji zapewnia pomieszczenie. Jego skuteczność zależy od przyczepności wewnętrznej. Jeśli kurz i zanieczyszczenia dostaną się do kanałów powietrznych, normalne działanie urządzeń zostanie zakłócone. Aby wyeliminować taką możliwość na wylocie rury montuje się deflektor wentylacyjny - urządzenie generujące ciąg w kanałach wentylacyjnych . Dlaczego taka jednostka jest potrzebna? – Urządzenie to jest w stanie chronić szyby kanałów wentylacyjnych przed wilgocią, śniegiem i deszczem.

notatka! Brak tego rozwiązania prowadzi do stopniowego zmniejszania średnicy rury ze względu na fakt, że na ściankach rur gromadzą się drobne cząsteczki gruzu, kurzu i tłuszczu.

W sprzedaży dostępna jest szeroka gama modeli. Poniżej omówiono ich budowę i zasadę działania. Najprostsze modele można wykonać własnymi rękami.

Pokaż wszystko

Urządzenie deflektora wentylacyjnego

Każdy turbo deflektor do wentylacji składa się z kilku elementów funkcjonalnych:

• okulary metalowe (w standardzie są 2 szt.);
• wsporniki mocujące do bezpiecznego mocowania;
• rurę wlotową i wylotową, którą zakłada się na rurę i zabezpiecza opaską.

Kształt zewnętrznej szyby ma inny kształt, rozszerzając się u dołu. Jeśli chodzi o spód, jest on absolutnie płaski. Cylindry umieszcza się jeden na drugim, a pokrywę mocuje się na stojakach u góry.

Uwaga! Średnica pokrywy musi być większa niż wylot, aby zapobiec przedostawaniu się opadów do instalacji.

Poniższy rysunek przedstawia komponenty różne rodzaje projekty.

notatka! Odbojnice montuje się w taki sposób, aby powietrze uliczne powodowało dodatkowe zasysanie przez wgłębienia pomiędzy sąsiednimi pierścieniami. Dzięki temu możliwe jest przyspieszenie usuwania „ciężkiego tlenu” z instalacji wentylacyjnej.

Urządzenie deflektora w systemie wentylacji domu jest realizowane w taki sposób, że gdy przepływy powietrza są kierowane od dołu do góry, urządzenie działa słabo: odbija się od powierzchni dachu, po czym tlen przedostaje się do ulatniających się gazów na górze otworu. Ta wada jest typowa dla wszystkich jednostek. Aby to wyeliminować potrzebne są rozwiązania 2-stożkowe, połączone ze sobą „mostkiem”.

Jeśli wiatr ma kierunek boczny, wówczas masy powietrza są usuwane zarówno od dołu, jak i od góry. Pionowy kierunek przepływu tlenu sprzyja wypływowi tlenu od dołu.

Co to jest deflektor turbo? Wentylacja bez prądu. Zastąpienie konwencjonalnego systemu wentylacji



Zasada działania deflektora wentylacyjnego

Deflektor wentylacyjny działa na prostej zasadzie, niezależnie od konstrukcji i modelu urządzenia:

• ukierunkowane strumienie wiatru uderzają w metalową obudowę;
• Dzięki nawiewnikom powietrze jest rozgałęzione, w wyniku czego spada poziom ciśnienia;
• w rurze systemowej ciąg wzrasta.

Zasada działania urządzenia

Im większy opór stawia podstawa obudowy, tym efektywniejszy jest wypływ powietrza w kanałach systemu. Powszechnie przyjmuje się, że lepiej sprawdza się urządzenie montowane na dachu z lekkim nachyleniem do płaszczyzny poziomej. Eksperci twierdzą, że o skuteczności tych urządzeń decydują 3 czynniki:

• konstrukcja i kształt ciała;
• rozmiar jednostki;
• wysokość instalacji.

Bez względu na to, jak niezawodne i wysokiej jakości są deflektory wentylacyjne, mają one zarówno zalety, jak i wady, nad którymi chciałbym się rozwodzić bardziej szczegółowo.

O zaletach i wadach deflektorów

Jak wspomniano powyżej, rozwiązania parasolowe mogą skutecznie zapobiegać przedostawaniu się brudu i opadów do kanałów powietrznych. Przy odpowiednim doborze i profesjonalnym montażu deflektora poprawia się wentylacja. Wydajność całego systemu wzrasta o 20%.

Urządzenie wentylacyjne pomaga wytworzyć lub zwiększyć ciąg powietrza w kanałach Wentylacja wywiewna

Rada! W regionach o słabych wiatrach zaleca się wyposażenie systemu w urządzenie poprawiające dopływ i wylot powietrza. Wyeliminuje to efekt „przewracania się” ciągu.

Urządzenia nie są pozbawione wad: gdy wiatr jest skierowany pionowo, strumień styka się z górną częścią konstrukcji, a powietrze nie może być w pełni odprowadzane na ulicę. Aby wyeliminować ten efekt, wymyślono konstrukcje z 2 stożkami. W okres zimowy Na podstawie rur pojawia się lód, dlatego konieczne jest przeprowadzanie regularnych przeglądów zapobiegawczych.



Rodzaje deflektorów

Po przeanalizowaniu lub szybkim zapoznaniu się z rodzajami deflektorów dostępnymi na rynku, można wpaść w stan lekkiego zamętu co do ilości dostępnych rozwiązań.

Z punktu widzenia projektu urządzenia są zwykle podzielone na kilka typów:

• TsAGI - ciąg jest zwiększony pod wpływem ciśnienia powietrza i ciepła, spadku ciśnienia na dużych wysokościach. Montowane bezpośrednio w kanale wentylacyjnym, co utrudnia przeglądy profilaktyczne i czyszczenie;
• kulisty lub okrągły (typ Volper);
• Rozwiązania Chanzhenkowa w formie talerza Typ otwarty– główna różnica konstrukcyjna polega na dodatkowej ścianie umieszczonej wokół kanału wentylacyjnego. Okap wyciągowy ma kształt płyty;
• produkty obrotowe (okap, siatka) - rynna wiatrowa obracająca się na specjalnym pręcie. Z powodu turbulencji wzrasta ciąg w kanale;
• jednostki działające według zasady opisanej przez Grigorowicza;
• w postaci gwiazdy.

Z punktu widzenia prostoty konstrukcji i możliwości realizacji bezwarunkowe wiodące jest urządzenie wentylacyjne Grigorowicz. Składa się z kilku par parasoli ułożonych w jedną „płytę”, która jest zamontowana nad ścianą kanału.

Urządzenie Grigorowicza

W ciągu ostatnich 2-3 lat w sprzedaży pojawiło się wiele produktów, które nie mają jednoznacznego przynależności do żadnego typu: deflektor obrotowy ze spiralnymi łopatkami, parasol, zespoły na łożyskach.

Wybierając konkretny model, przede wszystkim zwracamy uwagę na jego konstrukcję. To jeden z kluczowych parametrów produktu. Decydując się na typ projektu urządzenia, wybierz optymalny rozmiar jednostka dla konkretnego przypadku. Łatwiej wybrać odpowiednie urządzenie, jeśli odpowiesz na proste pytanie - po co montowana jest konstrukcja i dla jakiego obiektu.

Najlepsze modele:

• ASTATO;
• Typ dysku TsAGI.

Przy wyborze należy wziąć pod uwagę współczynnik strat i podciśnienie powietrza. Wynika z tego, że wartości te zależą od konkretnego modelu. Jeśli mówimy o rozwiązaniach typu DS, odpowiedni współczynnik wyniesie 1,4. Oczywiście stopień rozrzedzenia powietrza zależy od prędkości wiatru, patrz tabela. poniżej:

Tabela doboru urządzeń

Deflektor wentylacyjny DIY

Znając budowę i zasadę działania urządzenia, wielu właścicieli decyduje się na wykonanie deflektora wentylacyjnego własnymi rękami. Z punktu widzenia ręcznego wykonania wersja produktu Grigorowicza jest bezkonkurencyjna, dlatego rozważymy wdrożenie tej konkretnej opcji. Główną zaletą jest to, że wentylacja ta działa bez prądu przez cały rok.

Najpierw powinieneś się przygotować:

• typ blachy nierdzewnej, możliwość wymiany na stal ocynkowaną;
• wiertarka elektryczna;
• zaciski mocujące, śruby, nity i nakrętki;
• narzędzie do rysowania powierzchni metalowych;
• kompas;
• tektura arkuszowa;
• linijka;
• nożyczki do metalu i papieru.

Obliczanie parametrów urządzenia (Grigorowicz)

Dajemy Ci najprostszą opcję obliczeń, bez żadnych wzorów:

• Wysokość deflektora jest 1,6 średnicy komina.
• szerokość nawiewnika jest 1,2 razy większa niż średnica komina.
• Szerokość osłony równa jest dwóm średnicom komina.

Na podstawie dostępnych wymiarów i rysunków poszczególne elementy deflektora wycinane są z tektury. Tworzenie urządzenia obrotowego wymaga pewnych umiejętności, dlatego lepiej poćwiczyć na makietach i dopiero wtedy przejść do metalowego analogu.

Wykonanie konstrukcji

Wzory należy przykleić do blachy, a następnie przerysować rysikiem. Następnie algorytm jest prosty - za pomocą metalowych nożyczek wycinamy elementy i detale przyszłego projektu. Poszczególne części łączone są ze sobą za pomocą nitów i śrub. Jeśli mechanizm jest aktywny, lepiej naprawić części przez spawanie.

Układy deflektorów dla systemy wentylacyjne wykonany z kartonu

Aby bezpiecznie przymocować obrotową osłonę, należy przygotować kilka zakrzywionych metalowych pasków, które będą pełnić funkcję wsporników.

Wsporniki mocujemy za pomocą nitów lub śrub

Jeśli chodzi o odwrotny stożek, warto przymocować go do parasola.

Deflektor

Roboty instalacyjne

Dolna z 2 szyb jest zainstalowana na kominie wyciągowym. Mocowana jest do niego górna szyba. Aby uzyskać większą stabilność konstrukcji, 2 części są zaciśnięte za pomocą zacisku, to samo dzieje się z otworami wydechowymi. Zaślepkę dociska się do przygotowanych wsporników. Jeśli mówimy o regionie, w którym często zmienia się kierunek wiatru, warto wyposażyć instalację w odwrócony stożek, który pozwoli urządzeniu w pełni pracować w dowolnym kierunku wiatru.

Dlatego w tym artykule sprawdziliśmy, czym jest deflektor w wentylacji. Podsumowując, możemy powiedzieć, że jest to proste i skuteczne urządzenie poprawiające wentylację obiektów o dowolnej złożoności, czy to budynków użyteczności publicznej, czy budynków mieszkalnych. Mały element zwiększa wydajność systemu wentylacyjnego o 15-20%, niezawodnie chroniąc przestrzeń wewnętrzną przed opadami atmosferycznymi, drobnymi cząsteczkami, gruzem i kurzem.

Rosja zajmuje podwójne stanowisko w odniesieniu do zasobów energii wiatrowej. Z jednej strony, ze względu na ogromną powierzchnię całkowitą i obfitość terenów płaskich, wiatr jest generalnie duży i w większości równy. Z drugiej strony, nasze wiatry są przeważnie wiatry o niskim potencjale i powolne, patrz ryc. Po trzecie, na obszarach słabo zaludnionych wiatry są gwałtowne. Na tej podstawie zadanie zainstalowania generatora wiatrowego na farmie jest dość istotne. Ale aby zdecydować - kup wystarczająco dużo drogie urządzenie lub zrób to sam, musisz dokładnie przemyśleć, jaki typ (a jest ich wiele) wybrać w jakim celu.

Podstawowe koncepcje

1. KIJÓW – współczynnik wykorzystania energii wiatru. Stosowany do obliczenia mechanistycznego modelu wiatru płaskiego (patrz poniżej) jest równy sprawności wirnika elektrowni wiatrowej (WPU).
2. Wydajność – kompleksowa wydajność APU, od nadchodzącego wiatru do zacisków generatora elektrycznego lub do ilości wody wpompowanej do zbiornika.
3. Minimalna robocza prędkość wiatru (MRS) to prędkość, przy której wiatrak zaczyna dostarczać prąd do obciążenia.
4. Maksymalna dopuszczalna prędkość wiatru (MAS) to prędkość, przy której zatrzymuje się produkcja energii: automatyka albo wyłącza generator, albo umieszcza wirnik w wiatrowskazie, albo składa go i chowa, albo sam wirnik zatrzymuje się, albo APU jest po prostu zniszczone.
5. Początkowa prędkość wiatru (SW) - przy tej prędkości wirnik jest w stanie obrócić się bez obciążenia, rozkręcić i wejść w tryb pracy, po czym można włączyć generator.
6. Ujemna prędkość startowa (OSS) – oznacza to, że APU (lub turbina wiatrowa – jednostka elektrowni wiatrowej, czyli WEA, jednostka elektrowni wiatrowej) aby wystartować przy dowolnej prędkości wiatru wymaga obowiązkowego rozruchu z zewnętrznego źródła energii.
7. Moment rozruchowy (początkowy) to zdolność wirnika hamowanego siłą w strumieniu powietrza do wytworzenia momentu obrotowego na wale.
8. Turbina wiatrowa (WM) jest częścią APU od wirnika do wału generatora lub pompy lub innego odbiornika energii.
9. Obrotowy generator wiatrowy – APU, w którym energia wiatru zamieniana jest na moment obrotowy na wale odbioru mocy poprzez obrót wirnika w strumieniu powietrza.
10. Zakres prędkości roboczych wirnika jest różnicą pomiędzy MMF i MRS podczas pracy przy obciążeniu znamionowym.
11. Wiatrak wolnoobrotowy - w nim prędkość liniowa części wirnika w przepływie nie przekracza znacząco prędkości wiatru lub jest od niej mniejsza. Dynamiczne ciśnienie przepływu jest bezpośrednio przekształcane na ciąg łopatki.
12. Wiatrak szybki - prędkość liniowa łopat jest znacznie (nawet 20 i więcej razy) większa od prędkości wiatru, a wirnik tworzy własny obieg powietrza. Cykl przekształcania energii przepływu w ciąg jest złożony.

Uwagi:

1. APU wolnoobrotowe z reguły mają KIJÓW niższy niż szybkoobrotowe, ale mają moment rozruchowy wystarczający do rozkręcenia generatora bez odłączania obciążenia i zerowego TAC, tj. Całkowicie samoczynnie uruchamiający się i nadający się do użytku przy najlżejszym wietrze.
2. Powolność i prędkość to pojęcia względne. Wiatrak domowy pracujący z prędkością 300 obr/min może być wolnoobrotowym, ale mocnym APU typu EuroWind, z którego montowane są pola elektrowni wiatrowych i farm wiatrowych (patrz rysunek) i którego wirniki osiągają około 10 obr/min, są wysokoobrotowe, ponieważ przy takiej średnicy prędkość liniowa łopat i ich aerodynamika na większości rozpiętości są dość „samolotowe”, patrz poniżej.

Jakiego rodzaju generatora potrzebujesz?

Generator elektryczny do domowego wiatraka musi generować energię elektryczną w szerokim zakresie prędkości obrotowych i mieć możliwość samodzielnego uruchomienia bez automatyki i zewnętrznych źródeł zasilania. W przypadku stosowania APU z OSS (turbinami wiatrowymi typu spin-up), które z reguły mają wysoką KIJÓW i sprawność, musi to być również odwracalne, tj. móc pracować jako silnik. Przy mocach do 5 kW warunek ten spełniają maszyny elektryczne z magnesami trwałymi na bazie niobu (supermagnesy); na magnesach stalowych lub ferrytowych można liczyć na nie więcej niż 0,5-0,7 kW.

Notatka: asynchroniczne generatory prądu przemiennego lub kolektory z nienamagnesowanym stojanem są całkowicie nieodpowiednie. Kiedy siła wiatru osłabnie, „zgasną” na długo przed spadkiem prędkości do MPC i wtedy same się nie uruchomią.

Doskonałe „serce” APU o mocy od 0,3 do 1-2 kW uzyskuje się z autogeneratora prądu przemiennego z wbudowanym prostownikiem; oni stanowią teraz większość. Po pierwsze, utrzymują napięcie wyjściowe 11,6-14,7 V w dość szerokim zakresie prędkości bez zewnętrznych stabilizatorów elektronicznych. Po drugie, zawory krzemowe otwierają się, gdy napięcie na uzwojeniu osiągnie około 1,4 V, a wcześniej generator „nie widzi” obciążenia. Aby to zrobić, generator musi zostać całkiem przyzwoicie rozkręcony.

W większości przypadków autogenerator można podłączyć bezpośrednio, bez przekładni zębatej lub napędu pasowego, do wału wysokoobrotowego silnika wysokociśnieniowego, dobierając prędkość poprzez wybór liczby łopatek, patrz poniżej. „Pociągi dużych prędkości” mają niewielki lub zerowy moment rozruchowy, ale wirnik, nawet bez odłączania obciążenia, będzie miał czas na wystarczający obrót, zanim zawory otworzą się i generator wytworzy prąd.

Wybór zgodnie z wiatrem

Zanim podejmiemy decyzję, jaki rodzaj generatora wiatrowego wykonać, zdecydujmy się na lokalną aerologię. W kolorze szaro-zielonkawym(bezwietrznych) obszarach mapy wiatru, do czegokolwiek przyda się jedynie żaglowy silnik wiatrowy(Porozmawiamy o nich później). Jeżeli wymagane jest zasilanie stałe, należy dołożyć wzmacniacz (prostownik ze stabilizatorem napięcia), Ładowarka, mocny akumulator, falownik 12/24/36/48 V DC na 220/380 V 50 Hz AC. Taki obiekt będzie kosztować nie mniej niż 20 000 dolarów i jest mało prawdopodobne, że możliwe będzie długoterminowe usunięcie mocy większej niż 3-4 kW. Generalnie przy niezachwianej chęci na energię alternatywną lepiej poszukać innego źródła.

W miejscach żółto-zielonych, o słabym wietrze, przy zapotrzebowaniu na energię elektryczną do 2-3 kW, można samemu zabrać się za wolnoobrotowy pionowy generator wiatrowy . Opracowano ich niezliczoną ilość, a istnieją projekty, które pod względem wydajności i wydajności są prawie tak dobre, jak produkowane przemysłowo „ostrza”.

Jeśli planujesz kupić turbinę wiatrową do swojego domu, lepiej skupić się na turbinie wiatrowej z wirnikiem żaglowym. Kontrowersje jest wiele i teoretycznie nie wszystko jest jeszcze jasne, ale działają. W Federacji Rosyjskiej w Taganrogu produkowane są „żaglówki” o mocy 1–100 kW.

W czerwonych, wietrznych regionach wybór zależy od wymaganej mocy. W zakresie 0,5-1,5 kW uzasadnione są domowe „pionowe”; 1,5-5 kW – zakupione „żaglówki”. Można również kupić wersję „pionową”, ale będzie ona kosztować więcej niż pozioma jednostka APU. I wreszcie, jeśli potrzebujesz turbiny wiatrowej o mocy 5 kW lub większej, musisz wybrać pomiędzy zakupionymi poziomo „łopatami” a „żaglówkami”.

Notatka: Wielu producentów, zwłaszcza drugiego poziomu, oferuje zestawy części, z których można samodzielnie złożyć generator wiatrowy o mocy do 10 kW. Taki zestaw będzie kosztować 20-50% mniej niż gotowy zestaw z instalacją. Ale przed zakupem należy dokładnie przestudiować aerologię planowanego miejsca instalacji, a następnie wybrać zgodnie ze specyfikacjami odpowiedni typ i modelka.

O bezpieczeństwie

Części turbiny wiatrowej przeznaczonej do użytku domowego mogą w trakcie pracy osiągać prędkość liniową przekraczającą 120, a nawet 150 m/s, a kawałek dowolnego materiału stałego o masie 20 g, lecący z prędkością 100 m/s, z „udanym ” trafi, od razu zabije zdrowego człowieka. Płyta stalowa lub z twardego tworzywa sztucznego o grubości 2 mm poruszająca się z prędkością 20 m/s przecina ją na pół.

Ponadto większość turbin wiatrowych o mocy powyżej 100 W jest dość głośna. Wiele z nich generuje wahania ciśnienia powietrza o bardzo niskich (poniżej 16 Hz) częstotliwościach - infradźwięki. Infradźwięki są niesłyszalne, ale szkodliwe dla zdrowia i dochodzące na bardzo duże odległości.

Notatka: pod koniec lat 80. w Stanach Zjednoczonych wybuchł skandal – największą wówczas farmę wiatrową w kraju trzeba było zamknąć. Indianie z rezerwatu oddalonego 200 km od pola farmy wiatrowej udowodnili przed sądem, że ich problemy zdrowotne, które gwałtownie nasiliły się po uruchomieniu farmy wiatrowej, spowodowane są jej infradźwiękami.

Z powyższych względów dopuszcza się montaż APU w odległości co najmniej 5 ich wysokości od najbliższych budynków mieszkalnych. Na podwórkach prywatnych gospodarstw domowych można instalować wiatraki produkowane przemysłowo, posiadające odpowiednie certyfikaty. Montaż APU na dachach jest w zasadzie niemożliwy – podczas ich eksploatacji, nawet małej mocy, powstają zmienne obciążenia mechaniczne, które mogą powodować rezonans konstrukcji budynku i jej zniszczenie.

Notatka: Za wysokość APU uważa się najwyższy punkt zamiatanej tarczy (w przypadku wirników łopatkowych) lub figurę geometryczną (w przypadku pionowych APU z wirnikiem na wale). Jeżeli maszt APU lub oś wirnika wystają jeszcze wyżej, wysokość oblicza się na podstawie ich wierzchołka - wierzchołka.

Wiatr, aerodynamika, KIJÓW

Domowy generator wiatrowy podlega tym samym prawom natury, co fabryczny, obliczonym na komputerze. A gospodyni domowa musi bardzo dobrze rozumieć podstawy swojej pracy – najczęściej nie ma do dyspozycji drogich, najnowocześniejszych materiałów i wyposażenie technologiczne. Aerodynamika APU jest och, taka trudna...

Wiatr i KIJÓW

Do obliczenia seryjnych fabrycznych APU stosuje się tzw. płaski, mechaniczny model wiatru. Opiera się na następujących założeniach:

• Prędkość i kierunek wiatru są stałe w obrębie efektywnej powierzchni wirnika.
• Powietrze jest ośrodkiem ciągłym.
• Efektywna powierzchnia wirnika jest równa powierzchni omiatanej.
• Energia przepływu powietrza jest czysto kinetyczna.

W takich warunkach maksymalną energię na jednostkę objętości powietrza oblicza się ze wzoru szkolnego, przyjmując, że gęstość powietrza w warunkach normalnych wynosi 1,29 kg*sześciennego. m. Przy prędkości wiatru 10 m/s jedna kostka powietrza przenosi 65 J, a z jednego kwadratu powierzchni efektywnej wirnika, przy 100% sprawności całego APU, można wydobyć 650 W. To bardzo uproszczone podejście – każdy wie, że wiatr nigdy nie jest idealnie równy. Trzeba to jednak zrobić, aby zapewnić powtarzalność produktów, co jest rzeczą powszechną w technologii.

Nie należy ignorować modelu płaskiego, który daje wyraźne minimum dostępnej energii wiatrowej. Ale powietrze, po pierwsze, jest ściśliwe, a po drugie jest bardzo płynne (lepkość dynamiczna wynosi tylko 17,2 μPa * s). Oznacza to, że przepływ może opływać omiatany obszar, zmniejszając powierzchnię efektywną i KIJÓW, co jest najczęściej obserwowane. Ale w zasadzie możliwa jest też sytuacja odwrotna: wiatr płynie w kierunku wirnika i powierzchnia efektywna będzie wtedy większa niż powierzchnia omiatana, a KIJÓW będzie w stosunku do niego większy od 1 dla wiatru płaskiego.

Podajmy dwa przykłady. Pierwszy to jacht rekreacyjny, dość ciężki, jachtem można pływać nie tylko pod wiatr, ale i szybciej od niego. Wiatr oznacza zewnętrzny; wiatr pozorny musi być nadal szybszy, w przeciwnym razie jak będzie ciągnął statek?

Drugi to klasyk historii lotnictwa. Podczas testów MIG-19 okazało się, że przechwytywacz, który był o tonę cięższy od myśliwca frontowego, przyspiesza z większą prędkością. Z tymi samymi silnikami w tym samym płatowcu.

Teoretycy nie wiedzieli, co myśleć i poważnie wątpili w prawo zachowania energii. Ostatecznie okazało się, że problemem był stożek kopuły radaru wystający z wlotu powietrza. Od palców po skorupę powstało zagęszczenie powietrza, jakby zgarniało je z boków w stronę sprężarek silnika. Od tego czasu fale uderzeniowe stały się teoretycznie przydatne, a fantastyczne osiągi współczesnych samolotów wynikają w dużej mierze z ich umiejętnego wykorzystania.

Aerodynamika

Rozwój aerodynamiki dzieli się zwykle na dwie epoki - przed N. G. Żukowskim i później. Początkiem był jego raport „O dołączonych wirach” z 15 listopada 1905 roku Nowa era w lotnictwie.

Przed Żukowskim latali z płaskimi żaglami: zakładano, że cząstki nadchodzącego strumienia nadawały cały swój pęd przedniej krawędzi skrzydła. Dzięki temu możliwe było natychmiastowe pozbycie się wielkości wektorowej – momentu pędu – która dała podstawę do łamiącej zęby i najczęściej nieanalitycznej matematyki, przejście do znacznie wygodniejszych skalarnych relacji czysto energetycznych i ostatecznie uzyskanie obliczonego pola ciśnienia na płaszczyzna nośna, mniej więcej podobna do rzeczywistej.

To mechanistyczne podejście umożliwiło stworzenie urządzeń, które mogłyby przynajmniej wznieść się w powietrze i przelecieć z miejsca na miejsce, bez konieczności rozbijania się gdzieś po drodze o ziemię. Jednak chęć zwiększenia prędkości, ładowności i innych cech lotu coraz częściej ujawniała niedoskonałości oryginalnej teorii aerodynamiki.

Pomysł Żukowskiego był taki: powietrze przemieszcza się inną drogą wzdłuż górnej i dolnej powierzchni skrzydła. Z warunku ciągłości ośrodka (w powietrzu same pęcherzyki próżniowe nie tworzą się) wynika, że ​​prędkości strumieni górnego i dolnego opadających od krawędzi spływu powinny być różne. Ze względu na małą, ale skończoną lepkość powietrza, powinien w nim powstać wir na skutek różnicy prędkości.

Wir obraca się, a zasada zachowania pędu, tak samo niezmienna jak zasada zachowania energii, obowiązuje także dla wielkości wektorowych, tj. należy również wziąć pod uwagę kierunek ruchu. Dlatego właśnie tam, na krawędzi spływu, powinien powstać przeciwbieżny wir o tym samym momencie obrotowym. Z powodu czego? Ze względu na energię wytwarzaną przez silnik.

Dla praktyki lotniczej oznaczało to rewolucję: dobierając odpowiedni profil skrzydła, możliwe było wysłanie dołączonego wiru wokół skrzydła w postaci cyrkulacji G, zwiększając jego siłę nośną. Oznacza to, że wydając część, a przy dużych prędkościach i obciążeniach skrzydła – większość mocy silnika, można wytworzyć przepływ powietrza wokół urządzenia, co pozwala osiągnąć lepsze właściwości lotu.

To uczyniło lotnictwo lotnicze, a nie częścią aeronautyki: teraz samolot mógł stworzyć dla siebie środowisko niezbędne do lotu i nie być już zabawką prądów powietrznych. Wszystko czego potrzebujesz to mocniejszy silnik i coraz mocniejszy...

Znów KIJÓW

Ale wiatrak nie ma silnika. Wręcz przeciwnie, musi pobierać energię z wiatru i oddawać ją konsumentom. I tu się okazuje – wyrwano mu nogi, utknął ogon. Za mało energii wiatrowej zużyliśmy na własny obieg wirnika – będzie słaby, napór łopatek będzie mały, a KIJÓW i moc będzie mała. Dajemy dużo cyrkulacji - przy słabym wietrze wirnik będzie kręcił się jak szalony na biegu jałowym, ale konsumenci znowu niewiele dostają: po prostu ładują, wirnik zwolnił, wiatr zdmuchnął cyrkulację, a wirnik się zatrzymał pracujący.

Prawo zachowania energii daje „złoty środek” pośrodku: 50% energii oddajemy do obciążenia, a dla pozostałych 50% podkręcamy przepływ do maksimum. Praktyka potwierdza założenia: jeśli sprawność dobrego śmigła ciągnącego wynosi 75-80%, to sprawność wirnika łopatkowego, który również jest dokładnie obliczony i przedmuchany w tunelu aerodynamicznym sięga 38-40%, tj. do połowy tego, co można osiągnąć dzięki nadmiarowi energii.

Nowoczesność

Współcześnie aerodynamika, uzbrojona w nowoczesną matematykę i komputery, coraz częściej odchodzi od nieuchronnie upraszczania modeli w stronę dokładnego opisu zachowania się rzeczywistego ciała w rzeczywistym przepływie. A tutaj oprócz linii ogólnej - moc, moc i jeszcze raz moc! – odkryto ścieżki boczne, ale obiecujące właśnie wtedy, gdy ilość energii wchodzącej do układu jest ograniczona.

Słynny lotnik alternatywny Paul McCready stworzył w latach 80. samolot z dwoma silnikami do pił łańcuchowych o mocy 16 KM. pokazuje 360 ​​km/h. Co więcej, jego podwozie było trójkołowe, niechowane, a koła pozbawione owiewek. Żadne z urządzeń McCready’ego nie zostało podłączone do sieci ani nie wzięło udziału w służbie bojowej, ale dwa – jedno z silnikami tłokowymi i śmigłami oraz drugie odrzutowe – po raz pierwszy w historii okrążyły kulę ziemską, nie lądując na tej samej stacji benzynowej.

Rozwój teorii dość znacząco wpłynął także na żagle, z których zrodziło się oryginalne skrzydło. Aerodynamika „na żywo” pozwalała jachtom operować przy wietrze do 8 węzłów. stać na wodolotach (patrz rysunek); aby rozpędzić takiego potwora do wymaganej prędkości za pomocą śmigła, wymagany jest silnik o mocy co najmniej 100 KM. Katamarany wyścigowe pływają przy tym samym wietrze z prędkością około 30 węzłów. (55 km/h).

Są też znaleziska zupełnie nietrywialne. Miłośnicy najrzadszego i najbardziej ekstremalnego sportu - base jumpingu - w specjalnym wingsuitie, wingsuitie latają bez silnika, manewrując z prędkością ponad 200 km/h (zdjęcie po prawej), a następnie płynnie lądują w pre -wybrane miejsce. W której bajce ludzie latają sami?

Rozwiązano także wiele tajemnic natury; w szczególności lot chrząszcza. Według klasycznej aerodynamiki nie jest w stanie latać. Podobnie jak twórca samolotu stealth, F-117 ze skrzydłem w kształcie rombu również nie jest w stanie wystartować. A MIG-29 i Su-27, które przez jakiś czas mogą latać ogonem, w ogóle nie pasują do żadnego pomysłu.

I dlaczego w takim razie pracując nad turbinami wiatrowymi, które nie są zabawą i narzędziem do niszczenia własnego gatunku, ale źródłem ważnych zasobów, trzeba odejść od teorii słabych przepływów z jej płaskim modelem wiatru? Czy naprawdę nie ma możliwości zrobienia kroku naprzód?

Czego można się spodziewać po klasyce?

Jednak pod żadnym pozorem nie należy rezygnować z klasyki. Zapewnia fundament, bez którego nie można wznieść się wyżej, nie polegając na nim. Tak jak teoria mnogości nie znosi tabliczki mnożenia, a chromodynamika kwantowa nie sprawi, że jabłka będą spadać z drzew.

Czego więc można się spodziewać po klasycznym podejściu? Spójrzmy na zdjęcie. Po lewej stronie znajdują się typy wirników; są one przedstawiane warunkowo. 1 – karuzela pionowa, 2 – pionowa ortogonalna (turbina wiatrowa); 2-5 – wirniki łopatkowe o różnej liczbie łopatek i zoptymalizowanych profilach.

Po prawej stronie wzdłuż osi poziomej znajduje się prędkość względna wirnika, tj. stosunek prędkości liniowej łopaty do prędkości wiatru. Pionowo w górę - KIJÓW. I w dół - znowu względny moment obrotowy. Za pojedynczy (100%) moment obrotowy uważa się ten, który wytwarza wirnik hamowany siłą w przepływie przy 100% KIJÓW, tj. gdy cała energia przepływu zostaje zamieniona na siłę obrotową.

Takie podejście pozwala wyciągnąć daleko idące wnioski. Na przykład liczbę ostrzy należy dobrać nie tylko i nie tyle w zależności od pożądanej prędkości obrotowej: 3- i 4-łopatki natychmiast tracą dużo pod względem KIJÓW i momentu obrotowego w porównaniu do 2- i 6-łopatek, które działają dobrze w mniej więcej tym samym zakresie prędkości. A zewnętrznie podobna karuzela i ortogonalna mają zasadniczo różne właściwości.

Ogólnie rzecz biorąc, należy preferować wirniki łopatkowe, z wyjątkiem przypadków, w których wymagany jest wyjątkowo niski koszt, prostota, bezobsługowy samorozruch bez automatyzacji i niemożliwe jest podniesienie na maszt.

Notatka: Porozmawiajmy zwłaszcza o wirnikach żaglowych – wydają się nie pasować do klasyki.

Pionowe

APU z pionową osią obrotu mają niezaprzeczalną zaletę w życiu codziennym: ich podzespoły wymagające konserwacji są skupione na dole i nie wymagają podnoszenia. Pozostaje, choć nie zawsze, łożysko wahliwe z podporą oporową, ale jest ono mocne i trwałe. Dlatego projektując prosty generator wiatrowy, wybór opcji należy rozpocząć od pionów. Ich główne typy przedstawiono na ryc.

Słońce

Na pierwszym miejscu jest ten najprostszy, nazywany najczęściej rotorem Savonius. W rzeczywistości został wynaleziony w 1924 roku w ZSRR przez J. A. i A. A. Woronina, a fiński przemysłowiec Sigurd Savonius bezwstydnie przywłaszczył sobie wynalazek, ignorując radziecki certyfikat praw autorskich, i rozpoczął produkcję seryjną. Ale wprowadzenie wynalazku w przyszłości wiele znaczy, dlatego aby nie mieszać przeszłości i nie zakłócać prochów zmarłego, wiatrak ten nazwiemy wirnikiem Woronina-Savoniusa, czyli w skrócie VS.

Samolot jest dobry dla majsterkowicza, z wyjątkiem „lokomotywy” KIJÓW na 10-18%. Jednak w ZSRR dużo nad tym pracowali i nastąpił rozwój. Poniżej przyjrzymy się ulepszonej konstrukcji, niewiele bardziej złożonej, ale według KIJOWA daje ona zawodnikom przewagę na starcie.

Uwaga: dwułopatowy samolot nie wiruje, ale szarpie gwałtownie; 4-łopatkowy jest tylko trochę gładszy, ale dużo traci w KIJOWI. Aby ulepszyć, ostrza 4-korytowe są najczęściej dzielone na dwie kondygnacje - parę łopatek poniżej i drugą parę, obróconą o 90 stopni w poziomie, nad nimi. KIJÓW jest zachowany, a obciążenia boczne mechaniki słabną, ale obciążenia zginające nieco rosną i przy wietrze większym niż 25 m/s taki APU znajduje się na wale, tj. bez łożyska rozciągniętego na kablach nad wirnikiem „burzy wieżę”.

Daria

Następny jest rotor Daria; KIJÓW – do 20%. Jest jeszcze prościej: ostrza wykonane są z prostej elastycznej taśmy bez żadnego profilu. Teoria wirnika Darrieusa nie jest jeszcze dostatecznie rozwinięta. Wiadomo tylko, że zaczyna się rozwijać ze względu na różnicę w oporach aerodynamicznych garbu i kieszeni na taśmę, a potem nabiera prędkości, tworząc własny obieg.

Moment obrotowy jest niewielki, a w położeniach początkowych wirnika równoległego i prostopadłego do wiatru jest całkowicie nieobecny, więc samoobrót jest możliwy tylko przy nieparzystej liczbie łopatek (skrzydeł?) W każdym razie obciążenie z generatora należy odłączyć na czas rozruchu.

Wirnik Daria ma jeszcze dwie złe cechy. Po pierwsze, podczas obrotu wektor ciągu ostrza opisuje pełny obrót względem jego aerodynamicznego skupienia, a nie płynnie, ale gwałtownie. Dlatego wirnik Darrieusa szybko psuje swoją mechanikę nawet przy stałym wietrze.

Po drugie, Daria nie tylko hałasuje, ale krzyczy i piszczy, aż do zerwania taśmy. Dzieje się tak z powodu jego wibracji. A im więcej ostrzy, tym silniejszy ryk. Tak więc, jeśli robią Darię, to z dwoma ostrzami, z drogich, wytrzymałych materiałów dźwiękochłonnych (węgiel, mylar), a mały samolot służy do obracania się pośrodku masztu.

Prostokątny

W poz. 3 – ortogonalny wirnik pionowy z profilowanymi łopatkami. Ortogonalny, ponieważ skrzydła wystają pionowo. Przejście od BC do ortogonalnego pokazano na ryc. lewy.

Kąt montażu łopatek względem stycznej do okręgu stykającego się z ogniskami aerodynamicznymi skrzydeł może być dodatni (na rysunku) lub ujemny, w zależności od siły wiatru. Czasami ostrza obracają się i umieszcza się na nich wiatrowskazy, automatycznie utrzymujące „alfa”, ale takie konstrukcje często pękają.

Korpus centralny (na rysunku niebieski) pozwala na doprowadzenie KIJOWA do niemal 50%, w ortogonie trójłopatowym powinien mieć w przekroju kształt trójkąta z lekko wypukłymi bokami i zaokrąglonymi narożnikami oraz z więcej do ostrzy wystarczy prosty cylinder. Ale teoria ortogonalnej podaje jednoznacznie optymalną liczbę ostrzy: powinno być ich dokładnie 3.

Ortogonalny odnosi się do szybkich turbin wiatrowych z OSS, tj. koniecznie wymaga awansu podczas uruchamiania i po spokoju. Zgodnie ze schematem ortogonalnym produkowane są seryjne bezobsługowe APU o mocy do 20 kW.

Helikoida

Wirnik helikoidalny, czyli wirnik Gorłowa (poz. 4) to rodzaj ortogonalnego, który zapewnia równomierny obrót; ortogonalny z prostymi skrzydłami „łzawi” tylko nieznacznie słabiej niż samolot dwułopatowy. Wyginanie ostrzy wzdłuż helikoidy pozwala uniknąć strat CIEV wynikających z ich krzywizny. Chociaż zakrzywione ostrze odrzuca część przepływu bez jego wykorzystania, to jednocześnie zbiera część do strefy o najwyższej prędkości liniowej, kompensując straty. Helikoidy są używane rzadziej niż inne turbiny wiatrowe, ponieważ Ze względu na złożoność produkcji są droższe od swoich odpowiedników o tej samej jakości.

Grabienie beczek

Dla 5 poz. – wirnik typu BC otoczony łopatką kierującą; jego schemat pokazano na ryc. po prawej. Rzadko spotyka się go w zastosowaniach przemysłowych, ponieważ drogie pozyskiwanie gruntów nie rekompensuje wzrostu wydajności, a zużycie materiałów i złożoność produkcji są duże. Ale majsterkowicz, który boi się pracy, nie jest już mistrzem, ale konsumentem, a jeśli potrzebujesz nie więcej niż 0,5-1,5 kW, to dla niego „grabienie beczek” to ciekawostka:

• Wirnik tego typu jest całkowicie bezpieczny, cichy, nie wytwarza wibracji i można go zamontować w dowolnym miejscu, nawet na placu zabaw.
• Gięcie ocynkowanej „rynny” i spawanie ramy z rur to bzdura.
• Obrót jest absolutnie równomierny, części mechaniczne można wyjąć z najtańszego lub ze śmietnika.
• Nie boi się huraganów - za bardzo silny wiatr nie może wepchnąć się do „beczki”; wokół niego pojawia się opływowy kokon wirowy (z tym efektem spotkamy się później).
• A najważniejsze, że skoro powierzchnia „lufy” jest kilkukrotnie większa od powierzchni wirnika w środku, to KIJÓW może być nadjednostkowy, a moment obrotowy już na poziomie 3 m/s dla „beczki” średnica trzech metrów jest taka, że ​​generator o mocy 1 kW przy maksymalnym obciążeniu Mówią, że lepiej się nie szarpać.

Wideo: generator wiatrowy Lenz

W latach 60. w ZSRR E. S. Biryukov opatentował karuzelową APU z KIJOWSKIM 46%. Nieco później V. Blinov osiągnął 58% KIJÓW z projektu opartego na tej samej zasadzie, ale nie ma danych na temat jego testów. Pełnowymiarowe testy APU Biryukova przeprowadzili pracownicy magazynu „Wynalazca i innowator”. Dwupiętrowy wirnik o średnicy 0,75 m i wysokości 2 m wirował z pełną mocą na świeżym wietrze generator asynchroniczny 1,2 kW i wytrzymał bez awarii 30 m/s. Rysunki APU Biryukova pokazano na ryc.

1. wirnik wykonany z ocynkowanego pokrycia dachowego;
2. łożysko kulkowe wahliwe dwurzędowe;
3. osłony – linka stalowa 5 mm;
4. wał osiowy – Stalowa rura o grubości ścianki 1,5-2,5 mm;
5. dźwignie kontroli prędkości aerodynamicznej;
6. łopatki regulacji prędkości – sklejka 3-4 mm lub blacha plastikowa;
7. drążki kontroli prędkości;
8. obciążenie regulatora prędkości, jego masa określa prędkość obrotową;
9. koło pasowe napędowe – koło rowerowe bez opony z dętką;
10. łożysko oporowe - łożysko oporowe;
11. koło napędzane – standardowe koło pasowe generatora;
12. generator.

Biryukov otrzymał kilka certyfikatów praw autorskich dla swoich sił zbrojnych. Najpierw zwróć uwagę na nacięcie wirnika. Podczas przyspieszania działa jak samolot, tworząc duży moment rozruchowy. Gdy się obraca, w zewnętrznych kieszeniach ostrzy tworzy się poduszka wirowa. Z punktu widzenia wiatru łopaty stają się profilowane, a wirnik staje się ortogonalnym o dużej prędkości, a wirtualny profil zmienia się w zależności od siły wiatru.

Po drugie, profilowany kanał pomiędzy łopatkami pełni rolę korpusu centralnego w zakresie prędkości roboczych. Jeśli wiatr się nasili, wówczas tworzy się w nim także poduszka wirowa, wystająca poza wirnik. Pojawia się ten sam kokon wirowy, co wokół APU z łopatką kierującą. Energię do jego powstania pobiera się z wiatru, a do rozbicia wiatraka już nie wystarczy.

Po trzecie, regulator prędkości przeznaczony jest przede wszystkim dla turbiny. Utrzymuje prędkość optymalną z punktu widzenia KIJOWA. Optymalną prędkość obrotową generatora zapewnia wybór mechanicznego przełożenia przekładni.

Uwaga: po publikacjach w IR za rok 1965 Siły Zbrojne Ukrainy Biryukova popadły w zapomnienie. Autor nigdy nie otrzymał odpowiedzi od władz. Losy wielu sowieckich wynalazków. Mówią, że niektórzy Japończycy zostali miliarderami, regularnie czytając radzieckie czasopisma popularno-techniczne i patentując wszystko, na co warto zwrócić uwagę.

Łopastniki

Jak stwierdzono, według klasyki, najlepszy jest poziomy generator wiatrowy z łopatkowym wirnikiem. Ale po pierwsze potrzebuje stabilnego wiatru o co najmniej średniej sile. Po drugie, projekt dla majsterkowicza jest obarczony wieloma pułapkami, dlatego często owoc długiej ciężkiej pracy w najlepszym przypadku oświetla toaletę, korytarz lub werandę, a nawet okazuje się, że może się tylko zrelaksować .

Według schematów na ryc. Przyjrzyjmy się bliżej; pozycje:

• Figa. A:

1. łopatki wirnika;
2. generator;
3. rama generatora;
4. wiatrowskaz ochronny (łopata huraganu);
5. Obecny kolektor;
6. podwozie;
7. jednostka obrotowa;
8. działający wiatrowskaz;
9. maszt;
10. zacisk do osłon.

• Figa. B, widok z góry:

1. wiatrowskaz ochronny;
2. działający wiatrowskaz;
3. regulator napięcia sprężyny ochronnej wiatrowskazu.

• Figa. G, odbierak prądu:

1. kolektor z miedzianymi szynami zbiorczymi o pierścieniu ciągłym;
2. sprężynowe szczotki miedziano-grafitowe.

Notatka: Ochrona przed huraganem dla poziomego ostrza o średnicy większej niż 1 m jest absolutnie konieczna, ponieważ nie jest w stanie stworzyć wokół siebie kokonu wirowego. Przy mniejszych rozmiarach możliwe jest osiągnięcie wytrzymałości wirnika do 30 m/s przy zastosowaniu łopatek polipropylenowych.

Gdzie więc się potykamy?

Ostrza

Należy spodziewać się osiągnięcia mocy na wale generatora przekraczającej 150-200 W na łopatach dowolnego rozmiaru wyciętych z grubościennych plastikowa rura, jak często się radzi, są nadziejami beznadziejnego amatora. Łopatka do rury (chyba, że ​​jest na tyle gruba, że ​​służy po prostu jako półfabrykat) będzie miała profil segmentowy, tj. jego górna lub obie powierzchnie będą łukami koła.

Profile segmentowe nadają się do mediów nieściśliwych, takich jak wodoloty czy łopaty śmigieł. Do gazów potrzebna jest łopatka o zmiennym profilu i skoku, np. patrz rys.; rozpiętość - 2 m. Będzie to produkt złożony i pracochłonny, wymagający żmudnych obliczeń w pełnej teorii, wdmuchnięcia rury i testów na pełną skalę.

Generator

Jeśli wirnik zostanie zamontowany bezpośrednio na jego wale, wkrótce pęknie standardowe łożysko - w wiatrakach nie ma równego obciążenia wszystkich łopat. Potrzebujesz wału pośredniego ze specjalnym łożyskiem podporowym i mechaniczną przekładnią z niego do generatora. W przypadku dużych wiatraków łożysko podporowe jest wahliwe, dwurzędowe; V najlepsze modele– trójpoziomowy, ryc. D na ryc. wyższy. Dzięki temu wał wirnika nie tylko lekko się wygina, ale także nieznacznie porusza się na boki lub w górę i w dół.

Notatka: Opracowanie łożyska podporowego dla APU typu EuroWind zajęło około 30 lat.

Awaryjny wiatrowskaz

Zasada jego działania pokazana jest na rys. B. Wiatr wzmagając się, wywiera nacisk na łopatę, sprężyna rozciąga się, wirnik wypacza się, jego prędkość spada, aż w końcu staje się równoległa do przepływu. Wszystko wydaje się być w porządku, ale na papierze było gładko...

W wietrzny dzień staraj się trzymać pokrywę kotła lub duży rondel za uchwyt równolegle do kierunku wiatru. Tylko uważaj – niespokojny kawałek żelaza może uderzyć Cię w twarz tak mocno, że złamie Ci nos, przetnie wargę, a nawet wybije oko.

Wiatr płaski występuje tylko w obliczeniach teoretycznych i z wystarczającą dokładnością do praktyki w tunelach aerodynamicznych. W rzeczywistości huragan niszczy wiatraki huraganową łopatą bardziej niż całkowicie bezbronne. Lepiej wymienić uszkodzone ostrza, niż robić wszystko od nowa. W instalacjach przemysłowych jest inaczej. Tam nachylenie łopatek, każdej z osobna, jest monitorowane i regulowane automatycznie pod kontrolą komputera pokładowego. I są wykonane z wytrzymałych kompozytów, a nie z rur wodociągowych.

Obecny kolektor

Jest to jednostka regularnie serwisowana. Każdy elektryk wie, że komutator ze szczotkami należy wyczyścić, nasmarować i wyregulować. A maszt jest z wodociąg. Jeśli nie możesz się wspiąć, raz na miesiąc lub dwa będziesz musiał rzucić cały wiatrak na ziemię, a następnie podnieść go ponownie. Jak długo wytrzyma z takiej „zapobiegania”?

Wideo: łopatkowy generator wiatrowy + panel słoneczny do zasilania daczy

Mini i mikro

Jednak w miarę zmniejszania się rozmiaru wiosła trudności zmniejszają się wraz z kwadratem średnicy koła. Istnieje już możliwość samodzielnego wyprodukowania APU z poziomymi łopatkami o mocy do 100 W. Optymalny byłby 6-łopatkowy. Przy większej liczbie łopatek średnica wirnika przeznaczonego na tę samą moc będzie mniejsza, ale trudno będzie je stabilnie przymocować do piasty. Nie trzeba brać pod uwagę rotorów mających mniej niż 6 łopatek: 2-łopatkowy rotor o mocy 100 W potrzebuje rotora o średnicy 6,34 m, a 4-łopatkowy o tej samej mocy potrzebuje 4,5 m. W przypadku 6-łopatkowego wirnika zależność moc-średnica wyraża się w następujący sposób:

• 10 W – 1,16 m.
• 20 W – 1,64 m.
• 30 W – 2 m.
• 40 W – 2,32 m.
• 50 W – 2,6 m.
• 60 W – 2,84 m.
• 70 W – 3,08 m.
• 80 W – 3,28 m.
• 90 W – 3,48 m.
• 100 W – 3,68 m.
• 300 W – 6,34 m.

Optymalnie byłoby liczyć na moc 10-20 W. Po pierwsze, plastikowe pióro o rozpiętości większej niż 0,8 m nie wytrzyma wiatru o prędkości większej niż 20 m/s bez dodatkowych zabezpieczeń. Po drugie, przy rozpiętości łopatek do tej samej 0,8 m, prędkość liniowa jej końców nie przekroczy prędkości wiatru więcej niż trzykrotnie, a wymagania dotyczące profilowania ze skrętem zostaną zmniejszone o rzędy wielkości; tu „rynna” z segmentowym profilem rury, poz. B na ryc. A 10-20 W zasili tablet, naładuje smartfon czy oświetli domową żarówkę.

Następnie wybierz generator. Chiński silnik jest idealny - piasta koła do rowerów elektrycznych, poz. 1 na ryc. Jego moc jako silnika wynosi 200-300 W, ale w trybie generatora da do około 100 W. Ale czy będzie nam odpowiadać pod względem szybkości?

Wskaźnik prędkości z dla 6 łopat wynosi 3. Wzór na obliczenie prędkości obrotowej pod obciążeniem to N = v/l*z*60, gdzie N to prędkość obrotowa, 1/min, v to prędkość wiatru, a l to obwód wirnika. Przy rozpiętości łopat 0,8 m i wietrze 5 m/s uzyskujemy 72 obr/min; przy 20 m/s – 288 obr./min. Koło roweru również obraca się z mniej więcej tą samą prędkością, więc pobierzemy nasze 10-20 W z generatora zdolnego wyprodukować 100. Wirnik można umieścić bezpośrednio na jego wale.

Ale tu pojawia się następujący problem: po wydaniu dużej ilości pracy i pieniędzy, przynajmniej na silnik, otrzymaliśmy… zabawkę! Co to jest 10-20, cóż, 50 W? Ale nie da się zrobić wiatraka, który byłby w stanie zasilić nawet telewizor w domu. Czy można kupić gotowy minigenerator wiatrowy i czy nie byłoby taniej? O ile to możliwe i jak najtaniej, patrz poz. 4 i 5. Poza tym będzie też mobilny. Połóż go na pniu i użyj.

Drugą opcją jest sytuacja, gdy gdzieś leży silnik krokowy ze starej 5- lub 8-calowej stacji dyskietek lub z napędu papieru lub karetki bezużytecznej drukarki atramentowej lub igłowej. Może pełnić funkcję generatora, a przymocowanie do niego wirnika karuzelowego z puszek (poz. 6) jest łatwiejsze niż złożenie konstrukcji takiej jak pokazana na poz. 3.

Ogólnie rzecz biorąc, wniosek dotyczący „ostrzy” jest jasny: domowe ostrza częściej służą do majsterkowania, ale nie do uzyskania rzeczywistej długoterminowej produkcji energii.

Wideo: najprostszy generator wiatrowy do oświetlenia daczy

Żaglówki

Żeglarski generator wiatrowy jest znany od dawna, ale miękkie panele na jego łopatach (patrz rysunek) zaczęto wytwarzać wraz z pojawieniem się wytrzymałych, odpornych na zużycie tkanin i folii syntetycznych. Wiatraki wielołopatowe ze sztywnymi żaglami rozpowszechniły się szeroko na całym świecie jako napęd automatycznych pomp wodnych małej mocy, ale ich parametry techniczne są nawet niższe niż karuzel.

Wydaje się jednak, że miękki żagiel przypominający skrzydło wiatraka nie był taki prosty. Nie chodzi tu o opór wiatru (producenci nie ograniczają maksymalnej dopuszczalnej prędkości wiatru): żeglarze żaglówkowi już wiedzą, że prawie niemożliwe jest, aby wiatr rozerwał panel żagla bermudzkiego. Najprawdopodobniej zostanie wyrwana blacha, maszt zostanie złamany lub cały statek wykona „przesadny obrót”. Chodzi o energię.

Niestety nie można znaleźć dokładnych danych testowych. Na podstawie opinii użytkowników udało się stworzyć „syntetyczne” zależności dla instalacji turbiny wiatrowej produkcji Taganrog-4.380/220.50 o średnicy koła wiatrowego 5 m, masie głowicy wiatrowej 160 kg i prędkości obrotowej do do 40 1/min; są one przedstawione na ryc.

Oczywiście nie ma gwarancji 100% niezawodności, ale jasne jest, że nie ma tu zapachu modelu z płaskim mechanizmem. Nie ma mowy, aby 5-metrowe koło przy płaskim wietrze o prędkości 3 m/s wytworzyło około 1 kW, przy prędkości 7 m/s osiągnęło plateau mocy, a następnie utrzymało ją aż do gwałtownej burzy. Producenci notabene podają, że nominalne 4 kW można uzyskać przy prędkości 3 m/s, ale przy montażu siłowym w oparciu o wyniki badań lokalnej aerologii.

Nie ma również teorii ilościowej; Wyjaśnienia twórców są niejasne. Ponieważ jednak ludzie kupują turbiny wiatrowe Taganrog i działają, możemy tylko przypuszczać, że deklarowana cyrkulacja stożkowa i efekt napędowy nie są fikcją. W każdym razie są one możliwe.

Wtedy okazuje się, że PRZED wirnikiem, zgodnie z zasadą zachowania pędu, powinien również powstać wir stożkowy, ale rozszerzający się i powolny. I taki lejek będzie kierował wiatr w stronę wirnika, to efektywna powierzchnia okaże się bardziej zamieciona, a KIJÓW będzie przesadnie zjednoczony.

Pomiary terenowe pola ciśnienia przed wirnikiem, nawet przy użyciu domowego aneroidu, mogłyby rzucić światło na tę kwestię. Jeśli okaże się, że jest wyższy niż po bokach, to rzeczywiście żaglowe APU działają jak muchy chrząszcze.

Domowy generator

Z tego, co powiedziano powyżej, jasne jest, że lepiej jest, gdy rzemieślnicy domowej roboty zajmą się pionami lub żaglówkami. Ale oba są bardzo powolne, a transmisja do szybkiego generatora to dodatkowa praca, dodatkowe koszty i straty. Czy można samodzielnie wykonać wydajny generator elektryczny o niskiej prędkości?

Tak, można, na magnesach wykonanych ze stopu niobu, tzw. supermagnesy. Proces produkcji głównych części pokazano na ryc. Cewki - każdy z 55 zwojów drutu miedzianego o średnicy 1 mm w izolacji emaliowanej o wysokiej wytrzymałości żaroodpornej, PEMM, PETV itp. Wysokość uzwojeń wynosi 9 mm.

Zwróć uwagę na rowki na klucze w połówkach wirnika. Należy je tak ustawić, aby magnesy (są przyklejone do rdzenia magnetycznego za pomocą żywicy epoksydowej lub akrylu) po złożeniu zbiegły się z przeciwległymi biegunami. „Naleśniki” (rdzenie magnetyczne) muszą być wykonane z miękkiego ferromagnesu magnetycznego; wystarczy zwykły stal konstrukcyjna. Grubość „naleśników” wynosi co najmniej 6 mm.

Ogólnie rzecz biorąc, lepiej kupić magnesy z otworem osiowym i dokręcić je śrubami; supermagnesy przyciągają się ze straszliwą siłą. Z tego samego powodu na wale pomiędzy „naleśnikami” umieszcza się cylindryczną przekładkę o wysokości 12 mm.

Uzwojenia tworzące sekcje stojana są połączone zgodnie ze schematami pokazanymi także na ryc. Lutowane końcówki nie powinny być rozciągane, ale powinny tworzyć pętle, w przeciwnym razie żywica epoksydowa, którą zostanie wypełniony stojan, może stwardnieć i uszkodzić przewody.

Stojan wlewa się do formy na grubość 10 mm. Nie ma potrzeby centrowania ani wyważania, stojan się nie obraca. Szczelina między wirnikiem a stojanem wynosi 1 mm z każdej strony. Stojan w obudowie generatora musi być bezpiecznie zabezpieczony nie tylko przed przemieszczeniem wzdłuż osi, ale także przed obrotem; silne pole magnetyczne z prądem w ładunku pociągnie go za sobą.

Wideo: generator wiatrowy DIY

Wniosek

I co w końcu mamy? Zainteresowanie „ostrzami ostrzy” tłumaczy się raczej ich spektakularnością wygląd niż rzeczywista wydajność w wersji domowej i przy małej mocy. Domowy APU karuzelowy zapewni moc „w trybie gotowości” do ładowania akumulatora samochodowego lub zasilania małego domu.

Ale z żeglarskimi APU warto poeksperymentować z rzemieślnikami z zacięciem twórczym, zwłaszcza w wersji mini, z kołem o średnicy 1-2 m. Jeśli założenia programistów okażą się prawidłowe, wówczas możliwe będzie usunięcie z tego całego 200-300 W, korzystając z opisanego powyżej chińskiego generatora silnikowego.

Andriej powiedział:

Dziękuję za darmową konsultację... A ceny „od firm” nie są specjalnie wygórowane, a myślę, że rzemieślnicy z buszu będą w stanie zrobić generatory podobne do Twoich.A akumulatory Li-po można zamówić z Chin, falowniki w Czelabińsku robią bardzo dobre (z gładkim sinusem), a żagle, łopaty czy wirniki to kolejny powód do lotu myśli naszych zręcznych Rosjan.

Iwan powiedział:

pytanie:
Dla wiatraków z osią pionową (pozycja 1) i opcją „Lenz” istnieje możliwość dodania dodatkowej części - wirnika skierowanego w stronę wiatru i zakrywającego go stroną nieużyteczną (w kierunku wiatru) . Oznacza to, że wiatr nie spowolni ostrza, ale ten „ekran”. Pozycjonowanie z wiatrem z „ogonem” umieszczonym za samym wiatrakiem, poniżej i powyżej łopat (grzbietów). Przeczytałem artykuł i zrodził się pomysł.

Klikając przycisk „Dodaj komentarz”, zgadzam się z witryną.

W kanałach i kanałach wentylacyjnych. Ale z biegiem czasu gruz może dostać się do kopalni, kanały mogą po prostu zatkać się kurzem, który ściśle przylega do ich ścian, zwłaszcza jeśli mają tłustą powłokę. Wszystko to zmniejsza średnicę kanałów powietrznych, co negatywnie wpływa na pracę całego systemu wentylacyjnego.

Dlatego wielu właścicieli domów instaluje na głowicach rur wentylacyjnych specjalne urządzenia zwane deflektorami.

Cechy urządzenia

instalowane w celu zwiększenia ciągu w kanałach, szybach i kanałach powietrznych. Urządzenie to odchylając strumienie powietrza wytwarzane przez wiatr, tworzy strefę niskiego ciśnienia na wylocie instalacji wentylacyjnej. Masy powietrza umieszczone w rurze, próbując zrekompensować podciśnienie, unoszą się do główki rury, zwiększając w ten sposób przyczepność.

Jest to opis zasady działania wszystkich deflektorów, których istnieje ogromna liczba konstrukcji. Wiele urządzeń nie tylko odchyla strumienie powietrza, ale także zwiększa prędkość ich przejścia nad głowicą rury wentylacyjnej poprzez zwężenie kanału, a tym samym znacznie zwiększa ciąg (zasada aerografu).

Właściwe zastosowanie deflektora pozwala zwiększyć wydajność całego systemu wentylacyjnego nawet o 20%, szczególnie przydaje się na kanałach wentylacyjnych o dużych przekrojach poziomych i łukach.

Dodatkowo deflektor na rurze wentylacyjnej doskonale zabezpiecza przed przedostawaniem się różnych zanieczyszczeń, małych ptaków, owadów, a co najważniejsze, opadów atmosferycznych. Zasadniczo materiał, z którego wykonane są te urządzenia, jest odporny na korozję. Jest to stal ocynkowana lub nierdzewna, ceramika lub tworzywo sztuczne.

Istniejące typy deflektorów

Obecnie istnieje ogromna liczba różnych konstrukcji takich urządzeń. Wśród nich najpopularniejsze modele to:

• – skuteczne i proste w konstrukcji urządzenie do przekierowywania wiatru.
• – również bardzo popularna konstrukcja deflektora.
• Urządzenie w kształcie litery H do skutecznego zwiększania ciągu wentylacyjnego i kominowego.

Ponadto są często używane różne projekty otwarte deflektory zarówno na głowicach przewodów wentylacyjnych, jak i kominowych.

Wszystkie odmiany modeli można sklasyfikować według pewnych charakterystycznych cech:

• W zależności od kształtu górnej części urządzenia.
• Obrotowy (obrotowy lub turbinowy).
• Deflektory-łopatki.

Oprócz tak powszechnego materiału jak metal, urządzenia te są wykonane z tworzywa sztucznego. Deflektor wentylacyjny z tworzywa sztucznego jest mniej trwały niż jego stalowy odpowiednik, ale ma niższy koszt i bardziej wyrafinowany wygląd.

Dlatego plastikowe urządzenia ozdabiają szyby wentylacyjne większości prywatnych domów. Ale oprócz żywotności ma jeszcze jedną poważną wadę. Nie znoszę plastiku wysokie temperatury dlatego nie zaleca się stosowania go na kominach.

Wiatrowskazy - zwykle montuje się deflektory kominy, ale nadają się również do systemów wentylacyjnych. Strumień powietrza przechodzący przez system wizjerów i szczelin w korpusie produktu zostaje przekierowany, dzięki czemu nad rurą powstaje strefa niskiego ciśnienia. Należy przypomnieć, że wiatrowskaz ma konstrukcję umożliwiającą ciągłe obracanie tego urządzenia stroną roboczą zwróconą w stronę wiatru.

Dzięki obrotowej konstrukcji nie tylko zwiększa ciąg w szybie wentylacyjnym, ale także skutecznie chroni go przed różnymi zanieczyszczeniami i owadami. Urządzenie to z reguły ma kulisty kształt, dlatego wyróżnia się spośród wszystkich oryginalnym designem.

Istnieje inny oryginalny typ deflektora wentylacyjnego - obrotowy, zwany także turbiną. Urządzenie to zamienia energię przepływającego powietrza na ruch obrotowy turbiny, która wprawia powietrze w ruch na zasadzie tornada, powodując w ten sposób wzrost ciągu w kanale powietrznym. Urządzenie to wykazuje doskonałe wyniki nawet w ciepłym sezonie, tworząc przeciąg w systemie wentylacyjnym.

Wykonanie prostego urządzenia własnymi rękami

Pomimo złożoności projektu każdy może wykonać deflektor własnymi rękami. Mistrz domu. Wystarczy po prostu mieć niezbędne narzędzia i materiały. Dla własnej roboty To urządzenie będzie potrzebować:

• Arkusz grubego papieru lub tektury.
• Blacha ocynkowana.
• Rysunek deflektora z obliczeniami dotyczącymi średnicy rury.
• Pistolet do nitowania.
• Nożyczki metalowe.
• Wiertarka z zestawem wierteł.
• Marker lub rysik.

Po przygotowaniu narzędzi, materiału i środków ochrony osobistej (okulary, rękawice) można przystąpić do wykonywania deflektora wentylacyjnego własnymi rękami.

1. Przede wszystkim należy przenieść kontury produktu z rysunku na metal. Muszą być skany wszystkich głównych części urządzenia: nasadki, dyfuzora, cylindra zewnętrznego, stojaków.
2. Następnie należy wyciąć wszystkie części urządzenia zgodnie z powstałym wzorem.
3. Połącz wszystkie części urządzenia zgodnie z rysunkiem lub szkicem za pomocą nitownicy.
4. Połącz dwie części deflektora za pomocą stojaków wyciętych z tego samego metalu.

Po wyprodukowaniu można zamontować deflektor na główce rury, ostrożnie zabezpieczając go zaciskami.

Rada:
Deflektor wytworzy dodatkowy ciąg w kanałach tylko wtedy, gdy wszystkie jego części zostaną wykonane na określone wymiary. Należy pamiętać, że montaż należy przeprowadzić podczas pracy na wysokości, dlatego lepiej zrobić to wspólnie i z ubezpieczeniem. Jeśli nie jesteś pewien swoich umiejętności, skontaktuj się ze specjalistami, którzy mają doświadczenie w produkcji i instalacji tych niezbędnych urządzeń.

Deflektory mocuje się na wylotach rur wentylacji grawitacyjnej nad dachami małych przedsiębiorstw, budynków użyteczności publicznej i budynków mieszkalnych. Wykorzystując napór wiatru deflektory stymulują ciąg w pionowych kanałach wentylacyjnych. Drugą ważną funkcją deflektorów jest ochrona przed przedostawaniem się deszczu i śniegu do szybów wentylacyjnych. Opracowano kilkadziesiąt modeli deflektorów wentylacyjnych, konstrukcję niektórych opisano poniżej. Najprostsze wersje deflektorów można wykonać własnymi rękami.

Urządzenie deflektora wentylacyjnego

Każdy typ owiewki wentylacyjnej zawiera standardowe elementy: 2 szyby, uchwyty do osłony i rurkę. Zewnętrzna szyba rozszerza się w dół, a dolna jest płaska. Cylindry ułożone są jeden na drugim, a nad górnym zamontowana jest pokrywa. W górnej części każdego cylindra znajdują się pierścieniowe zderzaki zmieniające kierunek przepływu powietrza w deflektorze wentylacyjnym dowolnej wielkości.

Zwalniaki montuje się w taki sposób, aby wiatr wiejący z ulicy powodował zasysanie przez przestrzenie pomiędzy pierścieniami i przyspieszał usuwanie gazów z wentylacji.

Konstrukcja owiewki wentylacyjnej jest taka, że ​​gdy wiatr skierowany jest od dołu, mechanizm działa gorzej: odbity od pokrywy kieruje się w stronę gazów wychodzących przez górny otwór. Wada ta występuje w większym lub mniejszym stopniu w każdym typie deflektorów wentylacyjnych. Aby go wyeliminować, pokrywka wykonana jest w kształcie 2 stożków, mocowanych za pomocą podstaw.

Gdy wiatr wieje z boku, powietrze wywiewane jest usuwane jednocześnie z góry i z dołu. Gdy wiatr wieje z góry, wypływ następuje z dołu.

Kolejnym urządzeniem do deflektora wentylacji są te same szyby, ale dach ma kształt parasola. To dach odgrywa tutaj ważną rolę w przekierowaniu przepływu wiatru.

Zasada działania deflektora wentylacyjnego

Zasada działania deflektora wentylacji wyciągowej jest bardzo prosta: wiatr uderza w jego obudowę, zostaje odcięty przez dyfuzor, ciśnienie w cylindrze spada, co oznacza wzrost ciągu w rurze wydechowej. Im większy opór powietrza wytwarza korpus deflektora, tym lepszy ciąg w kanałach wentylacyjnych. Uważa się, że lepiej sprawdzają się deflektory na rurach wentylacyjnych zamontowane nieco pod kątem. Skuteczność deflektora zależy od wysokości nad poziomem dachu, wielkości i kształtu obudowy.

W zimie deflektor wentylacyjny zamarza na rurach. W niektórych modelach z zamkniętą obudową szron nie jest widoczny z zewnątrz. Jednak gdy obszar przepływu jest otwarty, na zewnątrz dolnej szyby pojawia się lód i jest on natychmiast zauważalny.

Odpowiednio dobrany deflektor może zwiększyć współczynnik przydatna akcja wentylacja do 20%.

Najczęściej deflektory stosowane są w wentylacji wywiewnej z naturalnym ciągiem, czasem jednak wspomagają wentylację wymuszoną. Jeśli budynek znajduje się na terenach o rzadkich i słabych wiatrach, głównym zadaniem urządzenia jest zapobieganie zmniejszeniu lub „przewróceniu się” ciągu.

Rodzaje deflektorów

Wybierając deflektor wentylacyjny, możesz pomylić się z różnorodnością.

Najpopularniejszymi obecnie typami deflektorów wentylacyjnych są:

• TsAGI;
• Grigorowicz;
• „Shenard” w kształcie gwiazdy;
• ASTATO otwarte;
• kulisty „Wolper”;
• W kształcie litery H.

Plastikowe owiewki wentylacyjne są rzadko stosowane, ponieważ są krótkotrwałe i delikatne. Dopuszcza się montaż deflektorów plastikowych do wentylacji piwnic i parterów. Plastikowe deflektory powszechnie stosowane są wyłącznie jako akcesoria samochodowe.

Niektórzy konsumenci błędnie nazywają urządzenia dystrybucyjne wentylacją sufity podwieszane deflektory. Owiewki wentylacyjne montuje się wyłącznie na zakończeniach kanałów wyciągowych. Wentylację sufitów wywiewnych zapewniają nawiewniki i anemostaty, dzięki którym powietrze wnika równomiernie i w wymaganej ilości do pomieszczenia.

Deflektor ASTATO

Model obrotowego deflektora wentylacyjnego wykorzystującego ciąg mechaniczny i wiatrowy. Gdy siła wiatru jest wystarczająca, silnik zostaje wyłączony, a ASTATO działa na zasadzie deflektora wentylacji wyciągowej. Kiedy panuje spokój, uruchamiany jest silnik elektryczny, co w żaden sposób nie wpływa na aerodynamikę systemu wentylacyjnego, ale zapewnia wystarczającą próżnię (nie więcej niż 35 Pa).

Silnik elektryczny jest bardzo oszczędny, uruchamiany jest sygnałem z czujnika mierzącego ciśnienie na wylocie kanału wentylacyjnego. W zasadzie przez większą część roku nawiewnik pracuje na skutek ciągu wiatru. Urządzenie deflektora wentylacji ASTATO zawiera czujnik ciśnienia i przekaźnik czasowy, który automatycznie uruchamia i zatrzymuje silnik. W razie potrzeby można to zrobić ręcznie.

Deflektor statyczny z wentylatorem wyrzutowym

Częściowo obrotowy deflektor wentylacyjny to nowy produkt, który sprawdza się z dużym powodzeniem już od kilku lat. Na wylotach kanałów wentylacyjnych montowane są deflektory DS, tuż pod nimi znajdują się wentylatory niskociśnieniowe o obniżonej emisji hałasu. Wentylatory uruchamiane są poprzez czujnik ciśnienia. Szyba wykonana jest ze stali ocynkowanej z izolacją termiczną. Podłączone są do niego wyciszone kanały powietrzne i drenaż. Całość konstrukcji od dołu przykryta jest sufitem podwieszanym.

Deflektor-łopatka

Urządzenie należy do kategorii aktywnych owiewek wentylacyjnych. Obraca się pod wpływem poruszających się prądów powietrza. Obudowa i pokrywy obracają się dzięki modułowi łożyskowemu. Przemieszczając się pomiędzy daszkami, wiatr tworzy strefę niskiego ciśnienia. Zaletą tego typu owiewek wentylacyjnych jest możliwość „dopasowania się” do dowolnego kierunku wiatru i dobra ochrona komina przed wiatrem. Wadą obrotowego deflektora wentylacyjnego jest konieczność smarowania łożysk i monitorowania ich stanu. Przy silnych mrozach wiatrowskaz zamarza i nie spełnia dobrze swojej funkcji.

Turbina obrotowa

Przy spokojnej pogodzie deflektor turbo do wentylacji w postaci turbiny jest całkowicie bezużyteczny. Ponieważ turbiny obrotowe nie są tak powszechne, pomimo atrakcyjnego wyglądu. Instaluje się je tylko na obszarach o stabilnym wietrze. Kolejnym ograniczeniem jest to, że takiego deflektora turbo nie można stosować w kominach pieców na paliwo stałe, gdyż może ulec odkształceniu.

Deflektor wentylacyjny DIY

Najczęściej deflektor Grigorowicza jest wykonywany własnymi rękami w celu wentylacji. Urządzenie jest dość proste, a praca tego typu deflektora wentylacyjnego jest nieprzerwana.

Aby wykonać deflektor wentylacyjny Grigorowicza własnymi rękami, będziesz potrzebować:

• blacha ocynkowana lub ze stali nierdzewnej;
• nity, nakrętki, śruby, zacisk;
• wiertarka elektryczna;
• nożyczki metalowe;
• rysik;
• linijka;
• ołówek;
• kompas;
• kilka arkuszy tektury;
• nożyczki do papieru.

Krok 1. Obliczenie parametrów deflektora

Na tym etapie należy obliczyć wymiary deflektora wentylacyjnego i narysować schemat. Wszystkie wstępne obliczenia opierają się na średnicy kanału wentylacyjnego.

wys.=1,7 x gł,

Gdzie N– wysokość deflektora, D– średnica komina.

Z=1,8 x D,

Gdzie Z– szerokość czapki,

d=1,3 x D,

D– szerokość dyfuzora.

Tworzymy schemat elementów deflektora wentylacyjnego na tekturze, robimy to sami i wycinamy.

Jeżeli nie masz doświadczenia w wykonywaniu deflektorów, polecamy poćwiczyć na makiecie kartonowej.

Krok 2. Wykonanie deflektora

Za pomocą rysika śledzimy wzory na arkuszu metalu i za pomocą nożyczek uzyskujemy części przyszłego urządzenia. Części łączymy ze sobą za pomocą małych śrub, nitów lub spawania. Aby zamontować zaślepkę, wycinamy wsporniki w kształcie zakrzywionych pasków. Mocujemy je na zewnątrz dyfuzora i mocujemy odwrotny stożek do parasola. Wszystkie elementy są gotowe, teraz cały nawiewnik jest montowany bezpośrednio na kominie.

Krok 3. Montaż deflektora

Dolną szybę montujemy na rurze kominowej i mocujemy za pomocą śrub. Na wierzch kładziemy dyfuzor (górną szybę), zaciskamy go obejmą i mocujemy zaślepkę do wsporników. Praca nad samodzielnym wykonaniem deflektora wentylacyjnego kończy się montażem odwróconego stożka, który pomoże urządzeniu działać nawet przy niepożądanym kierunku wiatru.

Dobór deflektora wentylacyjnego

Każdy właściciel chce wybrać najskuteczniejszy deflektor do wentylacji.

Najlepsze modele deflektorów wentylacji wyciągowej to:

• TsAGI w kształcie dysku;
• model DS;
• ASTAT.

O działaniu deflektora w obliczeniach decydują dwa parametry:

• współczynnik próżni;
• lokalny współczynnik strat.

Współczynniki zależą wyłącznie od modelu, a nie od wielkości owiewki wentylacyjnej.

Na przykład dla DS współczynnik strat lokalnych wynosi 1,4.