Как сделать ротаметр своими руками
Ротаметр: подробно простым языком
Ротаметр — расходомер непрямого действия, который используется для измерения или получения показаний расхода потока жидкости, газа или пара. Он не измеряет расход движущейся среды непосредственно, т.е. на основе принципа положительного накопления. Вместо этого он измеряет некоторую физическую величину расхода движущейся среды и преобразует ее в соответствующий параметр расхода потока.
Схема ротаметра
Принцип работы ротаметра
Газообразная или жидкая среда поступает через входное отверстие в донной части ротаметра, движется вверх через колбу, а затем покидает прибор через выходное отверстие в верхней части. Результатом направленного вверх движения среды в конусообразной колбе является перемещение поплавка. Для того, чтобы поплавок перемещался в строго вертикальном направлении: вверх и вниз, монтаж ротаметра должен осуществляться в вертикальном исполнении. Для того, чтобы поплавок не выходил из колбы в верхней и донной ее частях устанавливаются стопорные устройства, такими устройствами могут быть пластмассовые или металлические фиксаторы. В качестве направляющего устройства для поплавка вдоль стенок внутри колбы проходят стеклянные или пластмассовые кромки, или ребра, которые предотвращают отклонение, переворачивание или заклинивание поплавка в колбе.
Обычно у ротаметра имеется шкала для снятия показаний о количестве движущейся среды. Шкала может быть выгравирована на самой колбе или же на какой-нибудь полоске, находящейся рядом с колбой. Шкала откалибрована в единицах измерения расхода потока, в кубических метрах, например. Фактическое показание изменяется в соответствии с изменением положения поплавка относительно шкалы.
Ротаметры со стеклянной или пластмассовой колбой
Обычно используются в системах с низким давлением и невысокими температурными параметрами. Ротаметры со стеклянной колбой также используются для измерения кислотных и щелочных (едких) жидкостей, поскольку стекло устойчиво к таким веществам, не поддается их коррозийному действию. Их основными конструктивными деталями являются: прозрачная, конической формы колба из стекла или пластмассы и поплавок. Для того, чтобы можно было снимать показания с ротаметра, необходимо, чтобы поплавок был виден, поэтому ротаметры со стеклянными или пластмассовыми колбами используются только для измерения параметров достаточно прозрачной среды, движущейся по трубопроводу.
Ротаметр со стеклянным корпусом
Магнитные ротаметры (с металлическим корпусом)
Успешно используется там, где нельзя применить ротаметры с колбой из стекла или пластмассы. Например, их можно использовать для измерений расхода потока темных жидкостей, в которых невозможно увидеть поплавок, таких как: чернильная паста или красители. Ротаметры с металлическим корпусом используются также в системах с высоким давлением и температурой, поскольку металл прочнее стекла или пластмассы.
Работает он также, как и ротаметр со стеклянной или пластмассовой колбой, за исключением того, что у ротаметра с металлической колбой для получения показаний о высоте поплавка имеется специальный механизм.
Ротаметр с металлическим корпусом
Самодельный расходомер для автомобиля
Привет! Расскажу вам о своей попытке сделать бортовой расходомер на основе Arduino Nano. Это моё второе изделие из ардуинки, первым был шагающий паучок. После экспериментов с лампочками и сервоприводами хотелось сделать что-нибудь более полезное.
Конечно, можно было купить готовое изделие, может, даже за меньшую цену (хотя за меньшую я не находил). Но это было неинтересно, и оно могло не иметь тех функций, которые мне хотелось иметь. К тому же, хобби, как и спорт, редко оправдывает затраты в материальной форме.
Прежде, чем рассказать о процессе, покажу картинку, как это выглядит сейчас. Программа пока в стадии дебага, поэтому контроллер висит на проводах в салоне, а дисплей прилеплен на двухсторонний скотч ) В дальнейшем это будет установлено по-человечески.
Прибор вычисляет и отображает на дисплейчике километровый расход топлива: на нижней строке мгновенный, на верхней — средний за последний километр.
Мысль сделать эту штуку мне пришла давно, но этому мешала нехватка информации о том, что и как устроено в моей машине. Она у меня достаточно старая — Corolla E11 с двигателем 4A-FE. О двигателе мне было известно, что он инжекторный и что форсунки имеют более-менее постоянную производительность, на что рассчитывает и собственный блок управления. Поэтому основная идея измерения расхода — измерение суммарной длительности открытия форсунок.
ЭБУ, как подсказал хороший человек и как потом подтвердила инструкция, управляет форсункой следующим образом: плюс на неё подаётся всегда, а минус открывается и закрывается в зависимости от пожеланий ЭБУ. Стало быть, если подключиться к минусовому проводу форсунки, то можно отслеживать момент её открытия, измеряя потенциал: когда ЭБУ замыкает форсунку на массу, 14 вольт падают до нуля. Эта простая мысль меня посетила далеко не сразу, т. к. мои познания в электронике ограничены школьным курсом физики и законом Ома. Далее потребовалось превратить +14В в +5В, которые можно подавать на логический вход контроллера. Тут я каким-то образом допёр до известной всем электронщикам схемы шунтирования, но перед этим пришлось изучить мануалы и убедиться, что сопротивление форсунки пренебрежительно мало, а сопротивление логического входа почти бесконечно.
Чтобы вычислить километровый расход, необходимо было получить данные с датчика скорости. С ним оказалось всё проще, т. к. он выдаёт ступеньки 0… +5В, чем больше ступенек, тем больше пробег. Эти ступеньки пошли сразу на логический вход без преобразований.
Очень хотелось выводить данные на ЖК-дисплей. Я рассматривал разные варианты и остановился на текстовом дисплее МЭЛТ за 234 рубля на основе микроконтроллера Hitachi HD44780, с которым ардуино умеет работать с рождения.
После долгих и мучительных размышлений была составлена вот такая схема:
Помимо резисторов, понижающих напряжение с форсунки, здесь присутствуют стабилизатор напряжения, дабы запитать контроллер от бортовой сети, а также по советам деда и хорошего друга добавлены конденсаторы, дабы сгладить возможные пики напряжения, и по резистору «на всякий случай» для каждого логического входа. И да, я решил подавать сигналы с форсунки и датчика на аналоговые входы, о чём впоследствии нисколько не пожалел, т. к. в цифровом режиме аналоговые входы не хотели понимать разницу между закрытой и открытой форсункой, а в аналоговом очень чётко показывали разный уровень напряжения. Возможно, это недоработка моей схемы, но всё делалось впервые, вслепую и без тестирования на макете, в общем, наобум.
Вслед за схемой я накидал разметку печатной платы (да, я сразу ломанулся печатать, т. к. возиться с копной проводов на монтажной плате не очень хотелось):
Плату травил в первый раз и с некоторыми нарушениями технологии, поэтому результат вышел так себе. Но после лужения всё пришло в порядок. Травил методом лазерного утюга, учился по хорошо известным роликам на easyelectronics. После травления плата получилась вот такая:
Чтобы припаять на плату элементы, пришлось изрядно её продырявить. Мне не хотелось покупать дорогую дрель типа Dremel или подобной, и чтобы сэкономить пару тысяч рублей, я сколхозил микродрель из моторчика и цангового зажима, которые были куплены в радиомагазине неподалёку:
После сверления дырок, лужения и пайки плата стала выглядеть вот так:
И с лицевой стороны:
Тут я по глупости припаял лишний стабилизатор, который впоследствии был заменён на резистор.
После того, как изделие было готово, я приступил к тестированию в боевых условиях, т. е. прямо на машине. Для этого по моей просьбе провода от форсунки и датчика были выведены в салон. Для микроконтроллера я написал тестовую программу, которая писала в COM-порт сырые данные — число импульсов с датчика скорости и милисекунды, в течение которых была открыта форсунка. Посидев в машине с ноутбуком и увидев, что данные соответствуют действительности, я несказанно обрадовался и пошёл домой писать рабочую версию программы.
После двух-трёх сеансов тестирования программа стала показывать годные данные. Поначалу я вычислял средний расход по временному интервалу (5-10 минут), что вызвало интересный эффект: после пяти минут стояния на светофоре (даже не пробка, а лёгкое подобие) километровый расход подскакивал до запредельных величин в 50-100 литров на 100 км. Я поначалу недоумевал, а потом понял, что это обычное дело, т. к. расход километровый, а усредняю я по времени: часики тикают, бензин льётся, а машина стоит. После этого мне пришла в голову светлая идея усреднять по пробегу: в текущей версии программа вычисляет, сколько бензина было израсходовано за последний километр, и показывает, сколько литров уйдёт, если проехать 100 км в таком же темпе. «Моментальный» же расход вычисляется как средний за последнюю секунду и каждую секунду обновляется.
Исходный код (если кому интересно) я выложил на PasteBin. Тут ещё найдётся что доработать, хотя бы сам стиль программы, т. к. она писалась довольно спонтанно.
Как сделать ротаметр своими руками
В настоящее время большинство владельцев жилых помещений предпочитают использовать в качестве отопления тёплые водяные полы. Эффективность работы данной конструкции зависит от грамотного расхода теплоносителя.
Обеспечить контроль за расходованием воды в трубопроводе и произвести точную настройку системы позволит регулировка расходомера коллектора теплого пола.
Данное устройство способно облегчить балансировочный процесс и рационально распределять жидкость по греющим контурам, тем самым создавая равномерный обогрев всех помещений.
Нужен расходомер или нет?
Расходомер — прибор, предназначенный для корректировки работы нагревательного пола, который чаще используется в многоконтурных водяных конструкциях. Без него, сложно добиться надлежащего обогрева помещения. Произвести регулировку в ручном режиме коллектор тёплого пола очень сложно.
Проведение настройки контуров тёплого пола по расходомерам — нормирование потоков жидкости по змеевикам. Ведь в зависимости от размера ветки, требуется разное её количество, которое двигаясь по петле, остывало бы строго по расчётному показателю.
В конструкции без расходомера:
К сведению! Мнение, что возможно определить оптимальный расход воды, отталкиваясь от производительности циркуляционного насоса — ошибочно.
Так как, во-первых, сложно точно вычислить длину змеевика, а во-вторых нарушается правило при выборе параметров оборудования — отталкиваться от потребностей устройства, а не наоборот. Кроме того, расчёт данным способом приведёт к тому, что объём жидкости в контурах будет отличаться от расчётного показателя.
Устройство расходомера
Ротаметр — механический прибор, корпус которого изготовлен из пластика или латуни. Он имеет полипропиленовый поплавок размещённый внутри. Сверху корпус оснащён прозрачной колбой со шкалой. Такое устройство ещё называется поплавковым ротаметром.
К сведению! Чаще в напольном отоплении используется ротаметр из пластика.
Рекомендовано устанавливать смесительный узел с расходомерами, и с терморегулятором на обратке. Данное устройство способно снабжать каждую петлю требуемым количеством теплоносителя, а клапаны на выходе будут открываться, и закрываться по мере остывания воды.
Следует сказать, что водомеры встречаются нескольких видов:
Принцип работы и функциональность
Главная функция расходомера — обеспечить регулировку теплоносителя по контурам. Присутствие ротаметров позволяет:
К сведению! Потребность обустраивать коллекторную группу расходомерами при сооружении тёплых полов особенно остро встаёт в доме, где помещения имеют разную площадь.
Чем комната больше, тем степень обогрева ниже. Тем самым, достичь равномерный прогрев без данного приспособления очень сложно.
Принцип работы расходомеров в коллекторе тёплых полов довольно прост. Теплоноситель, передвигаясь в контуре, приводит в движение поплавок, вследствие чего он начинает перемещаться. С учётом его местонахождения, на шкале, нанесённой на колбе, определяется количество воды в змеевике.
Водомер функционирует автономно, не нужен дополнительный источник питания. А наличие смесителя с таким прибором, значительно упростит полный контроль над конструкцией, при этом монтаж устройства и его обслуживание несложные.
Критерии выбора
Во многом, на правильность функционирования системы, а тем самым, и на комфорт в помещении, влияет модель расходомера. Поэтому, к её выбору следует подходить очень серьёзно.
Покупая ротаметр для тёплого пола необходимо обращать внимание на:
В магазинах огромный выбор данных приборов, поэтому придерживаясь этих советов, вы сможете приобрести качественное изделие.
Как правильно установить расходомер
По рекомендации производителя, расходомер монтируется на обратку коллектора, хотя возможна установка на подачу.
Главное требование при монтаже ротаметра — вертикальное размещение. Такое положение позволит правильно вычислять уровень воды. Следовательно, гребёнку нужно располагать строго по горизонтали. Точность установки можно определить при помощи отвеса или уровня.
Так как, устройство — коллектор плюс ротаметр, должно работать автоматически, то требуется дополнительное подключение термодатчика. Такая схема полностью или частично перекрывает поступление теплоносителя к петлям при достижении требуемого градуса нагрева.
Монтаж коллектора своими руками: схема подключения и настройка, виды и принцип работы.
Сам процесс монтажа расходомера заключается в следующем:
К сведению! В дополнительном утеплении данное соединение не нуждается.
После данных действий обязательно нужно проверить всю систему на работоспособность.
Регулировка коллектора теплого пола с расходомерами и его корректировка
Убедившись в функционировании конструкции, у многих возникает вопрос — как правильно регулировать тёплый пол расходомерами? Процесс несложный, ведь использование ротаметров существенно облегчает процедуру.
При ручной настройке работа достаточно трудоёмкая, так как корректировка осуществляется при помощи обычного крана — термоголовки, которая устанавливается на обратке и подаче.
Данный способ значительно уменьшает расходы на монтаж конструкции, но время на такую регулировку потребуется много. Кроме того, и точность настройки при ручной балансировке страдает, ведь определять температуру придется, отталкиваясь от личных ощущениях.
Наиболее удобным методом считается проведение регулировочных работ расходомерами, установленными на входе в змеевик. В каждой комнате следует провести отдельную регулировку, при этом учитывается уровень нагрева жидкости и гидравлическое сопротивление.
Всё что необходимо будет делать в последствии, это производить контроль за разницей показателей между контурами, они не должны превышать 0,3 — 0,5 л.
Пред тем как настраивать тёплый пол на коллекторе расходомерами, необходимо понимать — зачем это надо. Задача балансировки — установить потребность каждого ответвления и общий баланс расходов.
Кроме того, правильность настройки расходомеров на коллекторе влияет на качество напольного покрытия при эксплуатации — ведь оно не должно перегреваться. Более высокая температура приведёт к порче напольного изделия, и потребуется его замена.
Принцип действия напольного греющего отопления отличается от других обогревающих устройств. Особенность заключается в разнице температур воды, если в радиаторах циркулирует жидкость, нагретая до 80 градусов, то в тёплом полу 40, при этом поверхность прогревается до 22 градусов.
К сведению! Существует мнение, что тёплая напольная система не нуждается в балансировке, а расход воды в петлях регулируется самостоятельно, при помощи автоматических приборов — термостатов и контролёров, но это неправильное рассуждение.
Регулировочный процесс
Как уже говорилось выше, надо проводить отдельную регулировку каждого контура, с учётом укладочной схемы трубопровода. Ведь объём теплоносителя для каждого змеевика требуется различный, и зависит от его длины.
Определяется данный показатель по формуле — тепловая нагрузка берётся в соотношении к теплоёмкости воды, и к разнице температур на входе и выходе. Перед процедурой надо провести проверку установленного контура на наличие протечек, так как они исказят показатели при регулировке.
Для этого, трубопровод следует заполнить водой и спустить воздух, то есть открыть расходомеры, трёхходовой клапан, воздухоотводчик, и запорные вентили на подаче и обратке.
Данная процедура сопровождается свистящим звуком, когда он прекратится, это говорит о полном выходе воздуха. После чего, все вентиля закрываются кроме одного на подаче, и проводится поочерёдно опрессовка каждого контура.
Затем, можно переходить к регулированию расходомеров тёплого пола, процедура заключается в следующем:
К сведению! Далее, относительно него будет устанавливаться расход в других змеевиках.
После того как расходомеры настроены, включается циркуляционный насос на распределительном узле. В трубопровод начнёт поступать горячая вода, которая будет вытеснять холодную, эта процедура займёт часа 3.
К сведению! Перед запуском пола в работу, на расходомерах следует выставлять максимальные показатели, обычно они разные для каждой ветки, в последствие их необходимо корректировать, чтоб обогрев был равномерный.
Стоит сказать, что процесс регулировки системы с ротаметром зависит от его модели. Если расходомер без встроенного клапана, то необходим дополнительный запорный элемент, который способствует установке положения «открыто». При этом балансировочный процесс происходит при функционирующем приборе.
Если, в наличии комбинированный тип устройства, то рекомендовано провести предварительную регулировку, путём поворота встроенного вентиля на полную мощность.
Применение расходомера для теплого пола
Теплые водяные полы должны обогревать с правильной равномерностью, то есть вода в контурах должна распределяться соответственно потребностям для каждого помещения. Такой эффективный расход тепла в трубах коллектора жидкостного напольного отопления позволит сэкономить и одновременно достичь требуемого уровня повышения температуры под параметры конкретной комнаты. Именно расходомер (он же ротаметр, водомер) регулирует описанные аспекты функционирования обогреваемых жидкостью полов, а также обеспечивает весь контроль, мониторинг и регулировку расхода воды. Опишем принцип работы аппарата, его конструкцию, как произвести балансировку и настройку.
Способы балансировки теплых полов
Для многоконтурного напольного отопления установка баланса работы сегментов является процедурой обязательной для нормального функционирования.
Контуров (веток) может быть много, не только по одному для отдельной комнаты, но и несколько для разных сегментов больших помещений.
На первом фото ниже система совмещает расходомеры с разными по типоразмеру элементами управления (с настроечными кольцами и с вентилями):
Уравновешивание контуров водяного напольного отопления осуществляется такими способами:
Именно метод установки баланса контуров расходомерами предпочтительный, даже когда максимально выполненный первый пункт списка выше. Группа балансировки может состоять и из одних водомеров.
Значение расходомера в конструкции водяного пола
Теплый водяной пол — это замкнутая система со своим источником нагрева, чаще всего с котлами газовыми, или электро-, реже с твердо- и жидкотопливными. За энергоноситель платит пользователь, поэтому экономия важна во всех случаях, а наиболее, для первых двух указанных нами агрегатов.
Если контуры во всех комнатах с одинаковым потреблением независимо от своих параметров, то будет возникать перерасход ресурса, создастся некомфортный уровень обогрева, так как каждое помещение имеет свои потребности.
По описанным выше причинам водяные отопительные полы снабжаются узлом балансировки — коллектором (там смешивается обратка) с гребенкой с водомерами, упрощающими настройку работы, то есть уровня интенсивности потоков для змеевиков.
Эффективность зависит от грамотного планирования затрат ресурса. Расходомер — узел, корректирующий работу обогреваемого нагретой жидкостью пола, для многоконтурных конструкций он почти обязательный, подразумевается по умолчанию. Система может функционировать и без рассматриваемой составляющей на коллекторе теплого пола. Сбалансировать можно и вручную, но такая процедура будет чрезвычайно сложной, затратной по времени, усилиям, не всегда итог будет точным, таким как ожидалось.
Задачи ротаметров водяного напольного отопления
Цели расходомеров водяного напольного отопления следующие:
Расходомер — доступный, стандартный, в большинстве случаев подразумеваемый по умолчанию настраиваемый элемент напольного обогрева. Водомер вместе со смешивающим узлом это фактически блок управления всего оснащения.
Коллектор и расходомер, элементы оборудования
Ротаметр — это измерительный прибор, показывающий затраты теплоносителя, сколько его проходит через точку подсоединения за единицу времени.
Теплый пол с жидкостной системой состоит из следующих составляющих:
Как видим, ротаметр устанавливается именно на коллекторе, и это логично, учитывая описанную нами выше схему, поскольку там возникает смешивание воды от котла и обратки, происходит ее распределение.
Пример температурной схемы:
Минусы теплого пола без ротаметра
Расходомер для коллектора теплого пола регулирует t° опосредствованно — через нормирование потоков жидкости на змеевиках. В зависимости от габаритов ветки необходимо разное количество теплоносителя, остывающего при движении четко по расчету.
Если обогревается одна маленькая комната, то настройка расходомеров и сами они могут быть не затребованными. Без устройства можно обойтись, а регулировку осуществить простым прикрытием крана подводки или настройкой помпы. Но если объект с несколькими контурами, такая ручная регулировка будет крайне неудобной, не сможет обеспечить установку значений отдельно для каждого змеевика, кроме того, невозможно будет отследить потребление. Водомером балансировку можно сделать простым поворотом его регулировочной гайки, а уровень потребления тут же будет виден на прозрачной колбе.
Недостатки, если коллектор теплого пола без ротаметра:
Ошибочно считать, что оптимального расходования для нескольких контуров можно достичь настройкой производительности циркуляционной помпы и не оснащать пол расходомерами, поскольку точно исчислить длину трубок сложно. Такой расчет приведет к тому, что объем ресурса на змеевиках будет отличаться от исчисленного показателя. А также при этом нарушается принцип выбора оборудования: отталкиваться надо от потребностей пользователя, а не от параметров прибора.
Конструкция водомера
Конструкция ротаметра механическая, материал — пластик или/и металл (латунь). Верхний сегмент измерительно-регулировочных моделей имеет прозрачную трубку с градуировкой.
Внутри находится поплавок, поэтому прибор именуют «поплавковым». Данный элемент закрепленный на штоке, подпирается пружиной (расход меняет давление, сжимает/разжимает ее). Снизу внутри присутствует клапан, связанный с описанными элементами, который соответственно их положению изменяет поток жидкости.
Где устанавливается
Ротаметры со смесительным узлом, терморегуляторами теплого водяного пола монтируются на входе или обратке. Конструкция снабжает каждую петлю нужным объемом ресурса, выходные клапаны будут отпираться/закрываться по мере его остывания.
Конструкция разных моделей комбинированного типа измерительно-регулировочных поплавковых водомеров почти не отличается:
Типы водомеров по функциональности для коллектора отопительного пола:
Для напольного обогрева чаще всего используют первый и второй типы поплавковых ротаметров.
Как функционирует водомер коллектора отопительного пола
Опишем, как работает расходомер. Функциональность прибора обеспечивает его часть с клапаном, она оснащается регулирующими кольцами или вентилем. При перемещении этих элементов управления суживается просвет трубы, соответственно, поток слабеет/усиливается, температура на контуре меняется, одновременно подвигается поплавок внутри прозрачной колбы, показывая выставленное значение. Таким образом производится уравновешивание тепловой мощности змеевиков с разным гидродинамическим сопротивлением. Есть модели с клапаном, устанавливаемым отдельно, принцип работы аналогичный, просто элементы разнесены.
Итак, в поплавковом ротаметре, а именно такие приборы используются для половых водяных систем обогрева, есть пластиковая прозрачная колба с поплавком-указателем, показывающим интенсивность циркуляции. Жидкость внутрь поступает постоянно, топит указанный элемент (его можно назвать «вечно всплывающим»), который пытается вернуть на место пружина, чем мощнее поток, тем сильнее он притапливается.
Монтаж ротаметра
Рассмотрим, как правильно установить чаще всего применяемый тип водомера — комбинированного с интегрированным в него клапаном. Прибор ставят строго вертикально: он просто вкручивается в посадочное место, на гребенку коллектора на подаче или обратке. Вариант прописывается в техдокументации и зависит от направления жидкости внутри. Коллектор уже стандартно имеет гнезда под резьбу ротаметров, часто продается уже с ними в сборе или в комплекте.
Дополнительные уплотняющие материалы не требуются, но если появилась течь, их можно применить. Стандартное изделие имеет накидную фиксирующую гайку и полипропиленовый уплотнитель-кольцо.
Традиционный внешний вид схемы узла такой: водомеры с вентилями на подающем сегменте, термостаты — на обратном (может быть наоборот).
На гребенке коллекторов многоконтурного оснащения есть посадочные места на каждый сегмент, то есть применяется большее количество водомеров, на каждый змеевик, который требуется настроить. Прибор фиксируется накидной гайкой, могут быть иные варианты крепления.
Если на насосно-смесительной части установлены термостаты, то также осуществляется регулировка дополнительная к водомерам: при достижении водой определенной t° на обратке коллектора активируется клапан, меняя зазор для хода воды.
Шкала колбы ротаметра показывает расход, она заполненная водой, уровень которой меняется в зависимости от интенсивности потребления. Там же есть поплавок, который и останавливается напротив соответствующего деления. Водомер сразу покажет значение, балансировка произведется на нем несколькими простыми движениями.
Отрегулировать теплый контур пола корректно можно, только если уровень жидкости в прозрачной мерной емкости со шкалой строго горизонтальный. Нужно особо следить, чтобы сам прибор был установлен ровно вертикально. Для этого установить коллектор с посадочными местами надо ровно с проверкой отвесом, пузырьковым, уровнем. Впрочем, если положение узла имеет отклонения, то система будет нормально работать, но при регулировке надо будет учитывать погрешности.
Регулировка ротаметра поэтапно
Процедуру уместно назвать балансировкой теплого пола, так как котел имеет ограниченные возможности и целью является создать наиболее эффективный баланс распределения его ресурса между контурами отопления.
Суть простая: каждый ротаметр перекрывает поступление воды по принципу обычного крана, чем меньший поток он создает, перекрывая своим клапаном вход жидкости на контур, тем меньшая температура, и наоборот. Суть регулировки элементарная — ограничение напора, объема поступающего теплоносителя.
Регулировка расходомеров теплого пола, процедура их установки на коллектор отапливаемого водяного пола почти всегда прописывается в инструкции изделия.
Рассмотрим монтаж и как отрегулировать (произвести балансировку) для распространенного типоразмера поплавкового расходомера с двумя шайбами-кольцами для регулирования внизу на корпусе:
Настраивать надо плавно, так как уменьшение потока на одном приборе повышает его интенсивность на других контурах. Юстировка, то есть выставленный напор, будет обозначаться местом указателя напротив градаций шкалы.
Для моделей ротаметров без интегрированного вентиля с сегментом со шкалой оборотов надо устанавливать такой клапан отдельно. При балансировке теплого пола с расходомерами данного типа эти затворы переводят на полностью открытое состояние, а дальше запускают систему и юстировка выполняется их регулировкой. То есть в своей основе процесс подобный описанному.
Особенности расходомеров коллектора
Характеристики технических сторон ротаметров для теплых полов:
Важной особенностью является то, что расходомер устанавливается вместе с коллектором — эти два узла взаимосвязанные, именно ими контролируют, эффективно и просто настраивают, балансируют водяной отапливаемой пол.
Расчет
Рассчитать, какая температура нагрева потребуется для отопления конкретного помещения можно только экспериментальным путем, то есть пользователь должен испробовать несколько настроек, анализируя время достижения комфортной среды в комнате, уровень температуры там. Благо, с ротаметром это осуществить намного проще, чем возиться вручную с клапанами подводки, помпой.
Нет фиксированных значений для помещений, данный нюанс обусловлен тем, что на удержание тепла в комнате влияет множество факторов: теплоизоляция, площадь, протяженность змеевика и подобное.
На комбинированных моделях можно сделать преднастройку (обычно так и делают) по количеству оборотов вентиля – каждый полный виток уменьшает/увеличивает просвет на фиксированное значение. Можно воспользоваться следующим способом:
Как мы уже отметили, для одной-двух комнат или одинаковых по своим параметрам помещений коллекторная группа с расходомерами желательная, но не так значима, как для домов, квартир, где отапливается несколько зон с разными размерами.
При равном расходе теплоносителя для контуров большой и маленькой комнаты, достижение нужной температуры в них будет разным. Чем больше площадь, ниже качество теплоизоляции, тем уровень обогрева будет ниже. Соответственно, для значительных по размеру помещений потребуется более интенсивный и значительный поток. И, наоборот, в меньшем объекте нужно установить расход ниже, иначе в нем будет жарко. Но и тут есть нюанс, если в нем плохая теплоизоляция, то значения могут сравняться.
Как видим, на расчет влияет множество факторов, комфортный режим зависит даже от поры года. Регулировка также называется балансировкой, так как распределяется ограниченный ресурс от котла, изменение на одном змеевике влияет на другие. Настройка может производиться часто, поэтому простота, обеспечиваемая расходомерами, крайне затребована.
Приведем пример. Внутри дома устанавливается напольная система водяного отопления для ванной и иной комнаты, например, для гостиной. Без ротаметра газовый котел будет нагревать жидкость для указанных помещений одинаково, установится один температурный режим. Для гостиной он может быть комфортным, но в ванной будет жарко.
Для отопления первой требуется больше нагретой воды из котла, для маленького санузла меньше. Быстро, комфортно привести температуру каждой комнаты к одинаковому уровню или установить его разным, но комфортным, учитывая особенности помещения, позволит водомер.
Также при балансировке важно обращать внимание на протяженность трубок контура независимо от его конфигурации.
Отметим еще некоторые достоинства расходомеров, аппарат позволит:
Как выбрать
Коллектор для теплого пола часто продается уже готовым под сборку, комплект может быть без ротаметров, но обычно всегда для каждого варианта такого изделия в техдокументации прописываются рекомендованные расходомеры.
Некоторые советы как правильно выбрать ротаметр:
Конечно же, если есть много контуров желательно покупать на каждый водомер, так как изменение потока на одной ветви меняет его на всех остальных, это позволит рациональнее использовать возможности котла. Гребенка будет представлять собой своеобразный блок управления с торчащими ротаметрами, с различными положениями поплавков-указателей внутри колб.
Видео по теме
Генератор водорода для системы отопления: собираем действующую установку своими руками
Давно уже прошли те времена, когда загородный дом можно было обогреть лишь одним способом — сжигая в печке дрова или уголь. Современные отопительные приборы используют различные виды топлива и при этом автоматически поддерживают комфортную температуру в наших жилищах. Природный газ, дизель или мазут, электричество, гелио- и геотермальное тепло — вот неполный список альтернативных вариантов. Казалось бы — живи и радуйся, да вот только постоянный рост цен на топливо и оборудование вынуждает продолжать поиски дешёвых способов отопления. А вместе с тем неиссякаемый источник энергии — водород, буквально лежит у нас под ногами. И сегодня мы поговорим о том, как использовать в качестве горючего обычную воду, собрав генератор водорода своими руками.
Устройство и принцип работы генератора водорода
Заводской генератор водорода представляет собой внушительный агрегат
Использовать водород в качестве топлива для обогрева загородного дома выгодно не только по причине высокой теплотворной способности, но и потому, что в процессе его сжигания не выделяется вредных веществ. Как все помнят из школьного курса химии, при окислении двух атомов водорода (химическая формула H2 – Hidrogenium) одним атомом кислорода, образуется молекула воды. При этом выделяется в три раза больше тепла, чем при сгорании природного газа. Можно сказать, что равных водороду среди других источников энергии нет, поскольку его запасы на Земле неисчерпаемы — мировой океан на 2/3 состоит из химического элемента H2, да и во всей Вселенной этот газ наряду с гелием является главным «строительным материалом». Вот только одна проблема — для получения чистого H2 надо расщепить воду на составляющие части, а сделать это непросто. Учёные долгие годы искали способ извлечения водорода и остановились на электролизе.
Схема работы лабораторного электролизёра
Этот способ получения летучего газа заключается в том, что в воду на небольшом расстоянии друг от друга помещаются две металлические пластины, подключённые к источнику высокого напряжения. При подаче питания высокий электрический потенциал буквально разрывает молекулу воды на составляющие, высвобождая два атома водорода (HH) и один — кислорода (O). Выделяющийся газ назвали в честь физика Ю. Брауна. Его формула — HHO, а теплотворная способность — 121 МДж/кг. Газ Брауна горит открытым пламенем и не образует никаких вредных веществ. Главное достоинство этого вещества в том, что для его использования подойдёт обычный котёл, работающий на пропане или метане. Заметим только, что водород в соединении с кислородом образует гремучую смесь, поэтому потребуются дополнительные меры предосторожности.
Схема установки для получения газа Брауна
Генератор, предназначенный для получения газа Брауна в больших количествах, содержит несколько ячеек, каждая из которых вмещает в себя множество пар пластин-электродов. Они установлены в герметичной ёмкости, которая оборудована выходным патрубком для газа, клеммами для подключения питания и горловиной для заливки воды. Кроме того, установка оборудуется защитным клапаном и водяным затвором. Благодаря им устраняется возможность распространения обратного пламени. Водород горит только на выходе из горелки, а не воспламеняется во все стороны. Многократное увеличение полезной площади установки позволяет извлекать горючее вещество в количествах, достаточных для различных целей, включая обогрев жилых помещений. Вот только делать это, используя традиционный электролизёр, будет нерентабельно. Проще говоря, если потраченное на добычу водорода электричество напрямую использовать для отопления дома, то это будет намного выгоднее, чем топить котёл водородом.
Водородная топливная ячейка Стенли Мейера
Выход из сложившейся ситуации нашёл американский учёный Стенли Мейер. Его установка использовала не мощный электрический потенциал, а токи определённой частоты. Изобретение великого физика состояло в том, что молекула воды раскачивалась в такт изменяющимся электрическим импульсам и входила в резонанс, который достигал силы, достаточной для её расщепления на составляющие атомы. Для такого воздействия требовались в десятки раз меньшие токи, чем при работе привычной электролизной машины.
Видео: Топливная ячейка Стенли Мейера
За своё изобретение, которое могло бы освободить человечество от кабалы нефтяных магнатов, Стенли Мейер был убит, а труды его многолетних изысканий пропали неизвестно куда. Тем не менее сохранились отдельные записи учёного, на основании которых изобретатели многих стран мира пытаются строить подобные установки. И надо сказать, небезуспешно.
Преимущества газа Брауна как источника энергии
Область применения
Сегодня электролизёр — такое же привычное устройство, как и генератор ацетилена или плазменный резак. Изначально водородные генераторы использовались сварщиками, поскольку носить за собой установку весом всего несколько килограмм было намного проще, чем перемещать огромные кислородные и ацетиленовые баллоны. При этом высокая энергоёмкость агрегатов решающего значения не имела — всё определяло удобство и практичность. В последние годы применение газа Брауна вышло за рамки привычных понятий о водороде, как топливе для газосварочных аппаратов. В перспективе возможности технологии очень широки, поскольку использование HHO имеет массу достоинств.
Генератор водорода, построенный с использованием «Технологии водяных топливных ячеек» С. Мейера (а именно так назывался его трактат) можно купить — их изготовлением занимается множество компаний в США, Китае, Болгарии и других странах. Мы же предлагаем изготовить водородный генератор самостоятельно.
Видео: Как правильно обустроить водородное отопление
Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома
Приступая к изготовлению водородной топливной ячейки, надо обязательно изучить теорию процесса образования гремучего газа. Это даст понимание происходящего в генераторе, поможет при настройке и эксплуатации оборудования. Кроме того, придётся запастись необходимыми материалами, большинство из которых будет нетрудно найти в торговой сети. Что же касается чертежей и инструкций, то мы постараемся раскрыть эти вопросы в полном объёме.
Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи
Самодельная установка для получения газа Брауна состоит из реактора с установленными электродами, ШИМ-генератора для их питания, водяного затвора и соединительных проводов и шлангов. В настоящее время существует несколько схем электролизёров, использующих в качестве электродов пластины или трубки. Кроме того, в Сети можно найти и установку так называемого сухого электролиза. В отличие от традиционной конструкции, в таком аппарате не пластины устанавливаются в ёмкость с водой, а жидкость подаётся в зазор между плоскими электродами. Отказ от традиционной схемы позволяет значительно уменьшить габариты топливной ячейки.
В работе можно использовать чертежи и схемы рабочих электролизёров, которые можно адаптировать под собственные условия.
Выбор материалов для строительства генератора водорода
Для изготовления топливной ячейки практически никаких специфичных материалов не требуется. Единственное, с чем могут возникнуть сложности, так это электроды. Итак, что надо подготовить перед началом работы.
Электродная сборка для водородного генератора «мокрого» типа
От того, насколько точно будут подобраны параметры деталей водородного генератора, зависит его производительность
Импульсный блок питания, предназначенный для подключения к топливной ячейке, можно купить в Сети. Их изготовлением занимаются небольшие частные компании в нашей стране и за рубежом.
Заметим, что полированные трубки использовать не рекомендуется. Наоборот, специалисты рекомендуют обработать детали наждачной бумагой для получения матовой поверхности. В дальнейшем это будет способствовать увеличению производительности установки.
Инструменты, которые потребуются в процессе работы
Прежде чем приступить к постройке топливной ячейки, подготовьте такие инструменты:
Кроме того, если вы будете самостоятельно заниматься постройкой ШИМ-генератора, то для его наладки потребуется осциллограф и частотомер. В рамках данной статьи мы этот вопрос поднимать не будем, поскольку изготовление и настройка импульсного блока питания лучше всего рассматривается специалистами на профильных форумах.
Обратите внимание на статью, в которой приведены другие источники энергии, которую можно использовать для обустройства отопления дома: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html
Инструкция: как сделать водородный генератор своими руками
Для изготовления топливной ячейки возьмём наиболее совершенную «сухую» схему электролизёра с использованием электродов в виде пластин из нержавеющей стали. Представленная ниже инструкция демонстрирует процесс создания водородного генератора от «А» до «Я», поэтому лучше придерживаться очерёдности действий.
Схема топливной ячейки «сухого» типа
Изготовление боковых стенок
Вот такой комплект деталей необходимо подготовить перед сборкой топливной ячейки
Укладку электродов начинают с уплотняющего кольца
Обратите внимание: плоскость пластинчатых электродов должна быть ровной, иначе элементы с разноимёнными зарядами будут касаться, вызывая короткое замыкание!
При сборке пластин важно правильно ориентировать выходные отверстия
При финальной затяжке обязательно контролируют параллельность боковых стенок. Это позволит избежать перекосов
Собрав несколько топливных ячеек и включив их параллельно, можно получить достаточное количество газа Брауна
Для получения газа Брауна в количестве, достаточном для отопления или приготовления пищи, устанавливают несколько генераторов водорода, работающих параллельно.
Видео: Сборка устройства
Видео: Работа конструкции «сухого» типа
Отдельные моменты использования
Прежде всего, хотелось бы отметить, что традиционный метод сжигания природного газа или пропана в нашем случае не подойдёт, поскольку температура горения HHO превышает аналогичные показатели углеводородов в три с лишним раза. Как вы сами понимаете, такую температуру конструкционная сталь долго не выдержит. Сам Стенли Мейер рекомендовал использовать горелку необычной конструкции, схему которой мы приводим ниже.
Схема водородной горелки конструкции С. Мейера
Вся хитрость этого устройства заключается в том, что HHO (на схеме обозначено цифрой 72) проходит в камеру сжигания через вентиль 35. Горящая водородная смесь поднимается по каналу 63 и одновременно осуществляет процесс эжекции, увлекая за собой наружный воздух через регулируемые отверстия 13 и 70. Под колпаком 40 задерживается некоторое количество продуктов горения (водяного пара), которое по каналу 45 попадает в колонку горения и смешивается с горящим газом. Это позволяет снизить температуру горения в несколько раз.
Второй момент, на который хотелось бы обратить ваше внимание — жидкость, которую следует заливать в установку. Лучше всего использовать подготовленную воду, в которой не содержатся соли тяжёлых металлов. Идеальным вариантом является дистиллят, который можно приобрести в любом автомагазине или аптеке. Для успешной работы электролизёра в воду добавляют гидроксид калия KOH, из расчёта примерно одна столовая ложка порошка на ведро воды.
В процессе работы установки важно не перегревать генератор. При повышении температуры до 65 градусов Цельсия и более электроды аппарата будут загрязняться побочными продуктами реакции, из-за чего производительность электролизёра уменьшится. Если же это всё-таки произошло, то водородную ячейку придётся разобрать и удалить налёт при помощи наждачной бумаги.
И третье, на чём мы делаем особое ударение — безопасность. Помните о том, что смесь водорода и кислорода не случайно назвали гремучей. HHO представляет собой опасное химическое соединение, которое при небрежном обращении может привести к взрыву. Соблюдайте правила безопасности и будьте особенно аккуратны, экспериментируя с водородом. Только в этом случае «кирпичик», из которого состоит наша Вселенная, принесёт тепло и комфорт вашему дому.
Правила безопасности необходимо соблюдать не только при монтаже водородного генератора. При сборке и эксплуатации биореактора тоже нужно быть крайне осторожным, поскольку биогаз взрывоопасен. Подробнее об этом типе установке читайте в следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html.
Надеемся, статья стала для вас источником вдохновения, и вы, засучив рукава, приступите к изготовлению водородной топливной ячейки. Разумеется, все наши выкладки не являются истиной в последней инстанции, однако, их вполне можно использовать для создания действующей модели водородного генератора. Если же вы хотите полностью перейти на этот вид отопления, то вопрос придётся изучить более детально. Возможно, именно ваша установка станет краеугольным камнем, благодаря которому закончится передел энергетических рынков, а дешёвое и экологичное тепло войдёт в каждый дом.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.