Deflektor mit Windturbinenzeigern. Windturbine mit vertikalem Rotor aus Sperrholz und Zinn

Richtig gestaltet Belüftungssystem sorgt für saubere und frische Luft drinnen. Seine Hauptbedingung effiziente Arbeit ist das Vorhandensein von Traktion. Leider können Schmutz und Staub, die in die Kanäle eindringen, den normalen Betrieb des Geräts stören. Um dies zu verhindern, muss am Lüftungsrohr ein Deflektor angebracht werden.

Wenn am Lüftungsrohr kein Deflektor vorhanden ist, nimmt sein Durchmesser allmählich ab. Dies wird vor allem durch das Fett erleichtert, das sich an den Wänden des Luftkanals ansammelt. Hier haften Staub und Schmutz.

Der Lüftungsdeflektor wird am Rohrkopf montiert. Dies schützt die Kanäle auf den ersten Blick vor Schmutz, der von außen eindringen kann. Aber so einfach ist es nicht. Das Gerät erfüllt eine Reihe von Funktionen, von denen jede wichtig ist.

Besonderheiten

Durch die Installation eines Deflektors an einem Lüftungsrohr wird der Luftzug erheblich erhöht. Das Gerät lenkt Luftströme um. Dadurch entsteht am Ausgang des Lüftungsschachtes eine Unterdruckzone. Dadurch steigt die Luft im Rohr auf. Dadurch wird der Druck ausgeglichen.

Es gibt viele Ausführungen von Deflektoren, sie funktionieren jedoch alle nach dem oben beschriebenen Prinzip. Interessanterweise weisen die meisten modernen Geräte eine Kanalverengung auf. Dies ermöglicht eine Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der Luftströme über den Rohrkopf strömen. Dadurch steigt das Verlangen. Dieser Effekt wird als „Airbrush-Prinzip“ bezeichnet.

Wenn Sie den Deflektor am Lüftungsrohr richtig einsetzen, können Sie die Effizienz des gesamten Systems deutlich steigern. Bei die richtige Wahl treffen Je nach Gerät und optimaler Installation kann die Leistungssteigerung bis zu 20 Prozent betragen.

Aufmerksamkeit! Der Lüftungsdeflektor zeigt die höchste Effizienz, wenn er an Lüftungskanälen mit Bögen und großen horizontalen Abschnitten installiert wird.

Der Hauptzweck des Deflektors besteht jedoch immer noch darin, den Luftkanal vor dem Eindringen von Schmutz, Insekten, kleinen Vögeln und Niederschlägen zu schützen. Da das Gerät extern montiert wird, ist das Gehäusematerial Edelstahl oder Keramik. In einigen Fällen ist normales Plastik zu sehen.

Vorteile und Nachteile

Bevor Sie das Gerät mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen, müssen Sie nicht nur die positiven, sondern auch die negativen Aspekte kennen. Konzentrieren wir uns zunächst auf das Positive. Durch die Schirmkonstruktion wird das Rohr effektiv vor Niederschlag und Schmutz geschützt, zudem ist eine Steigerung der Zugkraft zu beobachten.

Der Hauptnachteil eines Deflektors an einem Lüftungsrohr besteht darin, dass, wenn der Wind von unten weht, die Strömung auf den oberen Teil der Struktur trifft und die Luft nicht normal austreten kann. Daher kann es manchmal zu Problemen beim Betrieb des Systems kommen. Zum Glück kommt das recht selten vor.

Darüber hinaus wurden wirksame Gegenmaßnahmen erfunden. Einfach ausgedrückt begann man, Strukturen mit zwei Kegeln auszustatten, die durch Sockel verbunden waren. Wenn Sie also ein wirklich zuverlässiges Gerät erhalten möchten, sollten Sie dies am besten bei der Erstellung einer Zeichnung berücksichtigen.

Aufmerksamkeit! Je stärker die Abwärtswindströmung ist, desto höher ist der Druck im Lüftungsdeflektor, der am Rohr montiert ist.

Arten

Es gibt viele Arten von Deflektoren für Lüftungsrohre:

1. Der Tsaga-Deflektor ist sehr beliebt. Das Gerät erfreut sich aufgrund seines einfachen Designs und seiner hohen Effizienz großer Beliebtheit.
2. Der Grigorovich-Deflektor ist sehr beliebt.
3. Das H-förmige Gerät ist am effektivsten, wenn es an Schornsteinen installiert wird.

Auch offene Strukturen sind durchaus üblich. Da es auf dem Markt eine ganze Reihe unterschiedlicher Designs gibt, werden sie nach folgenden Parametern klassifiziert:

• Knaufform,
• Rotations- oder Turbinen-Wirkprinzip,
• Typ Wetterfahne.

Eine besondere Rolle spielt das Material, aus dem der Deflektor besteht. Z.B, Kunststoff-Produkte Sie haben einen relativ niedrigen Preis, ihre Lebensdauer ist jedoch nicht sehr lang. Auch das edle Erscheinungsbild fällt auf.

Aus ästhetischen Gründen sind an den meisten Rohren in Privathäusern Kunststoffabweiser zu sehen. Leider hält Kunststoff hohen Temperaturen nicht stand und kann daher nicht auf Schornsteinen installiert werden.

Ein rotierender Lüftungsabweiser verbessert die Traktion und schützt die Kanäle wirksam vor dem Eindringen verschiedener Fremdkörper. Das Hauptmerkmal des Geräts ist seine Kugelform.

Eine Drehrohrentlüftung kann auch als Turbinenentlüftung bezeichnet werden. Das Gerät ist in der Lage, eine Turbine mit Windenergie anzutreiben. Drinnen wirbelt die Luft wie ein Tornado. Dies wiederum erhöht den Luftzug im Kanal. Dadurch ist auch im Sommer eine gute Traktion zu beobachten.

Grigorovich-Deflektor

Es gibt viele Arten von Lüftungsleitblechen für Rohre. Wenn wir das Design berücksichtigen, das Einfachheit und Effizienz vereint, dann ist dies natürlich die Einheit von Grigorovich.

Dieser Rohrbelüftungsdeflektor hat einen Kegelstumpf. Es wird auch Diffusor genannt. Das Lüftungsrohr selbst sollte leicht hineinpassen. Oben ist ein Schutzschirm montiert. Darunter ist eine Struktur angebracht, die auch bei Seitenwind für einen reduzierten Druck sorgt. Es hat die Form eines Kegels. Natürlich ähnlich Designmerkmal erhöht die Zugkraft.

Einen Deflektor mit eigenen Händen herstellen

Vorarbeit

Um einen Lüftungsabweiser mit Ihren eigenen Händen herzustellen und an einem Rohr zu installieren, müssen Sie zunächst bestimmte Schritte ausführen Vorarbeit. Das Gerät besteht aus folgenden Hauptelementen:

• Einlassrohr,
• Diffusor,
• Deckel

Das beste Material zur Wahl ist Edelstahl. Seine hohen Korrosionsschutzeigenschaften gewährleisten eine lange Lebensdauer des Deflektors am Lüftungsrohr.

Bevor Sie mit der Selbstmontage beginnen, müssen Sie sicherstellen, dass Sie über die erforderlichen Werkzeuge verfügen, darunter:

• Bulgarisch,
• bohren,
• Klammern,
• Hammer,
• Roulette,
• Metallschere,
• Schrauben und Muttern,
• Nieten.

Sie müssen auch darüber nachdenken, geeignetes Blech für das Gerät zu finden. Besonderes Augenmerk sollte auf die Schutzausrüstung gelegt werden. Beginnen Sie die Arbeit nicht ohne Handschuhe und Brille.

Zum Vorbereitungsprozess gehört auch das Erstellen einer Zeichnung für den Lüftungsdeflektor mit eigenen Händen. Ich muss zugeben, dass das ziemlich ist keine leichte Aufgabe. Das Design selbst kann natürlich nicht als superkompliziert bezeichnet werden, doch um ein für den Langzeiteinsatz geeignetes Gerät zu erhalten, muss alles sorgfältig kalkuliert werden.

Optimal wäre es, eine fertige Zeichnung zu nehmen, zum Beispiel eine aus diesem Artikel. Sie müssen jedoch bedenken, dass Ihre Rohrdimensionen völlig unterschiedlich sein können. Daher können im Verlauf des Projekts zusätzliche Anpassungen erforderlich sein. Am besten wenden Sie sich an ein Designbüro, das Ihnen ein fertiges Projekt erstellt, das Sie mit Ihren eigenen Händen zum Leben erwecken können.

Montage

Nachdem Sie alles vorbereitet haben das richtige Werkzeug und sich um den persönlichen Schutz kümmern, können Sie mit dem Prozess selbst beginnen. Zuerst müssen Sie die Konturen aus der Zeichnung auf das Metall übertragen. Dabei wird besonderes Augenmerk auf folgende Elemente gelegt:

• Deckel,
• Diffusor,
• äußerer Zylinder
• Gestelle.

Das Endergebnis in Form einer gebrauchsfertigen Einheit hängt davon ab, wie sorgfältig Sie alles zeichnen. Sobald die Markierungen erstellt sind, können Sie mit dem Schneiden beginnen. erforderliche Formulare Dazu benötigen Sie natürlich eine Metallschere.

Um die ausgeschnittenen Elemente miteinander zu verbinden, verwenden Sie eine Nietpistole. In diesem Fall fungieren die Regale als eine Art Brücke zwischen den beiden Teilen der Hauptstruktur.

Aufmerksamkeit! Die Gestelle müssen aus demselben Metall wie die beiden Hauptteile des Geräts geschnitten sein.

Nachdem die Einheit zusammengebaut ist, kann sie am Kopf des Rohrs installiert werden. In diesem Fall wird die Struktur selbst mit Klammern befestigt. An diesem Punkt kann der Herstellungs- und Installationsprozess als abgeschlossen betrachtet werden.

Ergebnisse

Der Lüftungsdeflektor ist wichtiges Element im Lüftungssystem. Dadurch können Sie die Systemleistung um 20 Prozent steigern und gleichzeitig die internen Kanäle vor Schmutz, Staub und Niederschlägen schützen. Am häufigsten werden Einheiten dieser Klasse aus Edelstahlblechen hergestellt, es sind jedoch auch andere Optionen möglich.

Um einen guten Schornsteinzug zu gewährleisten, muss eine Struktur installiert werden, die die Geschwindigkeit der Entfernung von Verbrennungsprodukten aus dem Rauchkanal erhöhen kann. Wenn Sie also ein Haus oder einen Anbau mit besitzen Ofenheizung oder einen Lüftungsschacht, dann benötigen Sie einen Turbodeflektor. Mit seiner Hilfe können Sie nicht nur den Zug erhöhen, sondern auch den Schornstein vor dem Eindringen von Kohlenmonoxid, Schmutz oder Niederschlägen schützen und das Auftreten des Rückzugseffekts verhindern. Die Kosten für ein solches Gerät sind recht hoch. Sie können jedoch Geld sparen, indem Sie mit den verfügbaren Materialien und Werkzeugen selbst einen Turbodeflektor herstellen.

Arten von Deflektoren

Es gibt verschiedene Arten von Deflektoren. Sie unterscheiden sich in Form und Anzahl der Teile voneinander. Gleichzeitig können Sie die Materialien, aus denen sie hergestellt werden, ganz nach Ihrem Geschmack auswählen. Das kann sein:

1. Cink Steel
2. Edelstahl

Ihre Form kann sehr unterschiedlich sein: von zylindrisch bis rund. Der obere Teil der Deflektorstruktur kann einen Schirm in Form eines Kegels oder eines Schirms aufweisen Satteldach. Das Gerät kann auch mit verschiedenen dekorativen Elementen ausgestattet werden, beispielsweise einer Wetterfahne.

Schauen wir uns einige Sorten genauer an:

• TsAGI-Deflektor

Eine Struktur, deren Teile durch Flansche oder andere Mittel verbunden sind. Dieses Gerät besteht aus aus Edelstahl, seltener - verzinkt. Sein Merkmal ist seine zylindrische Form.

• Runder Volper

Seine Form ähnelt dem TsAGI-Deflektor, der Hauptunterschied besteht jedoch darin Oberer Teil. Dieses Gerät wird am häufigsten an Schornsteinen in kleinen Anbauten installiert, beispielsweise in Badehäusern.

• Grigorovich-Deflektor

Befindet sich der Standort in einem windarmen Gebiet, bietet ein solches Gerät viele Jahre lang eine hervorragende Traktion. Experten nennen es eine modifizierte Version des TsAGI-Deflektors.

• Disc Astato

Dieser Gerätetyp zeichnet sich durch seine Einfachheit und Effizienz aus. Dieser offene Deflektor besteht aus verzinktem oder rostfreiem Stahl, was die Traktionseffizienz in jeder Windrichtung verbessert.

• H-förmiger Deflektor

Seine Konstruktion ist besonders zuverlässig, da der Deflektor aus Edelstahl besteht und alle Teile im Flanschverfahren verbunden sind. Es kann in Gebieten mit jeder Windrichtung installiert werden.

• Wetterfahnenabweiser

Diese Version des Geräts ist die beliebteste und am weitesten verbreitete. Es verfügt über einen rotierenden Körper, an dem eine kleine Wetterfahne befestigt ist. Die Konstruktion besteht aus Edelstahl.

• Rotierender Deflektor

Dieses Gerät ermöglicht einen maximalen Schutz des Kanals vor Verstopfung durch Schmutz und Niederschlag. Die Drehung erfolgt nur in eine Richtung. Es ist zu beachten, dass der Zustand überwacht werden muss, da der Deflektor bei Vereisung und Windstille nicht funktioniert. Daher installieren viele Leute es auf Gaskesseln. Sie wird auch als Rotationsturbine eingesetzt, die zur Belüftung von Wohn- und Büroräumen notwendig ist.

Darüber hinaus gibt es einen Khanzhonkov-Deflektor. Derzeit wird es jedoch nicht verwendet, da auf dem Markt mehr modifizierte Gerätemodelle zu finden sind.

Arbeitsprinzip

Ein klassischer Deflektor besteht aus mehreren Teilen:

1. Zylinder
2. Diffusor
3. ein Regenschirm, der den Schornstein vor dem Eindringen von Schmutz und Niederschlag schützt
4. Ringstoßstangen, die an der Unterseite des Geräts und um dieses herum angebracht sind

Das Gerät wird am Schornstein installiert, wodurch es den Luftstrom behindern kann. Dadurch wird der Wind in eine große Anzahl kleiner Teile zerlegt Luftstrom, die eine sehr geringe Intensität haben. Dies ist notwendig, damit die Windströmung den aus dem Rauchkanal austretenden Rauch auffängt und so einen erhöhten Luftzug ermöglicht. Darüber hinaus verhindert der Deflektor, dass aus dem Rohr austretendes Stoßgas zurückdringt.

Wie Experten anmerken, kann der Deflektor bei einer falschen Positionierung des Schornsteins vor Ort nicht mit voller Leistung arbeiten. Überprüfen Sie daher vor der Installation unbedingt die korrekte Installation des Kanals.

Außerdem kann der Deflektor als Lüftungsturbine dienen, die in Anlagen mit eingebaut wird natürliche Belüftung. Als nächstes erklären wir Ihnen im Detail, wie Sie mit Ihren eigenen Händen einen Lüftungsdeflektor herstellen.

DIY Turbo-Deflektor

Wenn Sie Geld sparen und selbst einen Turbodeflektor herstellen möchten, müssen Sie zu Beginn der Arbeit alle erforderlichen Materialien, Werkzeuge und Zeichnungen aller Teile vorbereiten.

notwendige Werkzeuge

• Stahlblech. Es kann rostfrei oder verzinkt sein. Die Dicke sollte zwischen 0,5 und 1 mm liegen.
• Schere zum Schneiden von Metall.
• Nietmaschine.
• Bohrer und Bohrer für Metall.
• Mehrere Blätter Pappe.

Vorbereitung der Zeichnung

Bevor Sie mit der Herstellung von Teilen beginnen, müssen Sie eine detaillierte Zeichnung des zukünftigen Deflektors erstellen. Wenn Sie schnell ein Gerät herstellen möchten, empfehlen wir die Verwendung vorgefertigter Zeichnungen aus dem Internet. Stellen Sie gleichzeitig sicher, dass alle Parameter mit den erforderlichen übereinstimmen und für Ihren konkreten Fall geeignet sind.

Wenn Sie selbst eine Zeichnung des Deflektors anfertigen möchten, können Sie unsere Tipps und Empfehlungen nutzen, die Ihnen dabei helfen, es so korrekt wie möglich zu machen.

Grundlage der Zeichnung ist der Innendurchmesser des Schornsteins. Nachdem Sie die Größe ermittelt haben, müssen Sie die Höhe des Deflektors sowie die Breite des Diffusors auswählen.

Sollten Ihre Maße nicht mit den in der Tabelle angegebenen übereinstimmen, können Sie diese anhand der Proportionen selbst berechnen:

• Die Höhe des Deflektors sollte zwischen 1,6 und 1,7 liegen Innendurchmesser Dein Schornstein.
• Die Breite des Diffusors sollte das 1,2- bis 1,3-fache des Innendurchmessers betragen.
• Die Breite des Deflektors sollte zwischen dem 1,7- und dem 10-fachen des Innendurchmessers des Kanals liegen.

Danach müssen Sie es auf Whatman-Papier machen Detailzeichnung zukünftigen Deflektor gemäß den von Ihnen berechneten Eigenschaften. Die Zeichnung kann manuell mit einem Bleistift oder in Adobe Photoshop oder Adobe Illustrator erstellt werden. Die Maße aller Teile müssen der tatsächlichen Größe entsprechen.

Wenn Sie keine Zeichnung selbst erstellen können, wenden Sie sich an Spezialisten, die alle Messungen durchführen und durchführen kurze Zeit wird die notwendige Zeichnung vorbereiten.

Ein Beispiel für die Zeichnung, die Sie erhalten sollten:

Anweisungen

Nachdem Sie eine detaillierte Zeichnung erstellt haben, müssen Sie jedes Teil aus Papier ausschneiden.

Sobald alle Papierzuschnitte fertig sind, müssen sie auf einem Blech aus rostfreiem oder verzinktem Stahl befestigt werden. Zeichnen Sie jedes Stück mit einem Marker nach. Hierzu können Sie auch Spezialkreide für Metallbeschichtungen verwenden.

Mit einer Metallschere wird jedes Stück ausgeschnitten. Es ist zu beachten, dass die Kanten bei Schnitten um ca. 5 mm gebogen werden müssen. Verwenden Sie dazu eine Zange. Danach schlagen Sie die Biegungen mit einem Hammer heraus. Dies ist notwendig, damit die Kanten zukünftiger Teile doppelt so dünn werden.

Rollen Sie den Rohling des zukünftigen Diffusors zu einem Zylinder. Als nächstes bohren Sie Löcher, um die Teile mit Bolzen oder Nieten zu befestigen. Einige empfehlen die Verwendung von halbautomatischem Schweißen, das ein Durchbrennen von Blechen verhindert.

Machen Sie dasselbe mit dem äußeren Zylinder, rollen Sie den Rohling für die Kappe in eine Kegelform und verbinden Sie die Enden mit einer Niete.

Als nächstes müssen Sie aus den Resten der Stahlbleche 3-4 Linien mit einer Breite von ca. 6 cm und einer Länge von 20 cm ausschneiden, diese auf beiden Seiten mit einem Rand von 6 cm biegen und mehrere Löcher dafür bohren Schrauben im Abstand von 5 cm vom Rand anbringen und an der Kappe befestigen. Verwenden Sie anschließend Nieten und verbinden Sie diese zuerst mit dem Außenzylinder und dann mit der Kappe.

Installation

Sobald Ihr Diffusor vollständig fertig ist, muss er am Schornstein installiert werden. Dies kann auf zwei Arten erfolgen:

• Montage direkt am Schornstein.
• Montage an einem Rohr, das dann auf den Schornsteinkanal gesteckt wird.

Benutzer im Internet weisen darauf hin, dass die zweite Methode zur Installation eines Turbodeflektors sicherer ist, da alle komplexesten Vorgänge im Voraus abgeschlossen werden können und die fertige Struktur schnell auf dem Dach installiert werden kann.

Deshalb erklären wir Ihnen, wie Sie es folgendermaßen installieren:

1. Zunächst müssen Sie das Rohr selbst vorbereiten. Sein Durchmesser sollte etwas größer sein als der Durchmesser des Schornsteins. An einem Ende müssen Sie etwa 15 cm zurücktreten und die Bohrstellen markieren. Das Gleiche muss an der Unterseite des Deflektors erfolgen.
2. Bohren Sie anschließend Löcher in beide Teile und prüfen Sie, ob sie übereinstimmen.
3. Befestigen Sie das Rohr und den Deflektor mit Schrauben.
4. Anschließend können Sie die fertige Struktur auf den Schornstein legen und mit einer Klammer fest befestigen, sodass keine Lücken mehr entstehen.

Wenn Sie zusätzlichen Schutz wünschen, können Sie die Fugen mit einem hochtemperaturbeständigen Dichtstoff behandeln.

Einen Grigorovich-Deflektor mit eigenen Händen herstellen

Material

Zur Herstellung des Grigorovich-Deflektors müssen folgende Materialien vorbereitet werden:

• Ein Blech aus verzinktem oder rostfreiem Stahl, dessen Dicke bis zu 1 mm betragen sollte.
• Metallnieten oder -bolzen.
• Papier oder dicker Karton, um eine Zeichnung des zukünftigen Produkts zu erstellen.
• Schere zum Schneiden von Metall.
• Bohrer und Bohrer für Metall.
• Nietmaschine.

Phasen der Schöpfung

Zuerst müssen Sie eine Zeichnung auf einem Blatt Whatman-Papier vorbereiten. Wie in der Vorgängerversion wird der Innendurchmesser des Schornsteins zugrunde gelegt. Als nächstes müssen Sie die folgenden Parameter in Verhältnissen berechnen:

• Die Höhe der Struktur sollte etwa das 1,7-fache des Durchmessers betragen.
• Die Breite des Schutzweihnachtsmannes sollte das 2-fache des Innendurchmessers des Schornsteinkanals betragen.
• Die Breite des Diffusors sollte etwa das 1,3-fache des Durchmessers betragen.

Anschließend müssen Sie eine Zeichnung vorbereiten, die etwa so aussehen sollte:

Biegen Sie etwa 5 mm von jeder Kante, um die Teile zu sichern. Schlagen Sie jede Biegung mit einem Hammer ab und reduzieren Sie so die Dicke um etwa das Zweifache. Bohren Sie 2-3 Löcher hinein und verbinden Sie die Teile miteinander, sodass der Diffusor die Form eines Zylinders und der Schutzschirm die Form eines Kegels hat.

Machen Sie wie in der vorherigen Anleitung mehrere Streifen und verbinden Sie damit die Kappe und den Diffusor selbst.

Das häufigste Problem in Lüftungsanlagen und Schornsteinen ist schwacher Zug. Aufgrund unzureichender Zirkulation kann verschmutzte Luft nicht nach draußen abgeführt werden und der Rauch aus dem Kessel gelangt vollständig in den Raum. Ein Turbodeflektor zur Belüftung eines Privathauses und anderer Gebäude hilft, all diese Probleme zu beheben.

Gerät und wie es funktioniert

Die Rotationsturbine wird in Systemen mit natürlicher Belüftung eingesetzt. Besteht aus einem aktiven Deflektorkopf mit Klingen, die mit widerstandsfreien Lagern auf einer Basis montiert sind. Dank Letzterem dreht sich die Turbine auch bei böigen Windverhältnissen mit der gleichen Geschwindigkeit.

Das Funktionsprinzip ist wie folgt: Der Wind, der auf die Rotorblätter trifft, zwingt den Kopf des Geräts, sich zu bewegen, wodurch die Luft im System entweicht und die Traktion verbessert wird. Damit die Turbine ihre Arbeit aufnimmt, reicht eine Windgeschwindigkeit von 0,5 m/s aus, da alle Teile aus dünnem und leichtem Material bestehen. Je stärker der Wind ist, desto höher ist die Leistung des Turbodeflektors. Im Vergleich zu herkömmlichen Deflektoren ist die Effizienz dieses Geräts doppelt so hoch.

Beachten Sie! Der Kopf dreht sich immer nur in eine Richtung, unabhängig von der Windrichtung, was für Systeme, die an Geysire angeschlossen sind, äußerst wichtig ist. Bei einem starken Windstoß erlischt die Flamme nicht.

Rotationsturbinen werden mit drei hergestellt verschiedene Typen Gründe dafür:

• runden;
• Quadrat;
• flaches Quadrat.

Erhältlich mit Düsengrößen von 10 bis 68 cm.

Anwendungsgebiet

Der Turbodeflektor kann nicht nur für Privathäuser und andere Wohngebäude, sondern auch für Industrie- und Landwirtschaftsgebäude eingesetzt werden. In Tierhaltungsbetrieben werden Turbinen zur Entfernung von Gasen und Feuchtigkeit installiert Aufbereitungsanlagen um Energie zu sparen, um die Produktionskosten zu senken. Rotationsabweiser eignen sich auch für Schwimmbäder, Sportanlagen und andere öffentliche orte.

Für die Belüftung von Kellern, Garagen und Räumen werden Turbodeflektoren mit einer Grundfläche von 11 bis 19,5 cm empfohlen. Für Räume bis zu einer Fläche von 50 m2 werden 20 bis 31,5 cm verwendet, für 35 bis 68 cm Apartmentgebäude und Gebäude mit großer Fläche, einschließlich Viehfarmen, Lagerhäusern usw.

Vorteile und Nachteile

Vorteile des Turbodeflektors im Vergleich zu anderen ähnlichen Geräten:

• verbraucht keinen Strom – die Rotationsturbine arbeitet mit der Kraft des Windes, sodass für ihren Betrieb kein elektrischer Strom erforderlich ist;
• die Möglichkeit, dass Niederschlag in die Lüftungs- oder Rauchabzugsanlage gelangt, ist ausgeschlossen und durch den geschlossenen und beweglichen oberen Teil können weder Schmutz noch Vögel eindringen;
• Turbinenteile bestehen aus hochwertigem Aluminium oder rostfreiem und verzinktem Stahl;
• Der bewegliche Kopf leitet die Luft effizienter ab als fest installierte Geräte und verhindert so eine Überhitzung des Raums bei heißem Wetter, wodurch die Stromkosten für die Klimaanlage gesenkt werden.
• entfernt überschüssige Feuchtigkeit und verhindert so die Bildung von Kondenswasser an den Wänden und unter dem Dach des Gebäudes sowie die Ansammlung in Dämmstoffen und anderen Materialien und verlängert so deren Lebensdauer;
• die Anzahl der Eisbildungen in Lüftungskanälen mit rotierender Turbine ist deutlich geringer als bei stationären Deflektoren;
• alle Teile des rotierenden Turbodeflektors sind sicher befestigt, auch bei starkem Windstoß wird das Gerät nicht vom Rohr gerissen oder verformt;
• hat ein ästhetisches Erscheinungsbild, wodurch es auch in Wohngebäuden eingesetzt werden kann;
• ökologisch sicheres Gerät und einfache Wartung;
• Die Lebensdauer des Turbodeflektors beträgt 15 Jahre.

Der Hauptnachteil besteht darin, dass sich die aktive Förderhöhe der Rotationsturbine bei völliger Windstille nicht mehr bewegt. Wenn es während einer Frostperiode mit Niederschlägen stoppt, besteht die Möglichkeit, dass es einfriert, weshalb das Gerät nicht mehr in der Lage ist, sich wieder zu drehen.

Regeln für die Auswahl und Installation mit eigenen Händen

Um einen Turbodeflektor zu installieren, benötigen Sie keine besonderen Fähigkeiten oder Ausrüstung. Dank seines geringen Gewichts und zuverlässiges Design Es kann problemlos von einer Person installiert werden. Die durchschnittliche Installationszeit beträgt nicht mehr als zwei Stunden. Das Gerät wird am höchsten Punkt des Daches und entlang des Firsts (im Abstand von 4 bis 6 m zum nächsten Deflektor) installiert. Wenn Sie die Turbine hoch platzieren, wird verhindert, dass Schnee in den Lüftungskanal gelangt, wenn sich in dessen Nähe Sedimente bilden. Ventile können in Rohrleitungen zur Steuerung der Belüftung eingesetzt werden.

Beim Einbau einer Rotationsturbine auf Schornstein Dabei ist zu beachten, dass die Temperatur darin +100°C nicht überschreiten sollte. Bei Hochtemperatursystemen müssen Hochtemperaturdüsen verwendet werden.

Empfehlung! Es gibt viele Hersteller, die behaupten, ihre Produkte seien die besten. Bevor Sie jedoch einen Turbodeflektor kaufen, sollten Sie den Markt sorgfältig studieren und ein Gerät auswählen, das über Qualitätszertifikate und Sicherheitstests sowie eine Garantiezeit und eine lange Lebensdauer verfügt.

Sie können einen Turbodeflektor mit Ihren eigenen Händen herstellen, aber im Vergleich zu einfacheren festen Modellen wird dieser mehr Zeit in Anspruch nehmen und Sie müssen viele identische Blütenblätter ausschneiden. Genaue Berechnungen und Zeichnungen sind ebenfalls wichtig. Bevor Sie mit dem Schneiden von Metall beginnen, empfiehlt es sich, Muster aus Pappe anzufertigen.

Preis

Die Kosten einer Rotationsturbine hängen direkt von der Größe des Verbindungskanals und dem Material ab, aus dem er besteht. Turbodeflektoren aus verzinktem Stahl sind günstiger als Modelle aus Edelstahl. Der Durchschnittspreis einer verzinkten Rotationsturbine TD-110 beginnt bei 2200 Rubel und eine aus Edelstahl bei 3400 Rubel.

Der Turbodeflektor spart erheblich Strom und trägt dazu bei, eine angenehme Innentemperatur aufrechtzuerhalten. Die Rotationsturbine löst das Problem übermäßiger Feuchtigkeit und muffiger Luft auch in großen Räumen mehrstöckige Gebäude, entfernt Staub und Dämpfe Schadstoffe. Durch die ständige Bewegung des Aktivkopfes ist ein Umkippen der Rute komplett ausgeschlossen. Bereits im ersten Nutzungsjahr amortisiert sich der Turbodeflektor durch Energieeinsparungen.

Russland nimmt hinsichtlich der Windenergieressourcen eine Doppelposition ein. Einerseits dank der riesigen Gesamtfläche und aufgrund der Fülle an flachen Flächen weht meist viel Wind, und zwar meist gleichmäßig. Andererseits sind unsere Winde überwiegend potenzialarm und langsam, siehe Abb. Drittens sind die Winde in dünn besiedelten Gebieten heftig. Vor diesem Hintergrund ist die Aufgabe, einen Windgenerator auf dem Bauernhof zu installieren, durchaus relevant. Um jedoch zu entscheiden, ob Sie ein ziemlich teures Gerät kaufen oder es selbst herstellen möchten, müssen Sie sorgfältig darüber nachdenken, welchen Typ (und davon gibt es viele) für welchen Zweck wählen.

Grundlegendes Konzept

1. KIEW – Windenergienutzungskoeffizient. Wird für die Berechnungen ein mechanistisches Flachwindmodell verwendet (siehe unten), entspricht es dem Wirkungsgrad des Rotors einer Windkraftanlage (WPU).
2. Effizienz – Gesamteffizienz der APU, vom entgegenkommenden Wind bis zu den Anschlüssen des Stromgenerators oder der in den Tank gepumpten Wassermenge.
3. Minimum Arbeitsgeschwindigkeit Wind (MRS) – seine Geschwindigkeit, bei der das Windrad beginnt, die Last mit Strom zu versorgen.
4. Die maximal zulässige Windgeschwindigkeit (MAS) ist die Geschwindigkeit, bei der die Energieproduktion stoppt: Die Automatisierung schaltet entweder den Generator ab oder steckt den Rotor in eine Wetterfahne oder faltet ihn zusammen und versteckt ihn oder der Rotor selbst stoppt oder die APU wird einfach zerstört.
5. Startwindgeschwindigkeit (SW) – bei dieser Geschwindigkeit kann sich der Rotor ohne Last drehen, hochdrehen und in den Betriebsmodus wechseln, wonach der Generator eingeschaltet werden kann.
6. Negative Startgeschwindigkeit (OSS) – das bedeutet, dass die APU (oder Windkraftanlage – Windkraftanlage oder WEA, Windkraftanlage) bei jeder Windgeschwindigkeit einen zwingenden Hochlauf von einer externen Energiequelle erfordert.
7. Das Startdrehmoment (Anfangsdrehmoment) ist die Fähigkeit eines Rotors, der im Luftstrom zwangsweise abgebremst wird, ein Drehmoment auf die Welle zu erzeugen.
8. Eine Windkraftanlage (WM) ist Teil der APU vom Rotor bis zur Welle des Generators oder der Pumpe oder eines anderen Energieverbrauchers.
9. Rotationswindgenerator – eine APU, bei der Windenergie an der Zapfwelle in Drehmoment umgewandelt wird, indem der Rotor im Luftstrom rotiert.
10. Der Bereich der Rotorbetriebsgeschwindigkeiten ist der Unterschied zwischen MMF und MRS bei Betrieb mit Nennlast.
11. Langsamlaufende Windmühle – dabei übersteigt die lineare Geschwindigkeit der Rotorteile in der Strömung die Windgeschwindigkeit nicht wesentlich oder liegt darunter. Der dynamische Druck der Strömung wird direkt in Schaufelschub umgewandelt.
12. Hochgeschwindigkeitswindmühle – die lineare Geschwindigkeit der Rotorblätter ist deutlich (bis zum 20-fachen oder mehr) höher als die Windgeschwindigkeit, und der Rotor bildet seine eigene Luftzirkulation. Der Zyklus der Umwandlung von Strömungsenergie in Schub ist komplex.

Anmerkungen:

1. APUs mit niedriger Drehzahl haben in der Regel einen niedrigeren KIEV als APUs mit hoher Drehzahl, verfügen aber über ein Startdrehmoment, das ausreicht, um den Generator hochzudrehen, ohne die Last abzuschalten, und einen TAC von Null, d. h. Absolut selbststartend und bei leichtem Wind einsetzbar.
2. Langsamkeit und Geschwindigkeit sind relative Konzepte. Eine Haushaltswindmühle mit 300 U/min kann eine langsame, aber leistungsstarke APU vom Typ EuroWind sein, aus der die Felder von Windkraftanlagen und Windparks zusammengesetzt werden (siehe Abbildung) und deren Rotoren etwa 10 U/min machen, sind schnell, Weil Bei einem solchen Durchmesser sind die lineare Geschwindigkeit der Rotorblätter und ihre Aerodynamik über den größten Teil der Spannweite ziemlich „flugzeugähnlich“, siehe unten.

Welche Art von Generator benötigen Sie?

Ein elektrischer Generator für eine heimische Windmühle muss über einen weiten Drehzahlbereich Strom erzeugen und ohne Automatisierung oder externe Stromquellen selbstständig starten können. Bei der Verwendung von APU mit OSS (Spin-up-Windkraftanlagen), die in der Regel einen hohen KIEV und Wirkungsgrad aufweisen, muss diese auch reversibel sein, d. h. als Motor arbeiten können. Bei Leistungen bis 5 kW ist diese Bedingung erfüllt elektrische Autos mit Permanentmagneten auf Niobbasis (Supermagnete); Bei Stahl- oder Ferritmagneten können Sie mit nicht mehr als 0,5-0,7 kW rechnen.

Notiz: Völlig ungeeignet sind asynchrone Wechselstromgeneratoren oder Kollektorgeneratoren mit nicht magnetisiertem Stator. Wenn die Windstärke nachlässt, „erlöschen“ sie, lange bevor die Geschwindigkeit auf MPC sinkt, und starten dann nicht von selbst.

Das hervorragende „Herz“ der APU mit einer Leistung von 0,3 bis 1-2 kW wird aus einem Wechselstrom-Selbstgenerator mit eingebautem Gleichrichter gewonnen; Das ist mittlerweile die Mehrheit. Erstens halten sie eine Ausgangsspannung von 11,6-14,7 V über einen ziemlich großen Drehzahlbereich ohne externe elektronische Stabilisatoren aufrecht. Zweitens öffnen sich die Siliziumventile, wenn die Spannung an der Wicklung etwa 1,4 V erreicht und der Generator davor die Last „nicht sieht“. Dazu muss der Generator recht ordentlich hochgedreht werden.

In den meisten Fällen kann ein Selbstgenerator direkt, ohne Zahnrad- oder Riemenantrieb, an die Welle eines schnelllaufenden Hochdruckmotors angeschlossen werden, wobei die Geschwindigkeit durch Auswahl der Anzahl der Schaufeln eingestellt wird, siehe unten. „Hochgeschwindigkeitszüge“ haben ein geringes oder gar kein Anlaufdrehmoment, aber der Rotor hat auch ohne Abschalten der Last Zeit, sich ausreichend zu drehen, bevor die Ventile öffnen und der Generator Strom erzeugt.

Je nach Wind auswählen

Bevor wir uns für einen Windgeneratortyp entscheiden, sollten wir uns über die örtliche Klimasituation informieren. In grau-grünlich In (windstillen) Gebieten der Windkarte ist nur eine Segelwindmaschine von Nutzen(Wir werden später darüber sprechen). Wenn Sie eine konstante Stromversorgung benötigen, müssen Sie einen Booster (Gleichrichter mit Spannungsstabilisator), ein Ladegerät, eine leistungsstarke Batterie und einen Wechselrichter von 12/24/36/48 V DC auf 220/380 V 50 Hz AC hinzufügen. Eine solche Anlage wird nicht weniger als 20.000 US-Dollar kosten, und es ist unwahrscheinlich, dass es möglich sein wird, langfristig eine Leistung von mehr als 3-4 kW abzunehmen. Im Allgemeinen mit einem unerschütterlichen Engagement für alternative Energie Es ist besser, nach einer anderen Quelle zu suchen.

Wenn Sie an gelbgrünen, windarmen Orten Strom mit einer Leistung von bis zu 2-3 kW benötigen, können Sie selbst einen vertikalen Windgenerator mit niedriger Drehzahl verwenden. Es wurden unzählige davon entwickelt, und es gibt Designs, die in Bezug auf Kiew und Effizienz fast so gut sind wie „Blade“-Modelle. industrielle Produktion.

Wenn Sie planen, eine Windkraftanlage für Ihr Zuhause zu kaufen, dann ist es besser, sich auf eine Windkraftanlage mit Segelrotor zu konzentrieren. Es gibt viele Kontroversen und theoretisch ist noch nicht alles klar, aber sie funktionieren. In der Russischen Föderation werden in Taganrog „Segelboote“ mit einer Leistung von 1-100 kW hergestellt.

In roten, windigen Regionen hängt die Wahl von der benötigten Leistung ab. Im Bereich von 0,5 bis 1,5 kW sind selbstgebaute „Vertikale“ gerechtfertigt; 1,5-5 kW – gekaufte „Segelboote“. „Vertical“ kann ebenfalls erworben werden, kostet aber mehr als eine horizontale APU. Und schließlich, wenn Sie eine Windkraftanlage mit einer Leistung von 5 kW oder mehr benötigen, müssen Sie zwischen horizontal gekauften „Blättern“ oder „Segelbooten“ wählen.

Notiz: Viele Hersteller, insbesondere der zweiten Reihe, bieten Teilesätze an, aus denen Sie einen Windgenerator mit einer Leistung von bis zu 10 kW selbst zusammenbauen können. Ein solcher Bausatz kostet 20-50 % weniger als ein fertiger Bausatz mit Einbau. Vor dem Kauf müssen Sie jedoch die Aerologie des vorgesehenen Installationsorts sorgfältig studieren und dann den geeigneten Typ und das entsprechende Modell gemäß den Spezifikationen auswählen.

Über Sicherheit

Teile einer Windkraftanlage für den Hausgebrauch können im Betrieb eine lineare Geschwindigkeit von mehr als 120 und sogar 150 m/s haben, und ein Teil davon kann beliebig sein hartes Material Mit einem Gewicht von 20 g und einer Geschwindigkeit von 100 m/s tötet es bei einem „erfolgreichen“ Treffer einen gesunden Menschen völlig. Eine 2 mm dicke Stahl- oder Hartplastikplatte, die sich mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s bewegt, schneidet es in zwei Hälften.

Zudem sind die meisten Windkraftanlagen mit einer Leistung von mehr als 100 W recht laut. Viele erzeugen Luftdruckschwankungen mit extrem niedrigen Frequenzen (weniger als 16 Hz) – Infraschall. Infraschall ist zwar nicht hörbar, aber gesundheitsschädlich und weit verbreitet.

Notiz: Ende der 80er Jahre kam es in den USA zu einem Skandal – der damals größte Windpark des Landes musste geschlossen werden. Indianer aus einem Reservat 200 km vom Feld des Windparks entfernt bewiesen vor Gericht, dass ihre Gesundheitsstörungen, die nach der Inbetriebnahme des Windparks stark zunahmen, durch dessen Infraschall verursacht wurden.

Aus den oben genannten Gründen ist die Installation von APUs in einem Abstand von mindestens 5 ihrer Höhe von den nächstgelegenen Wohngebäuden zulässig. In den Innenhöfen privater Haushalte besteht die Möglichkeit, industriell gefertigte Windräder mit entsprechender Zertifizierung aufzustellen. Die Installation von APUs auf Dächern ist grundsätzlich nicht möglich – bei ihrem Betrieb treten auch bei geringer Leistung mechanische Wechselbelastungen auf, die zu Resonanzen der Gebäudestruktur und deren Zerstörung führen können.

Notiz: Als Höhe der APU gilt der höchste Punkt der überstrichenen Scheibe (bei Rotoren mit Schaufeln) oder der geometrischen Figur (bei vertikalen APUs mit einem Rotor auf der Welle). Wenn der APU-Mast oder die Rotorachse noch höher herausragen, wird die Höhe anhand ihrer Spitze berechnet – der Spitze.

Wind, Aerodynamik, KIEW

Ein selbstgebauter Windgenerator gehorcht den gleichen Naturgesetzen wie ein Fabrik-Windgenerator, berechnet am Computer. Und der Hausfrau muss die Grundlagen seiner Arbeit sehr gut verstehen – meist stehen ihm teure, hochmoderne Materialien und vieles mehr zur Verfügung technologische Ausrüstung. Die Aerodynamik der APU ist so schwierig ...

Wind und Kiew

Zur Berechnung serienmäßiger Werks-APUs werden die sogenannten. flaches mechanistisches Modell des Windes. Es basiert auf folgenden Annahmen:

• Innerhalb der wirksamen Rotorfläche sind Windgeschwindigkeit und -richtung konstant.
• Luft ist ein kontinuierliches Medium.
• Die wirksame Oberfläche des Rotors entspricht der überstrichenen Fläche.
• Die Energie des Luftstroms ist rein kinetisch.

Unter solchen Bedingungen wird die maximale Energie pro Luftvolumeneinheit mit der Schulformel berechnet, wobei davon ausgegangen wird, dass die Luftdichte unter normalen Bedingungen 1,29 kg*Kubik beträgt. m. Bei einer Windgeschwindigkeit von 10 m/s trägt ein Luftwürfel 65 J, und aus einem Quadrat der wirksamen Oberfläche des Rotors können bei 100 % Wirkungsgrad der gesamten APU 650 W entnommen werden. Dies ist ein sehr vereinfachter Ansatz – jeder weiß, dass der Wind nie vollkommen gleichmäßig ist. Dies muss jedoch getan werden, um die Wiederholbarkeit der Produkte sicherzustellen – eine übliche Sache in der Technologie.

Das flache Modell sollte nicht außer Acht gelassen werden, es bietet ein klares Minimum an verfügbarer Windenergie. Aber Luft ist erstens komprimierbar und zweitens sehr flüssig (die dynamische Viskosität beträgt nur 17,2 μPa * s). Dies bedeutet, dass die Strömung um das überstrichene Gebiet fließen kann, wodurch die effektive Oberfläche und der am häufigsten beobachtete KIEV verringert werden. Prinzipiell ist aber auch die umgekehrte Situation möglich: Der Wind strömt auf den Rotor zu und die effektive Oberfläche ist dann größer als die überstrichene, und der KIEV ist bei flachem Wind relativ dazu größer als 1.

Lassen Sie uns zwei Beispiele nennen. Die erste ist eine Vergnügungsyacht, ziemlich schwer; die Yacht kann nicht nur gegen den Wind, sondern auch schneller als dieser segeln. Wind bedeutet äußerlich; Der scheinbare Wind muss immer noch schneller sein, wie soll er sonst das Schiff ziehen?

Der zweite ist ein Klassiker der Luftfahrtgeschichte. Bei Tests des MIG-19 stellte sich heraus, dass der Abfangjäger, der eine Tonne schwerer war als der Frontjäger, schneller beschleunigt. Mit den gleichen Motoren in der gleichen Flugzeugzelle.

Die Theoretiker wussten nicht, was sie denken sollten, und zweifelten ernsthaft am Energieerhaltungssatz. Letztendlich stellte sich heraus, dass das Problem der aus dem Lufteinlass herausragende Kegel des Radarradoms war. Von der Spitze bis zur Schale entstand eine Luftverdichtung, als würde sie von den Seiten zu den Motorkompressoren harken. Seitdem haben sich Stoßwellen in der Theorie als nützlich erwiesen, und die fantastische Flugleistung moderner Flugzeuge ist nicht zuletzt auf ihren geschickten Einsatz zurückzuführen.

Aerodynamik

Die Entwicklung der Aerodynamik wird üblicherweise in zwei Epochen unterteilt – vor N. G. Schukowski und danach. Den Anfang machte sein Bericht „Über befestigte Wirbel“ vom 15. November 1905 neue Ära in der Luftfahrt.

Vor Schukowski flogen sie mit flachen Segeln: Man ging davon aus, dass die Partikel der Gegenströmung ihren gesamten Schwung an die Vorderkante des Flügels abgeben. Dies ermöglichte es, die Vektorgröße – den Drehimpuls –, die zu zahnbrechenden und meist nichtanalytischen Mathematikverfahren führte, sofort loszuwerden, zu viel bequemeren skalaren, reinen Energiebeziehungen überzugehen und letztendlich ein berechnetes Druckfeld auf der zu erhalten tragende Ebene, die der echten mehr oder weniger ähnlich ist.

Dieser mechanistische Ansatz ermöglichte die Entwicklung von Geräten, die sich zumindest in die Luft erheben und von einem Ort zum anderen fliegen konnten, ohne dabei zwangsläufig irgendwo auf den Boden zu stürzen. Doch der Wunsch, Geschwindigkeit, Tragfähigkeit und andere Flugeigenschaften zu steigern, offenbarte zunehmend die Unvollkommenheiten der ursprünglichen aerodynamischen Theorie.

Schukowskis Idee war folgende: Die Luft bewegt sich entlang der Ober- und Unterseite des Flügels auf einem anderen Weg. Aus der Bedingung der Kontinuität des Mediums (Vakuumblasen selbst bilden sich nicht in der Luft) folgt, dass die Geschwindigkeiten der oberen und unteren Strömungen, die von der Hinterkante absteigen, unterschiedlich sein sollten. Aufgrund der kleinen, aber endlichen Viskosität der Luft sollte sich dort aufgrund der Geschwindigkeitsunterschiede ein Wirbel bilden.

Der Wirbel dreht sich, und der Impulserhaltungssatz gilt, ebenso unveränderlich wie der Energieerhaltungssatz, auch für Vektorgrößen, d. h. Dabei ist auch die Bewegungsrichtung zu berücksichtigen. Deshalb sollte sich genau dort, an der Hinterkante, ein gegenläufiger Wirbel mit dem gleichen Drehmoment bilden. Wegen was? Aufgrund der vom Motor erzeugten Energie.

Für die Luftfahrtpraxis bedeutete dies eine Revolution: Durch die Wahl des passenden Flügelprofils war es möglich, einen angebrachten Wirbel in Form einer Zirkulation G um den Flügel zu schicken und so dessen Auftrieb zu erhöhen. Das heißt, indem Sie einen Teil der Motorleistung und bei hohen Geschwindigkeiten und Belastungen den größten Teil der Motorleistung aufwenden, können Sie einen Luftstrom um das Gerät erzeugen und so bessere Flugeigenschaften erzielen.

Dies machte die Luftfahrt zur Luftfahrt und nicht mehr zu einem Teil der Luftfahrt: Jetzt konnte sich das Flugzeug die für den Flug notwendige Umgebung selbst schaffen und war nicht länger ein Spielzeug der Luftströmungen. Alles, was Sie brauchen, ist ein leistungsstärkerer Motor, und zwar immer leistungsstärker...

Wieder Kiew

Aber die Windmühle hat keinen Motor. Im Gegenteil, es muss Energie aus dem Wind aufnehmen und an die Verbraucher weitergeben. Und hier stellt sich heraus: Seine Beine wurden ausgezogen, sein Schwanz blieb stecken. Wir haben zu wenig Windenergie für die Eigenzirkulation des Rotors verbraucht – er wird schwach sein, der Schub der Rotorblätter wird gering sein und der KIEV und die Leistung werden gering sein. Wir werden viel für die Zirkulation geben – der Rotor wird eingeschaltet sein Leerlauf dreht sich wie verrückt, aber die Verbraucher bekommen wieder wenig: Sie haben die Last kaum aufgebracht, der Rotor wurde langsamer, der Wind blies die Zirkulation weg und der Rotor blieb stehen.

Der Energieerhaltungssatz liefert genau die „goldene Mitte“: Wir geben 50 % der Energie an die Last ab und für die restlichen 50 % erhöhen wir den Durchfluss auf das Optimum. Die Praxis bestätigt die Annahmen: Wenn der Wirkungsgrad eines guten Zugpropellers 75–80 % beträgt, dann erreicht der Wirkungsgrad eines ebenfalls sorgfältig berechneten und im Windkanal geblasenen Blattrotors 38–40 %, d. h. bis zur Hälfte dessen, was mit überschüssiger Energie erreicht werden kann.

Modernität

Heutzutage bewegt sich die Aerodynamik, ausgestattet mit moderner Mathematik und Computern, zunehmend weg von der zwangsläufigen Vereinfachung von Modellen hin zu einer genauen Beschreibung des Verhaltens eines realen Körpers in einer realen Strömung. Und hier zusätzlich zur allgemeinen Linie: Macht, Macht und noch einmal Macht! – Nebenpfade werden entdeckt, sind aber gerade dann vielversprechend, wenn die in das System eintretende Energiemenge begrenzt ist.

Der berühmte alternative Flieger Paul McCready schuf bereits in den 80er Jahren ein Flugzeug mit zwei Kettensägenmotoren und einer Leistung von 16 PS. Zeigt 360 km/h an. Darüber hinaus war das Fahrgestell ein Dreiradfahrwerk, nicht einziehbar, und die Räder waren ohne Verkleidung. Keines von McCreadys Geräten ging online oder ging in den Kampfeinsatz, aber zwei – eines mit Kolbenmotoren und Propellern und das andere ein Jet – flogen zum ersten Mal in der Geschichte um den Globus, ohne an derselben Tankstelle zu landen.

Die Entwicklung der Theorie wirkte sich auch erheblich auf die Segel aus, aus denen der ursprüngliche Flügel entstand. „Live“-Aerodynamik ermöglichte den Einsatz der Yachten bei Windgeschwindigkeiten von 8 Knoten. auf Tragflügelbooten stehen (siehe Abbildung); so einen Hulk beschleunigen erforderliche Geschwindigkeit Propeller, erfordert einen Motor von mindestens 100 PS. Rennkatamarane fahren bei gleichem Wind mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 Knoten. (55 km/h).

Es gibt auch Funde, die völlig nicht trivial sind. Fans der seltensten und extremsten Sportart – Basejumping – fliegen in einem speziellen Wingsuit, dem Wingsuit, ohne Motor, manövrieren mit einer Geschwindigkeit von mehr als 200 km/h (Bild rechts) und landen dann sanft in einem Pre -ausgewählter Ort. In welchem ​​Märchen fliegen Menschen alleine?

Auch viele Naturrätsel wurden gelöst; insbesondere der Flug eines Käfers. Nach der klassischen Aerodynamik ist es nicht flugfähig. Ebenso wie der Begründer des Stealth-Flugzeugs ist auch die F-117 mit ihrem rautenförmigen Flügel nicht in der Lage, abzuheben. Und die MIG-29 und Su-27, die eine Zeit lang mit dem Heck voran fliegen können, passen überhaupt nicht in jede Idee.

Und warum muss man dann bei der Arbeit an Windkraftanlagen, die keine lustige Sache sind und kein Werkzeug zur Zerstörung ihresgleichen, sondern eine Quelle einer lebenswichtigen Ressource darstellen, von der Theorie der schwachen Strömungen mit ihrem Modell des flachen Windes abrücken? Gibt es wirklich keine Möglichkeit, voranzukommen?

Was kann man von den Klassikern erwarten?

Allerdings sollte man auf keinen Fall auf die Klassiker verzichten. Es bietet eine Grundlage, ohne die man nicht höher steigen kann, ohne sich darauf zu verlassen. Genauso wie die Mengenlehre das Einmaleins nicht abschafft und die Quantenchromodynamik keine Äpfel vom Baum fliegen lässt.

Was können Sie also vom klassischen Ansatz erwarten? Schauen wir uns die Zeichnung an. Auf der linken Seite sind Rotortypen aufgeführt; sie werden bedingt dargestellt. 1 – vertikales Karussell, 2 – vertikales Orthogonal (Windkraftanlage); 2-5 – Blattrotoren mit unterschiedlicher Blattanzahl und optimierten Profilen.

Auf der rechten Seite der horizontalen Achse ist die Relativgeschwindigkeit des Rotors angegeben, also das Verhältnis der linearen Geschwindigkeit des Rotorblatts zur Windgeschwindigkeit. Vertikal nach oben - KIEW. Und nach unten – wieder relatives Drehmoment. Als einzelnes (100 %) Drehmoment gilt dasjenige, das von einem in der Strömung mit 100 % KIEV zwangsweise abgebremsten Rotor erzeugt wird, d.h. wenn die gesamte Strömungsenergie in rotierende Kraft umgewandelt wird.

Dieser Ansatz ermöglicht es uns, weitreichende Schlussfolgerungen zu ziehen. Beispielsweise muss die Anzahl der Flügel nicht nur und nicht so sehr nach der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit ausgewählt werden: 3- und 4-Blätter verlieren sofort viel an KIEV und Drehmoment im Vergleich zu 2- und 6-Blättern, die gut funktionieren im ungefähr gleichen Geschwindigkeitsbereich. Und das äußerlich ähnliche Karussell und Orthogonal haben grundsätzlich unterschiedliche Eigenschaften.

Im Allgemeinen sollte Rotoren mit Rotorblättern der Vorzug gegeben werden, außer in Fällen, in denen extrem niedrige Kosten, Einfachheit, wartungsfreier Selbststart ohne Automatisierung erforderlich sind und ein Anheben auf einen Mast nicht möglich ist.

Notiz: Sprechen wir speziell über Segelrotoren – die scheinen nicht zu den Klassikern zu passen.

Vertikale

APUs mit vertikaler Drehachse haben für den Alltag einen unbestreitbaren Vorteil: Ihre wartungsbedürftigen Komponenten sind unten konzentriert und ein Anheben ist nicht erforderlich. Es bleibt, und auch dann nicht immer, ein selbstausrichtendes Axiallager, aber es ist robust und langlebig. Daher sollte beim Entwurf eines einfachen Windgenerators die Auswahl der Optionen mit der Vertikalen beginnen. Ihre Haupttypen sind in Abb. dargestellt.

Sonne

In der ersten Position befindet sich der einfachste Rotor, der am häufigsten als Savonius-Rotor bezeichnet wird. Tatsächlich wurde es 1924 in der UdSSR von J. A. und A. A. Voronin erfunden, und der finnische Industrielle Sigurd Savonius machte sich die Erfindung schamlos zu eigen, ignorierte das sowjetische Urheberrechtszertifikat und begann mit der Serienproduktion. Aber die Einführung einer Erfindung in der Zukunft bedeutet viel. Um die Vergangenheit nicht aufzuwühlen und die Asche des Verstorbenen nicht zu stören, nennen wir diese Windmühle einen Voronin-Savonius-Rotor, oder kurz VS.

Das Flugzeug ist gut für den Heimwerker, mit Ausnahme der „Lokomotive“ KIEV mit 10-18%. In der UdSSR wurde jedoch viel daran gearbeitet, und es gibt Entwicklungen. Im Folgenden werden wir uns ein verbessertes Design ansehen, das nicht viel komplexer ist, aber laut Kiew den Bladern einen Vorsprung verschafft.

Hinweis: Das Zweiblattflugzeug dreht sich nicht, sondern zuckt ruckartig; Der 4-Blatt ist nur geringfügig geschmeidiger, verliert aber in KIEV deutlich. Zur Verbesserung werden 4-Trog-Schilde meist in zwei Etagen unterteilt – ein Paar Schaufeln darunter und ein weiteres Paar, horizontal um 90 Grad gedreht, darüber. KIEV bleibt erhalten, und die seitlichen Belastungen der Mechanik werden schwächer, aber die Biegebelastungen nehmen etwas zu, und bei einem Wind von mehr als 25 m/s steht eine solche APU auf der Welle, d.h. Ohne ein durch Kabel über dem Rotor gespanntes Lager reißt es „den Turm ein“.

Daria

Als nächstes kommt der Daria-Rotor; KIEW – bis zu 20 %. Es geht noch einfacher: Die Lamellen bestehen aus einem einfachen elastischen Band ohne jegliches Profil. Die Theorie des Darrieus-Rotors ist noch nicht ausreichend entwickelt. Es ist nur klar, dass es aufgrund des Unterschieds im aerodynamischen Widerstand des Buckels und der Bandtasche beginnt, sich abzuwickeln, und dann eine Art Hochgeschwindigkeit annimmt und einen eigenen Kreislauf bildet.

Das Drehmoment ist gering und in den Ausgangspositionen des Rotors parallel und senkrecht zum Wind fehlt es vollständig, sodass ein Selbstdrehen nur bei einer ungeraden Anzahl von Blättern (Flügeln?) möglich ist. In jedem Fall erfolgt die Belastung durch den Generator muss während des Hochfahrens getrennt werden.

Der Daria-Rotor hat zwei weitere schlechte Eigenschaften. Erstens beschreibt der Schubvektor des Blattes beim Drehen eine vollständige Drehung relativ zu seinem aerodynamischen Schwerpunkt, und zwar nicht gleichmäßig, sondern ruckartig. Daher versagt die Mechanik des Darrieus-Rotors auch bei stetigem Wind schnell.

Zweitens macht Daria nicht nur Lärm, sondern schreit und quietscht, bis das Band reißt. Dies geschieht aufgrund seiner Vibration. Und je mehr Klingen, desto stärker das Brüllen. Wenn sie also eine Daria herstellen, dann mit zwei Blättern aus teuren, hochfesten schallabsorbierenden Materialien (Carbon, Mylar), und in der Mitte der Maststange wird ein kleines Flugzeug zum Drehen verwendet.

Senkrecht

Am Pos. 3 – orthogonaler Vertikalrotor mit profilierten Schaufeln. Orthogonal, weil die Flügel vertikal abstehen. Der Übergang von BC zu Orthogonal ist in Abb. dargestellt. links.

Der Installationswinkel der Blätter relativ zur Tangente an den Kreis, der die aerodynamischen Schwerpunkte der Flügel berührt, kann je nach Windstärke entweder positiv (in der Abbildung) oder negativ sein. Manchmal werden die Rotorblätter in Rotation versetzt und Wetterfahnen darauf angebracht, die automatisch das „Alpha“ halten, aber solche Strukturen brechen oft.

Mit dem zentralen Körper (blau in der Abbildung) können Sie den KIEV auf fast 50 % erhöhen. In einem orthogonalen Dreiblatt sollte er im Querschnitt die Form eines Dreiecks mit leicht konvexen Seiten und abgerundeten Ecken haben und mit a Bei größerer Messeranzahl genügt ein einfacher Zylinder. Aber die Theorie für das Orthogonale gibt eine eindeutig optimale Anzahl von Schaufeln an: Es sollten genau 3 davon sein.

Orthogonal bezieht sich auf Hochgeschwindigkeits-Windkraftanlagen mit OSS, d. h. erfordert unbedingt eine Förderung während der Inbetriebnahme und nach Ruhe. Nach dem orthogonalen Schema werden serienmäßig wartungsfreie APUs mit einer Leistung von bis zu 20 kW hergestellt.

Helikoid

Der helikoidale Rotor oder Gorlov-Rotor (Punkt 4) ist eine Art Orthogonalrotor, der eine gleichmäßige Rotation gewährleistet; Ein Orthogonalflugzeug mit geraden Flügeln „reißt“ nur geringfügig schwächer als ein zweiflügeliges Flugzeug. Durch das Biegen der Rotorblätter entlang eines Helikoids können CIEV-Verluste aufgrund ihrer Krümmung vermieden werden. Obwohl die gebogene Schaufel einen Teil des Flusses abweist, ohne ihn zu nutzen, schöpft sie auch einen Teil in die Zone der höchsten linearen Geschwindigkeit und gleicht so Verluste aus. Helikoide werden seltener eingesetzt als andere Windkraftanlagen, weil Aufgrund der Komplexität der Herstellung sind sie teurer als ihre gleichwertigen Pendants.

Fassharken

Für 5 Pos. – Rotor vom Typ BC, umgeben von einer Leitschaufel; sein Diagramm ist in Abb. dargestellt. rechts. Es kommt selten in industriellen Anwendungen vor, weil Der teure Landerwerb kompensiert die Kapazitätssteigerung nicht, der Materialverbrauch und die Komplexität der Produktion sind hoch. Aber ein Heimwerker, der Angst vor der Arbeit hat, ist kein Meister mehr, sondern ein Verbraucher, und wenn Sie nicht mehr als 0,5-1,5 kW benötigen, ist ein „Fassharken“ für ihn ein Leckerbissen:

• Ein solcher Rotor ist absolut sicher, geräuschlos, erzeugt keine Vibrationen und kann überall installiert werden, sogar auf einem Spielplatz.
• Einen verzinkten „Trog“ zu biegen und einen Rahmen aus Rohren zu schweißen, ist Unsinn.
• Die Rotation ist absolut gleichmäßig, mechanische Teile können vom billigsten oder aus dem Müll genommen werden.
• Keine Angst vor Hurrikanen – zu viel starker Wind kann nicht in das „Fass“ stoßen; Um ihn herum entsteht ein stromlinienförmiger Wirbelkokon (diesem Effekt werden wir später noch begegnen).
• Und das Wichtigste ist, dass, da die Oberfläche des „Fasses“ um ein Vielfaches größer ist als die des Rotors im Inneren, der KIEV über der Einheit liegen kann und das Rotationsmoment bereits bei 3 m/s für ein „Fass“ liegt Der Durchmesser von drei Metern ist so groß, dass ein 1-kW-Generator mit einer maximalen Last von 1,5 m ist. Man sagt, es sei besser, nicht zu zucken.

Video: Lenz Windgenerator

In den 60er Jahren patentierte E. S. Biryukov in der UdSSR eine Karussell-APU mit einem Kiew von 46 %. Wenig später erreichte V. Blinov mit einem Entwurf, der auf dem gleichen Prinzip basierte, 58 % KIEV, es liegen jedoch keine Daten zu dessen Tests vor. Und umfassende Tests der APU von Biryukov wurden von Mitarbeitern der Zeitschrift „Inventor and Innovator“ durchgeführt. Ein zweistöckiger Rotor mit einem Durchmesser von 0,75 m und einer Höhe von 2 m drehte bei frischem Wind einen 1,2 kW starken Asynchrongenerator auf volle Leistung und überstand 30 m/s ohne Ausfall. Zeichnungen von Biryukovs APU sind in Abb. dargestellt.

1. Rotor aus verzinktem Dach;
2. selbstausrichtendes zweireihiges Kugellager;
3. Wanten – 5 mm Stahlseil;
4. Achswelle – Stahlrohr mit einer Wandstärke von 1,5–2,5 mm;
5. aerodynamische Geschwindigkeitsregelhebel;
6. Geschwindigkeitsregelblätter – 3-4 mm Sperrholz oder Kunststoffplatte;
7. Geschwindigkeitsregelstangen;
8. Last des Drehzahlreglers, sein Gewicht bestimmt die Drehzahl;
9. Antriebsriemenscheibe – ein Fahrradrad ohne Reifen mit Schlauch;
10. Drucklager - Drucklager;
11. angetriebene Riemenscheibe – Standard-Generatorriemenscheibe;
12. Generator.

Biryukov erhielt mehrere Urheberrechtszertifikate für seine APU. Achten Sie zunächst auf den Schnitt des Rotors. Beim Beschleunigen funktioniert es wie ein Flugzeug und erzeugt ein großes Startdrehmoment. Während es sich dreht, entsteht in den Außentaschen der Schaufeln ein Wirbelkissen. Aus der Sicht des Windes werden die Rotorblätter profiliert und der Rotor wird zu einem Hochgeschwindigkeits-Orthogonal, wobei sich das virtuelle Profil entsprechend der Windstärke ändert.

Zweitens fungiert der profilierte Kanal zwischen den Schaufeln als zentraler Körper im Betriebsgeschwindigkeitsbereich. Nimmt der Wind zu, entsteht auch darin ein Wirbelkissen, das über den Rotor hinausreicht. Es entsteht der gleiche Wirbelkokon wie um die APU mit Leitschaufel. Die Energie für seine Entstehung wird dem Wind entnommen und reicht nicht mehr aus, um die Windmühle zu zerstören.

Drittens ist der Drehzahlregler in erster Linie für die Turbine gedacht. Es hält seine Geschwindigkeit aus Kiew-Sicht optimal. Und die optimale Generatordrehzahl wird durch die Wahl des mechanischen Übersetzungsverhältnisses gewährleistet.

Hinweis: Nach Veröffentlichungen im IR für 1965 geriet Biryukova bei den Streitkräften der Ukraine in Vergessenheit. Der Autor erhielt nie eine Antwort von den Behörden. Das Schicksal vieler sowjetischer Erfindungen. Sie sagen, dass einige Japaner Milliardäre wurden, indem sie regelmäßig sowjetische populärtechnische Zeitschriften lasen und alles patentieren ließen, was Aufmerksamkeit verdiente.

Lopastniki

Den Klassikern zufolge ist ein horizontaler Windgenerator mit einem Blattrotor der beste. Aber erstens braucht es einen stabilen Wind von mindestens mittlerer Stärke. Zweitens ist die Gestaltung für einen Heimwerker mit vielen Fallstricken behaftet, weshalb oft das Ergebnis langer harter Arbeit bestenfalls eine Toilette, einen Flur oder eine Veranda erhellt oder sogar nur dazu in der Lage ist, sich zu entspannen .

Gemäß den Diagrammen in Abb. Lass uns genauer hinschauen; Positionen:

• Feige. A:

1. Rotorblätter;
2. Generator;
3. Generatorrahmen;
4. schützende Wetterfahne (Hurrikanschaufel);
5. Stromabnehmer;
6. Chassis;
7. Schwenkeinheit;
8. funktionierende Wetterfahne;
9. Mast;
10. Klemme für die Wanten.

• Feige. B, Draufsicht:

1. schützende Wetterfahne;
2. funktionierende Wetterfahne;
3. Federspannungsregler für schützende Wetterfahnen.

• Feige. G, Stromabnehmer:

1. Kollektor mit durchgehenden Kupfer-Ringsammelschienen;
2. Federbelastete Kupfer-Graphit-Bürsten.

Notiz: Ein Hurrikanschutz für ein horizontales Blatt mit einem Durchmesser von mehr als 1 m ist unbedingt erforderlich, weil er ist nicht in der Lage, einen Wirbelkokon um sich herum zu erschaffen. Bei kleineren Größen ist es möglich, mit Propylenblättern eine Rotorlebensdauer von bis zu 30 m/s zu erreichen.

Wo stolpern wir also?

Klingen

Die Hoffnung eines hoffnungslosen Amateurs ist es, bei Rotorblättern jeder Größe, die aus einem dickwandigen Kunststoffrohr geschnitten sind, eine Leistung an der Generatorwelle von mehr als 150-200 W zu erwarten, wie oft empfohlen wird. Ein Rohrblatt (es sei denn, es ist so dick, dass es einfach als Rohling verwendet wird) hat ein segmentiertes Profil, d. h. seine Oberseite oder beide Flächen werden Kreisbögen sein.

Segmentierte Profile eignen sich für inkompressible Medien wie Tragflügelboote oder Propellerblätter. Für Gase wird eine Schaufel mit variablem Profil und variabler Steigung benötigt, ein Beispiel siehe Abb.; Spannweite - 2 m. Dies wird ein komplexes und arbeitsintensives Produkt sein, das sorgfältige Berechnungen in der Theorie, das Einblasen eines Rohrs und umfassende Tests erfordert.

Generator

Wenn der Rotor direkt auf seiner Welle montiert ist, geht das Standardlager schnell kaputt – bei Windmühlen sind nicht alle Flügel gleichermaßen belastet. Sie benötigen eine Zwischenwelle mit einem speziellen Stützlager und einer mechanischen Übertragung von dieser auf den Generator. Bei großen Windrädern ist das Stützlager ein selbstausrichtendes zweireihiges Lager; V beste Modelle– dreistufig, Abb. D in Abb. höher. Dadurch kann sich die Rotorwelle nicht nur leicht biegen, sondern auch leicht von einer Seite zur anderen oder nach oben und unten bewegen.

Notiz: Die Entwicklung eines Stützlagers für die APU vom Typ EuroWind dauerte etwa 30 Jahre.

Notfall-Wetterfahne

Das Funktionsprinzip ist in Abb. dargestellt. B. Der stärker werdende Wind übt Druck auf die Schaufel aus, die Feder dehnt sich, der Rotor verzieht sich, seine Geschwindigkeit nimmt ab und schließlich wird er parallel zur Strömung. Alles scheint in Ordnung zu sein, aber auf dem Papier war es glatt...

Versuchen Sie an einem windigen Tag, einen Kesseldeckel oder einen großen Topf am Griff parallel zum Wind zu halten. Seien Sie vorsichtig – das zappelnde Eisenstück kann Ihnen so hart ins Gesicht treffen, dass es Ihnen die Nase bricht, Ihre Lippe schneidet oder Ihnen sogar das Auge ausschlägt.

Flacher Wind tritt nur in theoretischen Berechnungen und mit ausreichender Genauigkeit für die Praxis in Windkanälen auf. In Wirklichkeit beschädigt ein Hurrikan Windmühlen mit einer Hurrikanschaufel stärker als völlig wehrlose. Es ist besser, beschädigte Klingen auszutauschen, als alles noch einmal zu machen. Anders verhält es sich bei Industrieanlagen. Dort wird die Neigung der Rotorblätter einzeln überwacht und automatisiert unter Steuerung des Bordcomputers angepasst. Und sie bestehen aus hochbelastbaren Verbundwerkstoffen, nicht aus Wasserrohren.

Stromabnehmer

Dies ist ein regelmäßig gewartetes Gerät. Jeder Energietechniker weiß, dass der Kommutator mit Bürsten gereinigt, geschmiert und eingestellt werden muss. Und der Mast besteht aus einer Wasserleitung. Wenn Sie nicht klettern können, müssen Sie alle ein bis zwei Monate die gesamte Windmühle zu Boden werfen und sie dann wieder aufheben. Wie lange wird er eine solche „Verhinderung“ durchhalten?

Video: Flügelwindgenerator + Solarpanel zur Stromversorgung einer Datscha

Mini und Mikro

Mit abnehmender Größe des Paddels nehmen die Schwierigkeiten jedoch proportional zum Quadrat des Raddurchmessers ab. Es ist bereits möglich, eine horizontale Blade-APU mit einer Leistung von bis zu 100 W selbst herzustellen. Ein 6-Blatt wäre optimal. Bei mehr Rotorblättern wird der Durchmesser des Rotors, der für die gleiche Leistung ausgelegt ist, kleiner, aber es wird schwieriger, sie fest an der Nabe zu befestigen. Rotoren mit weniger als 6 Blättern müssen nicht berücksichtigt werden: Ein 2-Blatt-100-W-Rotor benötigt einen Rotor mit einem Durchmesser von 6,34 m, und ein 4-Blatt-Rotor mit der gleichen Leistung benötigt 4,5 m. Für einen 6-Blatt-Rotor beträgt der Das Leistungs-Durchmesser-Verhältnis wird wie folgt ausgedrückt:

• 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.

Optimal wäre es, mit einer Leistung von 10-20 W zu rechnen. Erstens hält ein Kunststoffblatt mit einer Spannweite von mehr als 0,8 m ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen Windgeschwindigkeiten von mehr als 20 m/s nicht stand. Zweitens wird bei einer Blattspannweite von bis zu 0,8 m die lineare Geschwindigkeit seiner Enden die Windgeschwindigkeit nicht um mehr als das Dreifache überschreiten, und die Anforderungen an die Profilierung mit Drehung werden um Größenordnungen reduziert; hier ein „Trog“ mit segmentiertem Rohrprofil, Pos. B in Abb. Und 10–20 W versorgen ein Tablet mit Strom, laden ein Smartphone auf oder bringen eine Sparlampe zum Leuchten.

Wählen Sie als Nächstes einen Generator aus. Ein chinesischer Motor ist perfekt - Radnabe für Elektrofahrräder, Pos. 1 in Abb. Seine Leistung als Motor beträgt 200-300 W, im Generatorbetrieb gibt er jedoch bis zu etwa 100 W ab. Aber wird es uns von der Geschwindigkeit her passen?

Der Geschwindigkeitsindex z für 6 Rotorblätter beträgt 3. Die Formel zur Berechnung der Drehzahl unter Last lautet N = v/l*z*60, wobei N die Drehzahl, 1/min, v die Windgeschwindigkeit und l ist der Rotorumfang. Bei einer Blattspannweite von 0,8 m und einem Wind von 5 m/s ergeben sich 72 U/min; bei 20 m/s – 288 U/min. Ein Fahrradrad dreht sich ebenfalls ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit, daher beziehen wir unsere 10-20 W von einem Generator, der 100 W erzeugen kann. Sie können den Rotor direkt auf seine Welle setzen.

Doch hier entsteht folgendes Problem: Nachdem wir viel Arbeit und Geld investiert haben, zumindest in einen Motor, haben wir ... ein Spielzeug bekommen! Was sind 10-20, also 50 W? Aber man kann eine Windmühle mit Flügeln nicht so bauen, dass sie auch nur einen Fernseher zu Hause mit Strom versorgt. Ist es möglich, einen fertigen Mini-Windgenerator zu kaufen, und wäre das nicht günstiger? So viel wie möglich und so günstig wie möglich, siehe Pos. 4 und 5. Darüber hinaus wird es auch mobil sein. Legen Sie es auf einen Baumstumpf und verwenden Sie es.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, dass es irgendwo herumliegt Schrittmotor von einem alten 5- oder 8-Zoll-Diskettenlaufwerk oder vom Papierlaufwerk oder Schlitten eines unbrauchbaren Tintenstrahl- oder Nadeldruckers. Es kann als Generator fungieren, und das Anbringen eines Karussellrotors aus Dosen daran (Pos. 6) ist einfacher als der Zusammenbau einer Struktur wie der in Pos. gezeigten. 3.

Generell ist das Fazit zum Thema „Blade-Blades“ eindeutig: Selbstgemachte eignen sich eher zum Basteln nach Herzenslust, nicht aber für echten langfristigen Energieausstoß.

Video: Der einfachste Windgenerator zur Beleuchtung einer Datscha

Segelboote

Der Segelwindgenerator ist seit langem bekannt, aber mit dem Aufkommen hochfester, verschleißfester synthetischer Stoffe und Folien begann man mit der Herstellung weicher Paneele an seinen Rotorblättern (siehe Abbildung). Mehrflügelige Windmühlen mit starren Segeln werden weltweit häufig als Antrieb für automatische Wasserpumpen mit geringer Leistung eingesetzt, ihre technischen Spezifikationen sind jedoch sogar niedriger als die von Karussells.

Es scheint jedoch, dass ein weiches Segel wie ein Windmühlenflügel nicht so einfach war. Dabei geht es nicht um den Windwiderstand (Hersteller begrenzen die maximal zulässige Windgeschwindigkeit nicht): Segelbootsegler wissen bereits, dass es nahezu unmöglich ist, dass der Wind das Panel eines Bermuda-Segels zerreißt. Höchstwahrscheinlich wird die Schot herausgerissen, oder der Mast wird gebrochen, oder das ganze Schiff macht eine „Overkill-Kurve“. Es geht um Energie.

Genaue Testdaten können leider nicht gefunden werden. Basierend auf Benutzerbewertungen war es möglich, „synthetische“ Abhängigkeiten für die Installation einer in Taganrog hergestellten Windkraftanlage 4.380/220.50 mit einem Windraddurchmesser von 5 m, einem Windkopfgewicht von 160 kg und einer Rotationsgeschwindigkeit von bis zu erstellen bis 40 1/min; sie sind in Abb. dargestellt.

Natürlich gibt es keine Garantien für eine 100-prozentige Zuverlässigkeit, aber es ist klar, dass es hier nicht nach einem flachmechanischen Modell riecht. Es ist unmöglich, dass ein 5-Meter-Rad bei einem flachen Wind von 3 m/s etwa 1 kW erzeugen kann, bei 7 m/s ein Leistungsplateau erreicht und es dann bis zu einem schweren Sturm aufrechterhält. Die Hersteller geben übrigens an, dass die Nennleistung von 4 kW bei 3 m/s erreicht werden kann, allerdings bei Installation durch Kräfte, die auf den Ergebnissen lokaler aerologischer Untersuchungen basieren.

Es gibt auch keine quantitative Theorie; Die Erklärungen der Entwickler sind unklar. Da die Menschen jedoch Taganrog-Windkraftanlagen kaufen und diese funktionieren, können wir nur davon ausgehen, dass die angegebene konische Zirkulation und die Antriebswirkung keine Fiktion sind. Auf jeden Fall sind sie möglich.

Dann stellt sich heraus, dass VOR dem Rotor nach dem Impulserhaltungssatz ebenfalls ein konischer Wirbel entstehen sollte, der sich jedoch ausdehnt und langsam ist. Und ein solcher Trichter treibt den Wind in Richtung des Rotors wirksame Oberfläche Es wird sich herausstellen, dass es geschwungener ist, und Kiew wird über der Einheit liegen.

Feldmessungen des Druckfeldes vor dem Rotor, selbst mit einem Haushaltsaneroid, könnten Aufschluss über diese Frage geben. Wenn es höher ausfällt als an den Seiten, dann funktionieren die Segel-APUs tatsächlich wie ein Käfer.

Selbstgebauter Generator

Aus dem oben Gesagten geht hervor, dass es für Heimwerker besser ist, entweder Vertikalboote oder Segelboote zu übernehmen. Aber beide sind sehr langsam und die Übertragung auf einen Hochgeschwindigkeitsgenerator ist mit zusätzlichem Aufwand, zusätzlichen Kosten und Verlusten verbunden. Ist es möglich, selbst einen effizienten Stromgenerator mit niedriger Drehzahl herzustellen?

Ja, das ist bei Magneten aus einer sogenannten Nioblegierung möglich. Supermagnete. Der Herstellungsprozess der Hauptteile ist in Abb. dargestellt. Spulen – jeweils 55 Windungen aus 1 mm dickem Kupferdraht mit hitzebeständiger, hochfester Emaille-Isolierung, PEMM, PETV usw. Die Höhe der Windungen beträgt 9 mm.

Achten Sie auf die Nuten für die Keile in den Rotorhälften. Sie müssen so positioniert werden, dass die Magnete (sie werden mit Epoxidharz oder Acryl auf den Magnetkern geklebt) nach der Montage mit entgegengesetzten Polen zusammenlaufen. „Pancakes“ (Magnetkerne) müssen aus einem weichmagnetischen Ferromagneten bestehen; Normaler Baustahl reicht aus. Die Dicke der „Pfannkuchen“ beträgt mindestens 6 mm.

Im Allgemeinen ist es besser, Magnete mit einem axialen Loch zu kaufen und diese mit Schrauben festzuziehen; Supermagnete ziehen mit schrecklicher Kraft an. Aus dem gleichen Grund wird zwischen den „Pfannkuchen“ ein zylindrischer Abstandshalter mit einer Höhe von 12 mm auf die Welle gesetzt.

Die Wicklungen, aus denen die Statorabschnitte bestehen, werden gemäß den ebenfalls in Abb. gezeigten Diagrammen angeschlossen. Die gelöteten Enden sollten nicht gedehnt werden, sondern sollten Schleifen bilden, da sonst das Epoxidharz, mit dem der Stator gefüllt wird, aushärten und die Drähte brechen kann.

Der Stator wird mit einer Dicke von 10 mm in die Form gegossen. Eine Zentrierung oder Auswuchtung ist nicht erforderlich, der Stator dreht sich nicht. Der Spalt zwischen Rotor und Stator beträgt auf jeder Seite 1 mm. Der Stator im Generatorgehäuse muss nicht nur gegen Verschiebung entlang der Achse, sondern auch gegen Drehung sicher gesichert sein; Ein starkes Magnetfeld mit Strom in der Last zieht diese mit sich.

Video: DIY-Windmühlengenerator

Abschluss

Und was haben wir am Ende? Das Interesse an „Blade Blades“ erklärt sich eher durch deren Spektakel Aussehen als echt Leistungsqualitäten in einer hausgemachten Version und mit geringer Leistung. Eine selbstgebaute Karussell-APU liefert „Standby“-Strom zum Laden einer Autobatterie oder zum Betreiben eines kleinen Hauses.

Aber bei Segel-APUs lohnt es sich, mit Handwerkern mit einer kreativen Ader zu experimentieren, insbesondere in der Mini-Version mit einem Rad von 1-2 m Durchmesser. Wenn die Annahmen der Entwickler richtig sind, wird es möglich sein, mit dem oben beschriebenen chinesischen Motorgenerator alle 200-300 W aus diesem zu entfernen.

Andrey sagte:

Vielen Dank für Ihre kostenlose Beratung ... Und die Preise „von Unternehmen“ sind nicht wirklich teuer, und ich denke, dass Handwerker aus dem Outback in der Lage sein werden, Generatoren herzustellen, die Ihrem ähneln. Und Li-Po-Batterien können aus China bestellt werden. Wechselrichter in Tscheljabinsk sind sehr gut (mit glattem Sinus). Und Segel, Rotorblätter oder Rotoren sind ein weiterer Grund für die Gedankenflucht unserer geschickten russischen Männer.

Ivan sagte:

Frage:
Bei Windmühlen mit vertikaler Achse (Position 1) und der Option „Lenz“ ist es möglich, ein zusätzliches Teil hinzuzufügen – ein Laufrad, das in Windrichtung zeigt und die nutzlose Seite davon (in Richtung Wind) abdeckt. . Das heißt, der Wind bremst nicht das Rotorblatt, sondern diesen „Bildschirm“. Positionierung in Windrichtung, wobei sich das „Heck“ hinter der Windmühle selbst unter und über den Rotorblättern (Kämmen) befindet. Ich habe den Artikel gelesen und eine Idee war geboren.

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Übermäßige Luftfeuchtigkeit und Gerüche sorgen für eine ungesunde Atmosphäre und können sogar Krankheiten verursachen. Die Qualität der Belüftung in einem Zuhause, Büro oder am Arbeitsplatz wirkt sich direkt auf den Komfort aus. Sind Sie damit einverstanden?

Deshalb ist es klug Belüftung angeordnet ist die wichtigste Voraussetzung bei der Inbetriebnahme von Bauvorhaben. Ein Turbodeflektor zur Belüftung sorgt für einen hochwertigen Luftaustausch. Aber welches soll man richtig auswählen und installieren, um keine Spezialisten zu rufen?

Wir werden versuchen, alle Fragen im Detail zu beantworten. In diesem Material werden das Funktionsprinzip, vorhandene Arten von Turbodeflektoren und Installationsmerkmale erläutert. Auch auf Wartungs- und Reparaturthemen wird geachtet.

Zum besseren Verständnis der präsentierten Informationen wurden visuelle Fotos und Diagramme des Designs von Rotationsabweisern ausgewählt und Videoempfehlungen zur Fehlerbehebung bei Störungen bereitgestellt. Die Informationen sind strukturiert und selbst ein unerfahrener Heimwerker wird die Feinheiten der Auswahl, Installation und Reparatur eines Rotationsabweisers leicht verstehen.

Die Funktionsweise des Turbodeflektors basiert auf folgenden Prinzipien: Mithilfe von Windenergie erzeugt das Gerät ein Vakuum im Lüftungsschacht, erhöht den Luftzug und saugt verschmutzte Luft aus dem Raum, dem Lüftungskanal und dem Unterdachraum ab.

Egal wie sich die Richtung und Stärke des Windes ändert, der rotierende Kopf (Laufrad) dreht sich immer in eine Richtung und erzeugt einen Unterdruck im Lüftungsschacht.

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Regeln für die Installation von Turbinen

Lüftungsturbinen können direkt auf einem geneigten oder geraden Dach, am Ausgang eines Schornsteins oder Lüftungsschachts installiert werden. Der Platzierungsort hängt von der Anwendung der Turbine ab.