Как сделать вакуумную трубу
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 11.09.2024
Эта работа была прислана на наш "бессрочный" конкурс статей.
В ноябре прошлого года я прочитал статью Экселенца "Тепловые трубки своими руками". Статья во многом спорная, но и во многом дельная. Читается на одном дыхании. Удар был нанесен в самое сердце оверклокера - бесшумный разгон!
Несколько слов для тех, кто не в курсе. Тепловая трубка - это устройство, имеющее теплопроводность во много раз выше меди. Тепло по тепловой трубке отводится от камня и рассеивается массивным пассивным радиатором, закрепленным, например, где-то за пределами корпуса. Плюсы: бесшумность, возможность использования сколь угодно большого радиатора, без опасения раздавить камень, для рассеивания тепла от процессора.
реклама
Меня здорово смутила сложность изготовления прибора. Не токарные работы (есть у меня знакомые виртуозы резца и суппорта), а необходимость в хорошем вакуумном насосе. Где его взять, я не представлял. Но все равно почему-то очень захотелось сделать тепловую трубку. Сразу делать, сложный девайс я не стал. Мне было интересно: можно ли сделать тепловую трубку в домашних условиях, как говорится, "на коленке". Вакуумного насоса у меня нет. Исходя из этого ограничения и выбиралась методика изготовления.
Итак, я приступил к проектированию опытного образца. Образец делался для проверки возможности получения вакуума путем кипячения. Я взял медную трубку диаметром 20 мм. С одного конца на трубку я напаял медную пластину толщиной 1мм. Это будет зона испарения. Пластина будет прилегать к эмулятору процессора. С другого конца я припаял резьбу 0,5 дюйма. Сделано это для привинчивания к тепловой трубке через тройник манометра и крана "Маевского".
Манометр я слегка модернизировал. Разобрал и подогнул коромысло. Теперь стрелка манометра стала стоять на 4атм, принимаем эту точку за начало отсчета. И я думаю, если давление в трубке, после моих манипуляций, станет ниже атмосферного, то стрелка отклонится влево, и я узнаю, насколько глубокий вакуум получился в трубке.
Кран "Маевского" ставится на батареи отопления, для стравливания из них воздуха. На фото это небольшая белая штука с винтом посредине. Перекрывается этим же винтом.
Ход мысли следующий: наливаю в трубку теплоноситель, (опыты проведу с водой), довожу до кипения, пары кипящей воды вытесняют воздух, перекрываю кран, по законам физики должен получиться вакуум. А результат контролирую по манометру. Вся эта сантехническая ботва рассчитана на давление 10 атмосфер, и я не думаю, что что-то не выдержит.
Собрал тепловую трубку с лентой "фум" - тонкая, белая лента применяется для герметизации резьбовых стыков водопроводов. Залил немного воды, смонтировал кран "Маевского", приоткрыл его и стал нагревать на газовой плите низ трубки. Вода в трубке закипела, пар стал выходить через отверстие крана. Я подождал, когда пар стал со свистом вырываться из крана и быстренько отверткой закрутил кран. Стрелка манометра на трубке после моей модернизации встала на делении 4 атм. Принимаем это положение за 1атмосферу (атмосферное давление)
После перекрытия крана стрелка медленно поползла влево. Трубка была очень горячая, и я поместил ее под холодную воду. Стрелка прибавила скорости. Остановилась стрелка на 1,1 атмосферу ниже. А это значит, что в трубке вышел вакуум глубже, чем в космосе. Это, конечно, шутка. Погрешность измерений. Но, тем не менее, душу греет.
реклама
Теперь надо разработать радиатор на зону конденсации, стенд для эмулирования тепловой нагрузки процессора и вперед, тестировать на пригодность для оверклокинга.
Для экспериментальной тепловой трубки требуется и экспериментальный стенд. Я не знал, получится ли у меня изготовить в домашних условиях трубку, подходящую для оверклокинга. Поэтому постарался, по возможности, снизить финансовые затраты на эксперименты. Если мне понадобился стенд, эмулирующий тепловую нагрузку процессора, то решено было его сделать из материалов, найденных в кладовке.
Материалы: латунный кубик примерно 1,5 на 1 на 1,5 см, обрезок керамической плитки, четыре винта М4, длинной в среднем 40мм, паяльник. Конструкция стенда понятна из фотографий.
Принцип работы примитивно прост. В кубике латуни просверлено отверстие, в котором при помощи стопорного винта закреплено жало паяльника. Паяльник нагревает латунный кубик, площадь стороны которого, примерно равна площади ядра Barton. Мощность 100-ваттного паяльника немного больше мощности, которую выделяет разогнанный процессор (разогнанный Barton потребляет, по некоторым данным, около 85 Вт, 15 запас на будущее). Мне кажется все логично. Перед тестированием в прорезь в кубике помещу термопару 1 для измерения температуры "процессора", термопара 2 будет измерять температуру зоны испарения. Сможет ли мое детище остудить это чудо техники?
Для изготовления зоны конденсации приобрел такую вот монструозную штуку.
Размеры 110 на110 на 100 мм. Площадью поверхности около 2000 квадратных сантиметров. Трубка превращается в трубищу. Сигареты сняты для сравнения размеров. Справится с камнем или нет?
Вспомнив о том, что изначально статья называлась "Тепловая трубка, сделанная на коленке", я не стал отдавать радиатор на завод фрезеровщику. Решил попробовать сделать все сам. Нашел в своих инструментальных развалах сверло диаметром19мм, метчики на 0,5 дюйма, наточил зубило. Результат на фото. Коряво, но за счет корявости увеличивается площадь соприкосновения пара и радиатора.
Боковые отверстия предназначены для крана Маевского и манометра.
реклама
Просверлены сверлом 19 мм, после чего в них нарезана резьба 0,5 дюйма. Зону конденсации насверлил сверлом и поддолбил зубилом. Алюминий острым зубилом снимается довольно легко."Выфрезерованную" часть закрывает пластина с накрученной резьбой – удлинитель с контргайкой. Пластина к радиатору крепится на саморезах. Соединения я, по глупости, герметизировал силиконовым герметиком, на кислотной основе, мог бы догадаться прочитать инструкцию по применению к герметику. В результате изделие перестало держать вакуум. Я долго не мог понять, в чем дело? Оказывается, на баллоне написано "не совместим с алюминием, медью. " Да, инструкции надо хотя бы иногда читать!
Приобрел нейтральный герметик. ПРОЧИТАЛ инструкцию. С алюминием и медью совместим. Загерметизировал.
С перепугу сделал новый, паянный теплосъемник. Медное основание взял от пробитого диода высокой мощности. Насверлил кучу отверстий диаметром 4,5 мм. Конечно не насквозь, а на глубину 11мм. До "насквозь" осталось 3мм. Сделано это для увеличения площади теплоотдачи. Остальные части нашел в своих "плюшкинских" запасах. Развальцованную, латунную трубку и часть прецизионного конденсатора.
реклама
Медное основание грел на газовой плите. Паял припоем ПОС-61, с флюсом ФГСП. Паяльник использовал мощностью 100 Вт. Получилось что-то похожее на гранату из "звездных войн".
После сборки залил в новое изделие 25 граммов кипяченой воды, теплоизолировав радиатор, довел воду до кипения, завернул кран. (Если радиатор не теплоизолировать на время кипячения, то ничего не выйдет, вода, испаряясь, тут же конденсируется, охлаждая зону испарения и не получается интенсивного кипения. Для достижения максимума разряжения необходимо, чтобы пар интенсивно, со свистом вырывался из крана.) Получил вакуум минус1,1 атм (опять погрешность манометра. На фото красная стрелка показывает положение черной стрелки до тепловой обработки - атмосферное давление). Для контроля ждал три дня. Манометр не зафиксировал потери вакуума. Все нормально, приступаю к тестам.
Для объективности тесты провожу в сравнении с кулером Volkano 7+, но с вентилятором, работающим от 5 В. Пять вольт из соображений тишины. Вряд ли у меня хватит терпения слушать этот вентиль на 12-ти вольтах. А если серьезно, вулкан на 12 В мощный куллер, а моя система все-таки пассивная. Думаю немного уровнять шансы.
Приторачиваю к стенду сначала вулкан.
реклама
Включаю. И тут происходит неожиданная ситуация. Температура муляжа процессора начинает резко расти:
Время (мин) | Темп. муляжа проц. |
0 | 21 |
5 | 76 |
10 | 95 |
15 | 102 |
После чего температура стабилизировалась на уровне 99-102 градуса. Ждал один час. Никаких изменений. Почему один из самых мощных кулеров не смог охладить мой муляж процессора? Возможно, я слишком заглубил термопару? Но она находится в углублении, заподлицо с поверхностью. Углубление заполнено термопастой КПТ-8. Возможно, сказывается разница в толщине. Процессор- пару миллиметров кремния вместе с подложкой, а у меня 1,5 сантиметра латуни. Так же мощность паяльника, нагревающая муляж процессора – 100 Вт. В общем, стенд получился мало похожим на оригинал. Ничего. Сравним тем, что есть. Не статья, а какая то примерочная. Все примерно, на глазок, без расчетов. Но цель статьи – доказать возможность изготовления пассивного кулера на эффекте тепловой трубки, в домашних условиях.
А теперь тот же стенд, но с моим монстром.
реклама
Время (мин) | Темп. муляжа проц. |
0 | 22 |
5 | 77 |
10 | 88 |
15 | 93 |
20 | 100 |
30 | 114 |
Дальше температура в течение часа изменялась от108 до115 градусов. Не так уж плохо. Проигрыш вулкану небольшой. И это "самоделка на коленке", без расчетов, из подножных материалов.
В предыдущих тестах я выяснил, что изготовленная мной конструкция по эффективности совсем немного уступает кулеру Volkano 7+ c вентилятором, включенным на 5 вольт.
реклама
Путем кипячения мне удалось понизить давление в т. трубке, при котором вода в ней закипает при температуре 45 градусов. Возможно и ниже, я сужу на слух. При этой температуре в трубке начинает раздаваться пощелкивания. Мне кажется, что если снизить температуру кипения теплоносителя, то эффективность моего кулера возрастет. Вакуумного насоса у меня нет. Поэтому снизить температуру кипения теплоносителя я могу только заменой теплоносителя.
Через две недели после вышеописанных событий я решил сравнить воду и ацетон. Температура кипения ацетона при нормальном атмосферном давлении 56 градусов Цельсия. По старой схеме залью ацетон в трубку, теплоизолирую ее, нагрею на газовой плите до кипения, потом закрою кран Маевского. Чтобы исключить ошибки, я сначала протестирую трубку с водой, а потом с ацетоном и, конечно, с вулканом7+ с питанием вентиля 5 вольт.
Тестирую на все том же своем бюджетном стенде. Нагреваю его паяльником 100 Вт.
Тепловая трубка (на фото с ацетоном, красная стрелка манометра - атмосферное давление, черная показывает разряжение после тепловой обработки)
реклама
Начинаю с Volkano 7.
Время (мин) | Темп. муляжа проц. |
0 | 21 |
5 | 76 |
10 | 95 |
15 | 102 |
Дальше температура колебалась около 102 градусов. Напоминаю, конструкция моего стенда далека от реальности, поэтому такие температуры. Поэтому я сравниваю эффективность трубки с кулером вулкан относительно.
Теперь на стенде тепловая трубка с водой
Время (мин) | Темп. муляжа проц. | Темп. испарителя |
0 | 21 | 21 |
5 | 61 | 54 |
10 | 88 | 72 |
15 | 95 | 72 |
20 | 98 | 77 |
25 | 108 | 78 |
30 | 107 | 79 |
40 | 108 | 79 |
Дальше температура колебалась в пределах 105-109 градусов в течении 40 минут, потом я прекратил тест.
Следующим номером программы идет заправка т.трубки ацетоном. Я слил из трубки воду, залил ацетон, теплоизолировал зону конденсации(здоровенный радиатор см. фото) а дальше нагрел зону испарения на газовой плите. Как только из крана Маевского стали со свистом вырываться пары ацетона, и радиатор сильно нагрелся, я отверткой перекрыл кран. Судя по показаниям манометра (фото 2), разряжение в трубке получилось, а значит, и температура кипения ацетона, снизилась. Все эти процедуры прошли намного быстрее, чем с водой. Вся заправка трубы ацетоном заняла примерно 15 минут.
Собираем стенд и вперед.
Время (мин) | Темп. муляжа проц. | Темп. испарителя |
0 | 21 | 21 |
5 | 64 | 47 |
10 | 88 | 72 |
15 | 94 | 67 |
20 | 100 | 67 |
25 | 100 | 71 |
30 | 100 | 69 |
40 | 100 | 71 |
50 | 100 | 69 |
60 | 100 | 71 |
И далее также в течение еще 40 минут, дальше надоело.
Производительность тепловой трубки на ацетоне, с пассивным охлаждением, оказалась немного выше производительности кулера Volkano 7+ на 5-ти вольтах. Также температура зоны испарения при использовании ацетона ниже, чем с водой в среднем на 6-8 градусов. А это тоже должно отразиться на реальной температуре процессора.
Можно приблизительно прикинуть температуру реального процессора Атлон-Бартон 2500, разогнанного множителем до 2800 без поднятия напруги на проце. Вулкан на 5-ти вольтах охлаждал мой Бартон до температуры ядра (МВМ, W83L785TS-S diode) в покое 42 , загрузка 45-47 градусов. На моем стенде он показал 102 градуса. То есть реальная температура настоящего проца в 2,2 раза меньше температуры муляжа на моем стенде. А это, для трубы на воде, - 49 градусов. А для трубы на ацетоне – 45,5 градусов. Мне кажется, для пассивной системы охлаждения это очень неплохо. Это, конечно, приблизительные расчеты. Но все равно "внушаить!"
К сожалению, конструкция данной т.трубки плохо приспособлена для реальных тестов на настоящем оборудовании. Боюсь расколоть процессор. Да и разбирать систему водяного охлаждения не хочется. Пойду другим путем: изменю конструкцию т.трубки для реальных условий.
Что же, пора приступать к проектированию корпуса компьютера с пассивным охлаждением.
Ждём Ваших комментариев в специально созданной ветке конференции.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
В промышленности приспособления для создания вакуума необходимы для удаления больших объемов воздуха и газа. Однако этот способ нашел применение и в быту, хоть и не так давно. Такие устройства помогают хранить продукты питания и вещи, мариновать мясо, выкачивать газ, а также жидкость. Их можно без труда приобрести в магазинах, но стоят они недешево. Существует альтернативный вариант — изготовить вакуумный насос своими руками.
Виды и область применения
Вакуумирование в быту применяется для удаления лишнего воздуха из полиэтиленовых упаковок, предназначенных для хранения одежды или продуктов питания. При заборе воздуха уменьшается объем тары, полиэтилен плотно прилегает к продукту. Использование такого метода помогает хранить еду длительное время, она не портится даже без заморозки.
Вещи и бытовые изделия (пледы, одеяла, подушки) значительно уплотняются в упаковке, вследствие чего занимают гораздо меньше места. Следует отметить, что одежда при таком хранении надежно защищается от моли.
Благодаря вакуумным агрегатам, можно обрабатывать ламинирующей пленкой деревянные изделия или стройматериалы. Вакуумные помпы используются для отвода газа или пара в быту. Это необходимо для того, чтобы восстановить герметичность приборов. Кроме этого, устройства нашли применение в сплит-системах.
Основные виды вакуумных приспособлений:
- Водокольцевые — их работа осуществляется путем погружения в жидкость устройства, которое во время вращения выкачивает воздух из центра лопастного механизма.
- Роторно-пластинчатые агрегаты — зачастую производятся двухкамерными, действуют методом нагнетания газа из первой камеры во вторую, обеспечивая работу ротора.
- Мембранно-поршневые приспособления — в них вакуум создается поршневой системой. Сжатый газ выходит с помощью клапана за пределы камеры, обеспечивая уменьшение давления и поступление новых порций. Такие устройства считаются одними из наиболее универсальных и бесшумных.
Простейшие устройства
Если приспособление понадобилось срочно, можно быстро изготовить простейший вакуумный насос своими руками. Для этого потребуются две пластмассовые бутылки различных диаметров, которые без труда помещаются друг в друга. Одна из них будет выполнять роль поршня, поэтому следует подбирать приближенные по диаметру емкости, иначе на меньшей из них нужно будет делать большой уплотнительный слой. Кроме этого, потребуется шланг от велонасоса.
Сначала нужно срезать горлышко у большей емкости. Затем в дне меньшей бутылки проделать отверстие и вставить бутылки друг в друга (следует отметить, что на внутренней могут понадобиться уплотнители, которые можно изготовить с помощью скотча). Затем в большую емкость ввинтить шланг, обязательно в обратном направлении. Устройство будет выкачивать воздух при осуществлении движения поршнем из меньшей емкости.
Модернизация манжетного насоса
Изготовить вакуумный насос для откачки воздуха своими руками можно из любого манжетного приспособления. Для этих целей подойдут даже устройства для велосипедов. Конечно же, лучше брать автомобильный насос, ведь с его усовершенствованием будет гораздо меньше хлопот.
Пошаговая инструкция по изготовлению:
Вакуумное приспособление из компрессора
Более мощное устройство можно получить из компрессора, который присутствует в кондиционерах или холодильниках. Поэтапный мастер-класс по самостоятельной сборке агрегата:
С помощью такого агрегата нельзя откачивать воздушные массы, которые содержат много водяных паров. Это может стать причиной поломки устройства. В таком случае необходимо сделать ресивер и отстойник. Такие детали будут совместно работать в качестве осушительного приспособления.
Вакуумный насос можно самостоятельно сделать из аквариумного компрессора. Для этого нужно разобрать его и удалить обратные клапаны. При перевороте клапанов компрессор вместо нагнетания начнет откачивать воздух. Процедура аналогична изготовлению прибора из автонасоса.
Использование медицинского шприца
Такое устройство непременно пригодится в хозяйстве, если потребуется выкачать жидкость или газ в небольших объемах. Для работы необходимы следующие детали:
- тройник из пластмассы;
- гибкая пластмассовая труба, ее диаметр должен быть идентичен отверстиям тройника и шприца;
- 2 обратных клапана для аквариума;
- шприц, объем которого зависит от мощности устройства (чем больше шприц, тем больше мощность).
Пластиковую трубу нарезают на кусочки размером по 10 см, а затем присоединяют их к тройнику. Трубочки должны плотно прилегать к носику тройника. Это необходимо для того, чтобы они не соскакивали под давлением во время работы устройства.
Затем к центральной трубке прикрепляется носик шприца. Вся конструкция представлена в виде тройника, по боковым сторонам которого фиксируются два куска шланга, а также шприц, расположенный под прямым углом по отношению к отведенным концам.
Следующим шагом является монтаж клапанов. Зачастую на них обозначается маркировка с указательной стрелкой. Один из них следует разместить так, чтоб стрелка показывала от тройника, а второй — со стрелкой на него. В общем, система будет подобна указателю входа-выхода.
Ручное устройство готово. С его помощью можно откачать воду из одной емкости в другую, разместив один клапан в жидкость, а другой — в емкость для перекачивания. Стрелки выступают в качестве направляющих. В воду нужно погрузить клапан, указатель которого показывает на тройник. Система будет работать, когда начнется движение поршня, который находится на шприце.
Низковакуумный агрегат
Его достаточно трудно сделать самостоятельно при отсутствии токарного станка, сварочного аппарата и без специальных навыков. Для изготовления необходим цилиндрический корпус. В нем следует разместить вал, оснащенный лопастным колесом. Во время подачи воды осуществляется вращение колеса и под действием центробежных сил в устройстве непременно будет создаваться вакуум.
Механизм действует при помощи электродвигателя. Лопастное колесо не следует устанавливать прямо по центру. Это нужно для того, чтобы газообразная масса нагнеталась и проталкивалась через систему. Минусом такого устройства является то, что жидкость, благодаря которой работает устройство, постоянно греется и нуждается в замене.
Прибор должен быть оснащен входными отверстиями. С их помощью жидкость будет поступать внутрь. Кроме этого, должны быть выходные отверстия, через которые сможет выходить газ. Подобные механизмы используются на больших предприятиях, а также в сельскохозяйственных работах для отведения газа с примесью песка или пыли. Для непрерывной работы необходимо обеспечить газоотвод, постоянную подачу жидкости и систему охлаждения мотора.
Переделка автомобильной помпы
Сделать вакуумную помпу своими руками можно при помощи аналогичного автомобильного устройства. Поэтапный процесс состоит в следующем:
- сначала необходимо снять шток с манжетой из открытой крышки, расположенной на гильзе;
- предварительно открутив шурупы, извлечь манжету;
- последнюю перевернуть в обратную сторону и установить на место ее и шток.
В результате проведенных манипуляций получится всасывающая трубка, к которой необходимо подключить обратный клапан. Во время установки нужно следить, чтобы воздух поступал в гильзу. Чтобы это проверить, необходимо подуть в клапан. Ко второму концу клапана следует присоединить трубку, которая должна быть изготовлена из плотных материалов, не поддающихся атмосферному влиянию.
Такое устройство создает вакуум в сосудах с пищевыми продуктами или чехлах для хранения одежды. Возникающие поломки можно легко устранить своими руками. Для этого достаточно изучить материалы по устройству исходного агрегата. Ознакомившись с конструкцией, можно самостоятельно отремонтировать прибор, без помощи дорогостоящих мастеров.
Чтобы сделать вакуумный насос своими руками, нужно желание и исходный материал. От типа первичного устройства зависит область применения и сложность изготовления приспособления. Большим преимуществом самостоятельного изготовления приборов можно считать значительную экономию средств.
Аквариум Компрессор для аквариума: как правильно выбрать мощный и тихий аэратор, изготовление воздушной помпы
Альтернативные источники возобновляемой энергии пользуются огромной популярностью. В некоторых странах ЕС автономное теплоснабжение покрывает более 50% потребностей в энергии. В РФ солнечные коллекторы пока не получили широкого распространения. Одна из основных причин: дороговизна оборудования. За гелиопанель отечественного изготовителя потребуется отдать не менее 16-20 тыс. руб. Продукция европейских брендов обойдется еще дороже, начиная с 40-45 тыс. руб.
Изготовление солнечного коллектора своими руками будет дешевле, по крайней мере в половину. Самодельный гелиоколлектор обеспечит достаточным количеством тепла для нагрева душевой воды на 3-4 человек. Для изготовления понадобятся строительные инструменты, смекалка и подручные средства.
Из чего можно сделать гелиосистему
Для начала следует разобраться в том, какой принцип работы использует солнечный водонагреватель. Во внутреннем устройстве блока присутствуют следующие узлы:
- корпус;
- абсорбер;
- теплообменник, внутри которого будет циркулировать теплоноситель;
- отражатели для фокусировки солнечных лучей.
Заводской коллектор для нагрева воды от солнца работает следующим образом:
- Абсорбция тепла — солнечные лучи проходят сквозь стекло, расположенное поверх корпуса, либо через вакуумные трубки. Внутренний абсорбирующий слой, контактирующий с теплообменником окрашен селективной краской. При попадании солнечных лучей на абсорбер выделяется большое количество тепла, которое собирается и используется для нагрева воды.
- Теплопередача — абсорбер расположен в тесном контакте с теплообменником. Аккумулируемое абсорбером и передаваемое теплообменнику тепло нагревает жидкость, движущуюся по трубкам к змеевику внутри бака теплонакопителя. Циркуляция воды в водонагревателе осуществляется принудительным или естественным способом. ГВС — используется два принципа подогрева горячей воды:
- Прямой нагрев — горячая вода после нагрева попросту сбрасывается в теплоизолированную емкость. В моноблочной гелиосистеме в качестве теплоносителя используется обычная бытовая вода.
- Второй вариант — обеспечение ГВС с пассивным водонагревателем по принципу косвенного нагрева. Теплоноситель (часто антифриз) под давлением направляется в теплообменник гелиоколлектора. После нагрева разогретая жидкость подается в накопительный бак, внутри которого встроен змеевик (играющий роль нагревательного элемента), окруженный водой для системы горячего водоснабжения.
Принцип работы, используемый в дорогостоящих заводских гелиосистемах, копируется и повторяется в коллекторах, изготавливаемых своими руками.
Рабочие конструкции солнечных водонагревателей имеют схожее устройство. Только изготавливаются из подручных материалов. Существуют схемы производства коллекторов из:
- поликарбоната;
- вакуумных трубок;
- ПЭТ бутылок;
- пивных банок;
- радиатора холодильника;
- медных трубок;
- ПНД и ПВХ труб.
Коллектор из поликарбоната
Изготавливают из сотовых панелей, отличающихся хорошими теплоизоляционными свойствами. Толщина листов от 4 до 30 мм. Выбор толщины поликарбоната зависит от необходимой теплоотдачи. Чем толще лист и ячейки в нем, тем больше воды сможет нагреть установка.
Чтобы самому сделать гелиосистему, в частности самодельный солнечный водонагреватель из поликарбоната, понадобятся следующие материалы:
- две штанги с нарезанной резьбой;
- пропиленовые уголки, на фитингах должно быть наружное резьбовое соединение;
- пластиковые трубы ПВХ: 2 шт, длина 1,5 м, диаметр 32;
- 2 заглушки.
Трубы укладывают в корпус параллельно. Подключают к ГВС через отсекающие краны. Вдоль трубы делают тонкий надрез, в который можно вставить лист поликарбоната. Благодаря принципу термосифона вода будет самостоятельно поступать в желобки (ячейки) листа, нагреваться и уходить в накопитель, расположенный вверху всей системы нагрева. Для герметизации и фиксации листов, вставленных в трубу, используют силикон, стойкий к термическому воздействию.
Чтобы увеличить теплоэффективность коллектора из сотового поликарбоната, лист покрывают любой селективной краской. Нагрев воды после нанесения селективного покрытия ускоряется приблизительно в два раза.
Коллектор из вакуумных трубок
В этом случае не получится обойтись исключительно подручными средствами. Для изготовления солнечного коллектора придется купить вакуумные трубки. Их продают компании, занимающиеся обслуживанием гелиосистем и непосредственно производители гелиоводонагревателей.
Для самостоятельного производства лучше выбирать колбы с перьевыми стержнями и тепловым каналом heat-pipe. Трубки легче монтировать и менять в случае необходимости.
Также нужно приобрести блок-концентратор для вакуумного солнечного коллектора. При выборе обращают внимание на производительность узла (определяется по количеству трубок, которые можно одновременно подключить к устройству). Раму изготавливают самостоятельно, собирая деревянный каркас. Экономия при изготовлении в домашних условиях, с учетом приобретения готовых вакуумных трубок, составит не менее 50%.
Гелиосистема из пластиковых бутылок
Для приготовления потребуется около 30 шт. ПЭТ бутылок. При сборке удобнее использовать тару одинакового размера на 1 или 1,5 л. На подготовительном этапе с бутылок снимают этикетки, поверхность тщательно промывают. Кроме пластиковой тары понадобится следующее:
- 12 м шланга для полива растений, диаметром 20 мм;
- 8 Т-образных переходников;
- 2 колена;
- рулон тефлоновой пленки;
- 2 шаровых крана.
При изготовлении солнечных коллекторов из пластиковых бутылок внизу основания делают отверстие, равное диаметру горлышка, куда вставляют резиновый шланг, либо ПВХ трубу. Коллектор собирают в 5 рядов по 6 бутылок на каждой линии.
В ясный день уже через 15 мин. вода нагреется до температуры 45°С. Учитывая высокую производительность солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок имеет смысл подключить к накопительной емкости в 200 л. Последнюю хорошо утепляют для предотвращения теплопотерь.
Коллектор из алюминиевых пивных банок
Алюминий отличается хорошими теплотехническими характеристиками. Не удивительно, что металл используют для изготовления радиаторов отопления.
Алюминиевые банки можно применять при изготовлении самодельных гелиосистем. Для производства не подойдут банки из жести и любого другого металла.
Для одной гелиопанели будут необходимы следующие комплектующие:
- банки, около 15 шт. на линию, в корпус вмещается 10-15 рядов;
- теплообменник — используется коллектор из резинового шланга, или пластиковых труб;
- клей для склеивания банок между собой;
- селективная краска.
Поверхность банок окрашивается в темный цвет. Короб накрывают толстым стеклом или поликарбонатом.
Солнечный коллектор из алюминиевых банок чаще изготавливают для воздушного отопления. При использовании водяного теплоносителя снижается теплоэффективность устройства.
Гелиосистема из холодильника
Еще одно популярное решение, требующее минимальных затрат времени и средств. Солнечный коллектор делают из радиатора старого холодильника. Змеевик уже окрашен в черный цвет. Достаточно только уложить решетку в деревянный корпус с изоляцией и подключить его к ГВС, при помощи пайки.
Существует вариант изготовления из конденсатора кондиционера. Для этого несколько радиаторов соединяют в единую сеть. Если существует возможность приобрести дешево около 8 шт. конденсаторов, изготовление коллектора вполне возможно.
Коллектор из медных трубок
Медь отличается хорошими теплотехническими свойствами. При изготовлении медного солнечного коллектора используют:
- трубы диаметром 1 1/4″, используемые при монтаже систем отопления и горячего водоснабжения;
- трубы на 1/4″, используемые в системах кондиционирования;
- газовая горелка;
- припой и флюс.
Корпус радиаторной решетки собирается из медных труб с большим диаметром. В поверхности просверливают отверстия равные 1/4″. В полученные пазы вставляют трубы соответствующего диаметра. Радиатор закрывают стеклом или поликарбонатом. Медь окрашивают селективной краской.
Солнечный бойлер из ПНД труб и ПВХ шлангов
При производстве гелиосистем используют практически любой подручный материал. Существуют решения, позволяющие изготовить коллектор из гофрошланга, резинового шланга, используемого для полива растений.
Из металлопластиковой трубы гелиосистемы не делают из-за резиновых уплотнителей фитингов, не выдерживающих сильного нагрева. При интенсивном солнечном излучении нагрев в коллекторе достигает 300°С. При перегреве уплотнительные прокладки обязательно дадут течь.
Существует возможность изготовления солнечного коллектора из гофрированной нержавеющей трубы. Популярность решения обусловлена скоростью и простотой монтажа. Гофротруба из нержавейки укладывается кольцами или змейкой. Недостаток, относительная дороговизна нержавеющей гофрированной трубы.
Несмотря на существующие варианты, описанные выше, наиболее популярными остаются солнечные коллекторы из пропиленовых и ПНД труб. У каждого варианта есть свои преимущества:
- Солнечный коллектор из ПНД трубы — для изготовления выбирают материал, устойчивый к нагреванию. Продается большое количество фитингов, облегчающих сборку теплоаккумулирующего радиатора. Трубы из полиэтилена низкого давления изначально имеют черный или темно-синий цвет, поэтому не требуют окрашивания.
- Солнечный коллектор из ПВХ труб — популярность решения в простоте монтажа конструкции, осуществляемого с помощью пайки. Наличие большого количества уголков, тройников, американок и других фитингов облегчает процесс сборки. С помощью пайки можно создать теплообменник коллектора любой конфигурации.
Изготовление солнечного водогрейного коллектора из PEX трубы:
Все описанные трубы с той или иной эффективностью используются в качестве сердечника при изготовлении самодельного гелиоколлектора из пластиковых бутылок и алюминиевых банок.
Как сделать селективное покрытие
Высокоэффективный коллектор имеет высокую степень поглощения солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, после чего нагревают ее. Чем меньше излучения отталкивается от абсорбера солнечного коллектора, тем больше тепла остается в гелиосистеме.
Чтобы обеспечить достаточную аккумуляцию тепла требуется создать селективное покрытие. Вариантов производства несколько:
- Самодельное селективное покрытие коллектора — используют любые черные краски, которые после высыхания оставляют матовую поверхность. Есть решения, когда в качестве абсорбера коллектора применяют непрозрачную темную клеенку. На трубы теплообменника, поверхность банок и бутылок наносят черную эмаль, с матовым эффектом.
- Специальные абсорбирующие покрытия — можно пойти другим путем, приобретя для коллектора специальную селективную краску. В состав селективных ЛКМ входят полимерные пластификаторы и присадки, обеспечивающие хорошую адгезию, теплостойкость и высокую степень поглощения солнечных лучей.
Гелиосистемы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут обойтись окрашиванием абсорбера в черный цвет при помощи обычной краски. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. Экономить на краске нельзя.
Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше
Изготовить в домашних условиях солнечный коллектор, способный по техническим характеристикам и показателям сравниться с заводской продукцией нереально. С другой стороны, если требуется просто обеспечить достаточным количество воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно для работы простейшего самодельного водонагревателя.
Что касается жидкостных коллекторов, работающих зимой — то даже не все заводские гелиосистемы могут работать при низких температурах. Всесезонные системы, это чаще всего устройства с вакуумными тепловыми трубками, с повышенным КПД, способные работать до температуры –50°С.
Заводские гелиоколлекторы часто укомплектовываются поворотным механизмом, автоматически подстраивающим угол наклона и направленность панели по сторонам света, в зависимости от расположения Солнца.
Эффективный солнечный водонагреватель тот, что полностью соответствует поставленным перед ним задачам. Для подогрева воды на 2-3 человек летом, можно обойтись обычным гелиоколлектором, изготовленным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую гелиосистему.
Видеокурс по изготовлению панельного солнечного водонагревателя
Такой ручной мини-насос очень доступный, и его без проблем соберет любой человек.
Чтобы сделать прибор из шприца, необходимо приготовить:
- Больничный шприц, желательно побольше;
- Тройник;
- Трубку, такую же по диаметру, как тройник и шприц;
- 2 обратных клапана.
Сначала гибкая пластиковая трубка разрезается на 3 части и присоединяется к тройнику. К одной трубке крепят шприц, а к двум другим – аквариумные клапаны.
Для создания помпы из шприца не нужно затрачивать много финансовых средств
Можно использовать аквариумные клапаны такого же диаметра, как и сама трубка.
Один клапан вставляется на всасывание воздуха, другой — на выпуск. При движении поршня в шприце из емкости откачивается воздух. Таким же способом можно переливать воду из одного сосуда во второй.
При поднятии рукоятки камера создает вакуум.
Виды и область применения
Вакуумирование в быту применяется для удаления лишнего воздуха из полиэтиленовых упаковок, предназначенных для хранения одежды или продуктов питания. При заборе воздуха уменьшается объем тары, полиэтилен плотно прилегает к продукту. Использование такого метода помогает хранить еду длительное время, она не портится даже без заморозки.
Вещи и бытовые изделия (пледы, одеяла, подушки) значительно уплотняются в упаковке, вследствие чего занимают гораздо меньше места. Следует отметить, что одежда при таком хранении надежно защищается от моли.
Благодаря вакуумным агрегатам, можно обрабатывать ламинирующей пленкой деревянные изделия или стройматериалы. Вакуумные помпы используются для отвода газа или пара в быту. Это необходимо для того, чтобы восстановить герметичность приборов. Кроме этого, устройства нашли применение в сплит-системах.
Основные виды вакуумных приспособлений:
- Водокольцевые — их работа осуществляется путем погружения в жидкость устройства, которое во время вращения выкачивает воздух из центра лопастного механизма.
- Роторно-пластинчатые агрегаты — зачастую производятся двухкамерными, действуют методом нагнетания газа из первой камеры во вторую, обеспечивая работу ротора.
- Мембранно-поршневые приспособления — в них вакуум создается поршневой системой. Сжатый газ выходит с помощью клапана за пределы камеры, обеспечивая уменьшение давления и поступление новых порций. Такие устройства считаются одними из наиболее универсальных и бесшумных.
Основные виды вакуумных приспособлений:
Вакуумный насос из шприца — видео пример ↑
В видео-уроке показана простейшая схема самостоятельного изготовления в домашних условиях вакуумного насоса, позволяющего обеспечить откачку воздуха из емкости. В качестве емкости в ролике выступает обычная пластиковая бутылка.
Затем присоедините к главному отводу тройника шланг, который опустите непосредственно в аквариум. При этом на его конце обязательно прикрепите аквариумный сифон, который не допустит затягивания грунта в насос.
1 Как из автомобильного насоса сделать Вакуумный?
Легче всего самодельный вакуумный насос сделать из банального манжетного насоса, использующегося в автомобилях.
Более того, вполне подойдет и велосипедный насос, хотя для его модернизации в вакуумный образец бытового типа необходимо будет потратить больше времени и средств, поэтому преобразование автомобильного насоса является более предпочтительным вариантом.
Поэтапно процесс модернизации автомобильного насоса в необходимый вакуумный выглядит так:
- Необходимо раскрутить автомобильный насос;
- Далее манжет разворачивается на 180 градусов;
- Остается лишь собрать механизм в обратной последовательности.
Разворачивать манжет на 180 градусов необходимо потому, что при таком его расположении самодельный агрегат сможет вытягивать воздух из емкости. Мощности вытягивания воздушных масс более чем достаточно, если, конечно же, такой ручной самодельный насос не будет применяться для получения глубокого вакуума.
Вторым этапом модернизации автомобильного насоса будет создание обратного клапана. Наиболее подходящим механизмом для подачи воздуха в емкость от компрессора является любая подходящая по параметрам пластиковая деталь. Ее следует установить между шлангом и насосом.
Модернизированная манжета велосипедного насоса, развернутая на 180 градусов
Но на самом деле данный способ может подойти далеко не всем, поэтому существует еще несколько способов создания импровизированного вакуумного насоса своими руками.
Следует заметить, что водокольцевой вид насоса имеет существенные недостатки, что ограничивают спектр его применения. Это такие недостатки, как:
Как сделать вакуумную помпу водокольцевого типа
Водокольцевой вакуумный насос создает очень мощный вакуум и широко применяется для сельскохозяйственной техники. Работа происходит за счет погружения вращающегося механизма в жидкость.
Перед изготовлением вакуумной помпы стоит посмотреть обучающее видео
Самостоятельно модифицировать аквариумный компрессор вовсе не трудно, конструкцию достаточно немного видоизменить:
- При помощи отвертки откручиваются крепления с корпуса.
- Разбирается узел, и демонтируются обратные клапаны.
- Клапаны меняются местами, и устройство собирается обратно.
- Трубка присоединяется к вакуумной области. Для устранения влажности в корпусе проделывается маленькая дырочка.
- Устанавливается система газоотведения из трубки подходящего размера.
Сборка такого насоса происходит в несколько этапов. Внутри круглого барабана помещается лопастной механизм. Он устанавливается так, чтобы не соприкасаться с самим корпусом. Барабан частично наполняется водой.
Рабочее колесо при помощи двигателя начинает вращаться, и жидкость под действием центробежной силы наполняет помпу.
Приток воды совершается из патрубка или бака. Съемник напрессовывает подшипник. Для напрессовывания в пластины вставляют шпильки. При затягивании гайки производится прессовка пластины на вал.
Сборка такого насоса происходит в несколько этапов. Внутри круглого барабана помещается лопастной механизм. Он устанавливается так, чтобы не соприкасаться с самим корпусом. Барабан частично наполняется водой.Преобразование манжетного насоса
Для переделки пригодится любой манжетный насос, можно взять даже велосипедный. Однако предпочтительнее все же автомобильный, так как с его преобразованием будет меньше хлопот.
Последовательность действий по модернизации своими руками выглядит так:
- Автомобильный насос раскручивается.
- Снимается манжет и поворачивается наоборот.
- Далее прибор собирают, разница лишь в том, что манжет развернут в обратную сторону.
- На входе в насос, там, где прикручен шланг, через который будет производиться откачка воздуха, прикручивают обратный клапан. Клапан должен работать, пропуская воздух от емкости к прибору, но не обратно. Его можно купить или снять с компрессора для аквариума. Перед установкой подуйте в него. Сторона, которая не пропускает воздух, прикручивается к насосу, другая – к трубке.
Мощности такого механизма не хватит для получения глубоких вакуумных условий, однако, для бытовых нужд будет вполне достаточно.
Нельзя таким насосом откачивать воздух с большим содержание паров воды, это чревато поломкой компрессора. Для таких целей аппарат снабжают дополнительно ресивером и отстойником, которые вместе будут выполнять функции осушительного прибора.Как изготовить агрегат из компрессора
Далеко не все задачи удастся решить с помощью ручных приспособлений, неспособных создать глубокий вакуум (минус 1 Бар). Для увеличения производительности следует использовать электрические перекачивающие устройства – компрессоры.
На изготовление самодельных вакуумных насосов сгодятся различные виды подобных агрегатов:
- аквариумный нагнетатель кислорода;
- компрессор старого холодильника;
- китайский автомобильный электронасос;
- многоцелевой компрессор бытовой серии производительностью 350 л/мин.
Примечание. В интернете нередко встречаются инструкции по изготовлению вакуумной помпы водокольцевого типа. Аппарат сложен в сборке (нужно вытачивать некоторые детали) и эксплуатации, поскольку требует организации охлаждения подпитывающей воды и всасываемого воздуха. Брать на вооружение данную идею мы не советуем.
На изготовление самодельных вакуумных насосов сгодятся различные виды подобных агрегатов:Мембранно-поршневые
Рабочим органом насосов данного принципа действия служит гибкая мембрана, связанная с рычажным механизмом. Она изготавливается из современных композитных материалов, устойчивых к механическим нагрузкам. Ее края прочно крепятся в корпусе, а центральная часть под действием электрического или пневматического привода изгибается, попеременно уменьшая и увеличивая пространство внутренней камеры.
Изменение объема сопровождается всасыванием и выталкиванием поступающих газов или жидкостей. При совместной работе в противофазе двух мембран обеспечивается непрерывный режим перекачки. Система клапанов регулирует правильное распределение и направление потоков. Механизм не имеет вращающихся или трущихся деталей, контактирующих с перекачиваемым продуктом.
К преимуществам таких насосов следует отнести:
- отсутствие загрязнения продукта смазкой или механическими загрязнениями;
- полную герметичность, исключающую утечки;
- высокую экономичность;
- легкость регулирования расхода;
- длительную эксплуатацию в сухом режиме, которая не вредит конструкции;
- возможность использовать пневматический привод для работы во взрывоопасной среде.
Основные достоинства таких насосов:Распространенные ошибки при изготовлении
По ряду причин самодельный прибор может не работать. Основные огрехи — из-за несоблюдения правил сборки. Вакуумный механизм собирается легко и быстро, но из-за малейшей оплошности могут возникнуть болевые ощущения.
Самые распространённые ошибки:
- крышки из пластмассы – материал должен быть мягким (резина);
- слабый уплотнитель – если трубка будет маленькой для отверстия, это вызовет болезненные ощущения яичек;
- длинная трубка – уменьшается вакуумное воздействие;
- слишком большой цилиндр;
- несоответствие ёмкости с насосом;
- короткий переходник – вызывает болезненные ощущения;
- тонкая трубка – выскочит в процессе.
Результат использования вакуумной помпы возможен при соблюдении ряда правил. Важно следить за ощущениями. Если сразу чувствуется дискомфорт, то конструкция собрана неверно, принесёт вред мужскому здоровью.Вакуумный насос для откачки воздуха из кондиционера
Вакуумирование кондиционера – один из важнейших этапов при монтаже климатического оборудования. При соединении наружного и внутреннего блоков медной трубой, называемой трассой или магистралью, из системы необходимо удалить влагу и воздух. Для этой цели используется вакуумный насос для кондиционеров. Чтобы приобрести такое оборудование, нужно знать его устройство, понимать принцип работы и разбираться в критериях выбора. Обо всем этом, а также о лучших представителях такой техники, и о способах изготовления вакууматора своими руками, и пойдет речь в данном материале.
Вакуумирование кондиционера – один из важнейших этапов при монтаже климатического оборудования. При соединении наружного и внутреннего блоков медной трубой, называемой трассой или магистралью, из системы необходимо удалить влагу и воздух. Для этой цели используется вакуумный насос для кондиционеров. Чтобы приобрести такое оборудование, нужно знать его устройство, понимать принцип работы и разбираться в критериях выбора. Обо всем этом, а также о лучших представителях такой техники, и о способах изготовления вакууматора своими руками, и пойдет речь в данном материале.Шаровая модель
Способ действия и устройство весьма схожи с тарельчатым пружинным клапаном. Роль запирающей детали играет шар, прижимаемый пружиной к седлу. Применяется в основном для труб малого диаметра, в бытовых сантехнических системах. Такой обратный проходной клапан при равном сечении обладает большими внешними размерами, чем тарельчатый.
Обратный клапан для погружных насосовОсновные разновидности
Среди обратных клапанов, используемых для колодца или водоносной скважины, следует выделить несколько типов таких устройств, которые завоевали наибольшую популярность у потребителей из-за своей высокой эффективности.
Такие устройства могут быть одно- или двухстворчатыми. Они устанавливаются на электронасос, подающий воду в автономные системы водоснабжения. Запорными элементами дисковых устройств являются пластинчатые створки, закрепленные на подпружиненной оси. Подразделяются такие обратные клапаны на ударные и безударные. Первые устанавливаются в системах, для элементов оснащения которых гидравлический удар не является слишком критичным фактором, вторые, более дорогие, используются в тех случаях, когда последствия гидроударов, возникающих в трубопроводе (в том числе в результате функционирования таких устройств), необходимо минимизировать.
Конструкция одностворчатого дискового обратного клапана
Запорным элементом в этих затворах является подпружиненный шар. Следует отметить, что это наиболее распространенный обратный клапан для насосной станции, что объясняется его высокой эффективностью и исключительной надежностью.
Клапан обратный шаровый химически стойкий из ПВХ
Устройства данного типа работают за счет подпружиненного золотника, свободно перемещающегося по вертикальной оси. Если вы решили установить подъемный обратный клапан на насос, выкачивающий воду из подземного источника, имейте в виду, что монтировать такое устройство можно только на горизонтальных участках трубопроводов.
Чугунный обратный муфтовый клапан подъемного типа
Размещение обратного клапана на погружном насосе
Виды обратно-запорных устройств
По месту установки все обратные клапаны, предназначенные для насосного оборудования, делят на две категории:
- для монтажа на всасывающую трубу поверхностного насоса или через переходник к погружному насосу;
- для монтажа на трубопровод.
Первые предотвращают обратное движение воды и обеспечивают заполнение системы в постоянном режиме, вторые регулируют давление в водопроводе.
Клапаны, которые устанавливают на трубу во внутридомовой разводке, препятствуют возвращению жидкости наружу – к насосу или скважине. Они поддерживают необходимый напор воды и регулируют давление. Главной функцией трубных моделей считается защита насосного и сантехнического оборудования от резких скачков давления и гидроударов.
Первые предотвращают обратное движение воды и обеспечивают заполнение системы в постоянном режиме, вторые регулируют давление в водопроводе.
Конструкция
Размеры клапанов бывают от нескольких миллиметров до метра, и соединяться с рабочей аппаратурой, устройством, техникой или изделием они могут при помощи резьбы, фланца или сварки. Делают их из различных по свойствам материалов: чугуна, бронзы, стальных или никелевых сплавов, каучука, тефлона, графита, хлопка и т.д.
Устройство обратного клапана
Конструкция любого клапана примерно одинакова:
- корпус;
- крышка или головка;
- седло;
- заслонка или затвор;
- шпиндель или шток;
- маховик или автоматика для перемещения шпинделя.
Принцип работы для общего семейства клапанов следующий. Когда жидкость или газ проникает внутрь корпуса с одной стороны, головка на штоке с уплотнителем в виде сальника передвигает заслонку, при помощи чего отверстие седла либо открывается, либо закрывается, прекращая поток рабочей среды или изменяя угол его проникновения в устройство.
- дроссельное;
- шаровое;
- пробковое;
- регулирующее;
- дренажное предохранительное;
- приводное.
Что такое обратный клапан на воду, его назначение и область применения
Обратный клапан — один из видов запорной арматуры. Суть его работы в том, чтобы перекрывать движение потока в обратном направлении. Вторая его задача — препятствовать падению давления.
Применительно к водопроводу, он перекрывает обратное движение воды. В частных системах водоснабжения (из колодцев или скважин), обратный клапан ставят так, чтобы после отключения насоса он удерживал воду во всасывающем патрубке. Если система сделана на основе насосной станции, то, скорее всего, в ее составе есть обратный клапан. Но это надо смотреть в паспорте. Нужен или нет в таком случае второй? Зависит от протяженности линии подачи, сечения трубопровода, производительности насоса и еще нескольких факторов. Но чаще его ставят.
Иллюстрация принципа работы запорного клапана
Где еще может потребоваться обратный клапан на воду? В системе отопления. Не централизованной, а частной. В ней могут быть контура, в которых при определенных условиях может возникать обратный поток. Вот на таких контурах тоже ставят обратный клапан. В обвязке бойлера, при наличии гигиенического душа. Эти устройства также могут дать обратный поток. Так что запорная арматура нужна.
Читайте также: