Электроэнергетические системы на подводных лодках

02.12.2014

Электрическое отопление дома у многих ассоциируется с установкой соответствующих водяных котлов с тэнами, конвекторов или укладкой теплых пленочных полов. Однако вариантов значительно больше. В современных частных домах устанавливаются электродные или ионные котлы, в которых пара примитивных электродов передают энергию теплоносителю без каких-либо посредников.

Впервые отопительные котлы ионного типа были разработаны и реализованы в Советском Союзе, чтобы отапливать отсеки подводных лодок. Установки не становились причиной дополнительных шумов, имели компактные габариты, для них не было необходимости в проектировании вытяжных систем и эффективно разогревали морскую воду, использующуюся как основной теплоноситель.

Носитель тепла, который циркулирует по трубам и попадает в рабочую емкость котла, контактирует непосредственно с электрическим током. Заряженные разными знаками ионы начинают хаотически и соударяясь двигаться. Благодаря образующемуся сопротивлению происходит разогрев теплоносителя.

• 1 История появления и принцип работы
• 2 Характеристики: преимущества и недостатки
• 3 Устройство и технические характеристики
• 4 Видео руководство
• 5 Простой ионный котле своими руками
• 6 Особенности монтажа ионных котлов
• 7 Производители и средняя стоимость

История появления и принцип работы

В течение всего 1-й секунды каждый из электродов соударяется с другими до 50 раз, меняя свой знак. Благодаря воздействию переменного тока жидкость не делится на кислород и водород, сохраняя свою структуру. Увеличение температуры влечет рост давления, которое заставляет циркулировать теплоноситель.

Чтоб добиться максимальной эффективности электродного котла, придется постоянно следить за омическим сопротивлением жидкости. При классической температуре в помещении (20-25 градусов) оно не должно превышать 3 тысяч Ом.

Нельзя заливать внутрь отопительной системы воду дистиллированную. Она не содержит никаких солей в виде примесей, а значит ожидать ее нагрева таким способом не стоит – между электродами не будет возникать среды для образования электрической цепи.

Дополнительную инструкцию о том как самостоятельно изготовить электродный котел читайте тут

Характеристики: преимущества и недостатки

Для электродного котла ионного типа характерны не только все преимущества электрического отопительного оборудования, но и собственные особенности. В обширном списке можно выделить самые значимые:

• КПД установок стремится к абсолютному максимуму – не ниже 95%
• В окружающую среду не выделяется загрязняющих веществ или вредного для человека ионного излучения
• Высокая мощность в сравнительно небольшом по габаритам с другими котлами корпусе
• Возможен монтаж сразу нескольких установок для увеличения производительности, отдельная установка котла ионного типа в качестве дополнительного или резервного источника тепла
• Небольшая инертность дает возможность быстро реагировать на изменения окружающей температуры и полностью автоматизировать процесс отопления посредством программируемой автоматики
• Нет необходимости в обустройстве дымоходной трубы
• Оборудованию не вредит недостаточное внутри рабочей емкости количество теплоносителя
• Скачки напряжения не влияют на производительность и стабильность отопления

О том как выбрать электрический котел для отопления вы можете узнать здесь

Безусловно, ионные котлы обладают многочисленными и очень весомыми преимуществами. Если не принять во внимания отрицательные стороны, возникающие чаще в ходе эксплуатации оборудования, вся выгода теряется.

Среди отрицательных сторон стоит отметить:

• Для работы ионного отопительного оборудования нельзя использовать источники питания с постоянным током, которые вызовут электролиз жидкости
• Нужно постоянно контролировать электропроводность жидкости и принимать меры по ее регулированию
• Необходимо позаботиться о надежном заземлении. Если произойдет его пробой, риски быть ударенным током значительно возрастают
• Нагретую воду в одноконтурной системе использовать для иных нужд запрещается
• Очень трудно организовать эффективное отопление с естественной циркуляцией, установка насоса обязательна
• Температура жидкости не должна превышать 75-ти градусов, иначе резко вырастет потребление электрической энергии
• Электроды быстро изнашиваются и нуждаются в замене с периодичностью каждые 2-4 года



• Нельзя проводить ремонтные и пуско-наладочные работы без привлечения опытного мастера

О других способах электрического отопления дома, читайте тут

Паровые подводные лодки

Первые подводные лодки

Идея подводных кораблей известна с античных времён. Существуют предположения, что в 4 веке до н. э. Александр Македонский использовал нечто похожее на водолазный колокол в котором он опускался под воду. Об этом событии сохранились свидетельства на картинах более позднего времени.

Картина XVI века, изображающая Александра Македонского, погружающегося под воду в стеклянном сосуде.

В 1578 году, Уильям Борн, изложил в своей книге «Inventions or Devises» концепцию подводного транпортного средства. Он предложил закрытое судно способное погружаться под воду за счёт уменьшения объёма.

Собственно есть только этот эскиз.

В 1620 году, Корнелиус Дреббель, используя труды Уильяма Борна, построил подводную лодку из дерева, обтянутого кожей.

Эта лодка не была паровой, но её стоило упомянуть как одну из первых подводных кораблей. И как временной ориентир начала строительства подводного флота.

В 1720-1721 годах, Ефим Никонов по указанию Петра I построил сперва модель, а затем, в 1721-1724 годах и полноразмерное подводное «Потаённое судно», ставшее первой российской подводной лодкой.

Все три ипытания, прошедшие на Неве закончиль неудачей, а после смерти Петра изобретатель был сослан в Астрахань. На том всё и закончилось.

Макет «Потаённого судна». Сестрорецк. Здесь происходили испытания, о чем свидетельствует памятник.

Слева виден гарпун, с его помощью предполагалось протыкать вражеские корабли, а «колокола» по периметру, это грузила.

Первой военной подводной лодкой была «Turtle». Её построил американский инжинер Девид Бушнелл в 1776 году.

С помощью этого приспособления планировалось прикреплять взрывчатку к кораблям противника.

Наутилус

Общее название трёх подводных лодок, построенных в 1800—1804 годах по проектам американского инженера Роберта Фултона. Наутилус принято считать первой практической подводной лодкой.

Музей «The Cit? de la Mer»

Ictineo II

Ictineo II — первая паровая подводная лодка.

Построена в 1865 году испанским инженером Нарсисом Монтуриолем из Каталонии.

На лодке стоял паровой двигатель с двумя источниками тепла. Стадартная топка с углём ипользовалась когда лодка плавала по поверхности, а для движения под водой Монтуриолю пришлось изобретать первый воздухонезависимый двигатель, основаный на химической реакции различных веществ при которой выделяется достаточное количества тепла для разогрева котла. Ведь если под водой затопить печку, то воздух быстро выгорит и далеко не уплывёшь.

Гавань в Барселоне.

Погружалась на 30 метров.

Внутреннее убранство можно увидеть только на макете.

Resurgam

В 1878 году Джордж Гарретт британский священник и изобретатель, построил лодку оснащенную паровым двигателем замкнутого цикла.

Основное время лодка плавала на поверхности, а во время атаки убиралась труба и лодка ныряла под воду. Двигаться под водой лодка могла пока хватало пара в котлах, и проплывала таким образом около девяти километров. Из-за этого кстати внутри стояла адская жара.

Не смотря на то что первый экземпляр этой лодки утонул, она заинтересовала шведского промышленника Торстена Норденфельта, пожелавшего профинансировать строительство подлодок.

Вместе с Гарреттом они построили один экземпляр для Греции, два для Турции и один для России. До России лодка кстати не доплыла, по пути она села на мель и русские отказались платить.

Характерные формы явственно свидетельствуют о назначении лодки, она создавалась для нанесения пробоин кораблям противника.

K class submarines

K class submarines — серия английский паровых подводных лодок разработаных в 1913 году.

В 1918 году, английское адмиралтейство заказало шесть лодок K23 — K28, но в связи с окончанием Первой мировой войны, надобность в них отпала. Тем не менее, одна лодка (К26) всё-таки была достроена в 1923 году.

Лодка была оснащена паровой турбиной, а топливом служил мазут.

В 1931 году лодка была продана на металлолом.

До появления первой американской атомной подлодки (1954 год) USS Nautilus (SSN-571), нигде в мире больше не строили паровые подводные лодки.

На атомных подлодках в качестве силовой установки используются паровые турбины, а источником тепла является ядерный реактор.

На этом всё…

Все права защищены © 2020 При копировании указывайте активную ссылку на источник. Спасибо!

Устройство и технические характеристики

Конструкция ионного котла, на первый взгляд, сложна, однако она проста и не принудительна. Внешне он представляет собой стальную цельнотянутую трубу, которая покрывается полиамидным электроизоляционным слоем. Производители постарались максимально обезопасить людей от поражения током и утечек дорогостоящей энергии.

Помимо трубчатого корпуса электродный котел в себе содержит:

1. Рабочий электрод, который выполнен из особых сплавов и удерживается защищенными полиамидными гайками (в моделях, работающих от 3-х фазной сети, предусмотрено наличие сразу трех электродов)
2. Вводящие и выводящие теплоноситель патрубки
3. Клеммы заземления
4. Клеммы, подающие питание на корпус
5. Резиновые изоляционные прокладки

Форма внешнего корпуса ионных отопительных котлов – цилиндрическая. Большинство распространенных бытовых моделей соответствуют следующим характеристикам:

• Длина – до 60 см
• Диаметр – до 32 см
• Вес — около 10-12 кг
• Мощность оборудования – от 2 до 50 кВт

Для бытовых нужд используются компактные однофазные модели мощностью не более 6 кВт. Их достаточно, чтобы полностью обеспечить теплом коттедж площадью 80-150 м. кв. Для больших промышленных площадей используют 3-х фазное оборудование. Установка мощностью 50 кВт способна отопить помещение до 1600 м. кв.

Однако электродный котел работает наиболее эффективно совместно с управляющей автоматикой, включающей в себя следующие элементы:

• Блок пускателя
• Защиту от скачков напряжения
• Контроллер управления

Дополнительно могут устанавливаться управляющие GSM-модули для удаленного включения или отключения. Низкая инертность позволяет быстро реагировать на колебания температуры в окружающей среде.

Должное внимание стоит уделять качеству и температуре теплоносителя. Оптимальной жидкость в отопительной системе с ионным котлом считается разогретая до 75 градусов. В этом случае электропотребление будет соответствовать указанному в документах. Иначе возможны две ситуации:

1. Температура ниже 75 градусов – потребление электричества снижается вместе с КПД установки
2. Температура выше 75 градусов – потребление электричества возрастет, однако и без того высокие показатели КПД останутся на прежнем уровне

Простой ионный котле своими руками

Ознакомившись с особенностями и принципом, по которому функционируют ионные котлы отопления, настает пора задаться вопросом: как собрать подобное оборудование своими руками? Вначале нужно подготовить инструмент и материалы:

• Труба стальная диаметром 5-10 см
• Клеммы заземления и нулевого провода
• Электроды
• Провода
• Металлический тройник и муфта
• Упорство и желание

Прежде чем начинать соединять все воедино, стоит запомнить три очень важных правила, касающихся безопасности:

• На электрод подается исключительно фаза
• На корпус подается исключительно нулевой провод
• Обязательно предусматривается надежное заземление

Чтобы собрать ионный электродный котел, достаточно следовать следующей инструкции:

• Вначале подготавливается труба длиной 25-30 см, которая будет выполнять роль корпуса
• Поверхности должны быть ровными и без коррозии, зазубрины с торцов зачищаются
• С одной стороны, посредством тройника устанавливаются электроды
• Тройник также необходим для организации выхода и входа теплоносителя
• Со второй стороны делают подключение к отопительной магистрали
• Между электродом и тройником установить изолирующую прокладку (подойдет термостойкий пластик)

• Чтобы добиться герметичности, резьбовые соединения должны быть точно подогнаны друг к другу
• Чтобы закрепить нулевую клемму и заземление, к корпусу приваривают 1-2 болта

Собрав все воедино, можно врезать котел в отопительную систему. Подобное самодельное оборудование вряд ли сможет отопить частный дом, но для небольших подсобных площадей или гаража станет идеальным решением. Можно закрыть установку декоративным кожухом, при этом стараясь не ограничивать к нему свободный доступ.

Принцип работы ионных котлов отопления

Если не сделать гидроизоляцию погреба от грунтовых вод, то хранить овощи в нем хранить будет невозможно.

Проникающая гидроизоляция бетонных перекрытий делает их водонепроницаемыми.

Когда вода попадает в колбу котла, через нее проводится электрический ток, вследствие чего она нагревается. Сам котел имеет небольшие размеры, порядка 30 см в длину. Соответственно, теплоноситель находится в нем какие-то секунды, но даже этого времени достаточно. Эти приборы можно назвать самыми быстрыми среди всех котлов для отопления.

Особенности монтажа ионных котлов

Обязательное условие при монтаже ионных котлов отопления – наличие предохранительного клапана, манометра и автоматического воздухоотводчика. Располагать оборудование нужно в вертикальном положении (горизонтальное или под углом недопустимы). При этом около 1.5 м подводящих труб – не оцинкованная сталь.

Нулевую клемму принято располагать внизу котла. К ней подключают заземляющий провод с сопротивлением до 4 Ом и сечением свыше 4 мм. Не следует полагаться исключительно на ОЗУ – оно не способно помочь при утечке токов. Сопротивление также должно соответствовать правилам ПУЭ.

Если отопительная система совершенно новая, подготавливать трубы не нужно – они должны быть чистыми внутри. Когда котел врезается в уже эксплуатируемую магистраль, обязательно проводится промывка ингибиторами. На рынках предлагается большой ассортимент средств для удаления отложений, солей и накипи. Однако каждый производители электродных котлов указывает те из них, которые считает лучшими для своего оборудования. Их мнению следует придерживаться. Пренебрегая промывкой, установить точное омическое сопротивление не удастся.

Очень важно подобрать радиаторы отопления к ионному котлу. Модели с большим внутренним объемом не подойдут, так как на 1 кВт мощности потребуется более 10 л теплоносителя. Котел будет постоянно работать, тратя часть электроэнергии напрасно. Идеальное соотношение мощности котла и общего объема системы отопления – 8 л на 1 кВт.

Если говорить о материалах – лучше устанавливать современные алюминиевые и биметаллические радиаторы с минимальной инертностью. Выбирая алюминиевые модели, предпочтение отдают материалу первичного типа (не переплавленному). В сравнении со вторичным он содержит меньше примесей, снижая омическое сопротивление.

Меньше всего с ионным котлом совместимы чугунные радиаторы, так как они больше всех подвержены загрязнениям. Если возможности заменить их нет, эксперты рекомендуют соблюдать несколько важных условий:

• В документах должно быть указано соответствие европейскому стандарту
• Обязательны установка фильтров грубой очистки и уловителей шлама
• Еще раз производится общий объем теплоносителя и выбирается подходящее по мощности оборудование

Причиной гибели людей на подводной лодке «Нерпа» стал газ фреон

Причиной гибели людей на подводной лодке «Нерпа» стал газ фреон. Он поступил в отсеки, которые были задраены после срабатывания системы пожаротушения. В СКП утверждают, что получены еще не все результаты, а судебно-медицинские экспертизы будут еще проводиться. Равно как и следствие, которое должно выяснить, почему пожарная система сработала и почему люди, находившиеся на лодке не смогли воспользоваться дыхательными аппаратами, которые могли спасти их от смерти.

Причиной гибели людей на подводной лодке «Нерпа» стал газ фреон. Он поступил в отсеки, которые были задраены после срабатывания системы пожаротушения. В СКП утверждают, что получены еще не все результаты, а судебно-медицинские экспертизы будут еще проводиться. Равно как и следствие, которое должно выяснить, почему пожарная система сработала и почему люди, находившиеся на лодке не смогли воспользоваться дыхательными аппаратами, которые могли спасти их от смерти. Тему продолжит корреспондент Business FM Елена Иванкина.

ЧП произошло примерно в 20.30 по местному времени. «Нерпа» проходила ходовые испытания в Японском море, когда неожиданно в носовой части субмарины сработала система пожаротушения. Два отсека моментально заблокировались и наполнились фреоном. Именно этот газ и стал причиной гибели трех моряков и семнадцати инженеров из испытательной команды Амурского судостроительного завода. Еще 21 человек были госпитализированы.

Альтернативной системы тушения пожара на подлодке нет — говорит капитан первого ранга, подводник, Геннадий Сидиков:

«При пожаре эти системы подаёт фреон, который гасит пламя и убивает членов экипажа, которым запрещено покидать отсек. При пожаре и затоплении всему составу запрещается покидать отсек. Так что при срабатывание люди по видимому и погибли».

Во время пожара для защиты, как от угарного газа, так и гасителя-фреона, у каждого члена экипажа должен быть портативный дыхательный аппарат. И на Нерпе их было достаточно – 220. Теперь следствию предстоит выяснить, почему ими не смогли воспользоваться те, кто оказался в заблокированных отсеках. Последствия аварии могли быть гораздо более серьезные, если бы ЧП произошло в кормовой части лодки, где находится атомная установка. Помощник главкома ВМФ капитан 1 ранга Игорь Дыгало заверил, что угрозы реактору нет:

«Лодка повреждений не имеет, реакторный отсек работает в штатном режиме. Радиационный фон в норме».

Вину за происшедшее, скорее всего, возложат на завод-изготовитель, говорят специалисты. Подлодка еще не успела встать на боевое дежурство, и военные поспешили сказать, что они здесь не при чем. Испытания «Нерпы» начались в октябре, а на прошлой неделе субмарина успешно совершила первое погружение. Подлодка должна была войти в состав ВМФ в конце этого года. Впрочем, по другой информации, «Нерпу» планировалось передать в аренду Индии за 650 миллионов долларов, и именно эти деньги позволили завершить строительство АПЛ. После передачи субмарины, Индия хотела переименовать ее в «Чакру». Какой теперь будет судьба аварийной подлодки – неизвестно.

Атомная субмарина укомплектована 220 портативными дыхательными аппаратами. Их должно было хватить на всех, но по каким-то причинам погибшие не смогли ими быстро воспользоваться. Строительство атомной субмарины Нерпа началось в 1991. Она является многоцелевой лодкой третьего поколения. Эта авария стала крупнейшей после трагедии с подлодкой «Курск».

Добавить BFM.ru в ваши источники новостей?