Самодельный ветрогенератор и его промышленные аналоги

Сделаем ветряной генератор своими руками

Зачастую у владельцев частных домов возникает идея о реализации системы резервного электропитания. Наиболее простой и доступный способ — это, естественно, бензиновый или дизельный генератор, однако многие люди обращают свой взгляд на более сложные способы преобразования так называемой даровой энергии (солнечного излучения, энергии текущей воды или ветра) в электричество.

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Если с использованием течения воды (мини-ГЭС) все понятно — это доступно только в непосредственной близости от достаточно быстротекущей реки, то солнечный свет или ветер можно использовать практически везде. Оба этих метода будут иметь и общий минус — если водяная турбина может работать круглосуточно, то солнечная батарея или ветрогенератор эффективны только некоторое время, что делает необходимым включение аккумуляторов в структуру домашней электросети.

Поскольку условия в России (малая длительность светового дня большую часть года, частые осадки) делают применение солнечных батарей неэффективным при их современных стоимости и КПД, наиболее выгодным становится конструирование ветрового генератора. Рассмотрим его принцип действия и возможные варианты конструкции.

Так как ни одно самодельное устройство не похоже на другое, эта статья — не пошаговая инструкция, а описание базовых основ конструирования ветрогенератора.

Общий принцип работы

Основным рабочим органом ветрогенератора являются лопасти, которые и вращает ветер. В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы делятся на горизонтальные и вертикальные:

  • Горизонтальные ветрогенераторы наиболее широко распространены. Их лопасти имеют конструкцию, аналогичную пропеллеру самолета: в первом приближении это — наклонные относительно плоскости вращения пластины, которые преобразуют часть нагрузки от давления ветра во вращение. Важной особенностью горизонтального ветрогенератора является необходимость обеспечения поворота лопастного узла сообразно направлению ветра, так как максимальная эффективность обеспечивается при перпендикулярности направления ветра к плоскости вращения.
  • Лопасти вертикального ветрогенератора имеют выпукло-вогнутую форму. Так как обтекаемость выпуклой стороны больше, чем вогнутой, такой ветрогенератор вращается всегда в одном направлении независимо от направления ветра, что делает ненужным поворотный механизм в отличие от горизонтальных ветряков. Вместе с тем, за счет того, что в любой момент времени полезную работу выполняет только часть лопастей, а остальные только противодействуют вращению, КПД вертикального ветряка значительно ниже, чем горизонтального: если для трехлопастного горизонтального ветрогенератора этот показатель доходит до 45%, то у вертикального не превысит 25%.

Поскольку средняя скорость ветров в России невелика, даже большой ветряк большую часть времени будет вращаться достаточно медленно. Для обеспечения достаточной мощности электропитания от должен соединяться с генератором через повышающий редуктор, ременной или шестеренчатый. В горизонтальном ветряке блок лопасти-редуктор-генератор устанавливается на поворотной головке, которая дает им возможность следовать за направлением ветра. Важно учесть, что поворотная головка должна иметь ограничитель, не дающий ей сделать полный оборот, так как иначе проводка от генератора будет оборвана (вариант с использованием контактных шайб, позволяющих головке свободно вращаться, более сложен). Для обеспечения поворота ветрогенератор дополняется направленным вдоль оси вращения рабочим флюгером.

Наиболее распространенный материал для лопастей — это ПВХ-трубы большого диаметра, разрезаемые вдоль. По краю к ним приклепываются металлические пластины, приваренные к ступице лопастного узла. Чертежи такого рода лопастей наиболее широко распространены в Интернете.

На видео рассказывается про ветрогенератор, изготовленный своими руками

Расчет лопастного ветрогенератора

Так как мы уже выяснили, что горизонтальный ветрогенератор значительно эффективнее, рассмотрим расчет именно его конструкции.

Энергия ветра может быть определена по формуле
P=0.6*S*V³, где S — это площадь круга, описываемого концами лопастей винта (площадь ометания), выраженная в квадратных метрах, а V — расчетная скорость ветра в метрах в секунду. Также нужно учитывать КПД самого ветряка, который для трехлопастной горизонтальной схемы составит в среднем 40%, а также КПД генераторной установки, составляющий на пике токоскоростной характеристики 80% для генератора с возбуждением от постоянных магнитов и 60% — для генератора с обмоткой возбуждения. Еще в среднем 20% мощности израсходует повышающий редуктор (мультипликатор). Таким образом, окончательный расчет радиуса ветряка (то есть длины его лопасти) для заданной мощности генератора на постоянных магнитах выглядит так:
R=√(P/(0.483*V³
))

Пример: Примем требуемую мощность ветроэлектростанции в 500 Вт, а среднюю скорость ветра — в 2 м/с. Тогда по нашей формуле нам придется использовать лопасти длиной не менее 11 метров. Как видите, даже такая небольшая мощность потребует создания ветрогенератора колоссальных габаритов. Для более-менее рациональных в условиях изготовления своими руками конструкций с длиной лопасти не более полутора метров ветрогенератор сможет выдавать всего лишь 80-90 ватт мощности даже на сильном ветру.

Недостаточно мощности? На самом деле все несколько иначе, так как на самом деле нагрузку ветрогенератора питают аккумуляторы, ветряк же только заряжает их в меру своих возможностей. Следовательно, мощность ветроустановки определяет периодичность, с которой она сможет осуществлять подачу энергии.

В Интернете часто можно найти статьи под броскими заголовками наподобие «Ветрогенератор для отопления дома». На самом же деле, как вы уже могли понять из приведенных расчетов, постоянно поддерживать потребляющее несколько киловатт-часов электрическое отопление сможет разве что сеть из не одного десятка самодельных установок.

Предлагаем посмотреть еще один рассказ про ветрогенератор и его изготовление в домашних условиях

Выбор генератора

Наиболее логичным вариантом генераторной установки для самодельного ветряка кажется автомобильный генератор. Такое решение позволяет легко скомпоновать установку, так как генератор уже имеет и крепежные точки, и шкив для ременного мультипликатора. Купить и сам генератор, и запчасти к нему нетрудно. Кроме того, встроенное реле-регулятор позволяет непосредственно подключить его к 12-вольтовой аккумуляторной батарее, а к ней, в свою очередь — инвертор для преобразования постоянного тока в переменный напряжением 220В.

Но, как уже было сказано выше, КПД генераторов с обмоткой возбуждения достаточно низок, что весьма чувствительно для и без того маломощного ветряного генератора. Второй минус в том, что при разряженном аккумуляторе автомобильный генератор не сможет возбудиться.

В ряде самодельных конструкций можно встретить тракторные генераторы Г-700 и Г-1000. Их КПД ничуть не больше, полезным отличием являются лишь намагниченность ротора, позволяющая возбудить генератор даже без аккумуляторной батареи, и низкая цена.

Некоторые авторы при постройке ветрогенераторов пользуются свойством обратимости коллекторных электродвигателей — принудительно вращая их ротор, с него можно снимать постоянный ток. Статор двигателей подобного типа состоит либо из постоянных магнитов, что более предпочтительно в наших целях, либо имеет обмотку. Для применения двигателя в режиме генератора она подключается к автомобильному реле-регулятору, чтобы обеспечить нужное напряжение. Рассмотрим подключение реле-регулятора на примере узла от ВАЗовской классики (оно удобно тем, что не объединено в один блок с щеточным узлом):

  1. Одну из щеток двигателя соедините с корпусом — это будет отрицательный полюс генератора. Сюда же надежно подключите металлический корпус реле-регулятора и клемму «-» аккумулятора.
  2. Клемму 67 реле соедините с одним из выводов статорной обмотки, второй временно с корпусом.
  3. Клемму 15 соедините через выключатель с положительным полюсом аккумулятора (при этом на обмотку подастся ток возбуждения). Придайте ротору вращение в том же направлении, что будет обеспечивать винт ветроустановки, и подключите между свободной щеткой и корпусом вольтметр. Если на щетке обнаружится отрицательный потенциал, поменяйте местами соединения статора с реле-регулятором и массой.
Читайте также:  Плинтус из дерева своими руками: инструкция по монтажу, особенности изготовления

Основной особенностью подключения генератора постоянного тока к аккумуляторной батарее является необходимость в разделении их полупроводниковым диодом, не дающим аккумулятору разряжаться на обмотку ротора при остановке генератора. В современных автомобильных генераторах эту функцию выполняет трехфазный диодный мост, и мы также можем его использовать, параллельно соединив его фазы для уменьшения падения напряжения на нем.

Наибольшую же мощность можно снять с генератора, ротор которого состоит из неодимовых магнитов. Распространены конструкции на основе автомобильной ступицы с тормозным диском, по краю которого закрепляются мощные магниты. На минимальном расстоянии от них располагается статор с однофазной или трехфазной обмоткой.

Такой генератор хорош многим: он возбуждается уже при низких оборотах даже при севшем аккумуляторе, не требует обслуживания щеточного узла. Но при этом его выходное напряжение невозможно отрегулировать, так как оно зависит только от частоты вращения. Домашняя электростанция с генератором на неодимовых магнитах потребует подключения его к дополнительному инвертору для обеспечения зарядки аккумуляторной батареи в большом диапазоне скоростей ветра. Также это устройство часто называется контроллером заряда батарей.

Существует несколько различных вариантов реализации контроллера в зависимости от конкретного решения конструкции генератора. Так как у подобных самоделок большой разброс параметров, приведенную схему стоит рассматривать как иллюстрацию общего принципа устройства контроллера, а не как обязательное решение.

Как видно, эта схема рассчитана на использование в качестве генератора коллекторного электродвигателя. Если же вы использовали самодельный генератор переменного тока, добавьте диодный мост на его выход.

Напряжение с генератора через контрольный узел, состоящий из вольтметра и амперметра, подается на вход двух импульсных стабилизаторов. Зарядку аккумулятора осуществляет блок 2, в то время как задача блока 1 — защита от ухода генератора в разнос при сильном ветре и малом потреблнеии тока нагрузкой: при превышении напряжением порога, задаваемого движком потенциометра R3, блок 1 начинает подавать напряжение на подключенный к его выходу мощный нагрузочный резистор, о чем сообщает загорающийся светодиод LED2.

Нагрузка, не требующая точной стабилизации напряжения (например, низковольтные лампы накаливания), подключаются в обход стабилизатора к выводу диода D2.

Расчет мультипликатора

Генераторная установка имеет наклонную токоскоростную характеристику: с ростом оборотов ротора увеличивается максимальная отдаваемая им мощность. Следовательно, чтобы обеспечить наибольшую эффективность тихоходного ветрогенератора, нам понадобится мультипликатор с большим коэффициентом повышения.

Для самодельной конструкции наиболее оптимальное решение — это ременной мультипликатор: он прост в изготовлении и требует минимума станочных работ. Коэффициент повышения оборотов у него будет равен отношению диаметра ведущего шкива, связанного с осью винта, к диаметру ведомого шкива генератора. При необходимости передаточное число будет легко скорректировать заменой одного из шкивов.

При проектировании мультипликатора нужно учитывать как средние обороты лопастного узла, так и токоскоростную характеристику генератора. Если мы используем серийный автомобильный генератор, то ее без труда можно найти в Интернете, с самодельными же конструкциями, скорее всего, придется идти методом проб и ошибок.

Для примера возьмем распространенный тракторный генератор, о котором уже писали выше.

Взяв расчетную мощность нашей ветроустановки в 90 ватт, найдем точку на графике, соответствующую выходу генератора на эту мощность. При номинальном напряжении 14 В нам потребуется токоотдача не менее 6,5 А — согласно графику, это произойдет при оборотах чуть выше 1000 об/мин. Пусть винт нашей конструкции вращается ветром со скоростью 60 об/мин (ветер средней силы). Значит, нам потребуется как минимум двадцатикратное соотношение диаметров шкивов — для 70-миллиметрового шкива генератора шкив ветряка должен будет иметь диаметр почти полтора метра, что неприемлемо. Это недвусмысленно намекает, насколько мала эффективность ветрогенераторов такого типа — без сложного многоступенчатого редуктора, который сам по себе приведет к большим потерям мощности, вывести автомобильный генератор на рабочий режим практически невозможно.

Для сравнения, посмотрим на характеристики генераторов, используемых в ветрогенераторах промышленного изготовления. Например, генератор на постоянных магнитах ГВУ1000, по конструкции аналогичный описанной выше самоделке из автомобильного тормозного диска, всего при 200 оборотах в минуту выдает мощность в 1 киловатт. С другой стороны, обратной стороной является его значительные вес (34 кг) и цена (почти 70 тысяч рублей).

Мачта

Она не только обеспечивает безопасность эксплуатации ветряка (нижняя точка круга, описываемого лопастями, должна быть не ближе 2 метров к земле), но и позволяет ему максимально эффективно использовать энергию ветра, поток которого вблизи от земли становится более турбулентным.

Большая высота приводит к низкой жесткости мачты ветрогенератора и делает ее прочностной расчет достаточно сложным не только для мастера-любителя, но и для инженера. Можно перечислить лишь основные моменты:

  • Размещайте мачту возможно дальше от дома и деревьев, затеняющих воздушный поток. Кроме того, при сильном ветре возможно падение ветрогенератора на здание либо его повреждение деревьями;
  • Оптимальная конструкция мачты — это ажурная сварная ферма наподобие вышек электропередач, но в изготовлении она сложна и дорога. Простейший, но достаточно эффективный вариант — это несколько параллельных труб диаметром 80-100 мм, сваренных короткими швами между собой и забетонированных на глубину не менее метра в земле. Конструкцию из одной трубы крайне желательно усилить тросовыми растяжками, которые также крепятся к залитым в бетон опорам.
  • Для упрощения обслуживания ветряка его мачту можно сделать переломной: в этом случае при ослаблении растяжки, идущей в направлении перелома, мачту можно будет наклонить к земле.

Рассказ об очень простом ветрогенераторе из домашнего вентилятора

Дополнительное электрооборудование

Как уже было сказано выше, неотъемлемой частью ветряной электростанции является аккумулятор, берущий на себя питание потребителей. при его выборе нужно помнить, что чем больше его емкость, тем дольше он сможет поддерживать напряжение в сети, но при этом и дольше будет заряжаться. Приблизительное время работы можно определить как то время, за которое исчерпается половина емкости аккумулятора (после этого падение напряжения станет уже ощутимым, кроме того, глубокий разряд снижает ресурс свинцово-кислотных батарей).

Читайте также:  Отделка стен декоративным покрытием

Пример: Так, аккумулятор емкостью 65 А*ч условно сможет отдавать в нагрузку 30-35 ампер-часов энергии. Много это или мало? Обычная лампа освещения мощностью 60 ватт потребует, с учетом наличия инвертора, преобразующего 12 В постоянного тока в 220 В переменного и имеющего собственный КПД в пределах 70%, тока в 7 ампер — это чуть больше четырех часов работы. Восстанавливать же растраченную энергию наш ветряк с условной мощностью 90 ватт даже в лучшем случае, при постоянном сильном ветре, будет не менее пяти часов. Как вы видите, при использовании ветрогенератора исключительно как автономного источника энергии электричество в вашем доме будет доступным лишь на несколько часов в день.

Вторым узлом системы электроснабжения становится инвертор. В нашем случае можно использовать как готовый автомобильный, так и извлеченный из источника бесперебойного питания. В любом случае важно не перегружать его потреблением тока, учитывая, что реальная эксплуатационная мощность его в 1,2-1,5 раза меньше указываемой максимальной мощности.

Как вы можете видеть, привлекательность использования даровой энергии упирается во многочисленные ограничения, и даже единственный эффективный в средней полосе России вариант — ветрогенератор — неспособен обеспечивать длительную автономность.

Но вместе с тем эта идея неплоха и как источник аварийного электропитания и, особенно, как конструкторская задача — удовольствие от создания своими руками ветрогенераторной установки может в разы превосходить ее мощность.

Практические советы, как сделать ветрогенератор на 220В своими руками с пошаговой инструкцией

Время чтения: 4 минуты Нет времени?

Отправим материал вам на e-mail

В современном мире все больше денег приходится отдавать за коммунальные услуги, в перечень которых входит подача электроэнергии. Поэтому владельцы частных домов все чаще задумываются о том, как сделать ветрогенератор на 220В своими руками, который сможет обеспечить бесперебойной электроэнергией весь дом.

Принцип работы ветряного генератора и виды оборудования

Все ветрогенераторы состоят из лопасти, ротора турбины, генератора, оси генератора, инвертора и аккумулятора. Условно можно разделить все модели на промышленные и домашние, при этом принцип работы у них будет одинаков.

Пример схемы покупной модели

Вращаясь, ротор создает переменный ток с тремя фазами, который идет через контроллер к аккумулятору, а дальше, в инверторе преобразуется в стабильный для подачи к электроприборам.

Простая схема работы

Вращение лопастей происходит за счет физического воздействия при помощи импульсной или подъемной силы, в результате чего в действие приходит маховик, а также под воздействием тормозящей силы. В процессе маховик начинает раскручиваться, а ротор создает поле магнитное на зафиксированной части генератора, после чего воспроизводится ток.

В целом разделяют ветрогенераторы на вертикальные и горизонтальные. Что связано с расположением оси вращения.

Вертикальный вариант

Планируя создания ветряка своими руками на 220В, в первую очередь продумайте именно вертикальные варианты. Среди них выделяют:

  • Ротор Савониуса. Самый простой, появившийся еще в 1924 году. В основе лежат два полуцилиндра на вертикальной оси. К недостаткам относят низкое использование энергии ветра.

Вариант ротора Савониуса

  • С ротором Дарье. Появился в 1931 году, раскрутка происходит за счет разности сопротивления аэродинамического горба и кармана ленты, поэтому к недостаткам относится малый вращательный момент, а также необходимость монтировать нечетное количество лопастей.

Разновидность ветрового генератора Дарье
[list type=”check”]

  • Геликоидный. Лопасти имею закрученную форму, уменьшая нагрузку на подшипник, увеличивая срок эксплуатации. Недостаток – высокая цена.

Самодельный вариант выйдет дешевле, если его правильно продумать и смонтировать.

Статья по теме:

УЗО: что это такое. Вы когда-нибудь слышали аббревиатуру УЗО? Что это такое узнаете прочитав обзор до конца. Вкратце хочется добавить, что это устройство способно уберечь жильё и всех его обитателей от ЧП, связанных с электричеством.

Горизонтальные модели

Горизонтальные модели разделяют по количеству лопастей. КПД у них выше, но есть необходимость монтажа флюгера для постоянного поиска направления ветра. Обороты вращения все модели имеют высокие, вместо лопастей монтируют противовес, который оказывает влияние на сопротивление воздуху.

Вариант горизонтальных моделей

Многолопастные модели могут иметь до 50 лопастей с большой инерцией. Их можно применять для работы водяных насосов.

Как сделать ветрогенератор своими руками на 220В

Чтобы обеспечить частный дом постоянным потоком электроэнергии при средней скорости ветра в 4 м/с достаточно:

  • 0,15-0,2 кВт, который идут на основные потребности;
  • 1-5 кВт на электрооборудование;
  • 20 кВт на весь дом с отоплением.

При этом стоит учитывать, что ветер дует не всегда, поэтому своими руками ветряк для дома стоит обеспечить аккумулятором с контроллером заряда, а также инвертором, к которому подсоединяют приборы.

Для любой модели самодельного ветряка потребуются основные элементы:

  • ротор – часть, которая вращается от ветра;
  • лопасти, обычно их монтируют из дерева или легкого металла;
  • генератор, который будет преобразовать силу ветра в электроэнергию;
  • хвост, помогающий определить направления потоков воздуха (для горизонтального варианта);
  • горизонтальная рея для удержания генератора, хвоста и турбины;
  • матча;
  • провод соединительный и щиток.

Можно использовать данную схему для сборки

В комплектации щитка будет аккумулятор, контроллер и инвертор. Рассмотрим два варианта, как вделать ветряной генератор своими руками.

Статья по теме:

Какой выбрать стабилизатор напряжения 220В для дома. Вам знакома проблема перебоев напряжения, что проявляется в мигании лампочек. В статье мы поговорим о том, как правильно выбрать стабилизатор напряжения 220в для дома, чтобы раз и навсегда забыть об этой проблеме?

Особенности сборки ветрогенератора из стиральной машины своими руками

Рассмотрим, как сделать ветрогенератор на 220В своими руками, используя двигатель стиральный машины старого образца.

Таблица 1. Подробная инструкция ветрогенератора из стиральной машины с фото

Что необходимо сделать Фотопример
Следует купить неодимовые магниты, которые монтируются в углубления на роторе двигателя. Сами выемки делаются на токарном станке, для правильного размещения используйте схему.
Приклеивать магниты надо на суперклей в подготовленные углубления. Затем, их следует обернуть бумагой, а остальное пространство залить эпоксидкой.
Далее готовим ось, которую лучше заказать у токаря. Внутри полой конструкции должно остаться место для кабеля и отверстие для его входа. Держатель монтируем из железного прута. Для него используем болгарку, которой отрезаем две трубки (на них закрепляете генератор), а с другого конца следует приварить.
Переходим к лопастям, которые можно изготовить из 16 см трубы для наружной канализации. В данном случае используйте лобзик.
Осталось собрать ветрогенератор, закрепив все элементы. Для начала на несущую рейку крепим генератор, лопасти, ротор и хвост. Не забудьте закрыть генератор кожухом.
Силовую установку следует крепить при помощи шарнирного механизма, а мачта монтируется в бетонное основание на 4 болта.
Проведите провод до распределительного щитка.
Подключите все элементы и проведите тестирование работоспособности.

Чтобы было проще понять всю последовательность действий при сборке ветряной электростанции своими руками из старой стиральной машинки, посмотрите видео:

Особенности сборки вертикального ветрогенератора из автомобильного генератора своими руками

Когда «самоделкины» задумываются, как сделать ветрогенераторы на 220В своими руками, чаще всего используют именно автомобильные генераторы в качестве основы. Собрать его несложно, а для работы потребуются:

  • генератор в 12В от авто;
  • аккумулятор;
  • преобразователь с 12 на 220 Вт с мощностью 1,2 кВт;
  • бочка или ведро алюминиевое или стальное для лопастей;
  • контрольная лампочка от авто;
  • выключатель;
  • вольтметр;
  • провода из меди с сечением более 2 мм;
  • хомута для крепления.

Для сборки ветрогенератора вертикального своими руками потребуются рулетка и карандаш, набор ключей, электродрель и болгарка, а также ножницы по металлу. Подробная инструкция по монтажу приведена ниже.

Таблица 2. Сборка вертикального ветрогенератора из автомобильного генератора

Действие Изображение
Подготовленную металлическую емкость необходимо разметить и разрезать на 4 равные части, только делать это надо не до конца. В каждой детали просверлите отверстия для болтов, которые должны быть симметричными.
Не до конца прорезанные лопасти слегка отгибают, от этого процесса напрямую зависит скорость вращения, поэтому заранее решите в какую сторону должно вращаться оборудование.
Необходимо закрепить лопасти на шкиве, а генератор при помощи хомутов установить на мачту, а также собрать проводку по заготовленной схеме.
Главное правильно подсоединить провода, к которым в щитке подсоединяется аккумулятор, а также преобразователь.

Чтобы вам было проще сориентироваться, посмотрите видеоматериал по варианту сборке ветрогенератора из автомобильного генератора своими руками.

Видео: ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора

В заключение

При правильном подборе элементов для самодельного ветрогенератора, вы можете смастерить хорошую модель, обеспечивающую весь дом бесперебойным напряжением.

Если не уверены в своих силах или не хватает инструмента, можно купить бытовой ветряк, который окупиться за счет экономии на электроэнергии. Такое оборудование становится все популярнее в условиях современной экономии, оно прекрасно подходит для частных домов.

Самодельные ветрогенераторы обычно не шумные и надежные, однако, производительность значительно ниже, чем у покупных. Выбирайте и монтируйте оборудование по своему вкусу.

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Ветряк своими руками за 150$

Недавно у меня возникла идея вырабатывать свою электроэнергию для дома. Это не было большой необходимостью, но мой интерес возрос к данной теме когда я прочитал статью про сборку ветряка с мотором от беговой дорожки и ПХВ-труб. Предварительно прикинув по расходам – получалось около 150-200$ на ветряк, который мог бы вырабатывать приблизительно 50-250 Ватт электроэнергии (это выходит значительно дешевле, чем использовать солнечные батареи при той же выходной мощности). И в этой статье я поделюсь с вами моим опытом изготовления ветряка своими руками.

Видео

Перед тем как рассказать об изготовлении, посмотрите видео моего ветряка в действии. На видео показаны различные конфигурации лопастей.

Конфигурация с длинными и тонкими лопастями (наилучшее решение)

Шестилопастная конфигурация (маленькая скорость при старте и большой вращающий момент)

Конфигурация с широкими лопастями (хороший старт, но очень медленно крутится)

Как работает ветряк?

Любой ветряк, независимо от его размеров и предназначения, работает согласно следующим принципам:

Дует постоянный ветер.

Флюгер (хвост ветряка) поворачивается по ветру.

Лопасти, соединенные с генератором (напрямую или через редуктор) под силой ветра заставляют его вращаться.

Из-за вращения, генератор вырабатывает электричество.

Звучит не так уж и сложно, не правда ли? Итак перейдем к конкретике.

Инструмент

Для изготовления ветряка не нужен какой-либо специализированный инструмент. Я использовал следующие инструменты:
– ножовка
– дрель и сверла для нее
– рулетку
– разводной ключ
– газовый ключ
– транспортир
– наждачку (разной зернистости)

Необходимые детали

Моей задачей было сделать ветряк с минимально возможными затратами (т.к. я студент и ограничен в финансах). Итак, я взял готовое решение изготовления простого ветряка с интернета и еще больше упростил его. Все необходимые запчасти можно купить на любом строительном рынке или в магазине. Многие, возможно окажутся в вашем гараже или сарае.

Итак, вот что я использовал:
– лист металла 25х35см
– 1/4″ х 25 см трубку
– 1/4″ фланец
– 20-25мм квадратную трубу L=1м
– диск от пилы (для хаба)
– штифт (для соединения диска с осью мотора)
– два автомобильных хомута
– 8″ x 4″ ПХВ труба
– 30″ x 8″ ПХВ труба
– DC-мотор (генератор)
– болты, шайбы, гайки
– саморезы по металлу
– диоды на ток 10-40А (можно и больше)

Достать эти запчасти нет никаких проблем, кроме моторчика. Из интернета, наиболее популярным является вариант использования мотора фирмы «Ametek» от старых магнитофонов. При подборе генератора (мотора) выбирайте те, у которых наибольшее кол-во вольт на оборот. К примеру, моторчик «Ametek», который я использую выдает 30В при 325 об/мин, т.о. он прекрасно подходит для использования его в качестве генератора в ветряке. Также имейте в виду, что нужен моторчик не менее 12В, для инвертора или зарядки аккумулятора. В моей конструкции, при хорошем ветре, обороты легко достигают значений в 300-400 об/мин.

Изготовление лопастей

Самой важной частью ветряка вероятно являются лопасти. Большинство, делают их из дерева или композитных материалов (стеклоткань и эпоксидка). Но я думаю, что реально их сделать из обычной водопроводной ПХВ-трубы (по эффективности они будут ничем не хуже). Перед тем как продолжить, немного теории о лопастях ветряка…
– чем длиннее лопасти, тем легче они крутятся в слабый ветер, но у них будет низкая скорость вращения.
– на концах лопастей вращение будет больше чем у основания, поэтому необходимо рассчитывать отношение скорости вращения лопастей к скорости ветра (TSR) при их изготовлении (например старые ветряные мельницы круглый год вращаются с постоянной скоростью 40 об/мин.)
– мощность, которую можно получить из энергии ветра, равна скорости ветра в третьей степени. Т.е. P=k*v^3, где k-постоянная ветряка, v-скорость ветра.
– согласно закону Беца, только

59.3% энергии можно получить от ветра. Т.е. в реальности наша формула примет вид: . P=0.593*k*v^3, где k – потери в ветрогенераторе на механические трения и т.п.
– чем выше ветряк установлен над уровнем земли, тем большее мощности можно извлечь из энергии ветра (рекомендуют 6-15 метров, но я установил на высоте 4 метра).

Сами лопасти изготовить из трубы очень легко. Нужно разрезать ПХВ-трубу на 3 секции: две по 150 град. и одна секция 60 град. (Я попытался изобразить это на рисунке очень приблизительно, в моей любимой CAD-программе –MS Paint :) ). Красные линии – это лини реза. Чтобы удобнее было видеть линию реза по всей длине, рекомендую наклеить изоленту, скотч или просто бумагу. Из отрезка трубы 150 град. получатся широкие лопасти, которые будут легко крутиться в слабый ветер, но медленно. Опытным путем вы сами можете подобрать оптимальный угол, исходя из практики, он находится где то между 75-150 град. Для начала вырежьте широкие лопасти, а потом если нужно будет, то подрежьте их сделав более узкими. И запомните: «Семь раз отмерь – один раз отрежь».

После того, как все вырезано, я скруглил края. Если следовать аэродинамике, то нужно скруглить главную кромку и выровнять заднюю, но на практике, при использовании ПХВ-трубы я не увидел никакой разницы. В общем, вы можете сделать лопасти как эти (см. рис.)…

Изготовление узла крепления лопастей (Хаба)

Следующей задачей является изготовления узла крепления лопастей (ступица винта, хаб). Существует много различных способов изготовления. Я рекомендую сделать его из диска для пилы, его легко можно найти и он легко поддается сверлению. При помощи дрели просверлите 3 группы отверстий (по 2 в кадой) со смещением в 120 градусов (здесь вам может понадобиться транспортир). Расстояние в группе между двумя отверстиями – 1 дюйм (см. рис.).

Если в качестве хаба вы тоже планируете использовать диск от пилы, то не забудьте сточить все зубья на нем, иначе если он по какой-либо причине оторвется, то может нанести вред вам и окружающим.

После того, как все просверлено и мы уверены в надежности и безопасности хаба, то можете прикрутить лопасти к нему при помощи болтов и гаек. Обязательно поставьте гроверную шайбу или используйте гайку с уплотнителем.

Изготовление флюгера и шарнира для поворота

Теперь мы должны изготовить поворотную платформу, на которой будет установлен наш генератор. Для этого используем квадратную трубу, кусок ПХВ-трубы, фланец и небольшой лист металла. На рисунке ниже, можно посмотреть примерный набросок, как это будет выглядеть.

В первую очередь из куска железа необходимо вырезать хвост ветряка (флюгер). Форма не сильно важна и служит в основном для придания эстетического вида.

Далее, вдоль квадратной трубы мы делаем пропил (легче это сделать болгаркой). Длина не сильно важна, я рекомендую 20-25 см. Затем вставляем в прорезь наш флюгер и сверлим сквозные отверстия в трубе и листе. Закрепляем болтами.

Также необходимо предусмотреть какой-нибудь чехол для генератора, от непогоды. Для этого мы также используем пластиковую трубу. На рисунке ниже я думаю понятно как это будет выглядеть (боковое отверстие служит для электрических выводов).

Затем все красим и собираем до кучи. Прикрепляем мотор и чехол для него, к трубе хомутами. Снизу трубы, ближе к мотору, устанавливаем фланец и крепим его саморезами.

Любому ветряку необходима мачта (башня). Я изготовил ее из ПХВ-труб и различной фурнитуры для пластиковых труб. Для моей мачты понадобились: 1” ПХВ-труба, муфта для нее, 3 Т-образных отвода.

Мачта проста в изготовлении и получилось что-то похожее на это:

Далее, сажаем всю нашу конструкцию на получившуюся мачту.

Осталось только посадить наш хаб с лопастями на вал мотора и наш самодельный ветряк готов!

На рисунке ниже вы можете увидеть экспериментальную конструкцию с шестью лопастями. Она вращается практически в безветрие, но обороты не превышают 100 об/мин.

В батарейном отсеке, питание подается параллельно с солнечными батареями. Я использую 2 аккумулятора. Можно использовать обычные автомобильные аккумуляторы. Не забывайте припаять диоды между аккумуляторами и генератором ветряка, иначе ток от аккумуляторов пойдет в генератор.

В ходе экспериментов выяснилось, что более тонкие лопасти лучше работают при моих ветровых условиях. Поэтому я использовал большие белые лопасти (см. предыдущие фотографии) немного обрезав их. Результат — возросла скорость вращения (см. самое первое видео).

Ветрогенератор на заднем дворе

Настоящий ветрогенератор — это слишком дорого в том случае, если его планируется использовать для решения простых домашних задач, не требующих большой мощности. Если всё, что нужно — это немного энергии для LED-освещения или для проекта, основанного на Raspberry Pi Zero, это как-то несоразмерно довольно серьёзным деньгам, которые придётся заплатить даже за небольшой ветряк. То же касается и школьных экспериментов, время и деньги, уходящие на организацию которых, обычно стараются свести к минимуму. Школы часто стеснены в средствах.

В этом материале мы расскажем о том, как создать собственный маленький ветрогенератор. Делать мы его будем из велосипедных запчастей и из того, что можно купить в строительном магазине. Стоимость проекта находится где-то в районе $80-150. На создание генератора уйдёт 8-16 часов. При ветре, который чуть сильнее «слабого ветра» по шкале Бофорта, наш генератор способен дать около 1 ватта мощности. Этого достаточно для того чтобы зарядить небольшую батарею, а значит, энергия у нас будет и в безветренную погоду.

Домашний ветрогенератор

Описываемая здесь маленькая ветряная турбина — это, по сути, экспериментальный проект, в ходе работы над которым можно освоить основы ветроэнергетики. Эту турбину нельзя назвать абсолютно надёжным источником энергии. Не стоит ждать от неё чудес! Кроме того, учитывайте, что сильный ветер опасен для нашей турбины. Эта машина не рассчитана на нормальную работу при таком ветре. Он её, скорее всего, разрушит. Поэтому турбину стоит убирать в плохую погоду. В частности, нужно учитывать то, что её обломки, носимые ветром, могут кого-нибудь поранить.

В отличие от типичных коммерческих турбин с горизонтальной осью вращения, оснащаемых тремя лопастями, закреплёнными на горизонтальном валу, в нашем проекте используется вертикальный вал ротора. Это избавляет нас от необходимости в механизме, учитывающем направление ветра, и сильно упрощает проект турбины. Наш генератор, в сущности, представляет собой велосипедное колесо, смонтированное на вертикальной стойке, которое связано с электрическим генератором. В роли лопастей ротора используются восемь «полутруб», вырезанных из дешёвых пластиковых (PVC) канализационных труб и прикреплённых к ободу колеса.

Турбина начинает вращаться при достижении ветром силы, примерно соответствующей 2 баллам (около 6 км/ч) по шкале Бофорта (смотрите таблицу ниже). Если сила ветра достигает 5 по шкале Бофорта (около 30 км/ч), турбина даёт около 1 ватта мощности (по нашим измерениям — 147 мАч при 6,7 В).

Шкала Бофорта (по материалам Википедии)

Баллы Бофорта Словесное определение силы ветра Средняя скорость ветра
м/с км/ч узлов
Штиль 0—0,2 Материалы и инструменты
  • Переднее велосипедное колесо диаметром 28 дюймов и электрический генератор. Я купил новый генератор на eBay за €40, но в Европе часто встречаются подержанные генераторы. В США можно найти такой на eBay, а можно купить дешёвую динамо-втулку Shimano и установить её в старое колесо.
  • 2 4-дюймовые PVC-трубы (условный проход трубы — 110 мм) длиной 2 метра. Я использовал тонкостенные трубы, но то, какими именно они будут, особой роли не играет.
  • 16 крепёжных винтов с гайками и с большими шайбами. Длина и диаметр винтов зависят от характеристик обода колеса.
  • Стальная водопроводная оцинкованная труба диаметром 1 1/2 дюйма с резьбой по обоим концам. Её длина (высота мачты ветряка) подбирается самостоятельно и зависит от условий, в которых придётся работать генератору.
  • Стальная трубопроводная арматура для водопроводной трубы 1 1/2 дюйма. Торцевая заглушка (она совершенно необходима) и тройник (необязательно).
  • Повышающе-понижающий (buck-boost) преобразователь напряжения DC-DC, такой, как Mesa #DSN6009 4 A. Я рекомендую преобразователь с выходной мощностью 30 Вт.
  • 2 электролитических конденсатора, 2200 мкф, как минимум 12 В.
  • Мостовой выпрямитель. Минимум — 500 мА.
  • Диод 1N4007.
  • Термоусаживаемые трубки или изолента.
  • Проволочные тросы и винты с петлями (необязательно). Всё это может понадобиться для фиксации мачты.
  • Мешок цемента (необязательно). Может понадобиться для крепления мачты.

Инструменты:

  • Ножовка или электролобзик для резки тонких PVC-труб.
  • Дрель со свёрлами для пластика и металла.
  • Отвёртка и/или гаечный ключ и комплект насадок, подходящих для используемых винтов, гаек, болтов.
  • Паяльник и припой.

Делаем ветрогенератор из велосипедного колеса

Начнём работу над ветрогенератором. Мы будем пользоваться мачтой, сделанной из стальной водопроводной трубы, которая, возможно, будет закреплена в земле с помощью бетона. Принимая решение о высоте мачты и о способе её крепления стоит почитать местные законы. Возможно, в зависимости от условий эксплуатации генератора, мачту понадобится закрепить с использованием растяжек.

▍1. Вырезание лопастей турбины

Мы использовали тонкостенные канализационные PVC-трубы (Рис. A). В Германии, где я живу, такие трубы окрашены в оранжевый цвет, в Северной Америке такие трубы обычно белого цвета.

Мы, с использованием пилы, можем вырезать 4 лопасти из одной двухметровой трубы (Рис. B). Нам нужно 8 лопастей. Постарайтесь резать трубы точно по центру. В идеале все лопасти должны иметь одинаковый вес.

▍2. Прикрепление лопастей к генератору

В роли генератора мы используем велосипедное колесо (обод) с закреплённым в нём генератором (Рис. C). Лучше всего подходят колёса с алюминиевым ободом, так как их легче сверлить. Если вы взяли колесо от старого велосипеда — не забудьте снять с него шину, камеру и тормозные диски.

Прикрепите к колесу лопасти так, как показано на Рис. D, используя 2 винта, гайки и большие шайбы. Лопасти должны быть распределены по ободу равномерно (возможно, вам в этом поможет подсчёт количества спиц между лопастями) и выровнены по центру обода.

▍3. Сборка мачты

Мачту мы будем делать из оцинкованной стальной водопроводной трубы с резьбой на обоих концах. В торцевой заглушке (Рис. E) надо просверлить 9-миллиметровое отверстие и прикрутить колесо к заглушке, пропустив через это отверстие ось генератора с резьбой (Рис. F ниже). После того, как мачта будет надёжно закреплена (!), можно прикрутить к ней заглушку.

В деле надёжной установки мачты может пригодиться тройник, прикрученный к той части трубы, которая будет закреплена в земле и залита бетоном. Тройник позволит надёжно зафиксировать мачту в бетоне. При этом вес бетона должен быть достаточно большим для того чтобы поддерживать и фиксировать мачту. Вся конструкция должна быть надёжно закреплена. В результате, если ожидается буря, можно просто открутить нижнюю часть мачты от бетонного основания и убрать турбину в безопасное место.

Не стоит недооценивать силу, с которой ветер воздействует на окружающие предметы. Эта сила возрастает пропорционально кубу (третьей степени) скорости ветра! Поэтому, если нужно, зафиксируйте мачту с помощью растяжек.

▍4. Сборка электронных компонентов

Наша ветроэлектростанция рассчитана на зарядку свинцово-кислотного аккумулятора с помощью тока, генерируемого динамо-машиной. Используемый нами электрогенератор вырабатывает переменный ток, который мы преобразуем в импульсный постоянный ток, используя мостовой выпрямитель. Этот ток, для его сглаживания, передаётся на два электролитических конденсатора ёмкостью 2200 мкф.

Сглаженный постоянный ток затем подаётся на повышающе-понижающий преобразователь (на eBay он стоит примерно $10), который используется в роли регулятора зарядки аккумулятора. Он преобразует входное напряжение, находящееся в диапазоне от 1,25 до 30 В, в заданное постоянное напряжение. Мы установим выход конвертера на 0,7 вольта выше конечного напряжения заряда аккумулятора (для компенсации прямого напряжения диода). Диод 1N4007 нужен для того чтобы предотвратить обратный ход тока от аккумулятора к конвертеру.

Например, 6-вольтовый свинцово-кислотный аккумулятор имеет напряжение зарядки 7,2 В. Учитывая необходимость добавления прямого напряжения диода, которое равняется 0,7 В, конвертер нужно установить на выходное напряжение в 7,9 В.

Электрическая нагрузка (это может быть что угодно, например — светодиод) будет подключена к выходам аккумулятора. Учитывайте то, что эта нагрузка должна поддерживать выходное напряжение, установленное на конвертере. Сам генератор может быть способен дать лишь небольшой ток, а батарея может выдать несколько ампер. Последствия короткого замыкания могут быть весьма печальными (может случиться пожар). Для того чтобы предотвратить несчастные случаи, нужно, независимо от того, что именно вы подключаете к ветрогенератору, принимать соответствующие меры безопасности.

Штормовое предупреждение!

После того, как электронные компоненты генератора собраны, всё готово к тому, чтобы превратить силу ветра в электроэнергию! Теперь перед вами раскрываются возможности владельца ветрогенератора.

Наш генератор, правда, это всего лишь экспериментальное устройство, недорогая практическая демонстрация принципов работы ветряных турбин, которая может найти применение, например, в школах. Эта турбина не рассчитана на работу при сильном ветре. Когда турбина не используется, или если сила ветра превышает 6 по шкале Бофорта, всю конструкцию нужно разобрать и куда-нибудь спрятать.

Велосипедное колесо и лопасти из труб не рассчитаны на постоянное использование, в особенности — при сильном ветре. Вы можете сами усилить конструкцию в том случае, если хотите, чтобы ветрогенератор работал бы на постоянной основе. (Правда, надо сказать, что моя конструкция оказалась прочнее, чем я ожидал. Я оставил её в саду и она работала там при любой погоде — до тех пор, пока не вышла из строя одна из растяжек. Тогда мачта рухнула и сломалась одна из лопастей турбины.)

Если вас интересует тема ветрогенераторов — можете взглянуть на этот материал и посмотреть это видео. Загляните на этот сайт, посвящённый генератору Chispito. Вот и вот — ещё пара полезных ресурсов.

А вы хотите построить собственный ветрогенератор?

Плохо смывает унитаз: причины и решения проблемы

На сегодняшний день унитаз есть в каждом доме или квартире. С каждым днем производители унитазов усовершенствуют и дополняют это устройство. Они бывают разных размеров, форм и цветов, а также отличаются по устройству выпуска, слива и наполнения воды. Но встречаются ситуации, когда начинает ухудшаться смыв. Необходимо ознакомиться с часто встречающимися поломками системы унитаза, чтобы самостоятельно устранить проблему.

Причины

Засорение слива – это одна из причин, по которой унитаз может перестать сливать. Если засорился слив, то вода из бака бежит без напора и медленно. В баке находится маленькое отверстие, которое со временем зарастает известковыми отложениями, мешающие нормальному протоку воды. Мусор, попадающий в бачок, тоже довольно частое явление. Как правило, это кусочки старого резинового шланга, который крепится к поплавку унитаза. Но если у унитаза нет крышки, то причиной может стать совсем неожиданный засор.

Также весьма распространенная причина ухудшения смыва унитаза – это поврежденная эмаль. Шероховатости, трещины, царапины и сколы мешают отходам стопроцентно попасть в канализацию. Грязь накапливается, когда нажимается кнопка, со временем она мешает протоку воды.

Бывает так, что унитаз новый, а уже плохо работает. Скорее всего, проблема в сифоне самого унитаза. Воронкообразная чаша унитаза бывает со сливом с уклоном или же по центру. Это значит, что горловина слива расположена близко к краю чаши. Еще одной причиной может стать расположение отверстий слива. Чем ближе отверстие к центру чаши, тем менее качественный смыв. Наилучшим выбором при покупке унитаза будет модель с капиллярным смывом, так как в этом варианте вода омывает всю поверхность чаши. Вода попадает в чашу через множество отверстий, тем самым обеспечивая качественный смыв. Однако если изначально унитаз смывал хорошо, то стоит обратить внимание на причины описанные выше.

Еще одна из причин некачественного смыва – это недобор воды в бачок унитаза. Естественно, что пара литров воды в баке не может обеспечить качественный смыв. Недобор воды возможен из-за поплавкового клапана, который раньше, чем нужно выключает воду. В старых унитазах виновником может быть и сам поплавок. Однако достаточно часто бывает, что вода не успевает набраться в бачок, так как идет на проток. Бывает и так, что вода вообще не поступает в бачок. Чаще всего такая проблема возникает у владельцев стальных труб, так как они забиваются известковыми отложениями и препятствуют потоку воды.

Помимо всех перечисленных причин, в частных домах причиной может стать еще и некачественная планировки самой канализации. В частном доме проблема со смывом может быть также из-за отсутствия фановой трубы. Проще говоря, из-за отсутствия вентиляции для канализации накопившимся газам неоткуда выйти. В результате, они начинают накапливаться и создают воздушную пробку, которая и мешает равномерному смыву воды. Помимо этого, если скопившийся газ найдет выход самостоятельно, то об этом точно узнают все жители дома, так как появится весьма неприятный запах канализации, вобравший в себя не только газы унитаза, но также и выхлопы умывальника и ванны.

Также причиной может стать неправильное расположение и уклон труб. Сантехники могли просто некачественно сделать свою работу, не отрегулировав и не проверив правильность установки унитаза, также нажатия кнопкой слива воды. Довольно распространенный момент – это неверно выбранный диаметр канализационной трубы. Если в частном доме установлена не центральная канализация, а выгребная яма, то это тоже может быть явным признаком того, почему смыв плохо работает. Необходимо всегда искать причины и пути решения того, почему вода не набирается, не сходит кал, не спускает вода. В кругу может задерживаться бумага, если вода плохо проходит.

Решения

Первым делом следует посмотреть под грушу. Возможно, причина засора будет видна сразу, что позволит легко исправить ситуацию. Если причина в известковых отложениях, то можно использовать один из нескольких рецептов для прочистки всего унитаза:

  • Необходимо оставить в баке чуть меньше 1 литра воды. Далее взять 100 г 5–7% раствора ортофосфорной кислоты, засыпать в остатки воды в бачке, подождать 15 минут и смыть.
  • Следует оставить в баке чуть меньше 1 литра воды. Залить по 0,5 литра буры и уксуса. Выждать 2 часа и спустить воду.
  • Нужно оставить в баке чуть меньше 1 литра воды. Далее взять 3–4 пачки лимонной кислоты насыпать в бак. Смыть необходимо после 6–8 часов простоя. Удобнее всего этот вариант очистки проводить вечером, так как кислоту можно оставить в баке на всю ночь. Важно отметить, что бачок может очиститься таким способом за один раз. Но для других деталей унитаза данные процедуры необходимо повторить 3–4 раза. Кстати, именно по этой причине рекомендуется отказаться от сильных химических очистителей, так как они очень быстро портят резиновые и пластиковые детали унитаза.

Если причина в эмали, то проще всего заменить новый унитаз. Как вариант, можно зашпаклевать поврежденное место или нанести новую эмаль специальным пистолетом. Предварительно поврежденную поверхность необходимо почистить. Однако стоит знать, что самостоятельное покрытие эмалью сильно отличается от заводской покраски и не прослужит долго. Лучше посчитать, насколько обоснована реставрация унитаза. Возможно, дешевле обойдется покупка нового.

В случае недобора воды, если проблема в клапане, то нужно его отрегулировать, а также прочистить. Если же вода идет на проток, то тут необходимо провести комплекс мер по устранению неисправности. Возможно, нужно прочистить седло груши, или сама груша могла потрескаться и потерять свою эластичность, и необходима ее замена. Как вариант, могут быть повреждены болты внутри бачка, и вода просачивается внутрь сквозь эти отверстия. В этом случае меняются или болты, или арматура бачка.

Если вода вообще не поступает в бачок, нужно будет провести серьезную прочистку подводки к унитазу. Для этого необходимо перекрыть воду для всей квартиры или дома. Убрать гофру ведущую к бачку. Далее нужно открутить винт, отсекающий воду на бачок. Предварительно рекомендуется подготовить устройство для прочистки труб или сделать его самостоятельно из стальной струны. Один конец трубы скручивается как коловорот, а на другом конце делают малюсенький крючок (как горошина у швейной булавки).

Прочистку делать лучше вдвоем, так как один человек будет натягивать струну, а другой – подавать струну в трубу, стараясь разрушить засоры, осевшие на стенах трубы. Стоит обратить внимание, что как только место возможного засора будет пройдено, нужно подставить тазик, приоткрыть воду и убедиться в том, что засор устранен, прежде чем вытаскивать струну. Если вода потекла, но сразу же прекратилась, следует продолжать поворачивать струну, медленно выводя ее из места засора. После этой процедуры поток воды должен нормализоваться.

Если в частном доме в качестве канализации используется выгребная яма, то следует открыть колодец, куда сливается канализация из дома. Если сливная труба ямы чуть ниже уровня воды в яме, то это и есть причина проблемы. Если отсутствует фановая труба, то тут есть два варианта. Либо установить трубу с выводом на крышу дома, либо установить вакуумный клапан. Сменить уклон трубы невозможно. Здесь можно предложить реконструировать всю канализацию, опираясь на установленные строительные нормы. Есть еще вариант – поставить электронасос для принудительного стока вод.

Профилактика

Если сегодня получилось справиться с проблемой плохого смыва, то это не гарантирует того, что в будущем такая ситуация не возникнет вновь. Именно поэтому очень важно проводить профилактическую обработку унитаза. Известковые отложения в чаше унитаза, а также в трубах и в бачке будут и далее скапливаться. Исключить этот момент невозможно, а вот заранее подготовиться, как раз и поможет профилактика унитаза.

Она выполняется следующим образом:

  • На унитазе и бачке обязательно должна быть крышка, чтобы ограничить попадание в систему посторонних предметов, которые оказавшиеся в унитазе обязательно нужно извлекать.
  • Не менее одного раза в месяц советуют прочищать всю систему с помощью специальных химических средств. В отверстие слива насыпается специальный порошок, выждав от 15 до 30 минут необходимо осуществить слив. Также периодически полезно прочищать унитаз с помощью струны.
  • Не следует забывать о сливном устройстве бачка. Регулярная проверка работоспособности механизма и его целостности просто необходима. В этом случае можно будет сразу устранить образовавшуюся неисправность, и даже раньше, чем возникнет более серьезная поломка.

Как выбрать?

Чтобы выбрать унитаз с хорошим смывом, необходимо обратить внимание на несколько параметров:

  • Расположение бачка. Бачок, расположенный вверху намного лучше, чем тот, что расположен внизу. Чем выше труба, тем больше напор воды.
  • Капиллярный смыв является хуже, чем обычный. Модели с капиллярным смывом более популярны, так как вода в чашу попадает с нескольких сторон и омывает ее полностью. Однако на заднюю часть чаши приходится наименьшее количество воды, а значит, эта часть унитаза наиболее подвержена загрязнению.
  • Если внутри чаши есть козырек, то смыв будет более эффективным, в таком унитазе попадающие предметы внутрь достаточно быстро тонут. Но у него есть и недостаток – это запах. В таком унитазе содержимое до смыва лежит на поверхности, источая запахи.
  • Самый идеальный унитаз – это фарфоровый, так как чаша такого унитаза прекрасно очищается. Фарфор имеет очень гладкую поверхность без пор. На втором месте находятся унитазы из глазированного фаянса.

Стоит отметить, что наибольшая часть проблем, связанных со смывом унитаза, решается самостоятельно без вызовов на дом коммунальщиков или сантехников, чьи услуги стоят достаточно дорого. Однако если уверенности в правильности действий нет или проблема так и не решена, стоит все же воспользоваться услугами профессиональных сантехников.

О том, как очистить бачок унитаза от накипи, смотрите в следующем видео.

Плохо смывает унитаз: причины и способы решения проблемы

  1. Основные причины
  2. Пути решения
  3. Рекомендации

Унитаз есть в каждом доме, и иногда он выходит из строя. В такие моменты часто неловко обратиться к мастеру. Если унитаз не выполняет свою прямую функцию, плохо смывает, то использовать его по назначению затруднительно. Для устранения неполадки нужно ее сначала определить. Да и при выборе унитаза стоит заранее больше узнать о системе слива.

Основные причины

Зачастую унитаз плохо смывает из-за проблем с самой системой слива воды. Для самостоятельного решения задачи следует сначала выявить источник неполадки. Рассмотрим возможные причины неприятности.

  • Если вода застаивается, то, скорее всего, в канализации образовалась пробка. Когда жидкость проходит, но медленно, это означает, что засор небольшой.
  • Сливная трубка мала в диаметре. При длительной эксплуатации на стенках появляются отложения, которые мешают циркуляции воды. Труба может ими обрасти, тогда остается всего 1/3 от первоначального диаметра. Особенно быстро это происходит, если вода подается из подземных источников. В таком случае она обогащена минеральными солями, которые дополнительно забивают слив.
  • Стоит проверить, есть ли вода в самом бачке. Случается так, что в канализацию попадает окалина, которая забивает шланг. Также процесс смыва может нарушаться из-за отсутствия крышки бачка. Ее всегда необходимо устанавливать на место.
  • Внутрь слива мог попасть мусор. Иногда это даже резиновые шланги с поплавкового клапана. Они используются для того, чтобы вода с канализации набиралась максимально бесшумно. Обычно шланг соскакивает, если крышка бачка не на месте.
  • Поплавковый клапан не отрегулирован или выставлен неверно. В результате он преждевременно перекрывает подачу воды.
  • Бачок постоянно протекает. Он просто не успевает наполниться жидкостью, ведь она постоянно сходит.
  • Поплавковый клапан забит мусором. В его конструкции есть сопло, в которое могут попасть окалины или песчинки. Такого не случается, если перед бачком в шланге установлен фильтр.
  • Подводка к бачку забилась каким-либо мусором или заросла. Особо актуальна эта проблема, если в доме стальные трубы.

В частном доме проблемы с унитазом выглядят немного иначе. Канализация тут устроена не так, как в квартирах. Часто при монтаже не соблюдаются нормы, поэтому жидкость проходит медленно. Специалисты выделяют ряд причин плохой проходимости воды, связанных с некачественным монтажом и самими устройствами в целом.

  • Нет фанового стояка. Такая труба служит вентиляцией для канализационной системы. Она позволяет собравшимся газам уходить. При отсутствии фанового стояка внутри труб образуются пробки из воздуха. Из-за этого вода останавливается или просто теряет скорость. Есть и сопутствующий признак этой проблемы: газы все же находят выход из канализации. В таком случае из унитаза, ванны и раковин слышен неприятный запах.
  • Неправильный наклон трубы. Проблема связана с неправильным выведением канализации в целом. Причина может быть как в том отрезке, что ведет к септику, так и в том, что ведет к соединительной трубе. Исправить простым путем данные неполадки не получится.
  • Плохая конструкция унитаза. Если сама сантехника новая, то и проблема может быть в ней. Чаша унитаза с полкой нередко становится источником бед для своих владельцев. Современные модели чаще имеют слив в центре или с небольшим наклоном. При этом чаши по форме напоминают воронки.
  • Расположение сливного отверстия в унитазе. Всего один вывод для воды в центре не справится с задачей. Смыв по кругу гораздо качественнее и долговечнее.

Иногда причины еще банальнее. Например, модели с кнопкой таят опасность именно в ней. Особенно если крышку бачка снимали и неправильно поставили. В таком случае можно заметить, что унитаз постоянно спускает воду в небольшом количестве.

Если именно после чистки бачка смыв стал работать плохо, то стоит убедиться в том, что конструкция была собрана правильно.

Не только налет может забивать отверстия слива воды. Иногда простая бумага, выкинутая в унитаз, тоже приводит к подобным проблемам. А еще она может цепляться за отложения внутри трубы слива. В таком случае вода не сходит или делает это слишком медленно.

Пути решения

Когда причина плохого смыва установлена, самое время приступить к исправлению ситуации. Кстати, иногда к ухудшению смыва приводит даже поврежденная эмаль. Поэтому если есть сомнения, то стоит изучить ее целостность. Царапины, трещины и сколы могут задерживать воду и отходы, не пропуская их в канализацию. Эта проблема актуальна для всей керамической сантехники.

В таком случае лучше бы полностью заменить унитаз. Но даже если такой возможности нет, то ситуацию можно решить. Для проведения ремонтных работ следует взять шпатлевку для керамики или водостойкий герметик, порошковую краску и пистолет для ее нанесения. Дальнейшие действия выглядят следующим образом.

  1. Очистить и обезжирить внутреннюю поверхность чаши. Предварительно стоит отключить воду и просушить весь унитаз, в том числе и бачок.
  2. Мелкозернистой бумагой для шлифовки зачистить места сколов и других повреждений.
  3. Нанести шпатлевку или герметик на нужные участки.
  4. Просушить поверхность. Окрасить в белый цвет.
  5. Не использовать унитаз по назначению до полного высыхания всех материалов. Обычно это 48-72 часа. Точную информацию стоит узнать в инструкции или на упаковке.

Такие ремонтные работы лишь на время устранят проблему. Однако этого может хватить для того, чтобы присмотреть новый унитаз. Если же внешний вид чаши вполне нормальный и повреждений нет, то проблема заключается в канализации или в системе слива. Решение не займет много времени.

Засорен слив

Это довольно распространенная причина ухудшения слива воды в унитазе. Для решения данной проблемы стоит воспользоваться следующей инструкцией.

  1. Посмотрите под грушу. Возможно, мусор скопился именно там и его можно легко удалить.
  2. Если засор виден, но вытащить его рукой невозможно, то перекройте подачу воды и возьмите пинцет с фонариком. Есть шанс, что посторонний предмет получится достать, не разбирая унитаз. Стоит отметить, что засор под грушей – самый распространенный и устранить его легко.
  3. Если в бачке проблемы не видно или достать ее все же не получилось, то придется разобрать унитаз. Для этого открутите болты между бачком и полкой, снимите верхнюю часть. Уберите мусор или вычистите его, если речь идет о налете. Соберите унитаз.

В некоторых моделях у бачка имеется отдельная полка. Тогда есть смысл раскрутить крепления между ней и чашей. Так вы получите максимальный доступ к системе смыва. Стоит отметить, что при подобном варианте придется заменить манжету под полкой новой. В ходе эксплуатации она становится менее эластичной и просто рвется при проведении разборки.

Не набирается объем бачка

Устранить течь бачка бывает непросто, особенно если неполадка кроется в самой конструкции. Но некоторые действия все же можно предпринять.

  • Если засорилось седло груши, и она не перекрывает поток воды до конца, то достаточно ее очистить. После простых манипуляций все придет в норму.
  • Бывает, что груша теряет эластичность или ломается в ходе эксплуатации. В таком случае нужно купить новую и произвести замену. Стоит такая вещь недорого, а ее замена не вызовет трудностей.
  • Если разрушились стальные или пластиковые болты внутри самого бачка, то вода будет проникать в полочку через образовавшиеся зазоры. Тут придется решать по ситуации. Иногда можно отыскать и заменить болты.

В особо печальных случаях требуется демонтаж всего комплекта арматуры.

Вода не поступает в бачок

Тут тоже придется отталкиваться от характера проблемы. Если засор из-за налета, то стоит просто очистить клапан. Это достигается следующими действиями.

  1. Перекройте воду только на бачок унитаза.
  2. Достаньте шпильку. Она служит фиксатором рычага поплавка в клапане.
  3. Прочистите сопло небольшой гибкой проволокой. Также можно использовать спицу для вязания, но процесс займет больше времени.
  4. В результате деталь должна стать полностью чистой.
  5. Откройте вентиль бачка буквально на 1 секунду. Так вода вынесет остатки мелкого мусора.
  6. Соберите клапан, включите воду и удостоверьтесь в качестве слива.

Если в слив попал мусор, то придется потратить чуть больше времени. Специалисты рекомендуют воспользоваться нижеописанной инструкцией.

  1. Перекройте воду на всю квартиру.
  2. Открутите гибкий шланг, подключенный к бачку.
  3. Снимите вентиль, который перекрывает подачу воды на бачок. Если стоит шаровый вариант, перекрывающий воду поворотом флажка, то все просто. Достаточно открыть его на максимум, чтобы демонтировать.
  4. Теперь придется сделать приспособление для прочистки труб. Стальная струна для штор – идеальный вариант. На одной стороне нужно сделать крючок, на второй – подобие ручки. С помощью полученного инструмента можно будет комфортно захватить и вытащить мусор.
  5. Случается так, что струна просто проходит мимо предполагаемого засора. Следует подставить что-то под вентиль слива и буквально на 1 секунду включить подачу воды. Скорее всего, она хлынет и тут же остановится. В таком случае нужно продолжать шевелить струной в месте засора. Вода польется и напором выбьет мусор.

Стоит обратить внимание, что трубы из металлопластика и полимера не засоряются. При таком устройстве канализации причина плохого смыва точно не в этом. Если засор и случился, то он точно в пределах унитаза в квартире. Подобные трубы существенно упрощают жизнь.

Рекомендации

О плохом смыве, как ни странно, стоит подумать еще при выборе унитаза и в первое время его использования. Иногда непродуманная покупка становится причиной проблемы спустя месяцы или годы. Рассмотрим основные рекомендации на этот счет.

  • Стоит обращать внимание на расположение бачка. Верхний всегда смывает лучше нижнего. Он обеспечивает более мощный напор воды. Если есть возможность, то стоит установить бачок повыше.
  • Унитазы с круговым смывом хороши и популярны, но в ходе эксплуатации и с ними случаются неприятности. Так уж повелось, что именно задняя стенка загрязняется больше всего. Круговой смыв омывает всю чашу полностью, не дает брызг. Однако для самого загрязненного участка воды мало, да и напор у нее слабоватый. Поэтому в некоторых случаях смыв может быть плохим.
  • Козырек внутри чаши – хороший показатель. Благодаря нему увеличивается эффективность смыва. Вот только нередко такая конструкция становится источником неприятного запаха. Отходы слишком долго находятся на козырьке, что и приводит к неудобствам. Но смыв действительно лучше, чем у аналогов.
  • Материал чаши тоже имеет значение. Фарфоровая сантехника считается самой лучшей: поверхность гладкая, почти не имеет пор, потоку воды ничего не мешает. Неплох на практике и фаянс, покрытый глазурью. Он лишь немного уступает фарфору. А вот керамика способна принести массу проблем. Эмаль на ней легко портится, а сколы мешают циркуляции воды.
  • За любым бачком стоит правильно следить. Следует регулярно прочищать сопло и другие места, подверженные зарастанию.

Важно, чтобы крышка бачка всегда была на месте. В противном случае внутрь может попасть какой-либо предмет, который помешает нормальному сливу.

О том, как проверить правильность работы смыва унитаза, смотрите в следующем видео.

Унитаз плохо смывает — варианты решения проблемы, полезные советы

Устройство унитаза

Современный унитаз — это компактный комплекс, объединяющий чашу со смывным бачком. Сам по себе унитаз имеет весьма простую конструкцию — это чаша, сливное отверстие которой переходит в сифон, присоединенный к канализации.

Работа унитаза основана на физических законах и не поддерживается никакими механическими приспособлениями. Вода, проходя через сифон, увлекает за собой отходы и направляет их в канализацию. При этом, смыв происходит только при залповом сбросе большого количества воды из бачка.

Если взять кружку и вылить в чашу, никакого видимого результата не последует. Можно наполнять ее и снова выливать — последствия будут те же. Необходимо определенное количество воды — не менее 7 л, чтобы заработали физические законы и произошел смыв нечистот.

Современные бачки могут настраиваться на единовременный слив от 2 до 10 л воды. В первом случае это просто замена стоячей жидкости в сифоне, во втором — смыв с максимальным эффектом.

Конструкция бачка представляет собой резервуар с системой наполнения — трубка для подачи воды и клапан, срабатывающий при наполнении бачка до заданного уровня.

Существуют разные виды компакт-унитазов. Однако, различия между ними не принципиальны. В основном, это варианты расположения слива и направления выпуска. Общий принцип работы всех унитазов одинаков, поэтому, причины неполадок у всех моделей могут быть одни и те же.

В чем проявляется плохая работа унитаза

Прежде чем приступить к решению вопроса, необходимо уяснить для себя суть проблемы. Сама формулировка — унитаз плохо смывает — слишком обтекаемая и не дает полезной информации. Для одних пользователей это может означать, что на поверхности чаши остаются следы. Другие могут иметь в виду медленный выход воды вместе с отходами, или любые другие неполадки.

Поэтому, в первую очередь необходимо с максимальной точностью установить тип возникшей проблемы.

Наиболее распространенные варианты неполадок:

Постоянно остаются следы отходов на поверхности чаши;

Во время смыва вода наполняет чашу и медленно уходит (как вариант, сначала накапливается и останавливается, затем резко уходит);

Отходы не выводятся через сифон и остаются в отверстии слива;

Плохо течет вода из бачка.

Необходимо иметь в виду — мало локализовать проблему, надо еще выяснить, когда она возникла. Иногда новый унитаз сразу плохо работает. В других случаях неполадки возникают после долгой и безупречной работы сантехники.

Это важный момент, поскольку в первом случае возможны сложности с конструкцией самой чаши. Здесь проще заменить ее на более удачную и не пытаться устранить заведомо неразрешимые проблемы. Во втором случае налицо изменения режима работы, которые можно отследить и устранить, привести сантехнику к прежнему состоянию.

Способы устранения неполадок

После обследования унитаза и проверки его работоспособности выяснилось, что проблема появилась не сразу, а после некоторого периода нормального функционирования. Это означает, что появились некие факторы, изменившие режим вывода воды вместе с отходами (это чаще всего).

Возможны и другие изменения, которые должны быть четко определены.

Это обязательный момент, поскольку эффективность любых мер зависит от того, насколько они точны и предприняты в нужном направлении.

Рассмотрим варианты действий при выявлении разных неполадок:

Остаются следы отходов

Эта проблема возникает при эксплуатации старых унитазов с испорченным эмалевым слоем. Поверхность фаянса становится шершавой, сцепление органики с ней многократно усиливается.

Поток воды из бачка не может полностью удалить отходы, и приходится постоянно очищать их ершиком и снова смывать. Это дает увеличенный расход воды и требует времени для наполнения бачка.

Любые варианты действий (наподобие укладки на дно чаши полос туалетной бумаги) выглядят слишком обременительными и откровенно нелепыми.

Поэтому, если обнаружились нарушения состояния поверхности чаши, следует запланировать ее замену. Восстанавливать эмаль в домашних условиях бессмысленно, правильнее купить и установить новый унитаз.

Вода выходит из бачка слишком медленно и в малых количествах

Это проблема касается самого бачка, унитаз здесь ни при чем. Проверить, насколько это верно, просто — надо набрать ведро воды и смыть отходы без участия бачка. Если процедура проходит нормально и без нареканий, значит, унитаз функционирует в штатном режиме. Остается определить, что случилось с бачком.

Как правило, здесь встречаются всего две проблемы:

Требуется настройка клапана — он срабатывает слишком рано, и емкость не успевает наполниться водой;

Произошло засорение канала выпуска воды в чашу — он зарос минеральными отложениями или другим мусором.

Первая проблема часто встречается у бачков старой конструкции. Обычно здесь возникают проблемы с поплавком или с металлическим рычагом — если он слишком сильно изогнут, клапан срабатывает намного раньше положенного.

Решением вопроса станет настройка положения поплавка в момент отключения подачи воды.

Однако, и новые бачки могут быть неправильно настроены — многие модели имеют возможность изменения объема сливаемой воды.

Здесь надо действовать в соответствии с конструкцией данной модели — изучить инструкцию и выполнить настройку слива по указаниям производителя.

Определить засорение канала просто — надо при открытой крышке бачка запустить процесс смывания.

Если в емкости достаточно воды, но выходит она слишком медленно, надо прочистить канал — отключить подачу воды в бачок, слить всю воду изнутри и прочистить выход с помощью специальных средств бытовой химии. Возможно, процедуру придется произвести несколько раз, чтобы получить ожидаемый эффект.

Иногда засорение происходит из-за отсутствия крышки бачка — в емкость попадает пыль и мелкий мусор, со временем накапливаются и сужают проход для воды. Решение проблемы — прочистка канала и установка крышки (или полная замена бачка).

Чаша унитаза наполняется водой, которая медленно уходит

Это верный признак засорения канализационной трубы или гофры унитаза. Здесь решением станет прочистка трубопроводов. В первую очередь надо локализовать проблему — она кроется в канализационной трубе, или в гофре (для старых унитазов с чугунными трубами это тройник, к которому присоединяется выпуск чаши).

Если при сливе воды из ванны или других сантехнических приборов никаких задержек не происходит, значит, проблема кроется в участке перехода слива в трубопровод. Здесь часто накапливаются посторонние предметы — мусор, женские прокладки и масса других предметов, которых там быть не должно.

Решить задачу можно с помощью обычного сантехнического тросика — его погружают в сифон и, вращая, продвигают дальше. Когда почувствуется контакт с каким-то препятствием или вращение заметно затруднится, тросик вынимают — скорее всего, он зацепил предмет, засоряющий проход трубы.

Процедуру можно повторить несколько раз, чтобы добиться максимальной чистоты трубы.

Часто встречаются рекомендации использовать вантуз или пластиковую бутылку, чтобы протолкнуть пробку в канализацию. Эти советы полезны, если в трубе нет посторонних предметов. Иначе возникает риск попадания в канализацию. Рано или поздно такие предметы (а также песок, мелкий нерастворимый мусор) создают сужение прохода канализационной трубы в подвале (как правило, в участках изгибов).

Такой засор устранить гораздо сложнее, потребуются усилия специалистов и прочистка с помощью специального оборудования. Поэтому, правильнее все посторонние предметы извлекать сразу, не допуская их попадания в систему. Говорить о том, что их вовсе не следует бросать в унитаз, бессмысленно — об этом знают все, но ситуация не меняется.

Существует еще одна похожая ситуация, когда при смыве вода наполняет чашу, а затем рывком уходит из нее. Здесь причиной является воздушная пробка, возникающая в изгибах канализационной трубы. Под давлением воды воздух выходит, но не сразу. Устранить это явление сложнее — придется частично изменять конфигурацию системы.

Чаще всего, такая проблема возникает в частных домах с нестандартным устройством канализации. Как правило, воздух попадает из фановой трубы. Если для него нет прямого выхода, образуется купол, в котором воздушная пробка будет держаться всегда. Необходимо организовать прямую трассировку канализации и исключить любые возможности появления пробок. Иным способом изменить ситуацию невозможно, хотя и здесь все зависит от строения трубопроводов.

Еще одной возможной причиной медленного выхода воды с отходами можно считать малый диаметр канализационных труб. Это может встречаться в реконструированных помещениях, где унитаз ранее не был предусмотрен.

После ремонта остается труба диаметром 50 мм, что для нормального функционирования унитаза недопустимо. Решение проблемы состоит в срочной замене системы стандартными трубами диаметром 110 мм (больше можно, меньше нельзя).

Часто возникающие вопросы

Поскольку конструкция всех унитазов практически одинакова (расхождения непринципиальны и в нашем случае могут не учитываться), некоторые моменты можно осветить сразу, до того, как в процессе устранения неполадок возникнут неразрешимые вопросы.

Большинство проблем возникает из-за одних и тех же причин, поэтому советы всегда бывают весьма полезными.

Выбор зависит от возраста и состояния сантехники. Если унитаз старый и неудобный, правильнее выполнить замену. При этом, надо учесть специфику неполадок — иногда замена устройства не решает проблему.

Надо выяснить, какой из узлов является источником проблемы. Если состояние и работоспособность второго узла вполне удовлетворительны, менять их не обязательно.

Проще всего увеличить объем сливаемой воды. Можно отрегулировать бачок (в новых моделях есть несколько вариантов настройки клапана). Если проблема не решается, надо приобрести бачок большей емкости.

Уже говорилось, что правильнее действовать механическим способом — использовать тросик. Самый эффективный способ — гидродинамическая прочистка, которую можно выполнить с помощью автомойки Керхер или подобной.

Иногда проблема успешно решается с помощью воздушного клапана, который устанавливают на горизонтальном участке канализационной трубы. Он уравновешивает давления в разных участках системы, позволяя воздушной пробке беспрепятственно выводиться наружу. Однако, некоторые модели таких клапанов выпускают в помещение зловонные канализационные газы, что в квартирах недопустимо.

Необходимо иметь в виду — устранение одной проблемы не всегда дает ожидаемый результат. Часто неполадки возникают в паре или в большем количестве. Поэтому, если результат оказывается неудовлетворительным, следует не отчаиваться, а поискать дополнительные причины проблем. В любом случае, устранение причин автоматически решает проблему, надо лишь принять все необходимые меры.

Видео-советы по устранению плохого смыва унитаза

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: