Самодельный рекуператор для загородного дома с КПД 80%

Наступила зима, и я решил усовершенствовать систему вентиляции в моем загородном доме. До этого момента ее практически не было, все вентилирование осуществлялось за счет открывания окон, выбрасывания теплого отработанного воздуха и впускания холодного свежего с улицы. Я что-то слышал о системах рекуперации (recuperatio — обратное получение, возвращение), позволяющих не просто выбрасывать тепло вместе с воздухом, а использовать его для нагревания входящего свежего воздуха с заметной экономией энергии на отоплении. Подумав — а почему бы и нет, я решил попробовать сделать такую систему самостоятельно.

Теоретическая часть очень проста.

Рекуператор — это ящик со слоями фольги или чего то подобного, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга. По четным промежуткам между слоями из дома выходит теплый отработанный воздух, по нечетным заходит с улицы свежий холодный. Потоки идут навстречу друг другу, при этом теплый отработанный воздух из дома, проходя по промежуткам между фольгой, соприкасаясь через фольгу с холодным воздухом с улицы, постепенно отдает ему свое тепло и выходя из рекуператора остывает почти до температуры входящего. Входящий с улицы воздух, в свою очередь, поглотив тепло выходящего из дома воздуха, нагревается почти до температуры воздуха в помещении.

Расчетная экономия на отоплении входящего с улицы воздуха ожидалась в районе 1-2 квт, при объеме циркуляции через вентиляцию с рекуператором около 100-150м3/час, что делало проект теоретически рентабельным и окупаемым.

Подумав и порисовав

я приступил к закупкам материалов и изготовлению устройства.

Для создания слоев я использовал фольгу для утепления парилки в бане толщиной 50 мкм, для проставок между слоями — трехмиллиметровый линолеум, разрезанный на полоски шириной 10-15мм. Для склеивания и герметизации — обычный хороший силиконовый герметик под пистолет, для звуко- и гидроизоляции внутри рекуператора — пластиковые сэндвич панели, для внешней стенки ящика — фанеру 12мм, а в качестве вентиляторов — обычные канальные вентиляторы диаметром 125мм производительностью до 188м3/ч.

Процесс изготовления состоял из двух основных этапов — изготовления ящика с внутренним слоем из пластиковой сэндвич панели

и приклеивания слоев фольги с проставками на силиконовый герметик. На одно только приклеивание слоев фольги с их вырезанием ушло дня четыре, не меньше.

Слоев вышло 43 штуки, общая площадь фольги в рекуператоре около 17 м2.

Дальше идет монтаж ящика на стену в топочной и подключение его к системе вентиляции.

Запуск, измерение температур воздуха в помещении, на улице, на выходе из рекуператора в дом и на выходе рекуператора на улицу, а также дальнейший расчет КПД по формуле КПД=(t[рек]-t[внешн])/(t[внутр]-t[внешн]) показали очень неплохой КПД — около 80%, притом что для коммерческих рекуператоров нормальным является КПД в районе 65-80%.

В чем секрет? В огромной площади теплообмена и удачной конструкции. 17м2 фольги против 4-5м2 у магазинных рекуператоров. Призматическая форма теплообменника вместо 2-3 квадратных теплообменников позволяет более эффективно использовать площадь и объем внутри рекуператора. Расчеты тепловой “мощности” рекуператора показали около полутора киловатт экономии энергии на обогрев воздуха.

Видео процесса создания рекуператора:

Что такое рекуператор, для чего нужен и как сделать своими руками — Вентиляция и кондиционирование

Эффективная система вентиляции должна использовать теплоту нагретого воздуха, который циркулирует из помещения на улицу. Для этого в схему внедряют специальное устройство – теплообменник. Он передает тепловую энергию от нагретых воздушных масс поступающим извне. Из-за простоты конструкции можно сделать рекуператор воздуха своими руками, но с учетом специфики конкретной модели.

Содержание

1. Рекуператор: что это такое
2. Принцип работы
3. Классификация
4. Как сделать рекуператор воздуха своими руками для частного дома
5. Пластинчатый
6. Порядок изготовления
7. Трубчатый
8. Порядок изготовления
9. Правила монтажа
10. Этапы монтажа

Рекуператор: что это такое

Это теплообменник поверхностного типа, в котором теплота отводящих газов передается через разделяющую перегородку. По типу теплоносителей классифицируются на воздушные, водяные, газовые. Для бытовых вентиляционных систем применяются воздушные аналоги. Они являются элементом принудительной вентиляции дома, квартиры.

Принцип работы

• В схеме есть две камеры – подача и вывод.
• Между ними установлена перегородка.
• Энергия от теплого потока через стенку передается холодному.
• Не происходит прямое смешивание масс, либо этот фактор незначителен.

Преимущества – оптимизация температурного баланса в комнате, уменьшение расходов на отопление. Недостаток – дополнительные расходы на организацию вентиляции, используется полезный объем дома, квартиры.

Применение этой системы позволяет снизить расходы на отопление, так как тепло нагретой комнаты используется два раза

Классификация

Для эффективности функционирования нужно учитывать общую площадь контакта теплообменника с циркулирующими потоками, их соотношение и объем. Самодельный рекуператор должен быть прост в изготовлении, но при этом выполняет свои функции. Поэтому перед разработкой чертежа следует ознакомиться с видами этих устройств.

• Пластинчатый. Он состоит из нескольких кассет, в которых входные и выходные каналы чередуются, но не пересекаются. Преимущества – не потребляет электроэнергию, бесшумность. Возможно обмерзание из-за скапливания конденсата. Выход – установка специальных сборников воды. Эффективность зависит от материала пластин – полимеры, металл или целлюлоза.
• Роторный. Основной элемент – ротор, который состоит из барабана со множеством ячеек. Он разделяет трубопровод на две части. Во время вращения ротора происходит смешивание масс, передача энергии. Преимущества – КПД до 85 %, возможность регулировки скорости вращения, нет конденсата. Недостатки – зависимость от электроэнергии, нужны фильтры.
• Водяные. Тепло передается через жидкую среду. Преимущества – теплообменники могут находиться далеко друг от друга, не происходит смешивание потоков. Минус – сложность чертежа. Такие устройства применяются в производственных и коммерческих зданиях.

Основные характеристики – расход (м³/час), габариты и масса, эффективность теплообмена (60-90 %), способ монтажа (подвесной, встраиваемый). Дополнительные компоненты – звукоизоляционные материалы (роторные модели), теплоизоляция.

Для самостоятельного производства можно взять чертежи готовых заводских устройств. Это позволит избежать ошибки при проектировании и креплении.

Как сделать рекуператор воздуха своими руками для частного дома

Первый этап – разработка чертежа и выбор материалов. Учитывается объем проходящего воздуха. Кратность воздухообмена – не менее 0,35 за 1 час или 30 м³/час на одного проживающего. В кухне этот показатель равен или более 75 м³/час. Эти значения зависят от производительности вентилятора и полезного сечения воздуховодов.

Расчет производительности выполняется по формуле:

L=n*v

L – это необходимая производительность, n является расчетной нормой воздухообмена, а v – объем комнаты. Диаметр воздуховода – 100, 125 или 150 мм. Зависит от размера крыльчатки. Искусственное уменьшение патрубка с вентилятором может привести к формированию разности давления.

Пластинчатый

Самодельный пластинчатый рекуператор отличается по направлениям циркулирующих потоков. В прямоточных они имеют один вектор движения, в противоточных движутся навстречу. Для самостоятельного изготовления лучше применить третий принцип – перекрестный. Направления в конструкции пересекаются крест-накрест.

Пластинчатый рекупаретор можно легко изготовить своими руками

Материалы:

• Алюминий, оцинкованный металл. Легко гнутся, что упрощает обработку, у них относительно низкая стоимость. Но нужно учитывать, что металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, что приводит к обмерзанию и появлению конденсата.
• Полимеры (пластик). Надежны, низкая вероятность появления конденсата. Недостаток – высокая стоимость.
• Специальная целлюлоза. Имеют самый высокий КПД, легко обрабатываются. Но они быстро разрушаются при высокой влажности в здании, не подходят для бассейнов, бань и подобных помещений.

Для производства нужны пластины. Они делаются из алюминия, стали, бумаги или пластика. Общая площадь – до 4 м². Зазоры формируют из технической пробки (рулон) толщиной 2 мм. Элементы скрепляются металлическими уголками. Корпус делается из оцинкованного железа или пластика. Также нужен клей, герметик.

Порядок изготовления

1. Формирование листов размерами 20*30 см в количестве 70-75 шт.
2. На одну сторону пластины наклейте три полоски из уплотнителя (пробки). Одна располагается по центру, две – по противоположенным краям.
3. Две готовые платины клейте через прокладки. Полоски находятся перпендикулярно.
4. Так формируется секционный сердечник, в котором каналы чередуются направлением на 90°.

В коробе отсутствуют щели, обеспечивается герметичностью. Для уменьшения тепловых потерь на внутреннюю часть монтируется утеплитель. Для соединения с воздуховодом на торцах крепятся фланцы подвода и отвода.

Таким же способом можно сделать пластинчатый рекуператор из поликарбоната. Его преимущество – зазоры уже сформированы в листах. Следует разрезать поликарбонат на пластины и склеить их с учетом смещения направления воздуховодов относительно друг друга на 90°.

Недостаток этой схемы – большая стоимость поликарбоната. Часто используют обрезки этого листового материала, которые остаются после козырьков, теплиц.

Трубчатый

Принцип работы этой схемы воздухообмена аналогичен коаксиальному воздуховоду для газовых котлов. Трубчатый рекуператор имеет два канала – наружный и внутренний. В первом потоки из улицы проходят через пространство между наружным корпусом и внутренней трубой. Для выхода из здания устанавливается патрубок меньшего диаметра. Через его стенки происходит тепловой обмен.

В домашних условиях можно изготовить рекуператор из гофротрубы и канализационной трубы. Для эффективной работы длина конструкции должна быть не менее 4 м. Поэтому следует заранее продумать место ее установки.

Внешним коробом будет служить канализационная пластиковая труба сечением 15 см, для внутреннего патрубка применяют гофрированный рукав 10 см. Адаптеры (переходники) с 150 на 100 мм для герметичности гофры. Тройники используют при формировании воздушного канала.

Трубчатый рекуператор

Порядок изготовления

1. Обрежьте пластиковую заготовку и обработайте края.
2. Установите два тройника по краям конструкции.
3. Сделайте монтаж гофры. Она должна располагаться по центру полимерной трубы, не соприкасаясь с ее стенками.
4. Соедините адаптеры с помощью резиновых уплотнителей, зафиксируйте края гофры. Места соединений можно обработать герметиком.

Для лучшей циркуляции в реверсивный патрубок монтируют вентилятор. Защиту от попадания мусора и пыли обеспечат вентиляционные решетки. Однако они искусственно уменьшат производительность из-за снижения полезного сечения магистрали.

Альтернатива – вместо гофрированного рукава установить набор из пластиковых труб диаметром до 16 мм и с минимальной толщиной стенки. Такие чертежи и схемы обеспечат максимальный тепловой обмен, так как увеличивается контактная площадь двух сред с разной температурой.

Недостаток – трудоемкость изготовления и низкая теплопроводность пластика по сравнению с гофрированным металлическим рукавом

Правила монтажа

Правильный монтаж рекуператора начинается с выбора места. Пластинчатые интегрируются в вентиляционную систему на стадии ее разработки или уже готовую. В последнем случае вырезается часть магистрали по длине готового изделия. Затем монтируется с помощью переходников. Для крепления используют кронштейны с прорезиненным основанием. Так можно минимизировать вероятность появления шума.

Установка трубчатых моделей сложнее, так как они не привязаны к системе вентиляции. Их применяют в квартирах и частных домах, где она отсутствует. Поэтому важно выбрать правильное место установки и количество устройств. Одна модель может обслуживать помещение площадью до 60 м². Учитывается наличие межкомнатных дверей.

Этапы монтажа

1. Определите место крепления. Располагается в верхней части комнаты, у потолка, примыкает к наружной стене здания.
2. Диаметр отверстия в стене больше сечения корпуса на 2-3 мм.
3. Между корпусом и стеной монтируется теплоизолирующая прокладка из стекловолокна, пенополистирола. Альтернатива – герметизация с помощью монтажной пены.
4. Установка корпуса. В помещении он крепится к потолку с помощью специальных хомутов.
5. Подключите вентилятора. Электропитание от ближайшей розетки или по установленному ранее электропроводу. Некоторые модели имеют дистанционный пульт управления.

После завершения работ и запуска ждут 2-3 часа. Затем проверяется разность температур во входном, выходном патрубке, в помещении и на улице. Так можно определить фактическую эффективность работы. Обслуживание простое. Необходимо периодически проверять отсутствие мусора и пыли внутри, герметичность соединений.

Рекуператор для частного дома: определение, виды, особенности, установка

Бытовой рекуператор воздуха является составной частью систем вентиляции и кондиционирования. Это устройство помогает создать комфортный микроклимат в помещении и значительно сократить расходы на отопление. Перед покупкой рекуператора следует подробнее узнать о его назначении и принципе работы, плюсах и минусах, правилах выбора и доступных разновидностях.

Содержание

1. Что такое рекуператор
2. Varieties and features of recuperators for a private house
3. Lamellar
4. Rotary
5. Water
6. For roof
7. Advantages and disadvantages
8. Recuperator selection rules
9. DIY installation and manufacturing
10. Areas of application of the recuperator

Что такое рекуператор

Рекуператор выполняет 2 функции – вентиляция и подогрев приточного воздуха

Рекуператор для дома представляет собой теплообменник специальной конструкции, используемый для вентиляции помещений. Его основная задача заключается в передаче тепловой энергии от вытяжного воздушного потока к приточному воздушному потоку, подаваемому внутрь помещения. Под такой энергией понимают как тепло, так и холод, поэтому вытяжной поток способен отдавать одновременно тепло и холод приточному воздуху, попеременно нагревая его или охлаждая. Рекуператор нужен для стабильной выкачки энергии из воздуха, выходящего из помещения. При его работе воздушные потоки не смешиваются, поэтому приточный воздух не загрязняется вытяжным.

Устройство может генерировать хорошую энергию как зимой, так и летом. Зимой рекуператор должен нагревать приточный воздух за счет вытяжного воздуха. Для этого поток холодного воздуха снаружи и теплый поток из помещения передаются внутрь теплообменника, где вытяжной воздух нагревает приточный. Такой нагрев позволяет экономить мощность электрического или водяного нагревателя в вентиляционных системах. Наличие рекуператора также позволяет не терять большую часть тепла при вентиляции и снизить отопительную нагрузку в зимний период.

Если поток приточного воздуха прогревается до +10 градусов за счет потока вытяжного воздуха, мощность нагрева в такой ситуации рассчитывается на 8 градусов с учетом нагрева. Так как она соответствует перепаду температур, то наличие рекуператора в этом случае позволило бы сэкономить 82% мощности системы на вентиляцию.

Разновидности и особенности рекуператоров для частного дома

Теплообменник в пластинчатом рекуператоре имеет вид металлических пластин

Стандартный рекуператор для частного дома состоит из основания с форсунками, встроенными вентиляторами, теплообменными кассетами и фильтрами. Если он содержит один теплообменник, приточный и вытяжной воздух внутри будут обмениваться теплом через тонкие стенки. При наличии двойного теплообменника в первом вытяжной поток отдает энергию промежуточному носителю, во втором – промежуточный передает ее подающему. Чтобы правильно подобрать вариант, нужно знать, по какому принципу работает каждый из четырех типов устройств.

Пластинчатые

Пластинчатые устройства применяются в приточно-вытяжных системах моноблочного типа. Это устройства на основе пластинчатого теплообменника без подвижных частей, по его каналам в процессе работы движется воздух, потоки чередуются между собой. Выходной и входной потоки ограждены алюминиевыми пластинами, через которые осуществляется нагрев. Такие устройства призваны максимально увеличить площадь контакта с потоками. За счет этого эффективность теплообмена и рекуперации тепла в них находится на высоком уровне.

Роторный

Роторный рекуператор

Ротационные аппараты считаются наиболее эффективными по сравнению с аналогами. Их конструкция представляет собой колесо или ротор, ось вращения которого соответствует движению воздуха по линиям. Половина такого колеса находится в зоне выхлопного потока, а другая половина – в зоне приточного. Сам ротор состоит из скрепленных между собой пластин, через которые при работе свободно проходит воздух. Роторный рекуператор воздуха сначала контактирует с потоком выхлопных газов, нагревающим колесо. После этого часть его поступает в приточную зону, где нагревается и передает полученное тепло. Затем часть колеса снова оказывается в зоне отвода воздуха, цикл замыкается.

При переходе колеса из области выхлопного потока в приточную часть в ротор поступает небольшое количество воздуха. Это вызывает смешивание потоков, но в более дорогих и современных устройствах эта проблема практически отсутствует.

Вода

Обычный водовоздушный рекуператор, подходящий для частного дома, работает на воде, используемой для теплопередачи. Принцип его работы можно сравнить с работой котла, замененного теплообменником и встроенным в колпак. Радиатор в этом устройстве представляет собой специальный элемент, рассчитанный на входящий поток извне. Вода нагревается в теплообменнике и отдает тепло в дополнительном элементе. Такие рекуператоры считаются недостаточно энергоэффективными, но при этом они дешевле мощных аналогов и работают по простой схеме.

Кровельный

Рекуператор кровельный в системе общей вентиляции дома

Вентиляционные устройства кровельные применяются с целью фильтрации, нагрева и подачи воздуха внутрь объекта. Температура воздушных потоков в них регулируется охлаждающим элементом или канальным нагревателем. Поток воздуха частично или полностью проходит через пластины устройства. Такие системы устанавливаются на кровельные перекрытия с помощью проделанных в кровле отверстий. Этот тип рекуператора помогает забирать собранный с потолка переработанный воздух и выбрасывать его в атмосферу, передавая тепло входящему потоку. Воздух выдувается в потолок или направляется в основную зону.

Устройство кровли также может быть частью общей схемы вентиляции, в таких ситуациях это указывается на чертежах. Это устройство простое в обслуживании и доступно в нескольких версиях. Они различаются по мощности и измеряются объемом проходящего через них воздуха. В основу устройства положена конструкция каркасно-панельного типа из алюминиевых профилей с толщиной листа до 0,2 мм. Стены его основания дополнены минеральной ватой для утепления; такие рекуператоры также оборудованы водяной, газовой и электрической секциями.

Рекуператоры способны полностью заменить систему естественной вентиляции дома

Перед установкой системы рекуперации полезно заранее ознакомиться с плюсами и минусами таких устройств. В список их достоинств входят:

• возможность полностью заменить процесс естественной вентиляции;
• устройство очищается закрытыми фильтрами, этот способ защищает рекуператор от загрязнения;
• возможность снижения затрат на электроэнергию, отопление и дополнительные системы на 30-50%;
• быстрое удаление лишней влаги, посторонних запахов и вредных веществ благодаря постоянно работающей системе вентиляции.

Среди недостатков устройств этого типа отмечают наличие шума при работе, необходимость очистки каналов после длительной эксплуатации, периодические перебои в подаче электроэнергии, после которых система не запустится автоматически, а также затраты на начальном этапе эксплуатации.

Правила выбора рекуператора

Для дома нужно выбирать маломощные устройства, но с качественными фильтрами.

Есть несколько важных факторов, которые следует учитывать при выборе хорошего рекуператора. Учитывается местный климат, так как это имеет большое значение для некоторых видов приборов, например, плиты. Для дома желательно выбирать наименее энергоемкую модель, поэтому при выборе обращают внимание на мощность агрегата. Дополнительно учитывается площадь фильтрующего материала, если она большая, срок службы значительно увеличится, при этом снизятся затраты на электроэнергию.

Приборы лучше приобретать с качественными фильтрами, самые простые способны удалять только крупные частицы грязи, более сложные задерживают пыль, в том числе и мелкую. Необходимо учитывать производительность рекуператора, которая должна соответствовать размерам и потребностям помещения. На интенсивность также может влиять количество или частота изменений воздушного потока. В плане управления стоит выбирать устройства с системой автоматики, дающей больше возможностей.

Монтаж и изготовление своими руками

Пример самодельного рекуператора

Монтаж любого рекуператора не представляет сложности, если проводится по правилам. На этапе монтажа и подключения к системе устройство необходимо закрепить на твердой поверхности и состыковать с одним вытяжным и приточным каналом. Далее участки стыков обрабатываются герметичным составом и рекуператор помещается в теплозащитный и шумоизолирующий корпус. Если установка устройства предусмотрена в рамках проекта системы вентиляции, эту процедуру следует доверить специалисту.

Канальные рекуператоры требуют прокладки двух воздуховодов в каждом помещении для подачи и притока воздушных потоков. При этом рассчитывается свободное сечение решеток и правильно подбираются раструбы, чтобы исключить ненужный шум.

При необходимости рекуператор можно изготовить своими руками, оптимальным выбором в этом случае будет система пластинчатого типа. Обладает хорошим реальным уровнем КПД, простой и надежной конструкцией, не требует подключения к электричеству.

Области применения рекуператора

Рекуператор можно использовать для вентиляции отапливаемого гаража

Установка рекуператора в любом доме необходима, если его владельцы планируют создать оптимальную тепловую систему с вентилятором, отоплением и кондиционированием. Выбор конкретного типа устройства зависит от потребностей, чаще всего используются пластинчатые или поворотные агрегаты.

Пластинчатые устройства просты в установке и обслуживании, имеют низкую стоимость и мощность, а также они имеют низкий КПД. Они малоэффективны в системах теплообмена больших площадей и не подходят для помещений с повышенным уровнем влажности. Их целесообразно использовать для создания систем вентиляции в загородных домах, на объектах ИЖС, в офисных или административных помещениях, производственных помещениях и складах.

Роторные устройства обладают хорошей мощностью, имеют высокий КПД и не зависят от условий эксплуатации. При этом они нуждаются в качественном обслуживании и регулярном техническом осмотре. Такие устройства идеально подходят для больших мастерских, крупных жилых или административных сооружений и зданий, помещений с повышенной влажностью и слишком сухим воздухом.

AM из усовершенствованного металла позволяет повысить эффективность микротурбин в 40 раз

Новости 3D-печати Новости AM из усовершенствованного металла позволяет повысить эффективность микротурбин в 40 раз

Опубликовано 3 сентября 2020 г. автором Карлота В.

Микротурбина исторически представляла собой упрощенную версию газовой турбины, подходящую для различных применений: они используются в беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) для зарядки батареи, приводящие в движение двигатели, в качестве расширителей диапазона или в гибридных БПЛА, которые чередуются между батареями и двигателями. В США Sierra Turbines нарушает правила традиционного производства, чтобы улучшить характеристики микротурбин. Роджер Смит, главный исполнительный директор, объясняет, что компания планирует аддитивное производство не менее 95% своих компонентов микротурбин, даже когда компания достигнет крупносерийного производства. Для этого компания решила сотрудничать с VELO3D, опираясь на свою запатентованную технологию производства металлических добавок без поддержки. Их цель — сделать свои турбины в 40 раз более эффективными, обеспечив в 10 раз большую удельную мощность и снизив вес на 50% по сравнению с традиционными микротурбинами.

Технологии аддитивного производства не заменят традиционные методы производства, но они, безусловно, могут повысить производительность приложений, конструкция которых еще не оптимизирована. Так обстоит дело с микротурбинами, где ограничения стоимости всегда препятствовали производству сложных функций, которые могли бы улучшить производительность. Время между капитальным ремонтом (TBO) для большинства небольших газотурбинных двигателей составляет в среднем от 40 до 50 часов, но Роджер Смит намерен увеличить это значение до 1000+ часов, как и у коммерческих самолетов. Он также планирует вдвое уменьшить вес двигателя, снизить уровень шума и повысить эффективность использования топлива, а также упростить производство турбин.

Это амбициозные цели, если не сказать больше!

Две турбинные камеры сгорания, напечатанные на 3D-принтере, которые служат основой небольшого двигателя Sierra Turbines | Фото предоставлено VELO3D

Роджер Смит объясняет, что он уверен, что его команда добьется успеха там, где другие потерпели неудачу, благодаря множеству улучшений конструкции, которые стали возможными только с использованием усовершенствованного металлического аддитивного производства. Именно здесь вступают в действие возможности VELO3D без поддержки и их специальное программное обеспечение AM Flow. Сегодня некоторые конструкции невозможно изготовить с использованием технологий AM на основе порошкового металла без поддержки, добавляя дополнительные этапы постобработки для их удаления, что увеличивает затраты и ограничивает свобода дизайна. В конечном счете, технология без поддержки позволяет производить более сложные компоненты.

В Sierra Microturbines камера сгорания, сердце их микротурбин Aurelius, была специально разработана для аддитивного производства. Компонент содержит сотни маленьких отверстий, тонкую сетчатую паутину, десятки внутренних охлаждающих каналов и ряд тонких, чрезвычайно высоких стенок. Первоначальный проект содержал 61 дискретную часть, которые были объединены в одну с помощью методов DfAM. Именно эту очень сложную конструкцию Смит представил различным производителям аддитивного оборудования, прежде чем выбрать VELO3D. Он предложил им изготовить деталь из Hastelloy® X, высокопрочного металла с низкой ползучести, который позволил бы двигателю достигать температур, обычно недостижимых в микротурбинах.

Поперечные сечения сердечника двигателя, напечатанного на 3D-принтере, показывают мелкие детали как в напечатанном виде, так и в САПР. Синяя часть модели САПР определяет плавно перетекающую решетчатую геометрию, разработанную с помощью программного обеспечения для оптимизации nTopology | Изображения предоставлены VELO3D и Sierra Turbines.

Говоря о своем сотрудничестве с VELO3D, Роджер Смит говорит: « Команда VELO3D работала с нами над дизайном, внося некоторые изменения, чтобы сделать его более технологичным, но их программное обеспечение Flow, возможно, стало самым большим стимулом. Он содержит ряд специальных инструментов, которые обеспечивают ценную обратную связь на протяжении всего процесса подготовки к печати ». В итоге на 3D-печать двух камер сгорания микротурбины ушло около 50 часов — традиционные методы изготовления потребовали бы месяцев.

Кроме того, устранив опоры на небольших выступах, команда Sierra Turbines также смогла сократить потребность во вторичной обработке и других чистовых процессах, которые могут быть довольно дорогими. Наконец, системное программное обеспечение для контроля качества Assure документирует все важные данные датчиков, влияющие на качество деталей, и формирует исчерпывающий отчет о сборке для отслеживания. Вооружившись данными о выступах, уровне кислорода, сроке службы фильтра и выравнивании лазера, Sierra Turbines уверена, что изготовленная деталь соответствует стандарту.

Роджер Смит отмечает, что после того, как камера сгорания будет тщательно протестирована и протестирована, он намерен добиться дополнительных улучшений производительности.