هل يمكن أن يصبح مبرد الهواء منزلي الصنع بديلاً للأنظمة المنقسمة الحديثة؟ بعد كل شيء ، الثلاجات التي تخلق مناخًا محليًا مريحًا في المنزل ، وتقف جنبًا إلى جنب مع تثبيت الكثير من المال وبأسعار معقولة ليست للجميع. لذلك ، يحاول الحرفيون المنزليون - الحرفيون حل المشكلة بثمن غاضب ، ويبتكرون جميع أنواع وحدات التبريد. هدفنا هو النظر في جميع خيارات التصميم ، واختيار الأكثر ملاءمة وإخبارنا بكيفية عمل مكيف هواء يعمل بنفسك بنفسك لمنزلك أو سيارتك. ومن أجل تقييم مدى تعقيد المهمة ، نقترح أولاً تحليل ...
مبدأ تشغيل نظام تقسيم الأسرة
تكييف الهواء هو جهاز منزلي معقد يعمل على مبدأ نقل الحرارة من مكان إلى آخر: في الصيف - من شقة إلى شارع ، في فصل الشتاء - من البيئة إلى المنزل. يتم استخدام مادة مثيرة للاهتمام لنقل الحرارة - الفريون ، والتي يمكن أن تغلي وتتحول إلى غاز عند درجة حرارة سلبية.
كمرجع. يسمى الفريون المتداول في دوائر الثلاجات بمبرد أو سائل عامل. النقطة الأساسية هي التبخر والتكثيف ، حيث يتم امتصاص الطاقة الحرارية وإطلاقها على التوالي بكميات كبيرة.
يعمل نظام التقسيم المنزلي وفقًا للخوارزمية الدورية:
- أولاً ، يدخل المبرد في حالة سائلة المبادل الحراري للوحدة الداخلية لمكيف الهواء (المبخر) ، الذي يتم نفخه بواسطة مروحة طرد مركزي. هنا ، يحدث تبخر الفريون ، والذي يتم من خلاله تبريد تدفق هواء الغرفة بشكل حاد.
- علاوة على ذلك ، يدخل الغاز من خلال أنبوب نحاسي إلى الضاغط ، مما يرفع ضغطه إلى قيمة معينة. وتتمثل المهمة في جعل سائل العمل يتكثف في الشارع ، حيث تكون درجة حرارة الهواء أعلى من الداخل.
- بعد الضاغط ، يمر الفريون الغازي من خلال مشع الوحدة الخارجية (المكثف). تقوم مروحة محورية كبيرة بتدفق تيار من الهواء عبر أضلاعه ، ويذهب المبرد مرة أخرى إلى المرحلة السائلة ، مما يعطي حرارة الغرفة للخارج.
- في المرحلة الأخيرة ، ينخفض ضغط مائع العمل السائل بسبب المرور عبر صمام التمدد (الخانق). الآن الفريون جاهز مرة أخرى لامتصاص الحرارة وينتقل إلى الوحدة الداخلية ، تتكرر الدورة مرة أخرى.
ملحوظة. في عملية العمل ، يظهر الكثير من المكثفات على كل من المبادلات الحرارية ويجب أخذه إلى الشارع أو إلى المجاري. لكي يتحول النظام المقسم إلى تدفئة المنزل ، يبدأ الفريون في الاتجاه المعاكس ، ويتم تبديل المشعاعات وظيفياً.
وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) ، التي تتلقى إشارات من أجهزة استشعار مختلفة ، مسؤولة عن الحفاظ على درجة حرارة الغرفة وضغط المبرد في النظام. يعمل مكيف هواء السيارة على نفس المبدأ ، ويتم دمج المبخر في نظام تهوية مقصورة الركاب ، ويتم تثبيت المكثف بالقرب من الرادياتير القياسي لنظام التبريد.
الآن أنت تفهم أن صنع مكيف هواء من النوع التبخيري بنفسك في المنزل ليس سهلاً كما قد يبدو. وبالنسبة للسيارة ، يتم تحقيق ذلك أكثر صعوبة ، هنا تحتاج إلى أن تكون سيدًا - ثلاجة. كمثال ، نقترح مشاهدة مقطع فيديو حيث قام مثل هذا المتخصص بتثبيت نظام تقسيم المنزل في سيارته VAZ 2104:
بعد ذلك ، دعنا نلقي نظرة على تصميم مكيفات الهواء التي اخترعها الحرفيون ونسلط الضوء على أكثر الأجهزة العملية التي يمكن التوصية بها للتصنيع.
تكييف هواء منزلي بسيط
مبدأ تشغيل مثل هذه المبردات هو نفخ هواء الغرفة من خلال الأجسام ذات درجة الحرارة السلبية.وبهذه الصفة ، عادة ما يتم استخدام مراكم الثلج أو البارد ، المصممة للأكياس الخاصة المستخدمة في النقل الصيفي للمنتجات.
- ثلاجة السيارة القديمة مع الجدران المعزولة ؛
- زجاجات بلاستيكية واسعة ل 5 لتر من الماء وأكثر ؛
- صناديق مصنوعة من الورق المقوى أو البلاستيك بأغطية ؛
- علب مصنوعة من مواد البوليمر.
ملحوظة. يتم توفير إمدادات الهواء من قبل أي مروحة صغيرة الحجم ، على سبيل المثال ، مبرد كمبيوتر.
مكيف الهواء الصغير هذا مناسب أيضًا لتبريد مقصورة الركاب ، ما عليك سوى توصيل شاحن الهواء الهوائي بمصدر الطاقة الموجود على متن الطائرة بشكل صحيح وتخزين الكمية المناسبة من الثلج مقدمًا.
مزايا وعيوب البناء
من الجدير بالذكر أن هذه الأجهزة تدفع بالفعل تدفق الهواء البارد إلى الغرفة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مكيفات الهواء البسيطة مصنوعة بالفعل من مواد مرتجلة ، والتي يميل سعرها إلى الصفر. الحد الأقصى الذي يجب عليك إنفاق المال عليه هو مروحة محورية ، إذا لم يتم العثور عليها في الأسرة.
لسوء الحظ ، تشوب العيوب جميع مزايا المبرد:
- بغض النظر عن كمية الثلج التي يتم وضعها في الغرفة ، لن تكون كافية لفترة طويلة في الحرارة ، لذلك تحتاج إلى تجميد مياه جديدة باستمرار.
- أثناء تبريد غرفة واحدة ، يتم تسخين الغرفة التالية بواسطة الثلاجة ، حيث يتم صنع الثلج. بالإضافة إلى زيادة استهلاك الطاقة.
- تعتمد مدة الوحدة في السيارة على كمية الجليد التي يتم أخذها معك.
- يتم ترطيب الهواء الذي يمر عبر الجليد جزئيًا. بعد مرور بعض الوقت ، ستصبح الغرفة مشبعة بالرطوبة ، مما يجعلك تشعر بالسوء أكثر من تأثيرات الحرارة.
تلميح. يمكن تجنب الإفراط في التبخير إذا تم استخدام مراكم البرد بدلاً من الثلج والتي لا تذوب ولا تتحول إلى ماء. وللتحكم في مستويات الرطوبة المثلى والحفاظ عليها ، هناك أجهزة منزلية أخرى.
استنتاج. يمكن اعتبار مكيفات الهواء المصنوعة ذاتيًا والموصوفة أعلاه فعالة. يمكنهم مساعدتك في وضع ميئوس منه ، لكن تشغيل المبرد أمر مزعج إلى حد ما.
كم يكفي من الثلج في الغرفة
للإجابة على هذا السؤال ، نحسب مقدار البرد الذي سيطلق 1 كجم من الجليد عند تسخينه من درجة حرارة تجمد -6 درجة مئوية إلى +20 درجة مئوية. للقيام بذلك ، نستخدم الصيغة لحساب الحرارة اعتمادًا على الحرارة المحددة.
تحتاج إلى تنفيذ 4 إجراءات:
- نعتبر عودة البرد أثناء ذوبان الجليد: س = 1 كجم × 2.06 كيلوجول / كجم ° س (0 درجة مئوية - 6 درجة مئوية) = -12.36 كيلوجول.
- نجد القيمة المرجعية للطاقة المنبعثة أثناء ذوبان الجليد - 335 كيلو جول.
- نحسب مقدار الماء البارد الذي سينقل عند تسخينه: س = 1 كجم × 4.187 كيلوجول / كجم ° س (0 درجة مئوية - 20 درجة مئوية) = -83.74 كيلوجول.
- أضف النتائج واحصل على -431.1 كيلوجول أو 119.75 واط.
ملحوظة. يتم أيضًا الحصول على نتائج حسابات البرد في الفيزياء بعلامة الطرح ، وهذا أمر طبيعي.
حتى إذا قمت بتجميد الثلج إلى درجة حرارة ناقص 15 درجة مئوية ، فمن غير المحتمل أن تحصل على أكثر من 150 واطًا من البرد مع 1 كجم. هذا يعني أنه من أجل التبريد المكثف لغرفة 3 × 3 م مع حرارة أكثر من 30 درجة ، سيتعين على المرء إضافة 1 كجم من الثلج إلى مكيف هواء مرتجل كل 20-30 دقيقة وتجميد نفس الكمية. من الناحية العملية ، سيكون معدل التدفق أقل إذا كنت راضيًا عن درجة حرارة هواء مقبولة من 25 إلى 28 درجة مئوية.
كيفية تجميع مبرد الهواء
مكيف هواء صغير للمنزل أو السيارة على النحو التالي:
- اقطع فتحة في جانب الخزان تكون متساوية في حجم المقطع العرضي للمروحة.
- قم بلف المبرد بمسامير أو وضع مسامير صغيرة.
- اصنع حفرة ثانية للخروج من التيار المبرد. خيار آخر هو وضع أنبوب بلاستيكي مموج على عنق الزجاجة أو العلبة. الجهاز جاهز.
تلميح. من وجهة نظر العملية ، من الأفضل استخدام صندوق بغطاء قابل للإزالة ، لأنه أكثر ملاءمة لتحميل الثلج أو بطاريات التخزين البارد فيه.
وحدة تبريد المياه
الفكرة بسيطة وفعالة في نفس الوقت: يتم ضخ الماء البارد من خلال مبادل حراري مع مروحة تقع في الداخل. نظرًا لأن درجة حرارته تتراوح بين 5-10 درجة مئوية ، يبرد تدفق الهواء وتصبح الغرفة أكثر برودة. يعمل البئر أو البئر كمصدر للمياه ، ويعمل المبرد من السيارة أو مكيف الهواء القديم كمبادل حراري.
ملاحظة هامة. على عكس الوحدات الأخرى محلية الصنع ، يعمل تركيب المياه على أساس سخان ولا يمكن فقط تبريد الهواء في المنزل ، ولكن أيضًا تسخينه. كل هذا يتوقف على درجة حرارة المياه المزودة داخل المبرد.
يتكون نظام التبريد بالتدفق من 3 عناصر:
- مبادل حراري نفسه ؛
- مضخة غاطسة أو بئر ؛
- أنابيب إمدادات المياه المعزولة والتفريغ.
عمل مكيف ماء
إجراء التجميع للمبرد كما يلي:
- ضع مشعاع السيارة وثبته في مكان مناسب.
- توجيه أنابيب الإمداد والعودة إليها. استخدم محولات ومشابك لتوصيل الأنابيب الفرعية للعنصر.
- ثبت المضخة في بئر أو بئر وقم بتوصيل أنبوب إمداد المبرد بالمبادل الحراري به.
- اعزل أنبوب التغذية بحيث لا يسخن الماء مسبقًا. ليس من الضروري عزل خط العودة.
لإنشاء مكيف مياه وبدء تشغيله بنجاح ، تحتاج إلى حل مشكلتين: مكان وضع الماء وكيفية تنظيم معدل تدفقه ، لأن أداء المضخة يتجاوز عادة الحاجة. نقترح حل مشكلة تصريف المياه بالطرق التالية:
- اجمع في خزان تخزين ، حيث يتم ري الحديقة ؛
- نقل إلى بئر آخر ، كما تفعل مضخة الحرارة من الماء إلى الماء ؛
- تنظيم حلقة تداول مغلقة مع مبادل حراري ثان مغمور في قاع البئر.
كمرجع. لا يوصى بسقي النباتات المزروعة بالماء البارد. لذلك ، سوف تقتل عصفورين بحجر واحد إذا قمت بتسخين مياه البئر أولاً في المبرد - مبرد الهواء.
لتقليل أداء المضخة ، تحتاج إلى التحكم في سرعة المحرك ، وهو أمر مستحيل بدون محول التردد (وإلا ، العاكس) ، والذي سيكلفك قرشًا جميلًا. أي محولات آلية ومفاهيم أخرى ليست جيدة - لذلك فقط "ضع" المحرك الكهربائي لوحدة المضخة. بدون شراء معدات باهظة الثمن ، يتم حل المشكلة على النحو التالي:
- لعمق يصل إلى 10 أمتار ، يمكن استخدام مضخة دوران لتسخين السعة المناسبة ؛
- من الممكن الحد من تدفق المياه إلى المبرد باستخدام الصمام الجانبي ، الذي يفرغ جزءًا منه في البئر. يتم عرض مثال لمكيف المياه في الفيديو التالي:
إيجابيات وسلبيات نظام التدفق
باختصار حول النقاط الإيجابية:
- تكييف الهواء قادر على تسخين وتبريد الغرفة ؛
- التصميم بسيط مقارنة بنظام تقسيم المصنع ؛
- حتى إذا كان عليك شراء مضخة وأنابيب ، فستكون تكاليف التصنيع منخفضة.
لقد أدرجنا بالفعل بعض الجوانب السلبية وطرق التخلص منها - صعوبات في تنظيم الإمداد ومشكلة تصريف المياه. هناك عيب آخر: من غير الواقعي استخدام النظام في شقة (لا يوجد مصدر للمياه الباردة) أو في سيارة لأسباب واضحة.
كمرجع. لا يزال من الممكن تكييف النسخة الأبسط من المبرد في الشقة. إنها مروحة منزلية ، يوجد على شبكتها ملف مصنوع من أنبوب نحاسي يتدفق من خلاله الماء. السؤال الوحيد هو مكان الحصول على الماء البارد ومقدار دفعه على المنضدة ، إذا تم أخذه من صنبور مياه.
استنتاج. تكييف هواء منزلي - سخان هواء على الماء - التصميم قابل للتطبيق تمامًا. إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك عمل مبرد لائق لمنزل خاص ، بشرط أن يكون هناك بئر بالمياه الجوفية عند درجة حرارة مقبولة على الموقع.
هل من الممكن عمل التكييف من الثلاجة القديمة؟
فكرة خيالية تماما.تصف جميع المواد المنشورة على الإنترنت الناطقة بالروسية نفس الفيديو ، حيث يحاول الشخص بناء فريزر للفطر من ثلاجتين. علاوة على ذلك ، فإن نتيجة هذا الإجراء غير معروفة ، لأن مادة الفيديو غير مكتملة. دعنا نتخيل كيف يجب أن تبدو:
- يتم قطع كل من المبادلات الحرارية بعناية من الثلاجة دون فصلها عن الضاغط ، وإلا سيختفي الفريون وسيتعين عليك دفع تكاليف التزود بالوقود.
- يتم إخراج ضاغط مع مكثف خارج الغرفة ، ويتم تثبيت المبخر (الفريزر السابق) في الغرفة. تحتاج إلى إرفاق مروحة به للنفخ.
- يجب التخلص من مستشعر بدوام كامل ووحدة تحكم تم تكوينها لدرجة حرارة إيقاف تشغيل الضاغط ناقص 3-6 درجة مئوية واستبدالها بعناصر أخرى عن طريق توصيل الوحدات عبر مرحل. خلاف ذلك ، لن يتوقف الضاغط أبدًا عن الانكسار بعد 100-200 ساعة من التشغيل المتواصل.
دعنا نتخلص من جميع التفاصيل الفنية (وليس وضع التشغيل هذا ، نوعًا مختلفًا من الفريون ، وما إلى ذلك) ونتخيل أنك تمكنت من تجميع هذه الدائرة. لا تزيد قوة التبريد القصوى لهذه الوحدات عن 400 واط أو 0.4 كيلو واط. يظهر حساب تقريبي أن هذا يكفي لغرفة مساحتها 4 متر مربع. هذا من الناحية النظرية ، ولكن في الممارسة العملية سوف يخرج أقل.
استنتاج. إذا كنت تنتمي إلى قبيلة نبيلة من المتحمسين والمختبرين ، فيمكنك محاولة جعل تكييف الهواء خارج الثلاجة. لكنك ستنفق عمالة أكثر بكثير من الإصابة بالبرد.
تبريد بلتيير
يعد استخدام هذه الأجزاء لتجميع مكيف هواء منزليًا نقطة خلافية. الأمر كله يتعلق باستهلاك الطاقة لعناصر بلتيير (بخلاف ذلك - المحولات الكهروحرارية) ، التي لا تضاهى مع كمية البرد المنتج. ظاهريًا تبدو كصفائح بسلكين ، عندما يتم توصيل الكهرباء ، يولد سطح واحد من العنصر الحرارة ، والثاني - بارد.
كيف يفعل الحرفيون في المنزل وعشاق السيارات - المتحمسين الذين يسعون للراحة:
- اشتر من 4 إلى 8 عناصر بلتيير وقم بتثبيتها بالجانب "الساخن" على مشعاع من الألمنيوم.
- قم بتثبيت هذا المبرد بحيث يتم تبريده عن طريق هواء الشارع.
- يتم توصيل مبرد من الكمبيوتر بالجانب "البارد" من المحولات بحيث يوفر هواء الغرفة للصفيحة.
ملحوظة. من أجل نقل حرارة أفضل ، يتم طلاء العنصر بالعجينة الحرارية (الوجه "الساخن") قبل تثبيته على الرادياتير.
استنتاج
ليس كل الأفكار ، عند تنفيذها ، تعطي نتيجة إيجابية. بعد صنع مكيف هواء لمنزل أو سيارة من مواد مرتجلة ، من غير المرجح أن تحقق كفاءة مماثلة للانشقاقات. من ناحية أخرى ، فإن بعض التصاميم عملية للغاية ، على الرغم من أنها ليست مريحة للغاية في التشغيل. ستكون مفيدة لك كحل مؤقت للمشكلة ، بينما لا توجد طريقة لشراء وتثبيت مكيف هواء تقليدي.