سيجد عشاق الترقيع دائمًا التطبيق في قوتهم وصبرهم ونفاياتهم. من المكونات شبه المجانية ، يمكنهم بسهولة بناء شيء مفيد للغاية في الحياة اليومية.
على سبيل المثال ، يمكنهم صنع مضخة حرارة Frenett فعالة بأيديهم دون إنفاق أي شيء. لكنهم سوف يجددون مخزن المعرفة والمخزون من المهارات ، وهذا لا يقدر بثمن ، أليس كذلك؟
ستساعد المعلومات المقدمة على فهم مبدأ تشغيل الوحدة. بمساعدتنا ، يمكنك تحديد التصميم ومعرفة كيفية صنع النموذج. تعليمات واضحة لإنتاج هذا النوع من المضخات الحرارية ستساعد بشكل فعال الحرفيين المنزليين المستقلين.
نقدم توصيات عملية لإنتاج منتجات محلية الصنع ونصائح لتشغيل هذه المعدات.
مبدأ تشغيل الجهاز
أولئك الذين يتعاملون مع قضايا التدفئة ذات الجدوى الاقتصادية على دراية باسم "مضخة الحرارة". خاصة بالاقتران مع مصطلحات مثل "المياه الجوفية" ، أو "الماء-الماء" ، أو "الماء-الهواء" ، إلخ.
هذه المضخة الحرارية مع جهاز Frenett لا يوجد فيها شيء مشترك تقريبًا. بالإضافة إلى الاسم والنتيجة النهائية في شكل طاقة حرارية والتي تستخدم في النهاية للتدفئة.
تحظى مضخات الحرارة المستندة إلى Carnot بشعبية كبيرة كطريقة فعالة من حيث التكلفة لتنظيم التدفئة وكمنظومة صديقة للبيئة.
يرتبط عمل هذا المركب من الأجهزة بتراكم الطاقة المنخفضة المحتملة الموجودة في الموارد الطبيعية (الأرض والماء والهواء) ، وتحويلها إلى طاقة حرارية ذات إمكانات عالية.
يتم ترتيب اختراع Eugene Frenett ويعمل بطريقة مختلفة تمامًا.
معرض الصور
صورة من
ظهور مضخة الحرارة Frenett
تسخين الجهاز أثناء التشغيل
المكونات الهيكلية الرئيسية
الأبعاد الفعلية لأحد النماذج
يعتمد مبدأ تشغيل هذا الجهاز على استخدام الطاقة الحرارية ، التي يتم إطلاقها أثناء الاحتكاك. يعتمد التصميم على أسطح معدنية ليست قريبة من بعضها البعض ، ولكن على مسافة معينة. المساحة بينهما مليئة بالسائل.
تدور أجزاء الجهاز بالنسبة لبعضها البعض باستخدام محرك كهربائي ، ويتم تسخين السائل الموجود داخل الغلاف والملامس للعناصر الدوارة.
يمكن استخدام الحرارة الناتجة لتسخين المبرد. توصي بعض المصادر باستخدام هذا السائل مباشرة لنظام التدفئة. في معظم الأحيان ، يتم توصيل المبرد التقليدي بمضخة Frenett محلية الصنع.
كمبرد لنظام التسخين ، يوصي الخبراء بشدة باستخدام الزيت ، وليس الماء.
أثناء تشغيل المضخة ، يميل هذا السائل إلى التسخين بشكل كبير. يمكن أن يغلي الماء في مثل هذه الظروف. يخلق البخار الساخن في مكان مغلق ضغطًا مفرطًا ، وهذا يؤدي عادة إلى تمزق الأنابيب أو الغلاف. يعد استخدام الزيت في هذه الحالة أكثر أمانًا ، لأن درجة غليانه أعلى بكثير.
لصنع مضخة حرارية Frenett ، ستحتاج إلى محرك ، ومبرد ، والعديد من الأنابيب ، وقفل قرص فولاذي ، وأقراص فولاذية ، وقضيب معدني أو بلاستيكي ، واسطوانة معدنية ومجموعة مفتاح ربط (+)
هناك رأي مفاده أن كفاءة مثل هذا المولد الحراري تتجاوز 100 ٪ وقد تكون حتى 1000 ٪. من وجهة نظر الفيزياء والرياضيات ، هذا ليس بيانًا صحيحًا تمامًا.
تعكس الكفاءة فقدان الطاقة الذي تم إنفاقه ليس على التدفئة ، ولكن على التشغيل الفعلي للجهاز.بدلاً من ذلك ، فإن الادعاءات الهائلة حول الكفاءة العالية بشكل لا يصدق لمضخة Frenett تعكس فعاليتها ، وهو أمر مثير للإعجاب حقًا. تكلفة الكهرباء لتشغيل الجهاز لا تذكر ، ولكن كمية الحرارة التي تم الحصول عليها نتيجة لذلك ملحوظة للغاية.
تسخين سائل التبريد إلى درجات الحرارة نفسها بمساعدة عنصر تسخين للتدفئة ، على سبيل المثال ، يتطلب كمية أكبر بكثير من الكهرباء ، وربما عشرات المرات أكثر. سخان المنزل مع هذا الاستهلاك من الكهرباء لن يسخن حتى.
لماذا لم يتم تجهيز جميع المباني السكنية والصناعية بمثل هذه الأجهزة؟ قد تكون الأسباب مختلفة.
أولا، الماء هو وسيلة نقل حرارة أبسط وأكثر ملاءمة من الزيت. لا يسخن حتى درجات الحرارة المرتفعة ، وإزالة آثار تسرب المياه أسهل من إزالة النفط المسكوب.
ثانيافي الوقت الذي تم فيه اختراع مضخة Frenett ، كان نظام التدفئة المركزية موجودًا بالفعل وكان يعمل بنجاح. إن تفكيكها لاستبدالها بمولدات الحرارة سيكون مكلفًا للغاية ويسبب الكثير من الإزعاج ، لذلك لا أحد يفكر بجدية في هذا الخيار. كما يقول المثل ، الأفضل هو عدو الخير.
توصيات استخدام الصك
تجدر الإشارة إلى أن الاختلافات في مضخة Eugene Frenett باستخدام الماء كمبرد لا تزال موجودة. ولكن عادة ما تكون هذه نماذج صناعية كبيرة تستخدم في الشركات المتخصصة.
يتم التحكم في تشغيل هذه الأجهزة بشكل صارم باستخدام أجهزة خاصة. يكاد يكون من المستحيل توفير مستوى مماثل من الأمان في المنزل.
المخطط العام لمولد الحرارة الصناعي الذي طوره علماء خاباروفسك: 1 - السعة ؛ 2 - أنبوب مدخل ؛ 3 - أنبوب المخرج ؛ 4 - سخان المياه ؛ 5 - رمح تحمل. يتم استخدام الماء كحامل حرارة
النسخة الأكثر شيوعًا من مضخة Frenett ، التي تستخدم الماء بدلاً من الزيت ، هي جهاز طوره علماء من خاباروفسك: نازيروفا ناتاليا إيفانوفنا وليونوف ميخائيل بافلوفيتش وسيارج ألكسندر فاسيليفيتش. في هذا الهيكل على شكل فطر ، يتم غلي الماء خصيصًا ليغلي ويتحول إلى بخار.
ثم ، يتم استخدام القوة التفاعلية للبخار لزيادة سرعة حركة المبرد السائل عبر قنوات المضخة إلى 135 م / دقيقة ونتيجة لذلك ، تكون تكاليف الطاقة لتحريك المبرد ضئيلة ، والعائد في شكل طاقة حرارية مرتفع جدًا.
ومع ذلك ، يجب أن يكون هذا التجميع متينًا بشكل استثنائي ، ويجب مراقبة تشغيله باستمرار لتجنب وقوع حادث.
ماذا تفعل إذا كان من المفترض ، بمساعدة مضخة Frenett ، تنظيم تدفئة غرفة كبيرة أو المنزل بأكمله؟ الماء هو ناقل حرارة تقليدي ؛ معظم أنظمة التدفئة مصممة خصيصًا لذلك. وقد يكون ملء نظام تسخين كامل بزيت سائل مناسب مكلفًا.
يتم حل هذه المشكلة بكل بساطة. من الضروري أيضًا بناء مبادل حراري تقليدي ، حيث يقوم الزيت الساخن بتسخين الماء المتداول من خلال نظام التسخين. في الوقت نفسه ، سيتم فقدان بعض الحرارة ، ولكن التأثير الكلي سيظل ملحوظًا تمامًا.
يمكن استخدام مضخة الحرارة Frenett بنجاح مع أنظمة التدفئة الأرضية. ولكن بدلاً من الماء ، تحتاج إلى صب الزيت السائل في الأنابيب
ستكون فكرة مثيرة للاهتمام هي استخدام مضخة Frenett مع نظام الأرضيات الدافئة. في الوقت نفسه ، يُسمح بسائل التبريد من خلال الأنابيب البلاستيكية الضيقة الموضوعة على ذراع التسوية الخرساني.
يعمل نظام التدفئة هذا بنفس الطريقة التي تعمل بها تدفئة أرضية المياه العادية. بالطبع ، لا يمكن تنفيذ مشروع من هذا النوع إلا في منزل خاص ، حيث يُسمح فقط بالتدفئة الكهربائية الشاهقة تحت الأرضية للمباني السكنية الشاهقة.
الطريقة العملية والمريحة لاستخدام مثل هذا الجهاز هي تدفئة غرفة صغيرة: مرآب ، حظيرة ، ورشة عمل ، إلخ. تسمح لك مضخة Frenett بحل مشكلة التسخين الذاتي بكفاءة وسرعة في مثل هذه الأماكن.
إن تكلفة الكهرباء لتشغيلها صغيرة مقارنة بالتأثير الحراري الناتج ، ولا يكون بناء مثل هذا الركام صعبًا من أبسط المواد.
خيارات تصميم مضخة Frenett
لم يخترع يوجين فرينيت الجهاز المسمى باسمه فحسب ، بل قام أيضًا بتحسينه بشكل متكرر ، حيث خرج بإصدارات أحدث وأكثر كفاءة للجهاز.
في المضخة الأولى ، التي حصل عليها براءة اختراع في عام 1977 ، تم استخدام أسطوانتين فقط:
- الخارجي - الأسطوانة المجوفة أكبر قطرًا وهي في حالة ساكنة
- الداخلية - قطر الحاوية أصغر قليلاً من أبعاد تجويف الاسطوانة الخارجية.
سكب المخترع الزيت السائل في الفراغ الضيق الناتج بين جدران أسطوانتين. بالطبع ، تم إغلاق هذا الجزء من الهيكل الذي يوجد فيه سائل التبريد هذا بعناية لمنع تسرب الزيت.
هذا رسم تخطيطي للنسخة الأولى من مضخة الحرارة Frenett. يقع العمود الدوار أفقيًا ، ويتم وضع المبرد في مساحة ضيقة بين أسطوانتي عمل (+)
يتم توصيل الأسطوانة الداخلية بعمود المحرك بطريقة تضمن دورانها السريع بالنسبة للأسطوانة الكبيرة الثابتة. تم وضع مروحة ذات دافع في الطرف المقابل من الهيكل.
أثناء التشغيل ، تم تسخين الزيت ونقل الحرارة إلى الهواء المحيط بالجهاز. تسمح لك المروحة بنشر الهواء الدافئ بسرعة في جميع أنحاء الغرفة.
نظرًا لأنه تم تسخين هذا الهيكل بقوة ، من أجل الاستخدام المريح والآمن ، تم إخفاء الهيكل في حالة واقية. بالطبع ، تم عمل فتحات في السكن لتدوير الهواء.
إضافة مفيدة للتصميم كانت الترموستات ، والتي يمكن من خلالها تشغيل مضخة Frenett بأتمتة إلى حد ما.
يقع المحور المركزي في هذا النموذج من المضخة الحرارية عموديا. يقع المحرك أدناه ، ثم يتم تثبيت الأسطوانات المتداخلة في بعضها البعض ، وعلى رأسها المروحة. في وقت لاحق ، ظهر نموذج بمحور مركزي أفقي.
تم استخدام نموذج لمضخة حرارة Frenett مع عمود دوار موجه أفقيًا جنبًا إلى جنب مع مشعاع تسخين ، بداخله زيت ساخن مدفوع (+)
كان مثل هذا الجهاز الذي تم استخدامه لأول مرة في تركيبة ليس مع مروحة ، ولكن مع مشعاع التدفئة. يتم وضع المحرك على الجانب ، ويمر عمود الدوار من خلال أسطوانة دوارة ويخرج.
لا يوجد مروحة في هذا النوع من الأجهزة. يتحرك المبرد من المضخة عبر الأنابيب إلى المبرد. بنفس الطريقة ، يمكن تصريف الزيت الساخن إلى مبادل حراري آخر أو مباشرة إلى أنابيب التسخين.
في وقت لاحق ، تم تغيير تصميم مضخة الحرارة fresnett بشكل كبير. لا يزال عمود الدوار في وضع أفقي ، ولكن الجزء الداخلي كان مصنوعًا من براملين دوارين ودافعة موضوعة بينهما. هنا ، يتم استخدام الزيت السائل مرة أخرى كحامل حرارة.
في هذا الإصدار من مضخة الحرارة Frenett ، تدور أسطوانتان جنبًا إلى جنب ، ويتم فصلهما بواسطة دافع مصمم خصيصًا مصنوع من معدن متين للغاية (+)
عندما يدور هذا التصميم ، يسخن الزيت بشكل إضافي ، حيث يمر عبر ثقوب خاصة مصنوعة في المكره ، ثم يخترق التجويف الضيق بين جدران غلاف المضخة والدوار. وبالتالي ، تم تحسين كفاءة مضخة Frenett بشكل ملحوظ.
تصنع ثقوب صغيرة على طول حواف المكره لمضخة Frenett الحرارية. يبرد المبرد بسرعة وكفاءة ، ويمر عبره (+)
ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن هذا النوع من المضخات غير مناسب جدًا للتصنيع في المنزل. تحتاج أولاً إلى العثور على رسومات موثوقة أو حساب التصميم بنفسك ، ولا يمكن لغير مهندس متمرس القيام بذلك.
ثم تحتاج إلى العثور على المكره الخاص مع ثقوب بحجم مناسب. يعمل هذا العنصر من المضخة الحرارية بأحمال عالية ، لذلك يجب أن يكون مصنوعًا من مواد متينة للغاية.
جهاز عصامي
تسمح لنا مراجعة خيارات جهاز مضخة Frenett بفهم أن مبادئ تشغيلها بدرجة أو أخرى من الكفاءة يمكن استخدامها في تصميمات أنواع وأنواع مختلفة. تبقى الفكرة الأساسية كما هي: مساحة ضيقة بين العناصر المعدنية المليئة بالزيت ، والدوران بمحرك كهربائي.
يوضح الرسم البياني نوعًا مختلفًا من المضخة الحرارية Frenett ، والتي تستخدم عادة للتصنيع الذاتي للجهاز. أساس التصميم هو أقراص معدنية مفصولة بصواميل (+)
في المنزل ، غالبًا ما يتم تصنيع مضخة Fresnett ، وتتكون من سلسلة من الصفائح المعدنية مفصولة بمساحة ضيقة.
لصنع مثل هذا الجهاز ، تحتاج إلى إعداد المواد اللازمة:
- اسطوانة معدنية مجوفة
- مجموعة من الأقراص الفولاذية المتطابقة مع وجود ثقب في المركز ؛
- مجموعة صواميل بارتفاع 6 مم ؛
- قضبان الصلب الملولبة:
- محرك كهربائي بعمود ممتد ؛
- تحمل؛
- المشعاع؛
- توصيل الأنابيب.
قد تكون أحجام المضخات أكبر أو أصغر. ولكن يجب الحفاظ على المسافة بين الأقراص بالضبط - 6 مم. تستخدم المكسرات القياسية كمقسمات ، والشريط الفولاذي هو مركز الهيكل.
يجب أن يتوافق سمكها مع قطر الجوز. إذا لم يكن هناك قضيب مع خيط في متناول اليد ، عليك فقط قطعه.
يجب أن تكون الأقراص المعدنية لمضخة Frenett الحرارية أصغر قليلاً من قطر الجسم الأسطواني لضمان الدوران الحر والتدفئة الأكثر كفاءة للمبرد
من الواضح ، يجب أن تكون الفتحة الموجودة في الأقراص بحيث يمكن وضعها بحرية على العمود المحوري. يجب أن يكون القطر الخارجي للأقراص أصغر بعدة ملليمترات من العلبة. إذا لم تكن هناك عناصر جاهزة في متناول اليد ، يتم قطع الأقراص بشكل مستقل عن الصفائح المعدنية أو أن يعهد بهذا العمل إلى تيرنر.
يمكن قطع الأقراص الفولاذية لمضخة Frenett الحرارية في المنزل إذا توفرت المعدات المناسبة
يمكن صنع الجسم الأسطواني من حاوية معدنية قديمة ذات تكوين مناسب أو ملحومة من المعدن. قطع الأنبوب المعدني الواسع مناسب أيضًا.
يتم لحام الجدران إلى نهايات الأسطوانة. يجب أن يكون السكن محكمًا بحيث لا يتسرب الزيت. يجب عمل ثقوب إضافية في الأطراف العلوية والسفلية للغلاف: للدخول والخروج من أنابيب التدفئة المؤدية إلى الرادياتير.
بالطبع ، يجب إغلاق جميع وصلات الأنابيب. بالنسبة للتوصيلات الملولبة ، يتم استخدام أختام خاصة: شريط FUM ، الكتان ، إلخ. إذا قررت استخدام أنابيب البولي بروبلين ، فسوف تحتاج إلى تركيبات خاصة ، وربما إلى مكواة لحام لتركيب هذه الأنابيب.
لا يلزم محرك كهربائي عالي الأداء لتشغيل مضخة Fresnett. جهاز مأخوذ من أجهزة منزلية قديمة أو مكسورة ، مثل المروحة التقليدية ، مناسب.
الغرض الرئيسي من المحرك الكهربائي هو تدوير العمود. يمكن أن يؤدي التدوير السريع بشكل مفرط إلى خلل في الجهاز. كلما زادت سرعة دوران الهيكل ، زاد تسخين الناقل الحراري.
يمكن إزالة محرك صغير لتدوير عمود المضخة الحرارية Frenett من الأجهزة التالفة أو شراؤها من المتجر
لكي يدور العمود بحرية ، تحتاج إلى محمل مناسب بالأحجام القياسية. عندما تكون جميع العناصر جاهزة ، يمكنك البدء في تجميع الجهاز.أولاً ، يتم تثبيت المحور المركزي مع المحمل على الجزء السفلي داخل السكن. ثم يتم ثمل صمولة الفاصل على المحور ، ثم يتم وضع القرص ، والصمولة مرة أخرى ، والقرص مرة أخرى ، إلخ.
تتناوب الأقراص مع المكسرات حتى تمتلئ العلبة بالأعلى. حتى في مرحلة التحضير ، يمكن إجراء حسابات أولية على عدد الأقراص والصواميل المطلوبة.
من الضروري إضافة سمك القرص إلى سمك الجوز (6 مم). ارتفاع الجسم مقسومًا على هذا الرقم. سيعطي الرقم الناتج معلومات حول العدد المطلوب من أزواج "الجوز + القرص". تثبيت الجوز الماضي.
بعد ملء السكن بهذه العناصر المتحركة ، يتم ملؤه بالزيت السائل. لا يهم نوع الزيت ، يمكنك تناول المعادن أو بذور القطن أو بذور اللفت أو أي زيت آخر يتحمل الحرارة بشكل جيد ولا يصلب. بعد ذلك ، يتم تغطية الهيكل بغطاء علوي ويتم تخميره بلطف.
عند هذه النقطة ، عادة ما تكون أنابيب الرادياتير متصلة بالفعل بالأغطية. للراحة ، أثناء التثبيت الإضافي للجهاز وصيانته على الأنابيب ، يمكن تثبيت محطتي توقف. الآن تحتاج إلى توصيل محور المضخة الحرارية بعمود المحرك.
يتم تضمين النظام في الشبكة ، والتحقق من عدم وجود تسرب ، وتقييم أداء الجهاز.
يمكن توصيل مضخة حرارة Frenett ذاتية الصنع بمشغل تقليدي من الحديد الزهر أو المشعاع الثنائي الفلز ، مما يوفر تأثير التسخين الضروري
إذا تم عمل كل شيء بشكل صحيح ، سيبدأ المحور مع الأقراص في الدوران ، لتسخين الزيت داخل الجهاز. سوف يتحرك ناقل الحرارة الساخن من خلال الفتحة العلوية من خلال الأنبوب إلى مشعاع التسخين. يعود الزيت المبرد إلى جسم المضخة الحرارية من خلال الأنبوب السفلي لإعادة تسخينه.
لأتمتة تشغيل النظام ، يمكنك استخدام مرحل خاص مع جهاز استشعار درجة الحرارة الذي يكتشف تسخين مبيت المضخة الحرارية ويوقف تشغيل المحرك أو يشغله حسب الحاجة. سيؤدي ذلك إلى منع ارتفاع درجة حرارة النظام ، وإتلاف المحرك الكهربائي ، وبشكل عام ، سيزيد من عمر الجهاز.
يتم تقديم نسخة مثيرة للاهتمام من مضخة Frenett في هذا الفيديو:
لسوء الحظ ، لم تجد مضخة Frenett قبولًا واسعًا في مجال التدفئة. يصعب العثور على مثل هذا الجهاز للإنتاج الصناعي للاستخدام المنزلي في متاجر الأجهزة المنزلية. لكن العديد من الحرفيين الشعبيين استخدموا إنجازات هذا العالم بنجاح وطبقوها في منازلهم وحمامات الساونا والمرائب وما إلى ذلك.
ربما أنت من العصاميين الذين تمكنوا من إدراك فكرة Frenett؟ يرجى مشاركة تجربتك - اترك تعليقات على المقالة وأضف صورًا لمنتجاتك. يقع نموذج الاتصال أدناه.