مضخة حرارة Frenett: الجهاز ومبدأ التشغيل + هل يمكنك تجميعه بنفسك؟

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؟

سوف تساعد المعلومات المقدمة في فهم مبدأ تشغيل الوحدة. بمساعدتنا ، يمكنك تحديد التصميم ومعرفة كيفية صنع النموذج. تعليمات واضحة لإنتاج هذا النوع من المضخات الحرارية ستساعد بشكل فعال الحرفيين المستقلين بالمنزل.

نحن نقدم توصيات عملية لإنتاج منتجات منتجة محلية الصنع ونصائح حول تشغيل هذه المعدات.

مبدأ تشغيل الجهاز

أولئك الذين يتعاملون مع قضايا التدفئة الفعالة من حيث التكلفة ، اسم "مضخة الحرارة" معروف جيدًا. خاصة بالاشتراك مع شروط المياه البرية ، الماء إلى الماءأو الهواء إلى الماء الخ.

هذه المضخة الحرارية مع جهاز Frenett لا يوجد فيها شيء مشترك عمليا. بالإضافة إلى الاسم والنتيجة النهائية في شكل طاقة حرارية والتي تستخدم في النهاية للتدفئة.

تحظى المضخات الحرارية المستندة إلى Carnot بشعبية كبيرة كطريقة فعالة من حيث التكلفة لتنظيم التدفئة ونظام صديق 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.

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 وتلامسه مع العناصر 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.

ك نظام تسخين المبرد يوصي الخبراء بشدة باستخدام النفط بدلا من الماء.

أثناء تشغيل المضخة ، يميل هذا السائل إلى التسخين بقوة كبيرة. يمكن أن يغلي الماء في مثل هذه الظروف. يخلق البخار الساخن في مكان مغلق ضغطًا مفرطًا ، وهذا يؤدي عادةً 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 تكاد تذكر ، لكن كمية الحرارة التي تم الحصول عليها نتيجة لذلك ملحوظة للغاية.

تسخين سائل التبريد إلى نفس درجات الحرارة بمساعدة عنصر تسخين للتدفئة ، على سبيل المثال ، يتطلب كمية أكبر بكثير من الكهرباء ، وربما عشرات المرات أكثر. لن يسخن سخان المنزل حتى مع استهلاك مثل هذا الكهرباء.

لماذا لم يتم تجهيز جميع المباني السكنية والصناعية بمثل هذه الأجهزة؟ قد تكون الأسباب مختلفة.

اولا، 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.

ثانيًافي الوقت الذي تم فيه اختراع مضخة Frenett ، كان نظام التدفئة المركزية موجودًا بالفعل وكان يعمل بنجاح. إن تفكيكها لاستبدالها بمولدات الحرارة سيكون مكلفًا للغاية وسيسبب 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 بدقة 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 كمبرد ، هي جهاز طوره علماء من خاباروفسك: Nazyrova Natalya Ivanovna و Leonov Mikhail Pavlovich و Syarg Alexander Vasilyevich. في هذا التصميم على شكل فطر ، يتم غلي الماء خصيصًا ليغلي ويتحول إلى بخار.

ثم يتم استخدام القوة التفاعلية للبخار لزيادة سرعة حركة المبرد السائل على طول 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 قويًا 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 حراري 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 عبر نظام التسخين. في الوقت نفسه ، ستفقد بعض الحرارة ، ولكن التأثير الكلي سيظل ملحوظًا تمامًا.

يمكن استخدام مضخة الحرارة Frenett بنجاح مع أنظمة تسخين أرضية المياه. ولكن بدلاً من الماء ، تحتاج إلى صب الزيت السائل في الأنابيب

ستكون فكرة مثيرة للاهتمام استخدام مضخة Frenett بالاشتراك مع نظام التدفئة الأرضية. في هذه الحالة ، يتم إدخال المبرد من خلال الأنابيب البلاستيكية الضيقة الموضوعة في 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 باستخدامه حصريًا للمباني السكنية الشاهقة تدفئة كهربائية تحت البلاط.

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.

تكلفة الكهرباء لتشغيلها صغيرة مقارنة بالتأثير الحراري الناتج ، وبناء مثل هذا الركام ليس 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:

• في الهواء الطلق - الأسطوانة المجوفة أكبر قطرًا وهي في حالة ساكنة
• داخلي - 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 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 نسبة إلى الأسطوانة الكبيرة الثابتة. تم وضع مروحة ذات دافع في الطرف المقابل من الهيكل.

أثناء التشغيل ، تم تسخين الزيت ونقل الحرارة إلى الهواء المحيط بالجهاز. جعلت المروحة من الممكن نشر الهواء الدافئ بسرعة في جميع أنحاء الغرفة.

بما أن هذا الهيكل تم تسخينه بقوة ، من أجل الاستخدام المريح والآمن ، تم إخفاء الهيكل في حالة واقية. بالطبع ، تم عمل فتحات في السكن لتدوير الهواء.

كان هناك إضافة مفيدة للتصميم ترموستات ، حيث يمكن تشغيل مضخة Frenett تلقائيًا إلى حد ما.

يقع المحور المركزي في هذا النموذج من المضخة الحرارية عموديا. المحرك في الأسفل ، ثم يتم تثبيت الأسطوانات المتداخلة في بعضها البعض ، وفي الأعلى 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. ينتقل سائل التبريد من المضخة عبر الأنابيب إلى الرادياتير. بنفس الطريقة ، يمكن إزالة الزيت الساخن إلى مبادل حراري آخر أو مباشرة إلى أنابيب التسخين.

في وقت لاحق ، تم تغيير تصميم المضخة الحرارية فريسنت بشكل كبير. لا يزال عمود الدوار في وضع أفقي ، ولكن الجزء الداخلي كان مصنوعًا من طبلين دوارين ودافعة موضوعة بينهما. هنا ، يتم استخدام الزيت السائل مرة أخرى كناقل حرارة.

في هذا الإصدار من مضخة الحرارة Frenett ، تدور أسطوانتان جنبًا إلى جنب ، ويفصل بينهما دافع مصمم خصيصًا مصنوع من معدن متين للغاية (+)

عندما يدور هذا التصميم ، يسخن الزيت بشكل إضافي ، حيث يمر من خلال 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 ، وهذا ممكن فقط لمهندس متمرس.

ثم ستحتاج 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 ثقب في المركز ؛
• مجموعة صواميل بارتفاع 6 مم ؛
• قضبان الصلب الملولبة:
• محرك كهربائي بعمود ممتد ؛
• تحمل ؛
• 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 المترابطة ، يتم استخدام الأختام الخاصة: شريط FUM ، الكتان ، إلخ. إذا تقرر استخدام أنابيب البولي بروبلين، ستحتاج إلى تجهيزات خاصة ، وربما حديد لحام لتركيب هذه الأنابيب.

لا يلزم محرك كهربائي عالي الأداء لتشغيل مضخة Frenett. جهاز مأخوذ من أجهزة منزلية قديمة أو مكسورة ، مثل المروحة التقليدية ، مناسب.

الغرض الرئيسي من المحرك الكهربائي هو تدوير العمود. يمكن أن يتسبب دوران سريع للغاية في حدوث خلل بالجهاز. كلما زادت سرعة دوران الهيكل ، زاد تسخين الناقل الحراري.

يمكن إزالة محرك صغير لتدوير عمود المضخة الحرارية Frenett من الأجهزة المنزلية التالفة أو شراؤها من المتجر

لكي يدور العمود بحرية ، تحتاج إلى محمل مناسب بالأحجام القياسية. عندما يتم تحضير جميع العناصر ، يمكنك البدء في تجميع الجهاز. أولاً ، يتم تثبيت المحور المركزي مع المحمل على الجزء السفلي داخل السكن. ثم يتم ثمل صمولة الفصل 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 مقسوم 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 جيدًا ولا يتجمد. بعد ذلك ، يتم تغطية التصميم بالغطاء العلوي 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 خصائص الجهاز.

يمكن توصيل مضخة حرارية Frenett ذاتية الصنع بمشغل تقليدي من الحديد الزهر أو المشعاع الثنائي الفلز ، مما يوفر تأثير التسخين الضروري

إذا تم كل شيء بشكل صحيح ، سيبدأ المحور مع الأقراص في الدوران ، لتسخين الزيت داخل الجهاز. سوف يتحرك حامل الحرارة الساخنة عبر 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 مستشعر درجة الحرارة الذي يكتشف تسخين مبيت المضخة الحرارية ويوقف تشغيل المحرك أو يشغله حسب الحاجة. سيؤدي ذلك إلى منع ارتفاع درجة حرارة النظام ، وانهيار المحرك الكهربائي ، وبشكل عام ، سيزيد من عمر الجهاز.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

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 جهاز 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 التعليقات على المقالة وأضف صورًا لمنتجاتك. يقع نموذج الاتصال أدناه.