משאבת חום של פרנט: מכשיר ועקרון הפעולה + האם אתה יכול להרכיב אותו בעצמך?

חובבי התעסקות תמיד ימצאו יישום בכוחם, בסבלנותם ובחומרי הפסולת שלהם. מבין הרכיבים החופשיים כמעט, הם יכולים בקלות לבנות דבר שימושי ביותר בחיי היומיום.

לדוגמה, הם יכולים להכין משאבת חום יעילה של פרנט במו ידיהם, מבלי לבזבז כלום. אבל הם יחדשו את חנות הידע ומלאי המיומנויות, וזה לא יסולא בפז, האם זה לא כך?

המידע שנמסר יסייע בהבנת עקרון הפעולה של היחידה. בעזרתנו תוכלו לקבוע את העיצוב ולברר כיצד מיוצר הדגם. הוראות ברורות לייצור משאבת חום מסוג זה יעזרו למעשה לבעלי בית עצמאים.

אנו מספקים המלצות מעשיות לייצור מוצרים ביתיים פרודוקטיביים וטיפים לתפעול ציוד כזה.

עקרון הפעולה של המכשיר

מי שבא במגע עם סוגיות של חימום חסכוני, השם "משאבת חום" ידוע היטב. במיוחד בשילוב עם תנאי מים יבשתיים, מים-למים, או אוויר-למים וכו '

משאבת חום כזו עם מכשיר פרנט כמעט אינה משותפת. בנוסף לשם והתוצאה הסופית בצורה של אנרגיה תרמית, שמשמשת בסופו של דבר לחימום.

משאבות חום מבוססות קרנוט פופולריות מאוד הן כדרך חסכונית לארגון חימום והן כמערכת ידידותית לסביבה.

העבודה של קומפלקס מכשירים כזה קשורה להצטברות אנרגיה בעלת פוטנציאל נמוך הנמצאת במשאבים טבעיים (אדמה, מים, אוויר), והפיכתה לאנרגיית חום בעלת פוטנציאל גבוה.

ההמצאה של יוג'ין פרנט מסודרת ועובדת בצורה שונה לחלוטין.

עקרון הפעולה של מכשיר זה מבוסס על שימוש באנרגיה תרמית המשתחררת במהלך החיכוך. העיצוב מבוסס על משטחי מתכת שנמצאים לא קרובים זה לזה, אלא במרחק מסוים. החלל ביניהם מלא בנוזל.

חלקי המכשיר מסתובבים זה בזה באמצעות מנוע חשמלי, הנוזל בתוך הבית ובמגע עם האלמנטים המסתובבים מחומם.

ניתן להשתמש בחום המתקבל לחימום נוזל הקירור. מקורות מסוימים ממליצים להשתמש בנוזל זה ישירות למערכת החימום. לרוב, רדיאטור קונבנציונאלי מחובר למשאבת פרנט ביתית.

כ מערכת חימום נוזל קירור מומחים ממליצים בחום להשתמש בשמן ולא במים.

במהלך פעולת המשאבה הנוזל הזה נוטה להתחמם מאוד. מים בתנאים כאלה יכולים פשוט להרתיח. אדים חמים במרחב סגור יוצרים לחץ מוגזם, וזה בדרך כלל מוביל לקרע בצינורות או מארז. השימוש בשמן במצב זה הוא הרבה יותר בטוח, מכיוון שנקודת הרתיחה שלו גבוהה בהרבה.

כדי לייצר משאבת חום של פרנט, תזדקק למנוע, רדיאטור, מספר צינורות, מנעול דיסק פלדה, דיסקי פלדה, מוט מתכת או פלסטיק, גליל מתכת ומערכת ברגים (+)

יש דעה כי היעילות של מחולל חום כזה עולה על 100% ואף עשויה להיות 1000%. מבחינת הפיזיקה והמתמטיקה, אין זו אמירה נכונה לחלוטין.

היעילות משקפת את אובדן האנרגיה שהוצא לא על חימום, אלא על פעולת המכשיר בפועל. במקום זאת, הטענות הפנומנליות בנוגע ליעילות הגבוהה להפליא של משאבת פרנט משקפות את היעילות שלה, שהיא באמת מרשימה. עלות החשמל להפעלת המכשיר היא זניחה, אך כמות החום המתקבלת כתוצאה בולטת מאוד.

חימום נוזל קירור לאותן טמפרטורות בעזרת גוף חימום לחימום, למשל, ידרוש כמות גדולה בהרבה של חשמל, אולי עשרות פעמים יותר. תנור חימום ביתי אפילו לא היה מתחמם מצריכת חשמל כזו.

מדוע כל הנחות המגורים והתעשייה אינן מצוידות במכשירים כאלה? הסיבות עשויות להיות שונות.

ראשיתמים הם אמצעי העברת חום פשוט ונוח יותר משמן. זה לא מתחמם לטמפרטורות כה גבוהות, והעלמת ההשפעות של נזילות מים קלה יותר מהסרת שמן שנשפך.

שניתעד שהומצאה משאבת ה- Frenett, מערכת חימום מרכזית כבר הייתה קיימת ותפקדה בהצלחה. פירוקו להחלפה בגנרטורי חום יהיה יקר מדי ויגרום לאי נוחות רבה, כך שאיש אפילו לא שקל ברצינות את האופציה הזו. כפי שנאמר, הטוב ביותר הוא אויב הטוב.

המלצות לשימוש בכלי

ראוי לציין כי הווריאציות של משאבת יוג'ין פרנט המשתמשת במים כנוזל קירור עדיין קיימות. אך לרוב מדובר בדגמים תעשייתיים גדולים המשמשים בעסקים מתמחים.

פעולת מכשירים כאלה נשלטת בקפדנות על ידי מכשירים מיוחדים.מתן רמה דומה של בטיחות בבית זה כמעט בלתי אפשרי.

הסכימה הכללית של מחולל חום תעשייתי שפותחה על ידי מדעני קברובסק: קיבולת 1; 2 - צינור כניסה; 3 - צינור יציאה; 4 - דוד מים; 5 - פיר מיסב. מים משמשים כמוביל חום

הגרסה הפופולרית ביותר למשאבת פרנט, שמשתמשת במים ולא בשמן כחומר נוזל הקירור, היא מכשיר שפותח על ידי מדענים מחברובסק: נזרובה נטליה איבנובנה, לאונוב מיכאיל פבלוביץ 'וסירג אלכסנדר וסילייביץ'. בתכנון זה בצורת פטריות, מים מביאים רתיחה מיוחדת והופכים לאדים.

ואז משתמשים בכוח התגובה של הקיטור כדי להגדיל את מהירות התנועה של נוזל הקירור הנוזל לאורך תעלות המשאבה ל -135 מ '/ דקה כתוצאה מכך, עלויות האנרגיה להעברת נוזל הקירור הינן מינימליות, והתמורה בצורה של אנרגיה תרמית גבוהה מאוד.

עם זאת, מכלול כזה צריך להיות חזק בצורה יוצאת דופן, ויש לעקוב אחר פעולתו כל העת בכדי למנוע תאונה.

מה לעשות אם בעזרת משאבת פרנט היא אמורה לארגן חימום של חדר גדול או של הבית כולו? מים הם מנשא חום מסורתי; רוב מערכות החימום מתוכננות במיוחד עבורם. ומילוי מערכת חימום שלמה בשמן נוזלי מתאים יכול להיות יקר.

סוגיה זו נפתרת בפשטות רבה. יש צורך לבנות בנוסף מחליף חום קונבנציונאלי, בו השמן המחומם יחמם את המים המסתובבים דרך מערכת החימום. יחד עם זאת, קצת חום יאבד, אך ההשפעה הכוללת תישאר בולטת למדי.

ניתן להשתמש במשאבת החום Frenett בהצלחה בשילוב עם מערכות חימום רצפות מים. אבל במקום מים, אתה צריך לשפוך שמן נוזלי לתוך הצינורות

רעיון מעניין יהיה להשתמש במשאבת פרנט בשילוב עם מערכת חימום רצפה. במקרה זה, נוזל הקירור נותן דרך צינורות פלסטיק צרים המונחים במגהץ בטון.

מערכת חימום כזו מתפקדת באותו אופן כמו חימום רצפת מים רגיל. כמובן, פרויקט מסוג זה יכול להיות מיושם רק בבית פרטי, מכיוון שמותר להשתמש בו אך ורק לבנייני דירות רבי קומות. חימום תת רצפתי חשמלי.

דרך מעשית ונוחה לשימוש במכשיר כזה היא לחמם חדר קטן: מוסך, אסם, בית מלאכה וכו '. משאבת פרנט מאפשרת לכם לפתור ביעילות ובמהירות את בעיית החימום האוטונומי במקומות כאלה.

עלות החשמל להפעלתו קטנה בהשוואה להשפעה התרמית המתקבלת, ובניית אגרגט כזה אינו קשה מהחומרים הפשוטים ביותר.

אפשרויות עיצוב משאבת פרנט

יוג'ין פרנט לא רק המציא את המכשיר הקרוי על שמו, אלא גם שיפר אותו שוב ושוב, והגיע עם גרסאות חדשות ויעילות יותר של המכשיר.

במשאבה הראשונה, שהממציא בפטנט בשנת 1977, נעשה שימוש רק בשני צילינדרים:

• בחוץ - הצילינדר החלול בקוטר גדול יותר ובמצב סטטי
• פנימי - קוטר המכל קטן מעט מממדי חלל הצילינדר החיצוני.

הממציא שפך שמן נוזלי לחלל הצר שהתקבל בין קירות שני צילינדרים. כמובן שחלק מהמבנה בו נמצא נוזל קירור נוזלי זה היה אטום בזהירות כדי למנוע נזילת נפט.

זהו תרשים של הגרסה הראשונה של משאבת החום Frenett. הפיר המסתובב ממוקם אופקית, נוזל הקירור ממוקם בחלל צר בין שני צילינדרים עובדים (+)

הצילינדר הפנימי מחובר לציר המנוע בצורה שתבטיח את סיבובו המהיר ביחס לצילינדר הגדול הנייח. בקצה הנגדי של המבנה הוצב מאוורר עם גלגל תנועה.

במהלך הפעולה התחמם השמן והעביר חום לאוויר המקיף את המכשיר. המאוורר אפשר לפזר במהירות אוויר חם ברחבי החדר.

מכיוון שמבנה זה היה מחומם די חזק, לצורך שימוש נוח ובטוח, הוחבא המבנה בתיק מגן. כמובן שנעשו פתחים במתחם הדירה לזרימת אוויר.

תוספת שימושית לתכנון הייתה תרמוסטט, איתו ניתן להפוך אוטומטית את פעולת משאבת ה- Frenett במידה מסוימת.

הציר המרכזי במודל זה של משאבת החום ממוקם אנכית. המנוע נמצא בתחתית, ואז המותקנים הצילינדרים המקוננים זה בזה, ומעליו המאוורר. בהמשך הופיע דגם עם ציר מרכזי אופקי.

נעשה שימוש בדגם של משאבת חום של פרנט עם פיר מסתובב אופקי יחד עם רדיאטור חימום שבתוכו הסתובב שמן מחומם (+)

זה היה מכשיר כזה שמשמש לראשונה בשילוב לא עם מאוורר, אלא עם רדיאטור חימום. המנוע ממוקם בצד, ופיר הרוטור עובר דרך תוף מסתובב ויוצא החוצה.

מכשיר מסוג זה אינו מאוורר. נוזל הקירור מהמשאבה דרך הצינורות עובר לרדיאטור. באותו אופן ניתן להסיר את השמן המחומם למחליף חום אחר או ישירות לצינורות החימום.

בהמשך, תכנון משמעותי של משאבת החום של פרנסט. ציר הרוטור עדיין נשאר במצב אופקי, אך החלק הפנימי היה עשוי משני תופים מסתובבים ומדגל שמונח ביניהם. כאן, שמן נוזלי משמש שוב כמוביל חום.

בגרסה זו של משאבת החום Frenett, שני צילינדרים מסתובבים זה לצד זה, הם מופרדים על ידי מדחף שעוצב במיוחד עשוי מתכת עמידה מאוד (+)

כאשר תכנון זה מסתובב, השמן מתחמם בנוסף, כשהוא עובר דרך חורים מיוחדים שנעשו באימפלר ואז חודר לחלל הצר שבין קירות מארז המשאבה לרוטור שלו. לפיכך, היעילות של משאבת Frenett שופרה משמעותית.

נוצרים חורים קטנים בשולי המדחף עבור משאבת החום Frenett. נוזל הקירור מתחמם במהירות וביעילות, עובר דרכם (+)

עם זאת, ראוי לציין כי משאבה מסוג זה אינה מתאימה במיוחד לייצור בבית. ראשית עליך למצוא ציורים אמינים או לחשב את העיצוב בעצמך, וזה אפשרי רק למהנדס מנוסה.

אז תצטרכו למצוא אימפלר מיוחד עם חורים בגודל מתאים. אלמנט זה של משאבת החום עובד בעומסים גבוהים, ולכן עליו להיות עשוי מחומרים עמידים מאוד.

מכשיר מתוצרת עצמית

סקירה של אפשרויות התקני המשאבה של פרנט מאפשרת לנו להבין כי ניתן להשתמש בעקרונות פעולתם בדרגת יעילות כזו או אחרת בעיצובים מסוגים וסוגים שונים. הרעיון הבסיסי נותר זהה: חלל צר בין אלמנטים מתכתיים מלאים בשמן, וסיבוב עם מנוע חשמלי.

התרשים מציג גרסה של משאבת החום Frenett, המשמשת בדרך כלל לייצור עצמי של המכשיר. הבסיס לעיצוב הוא דיסקי מתכת המופרדים על ידי אגוזים (+)

בבית מיוצרים לרוב משאבה של פרנסט, המורכבת מסדרת לוחות מתכת המופרדים על ידי מרווח צר.

כדי ליצור מכשיר כזה, אתה צריך להכין את החומרים הדרושים:

• צילינדר מתכת חלול;
• סט דיסקי פלדה זהים עם חור במרכז;
• סט אגוזים בגובה 6 מ"מ;
• מוט פלדה הברגה:
• מנוע חשמלי עם פיר מורחב;
• נושאות;
• צינורות חיבור.

גדלי המשאבה עשויים להיות גדולים יותר או קטנים יותר. אבל יש לשמור על המרחק בין הדיסקים בדיוק - 6 מ"מ.אגוזים סטנדרטיים משמשים כמפריד, ומוט הפלדה הוא מרכז המבנה.

עוביו צריך להיות תואם לקוטר האום. אם אין מוט עם חוט בהישג יד, אתה רק צריך לחתוך אותו.

דיסקי המתכת עבור משאבת החום Frenett צריכים להיות קטנים מעט יותר מקוטר הגוף הגלילי בכדי להבטיח סיבוב חופשי וחימום יעיל יותר של נוזל הקירור.

ברור כי החור בדיסקים חייב להיות כזה שניתן להניח אותם בחופשיות על ציר הציר. הקוטר החיצוני של הדיסקים צריך להיות קטן בכמה מילימטרים מהמקרה. אם אין אלמנטים מוכנים בהישג יד, הדיסקים נחתכים באופן עצמאי ממתכת גיליון או מופקדים על עבודתם זו על הפונה.

ניתן לחתוך דיסקי פלדה למשאבת החום Frenett בבית אם קיים ציוד מתאים

הגוף הגלילי יכול להיות מיוצר מכלי מתכת ישן בתצורה מתאימה או מרותך ממתכת. חיתוך צינור מתכת רחב מתאים גם הוא.

קירות מרותכים לקצות הגליל. על הדיור להיות הדוק כדי שהשמן לא ידלוף. יש ליצור חורים נוספים בקצוות העליונים והתחתונים של המארז: לכניסה ויציאה מצינורות החימום המובילים לרדיאטור.

כמובן שיש לאטום את כל מפרקי הצינור. לחיבורי הברגה משתמשים בחותמות מיוחדות: קלטת FUM, פשתן וכו '. אם יוחלט השתמש בצינורות פוליפרופילן, תזדקק לאביזרים מיוחדים, ואולי גם למגהץ הלחמה להתקנת צינורות כאלה.

מנוע חשמלי בעל ביצועים גבוהים אינו נחוץ להפעלת משאבת פרנט. מכשיר שנלקח ממכשיר ביתי ישן או שבור, כמו מאוורר קונבנציונאלי, מתאים.

המטרה העיקרית של המנוע החשמלי היא סיבוב הפיר. סיבוב מהיר מדי עלול לגרום לתקלה במכשיר. ככל שהמבנה מסתובב מהר יותר, כך מנשא החום מתחמם.

ניתן להסיר מנוע קטן לסיבוב ציר של משאבת חום של פרנט ממכשירים ביתיים פגומים או לרכוש בחנות

כדי שהפיר יסתובב בחופשיות, אתה צריך מיסב מתאים בגדלים סטנדרטיים. כאשר כל הרכיבים מוכנים, תוכלו להתחיל בהרכבת המכשיר. ראשית, ציר מרכזי עם מיסב מותקן על החלק התחתון בתוך הדיור. ואז, אגוז ההפרדה דופק על הציר, ואז לשים דיסק, שוב אגוז, שוב דיסק וכו '.

דיסקים עם אגוזים מתחלפים עד למילוי המארז לראש. גם בשלב ההכנה ניתן לבצע חישובים מקדימים על מספר הדיסקים והאגוזים הנדרשים.

יש להוסיף את עובי הדיסק לעובי האום (6 מ"מ). גובה הגוף מחולק לפי נתון זה. המספר המתקבל ייתן מידע על המספר הדרוש של זוגות "אגוז + דיסק". התקן את האום אחרון.

לאחר מילוי הדיור באלמנטים נעים אלה, הוא ממולא בשמן נוזלי. סוג השמן לא משנה, אתה יכול לקחת מינרלים, זרעי כותנה, לפתית או כל שמן אחר שיסבול חום היטב ולא מתקשה. לאחר מכן העיצוב מכוסה בכיסוי העליון ונבשל בעדינות.

בשלב זה צינורות הרדיאטור בדרך כלל כבר מחוברים לכיסויים. מטעמי נוחות, במהלך ההתקנה והתחזוקה של המכשיר על הצינורות ניתן להתקין שני תפסים. עכשיו אתה צריך לחבר את ציר משאבת החום לציר המנוע.

המערכת כלולה ברשת, בדוק אם מדובר בדליפות, הערך את מאפייני המכשיר.

ניתן לחבר משאבת חום פרנט מתוצרת עצמית לרדיאטור רגיל מברזל יצוק או bimetal, שיספק את אפקט החימום הדרוש.

אם הכל נעשה נכון, הציר עם הדיסקים יתחיל להסתובב, ומחמם את השמן בתוך המכשיר. מנשא החום החם יעבור דרך החור העליון דרך הצינור לרדיאטור החימום.שמן מקורר יחזור לגוף משאבת החום דרך הצינור התחתון לחימום מחדש.

כדי להפוך את פעולת המערכת לאוטומטית, אתה יכול להשתמש בממסר מיוחד עם חיישן טמפרטורה המזהה את החימום של בית משאבת החום ומכבה את המנוע או מדליק אותו לפי הצורך. זה ימנע התחממות יתר של המערכת, פירוק המנוע החשמלי ובכלל יגדיל את חיי המכשיר.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

גרסה מעניינת של משאבת פרנט מוצגת בסרטון זה:

לרוע המזל, משאבת פרנט לא מצאה הסכמה רחבה בתחום החימום. מכשיר כזה לייצור תעשייתי לשימוש ביתי קשה למצוא בחנויות למוצרי בית. אבל בעלי מלאכה עממיים רבים השתמשו בהצלחה בהישגיו של מדען זה ויישמו אותם בבתיהם, בסאונות, במוסכים וכו '.

אולי אתה העצמי מאוד שהצליח לממש את הרעיון של פרנט? אנא שתפו את החוויה שלכם - השאירו תגובות למאמר והוסיפו תמונות של המוצרים שלכם. טופס יצירת הקשר נמצא למטה.