מכשיר משאבת חום פרנט עצמאי (מחמם חיכוך)

המלצות לשימוש במכשיר

ראוי לציין שעדיין קיימות וריאציות של משאבת יוג'ין פרנט המשתמשת במים כנוזל קירור. אבל בדרך כלל מדובר בדגמים תעשייתיים גדולים המשמשים בארגונים מיוחדים. פעולתם של מכשירים כאלה נשלטת בקפדנות בעזרת מכשירים מיוחדים. כמעט בלתי אפשרי לספק רמת אבטחה כזו בבית.

הגרסה הפופולרית ביותר של משאבת פרנט, המשתמשת במים ולא בשמן כנוזל קירור, היא מכשיר שפותח על ידי מדענים מחברובסק: Nazyrova Natalya Ivanovna, Leonov Mikhail Pavlovich ו-Syarg Alexander Vasilyevich. במבנה בצורת פטרייה זה מביאים מים בכוונה לרתיחה ומומרים לאדים.

לאחר מכן, הכוח התגובתי של הקיטור משמש להגברת מהירות התנועה של נוזל העברת החום דרך תעלות המשאבה עד ל-135 מטר לדקה. כתוצאה מכך, עלויות האנרגיה להזזת נוזל הקירור הן מינימליות, והתמורה בצורת אנרגיה תרמית גבוהה מאוד. אבל יחידה כזו חייבת להיות עמידה ביותר, ויש לפקח על פעולתה כל הזמן על מנת למנוע תאונה.

מה לעשות אם בעזרת משאבת פרנט היא אמורה לארגן חימום של חדר גדול או כל הבית? מים הם נוזל קירור מסורתי, רוב מערכות החימום תוכננו במיוחד עבורו. כן, ומילוי כל מערכת החימום בשמן הנוזלי הנכון עשוי להיות עסק יקר.

בעיה זו נפתרת בפשטות רבה. יש צורך לבנות בנוסף מחליף חום קונבנציונלי שבו השמן המחומם יחמם את המים המסתובבים דרך מערכת החימום. קצת חום יאבד במקרה זה, אבל ההשפעה הכוללת תישאר די בולטת.

רעיון מעניין יהיה להשתמש במשאבת Frenett בשילוב עם מערכת חימום רצפתי. במקביל, נוזל הקירור מותר דרך צינורות פלסטיק צרים המונחים במגהץ בטון. מערכת חימום כזו פועלת באותו אופן כמו רצפה מחוממת מים קונבנציונלית.כמובן שפרויקט מסוג זה יכול להתבצע רק בבית פרטי, שכן רק חימום תת רצפתי חשמלי מותר לבנייני דירות רבי קומות.

דרך מעשית ונוחה להשתמש במכשיר כזה היא לחמם חדר קטן: מוסך, אסם, בית מלאכה וכו'. משאבת Frenett מאפשרת לך לפתור ביעילות ובמהירות את בעיית החימום האוטונומי במקומות כאלה. עלות החשמל להפעלתו קטנה בהשוואה לאפקט התרמי שנוצר, ולא קשה לבנות יחידה כזו מהחומרים הפשוטים ביותר.

5 היתרונות המובילים לבעלי מפעלים

היתרונות של מערכות חימום עם משאבות חום כוללים את הדברים הבאים:

1. יעילות כלכלית. עם עלות של 1 קילוואט של אנרגיה חשמלית, אתה יכול לקבל 3-4 קילוואט של חום. אלה הם אינדיקטורים ממוצעים, כי. מקדם המרת החום תלוי בסוג הציוד ובתכונות העיצוב.
2. בטיחות סביבתית. במהלך פעולת המתקן התרמי, מוצרי בעירה או חומרים אחרים שעלולים להיות מסוכנים אינם חודרים לסביבה. הציוד בטוח לאוזון. השימוש בו מאפשר לקבל חום ללא פגיעה קלה בסביבה.
3. צדדיות של יישום. בעת התקנת מערכות חימום המופעלות על ידי מקורות אנרגיה מסורתיים, בעל הבית הופך להיות תלוי במונופוליסטים. פאנלים סולאריים וטורבינות רוח לא תמיד חסכוניים. אבל משאבות חום ניתן להתקין בכל מקום. העיקר הוא לבחור את סוג המערכת הנכונה.
4. רב תכליתיות. בעונה הקרה המתקנים מחממים את הבית, ובחום הקיץ הם מסוגלים לעבוד במצב מיזוג אוויר. הציוד משמש במערכות מים חמים, המחוברות לקווי המתאר של חימום תת רצפתי.
5. בטיחות תפעולית. משאבות חום אינן דורשות דלק, אינן פולטות חומרים רעילים במהלך פעולתן, והטמפרטורה המקסימלית של יחידות הציוד אינה עולה על 90 מעלות. מערכות חימום אלו אינן מסוכנות יותר ממקררים.

אין מכשירים אידיאליים. משאבות חום הן אמינות, עמידות ובטוחות, אך העלות שלהן תלויה ישירות בכוח.

ציוד איכותי לחימום מלא ואספקת מים חמים של בית של 80 מ"ר. יעלה בערך 8000-10000 יורו. מוצרים תוצרת בית הם בעלי הספק נמוך, הם יכולים לשמש לחימום חדרים בודדים או חדרי שירות.

יעילות ההתקנה תלויה באיבוד החום של הבית. הגיוני להתקין את הציוד רק באותם מבנים שבהם מסופקת רמה גבוהה של בידוד, ואינדיקטורים לאובדן חום אינם גבוהים מ-100 W / m2.

משאבות חום יכולות להחזיק מעמד 30 שנה או יותר. השימוש בהם משתלם במיוחד לאספקת מים חמים, כמו גם במערכות חימום משולבות, לרבות חימום תת רצפתי.

הציוד אמין ולעתים רחוקות מתקלקל

אם זה תוצרת בית, אז חשוב לבחור מדחס איכותי, והכי טוב - ממקרר או מזגן של מותג מוכח

עקרון הפעולה של המכשיר

מי שבא במגע עם נושאי חימום חסכוני, השם "משאבת חום" מוכר היטב. במיוחד בשילוב עם מונחים כמו "מים-יבשה", "מים-מים" או "אוויר-מים" וכו'.

למשאבת חום כזו אין כמעט שום דבר במשותף עם מכשיר Frenette. בנוסף לשם והתוצאה הסופית בצורה של אנרגיה תרמית, המשמשת בסופו של דבר לחימום.

משאבות חום הפועלות על עיקרון קרנו פופולריות מאוד הן כדרך חסכונית לארגון חימום והן כמערכת ידידותית לסביבה.

הפעולה של קומפלקס מכשירים כזה קשורה להצטברות של אנרגיה בעלת פוטנציאל נמוך הכלול במשאבים טבעיים (אדמה, מים, אוויר) והמרתה לאנרגיה תרמית בעלת פוטנציאל גבוה.

ההמצאה של יוג'ין פרנט מסודרת ופועלת בצורה אחרת לגמרי.

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

חלקים מהמכשיר מסתובבים זה ביחס לזה בעזרת מנוע חשמלי, הנוזל בתוך המארז ובמגע עם האלמנטים המסתובבים מחומם.

ניתן להשתמש בחום המתקבל לחימום נוזל הקירור. מקורות מסוימים ממליצים להשתמש בנוזל זה ישירות עבור מערכת החימום. לרוב, רדיאטור רגיל מחובר למשאבת פרנט תוצרת בית.

מומחים ממליצים בחום להשתמש בשמן ולא במים בתור נוזל הקירור של מערכת החימום.

במהלך פעולת המשאבה, הנוזל הזה נוטה להתחמם חזק מאוד. מים בתנאים כאלה יכולים פשוט להרתיח. קיטור חם בחלל סגור יוצר לחץ עודף, וזה בדרך כלל מוביל לקרע של צינורות או מעטפת. הרבה יותר בטוח להשתמש בשמן במצב כזה, שכן נקודת הרתיחה שלו הרבה יותר גבוהה.

כדי לייצר משאבת חום של פרנט, תזדקק למנוע, רדיאטור, מספר צינורות, שסתום פרפר מפלדה, דיסקים מפלדה, מתכת או פלסטיק סט מוט, גליל מתכת ואומים (+)

יש דעה שהיעילות של מחולל חום כזה עולה על 100% ויכולה להיות אפילו 1000%. מנקודת מבט של פיזיקה ומתמטיקה, זו לא אמירה נכונה לחלוטין.

היעילות משקפת את הפסדי האנרגיה המושקעים לא על חימום, אלא על הפעולה בפועל של המכשיר. במקום זאת, הטענות הפנומנליות לגבי היעילות הגבוהה להפליא של משאבת Frenette משקפות את היעילות שלה, שהיא באמת מרשימה. עלות החשמל לתפעול המכשיר זניחה, אך כמות החום המתקבלת כתוצאה מכך בולטת מאוד.

חימום נוזל הקירור לאותן טמפרטורות באמצעות גוף חימום לחימום, למשל, ידרוש כמות חשמל גדולה בהרבה, אולי פי עשרה יותר. דוד ביתי עם צריכה כזו של חשמל אפילו לא יתחמם.

מדוע לא כל בתי המגורים והתעשייה מצוידים במכשירים כאלה? הסיבות עשויות להיות שונות.

ראשית, מים הם נוזל קירור פשוט ונוח יותר מאשר שמן. הוא אינו מתחמם לטמפרטורות כה גבוהות, וקל יותר לנקות את ההשלכות של נזילות מים מאשר לנקות שמן שנשפך.

שנית, כאשר הומצאה משאבת פרנט, מערכת חימום מרכזית כבר הייתה קיימת ותפקדה בהצלחה. הפירוק שלו להחלפה במחוללי חום יהיה יקר מדי ויביא אי נוחות רבה, כך שאף אחד אפילו לא שקל את האפשרות הזו ברצינות. כמו שאומרים, הטוב ביותר הוא האויב של הטוב.

פנים משאבת חום

קלַאסִי משאבת החום מורכבת מ מספר מרכיבים:

• רוטור;
• פיר;
• מאוורר להב;
• גַלגַל מְכַוֵן.

זוג צילינדרים - רוטור וסטטור - קובעים את פעולת ה-TNF. הסטטור הוא צילינדר גדול וריק מבפנים, והרוטור הוא צילינדר פחות נפח המותקן בסטטור. שמן (נוזל קירור) מוזג לתוך הסטטור, שם הוא מחומם תחת פעולת הרוטור. הרוטור עצמו מופעל על ידי פיר שעליו מותקן מאוורר להבים. האחרון נושף אוויר חם לחדר, שבגללו מתבצעת פונקציית החימום.

פנים משאבת חום

כך פעלה משאבת החום הראשונה. בעתיד, עבודתו שופרה. בדגמים מודרניים יותר, הרוטור כבר לא היה נחוץ - הוא הוחלף על ידי דיסקים פלדה. בנוסף, אין צורך במאוורר להבים.

גורמים המבטיחים יעילות גבוהה למשאבת חום:

• נוזל הקירור נמצא במערכת סגורה;
• אין צורך במחליף חום;
• כוח חימום גבוה;
• לחלק העיקרי של ה-TNF יש צורה חרוטית, המעדיפה את המראה של אזורי ואקום ועלייה בטמפרטורה.

יתרונות ההתקנה

ניתן לחבר משאבת חום פרנטה למערכת החימום התת רצפתי

משאבות חום פרנטה, בהשוואה ליחידות אחרות מסוג זה, פופולריות מאוד. המתקן נמצא בשימוש נרחב במערכות חימום.

כמו כן, ניתן לחבר את המשאבה למערכות חימום רצפה מודרניות.

שימוש כה נרחב במשאבת החום מוסבר בכך שיש לה יתרונות רבים בהשוואה ליחידות אחרות.

אלו כוללים:

• תפוקה גבוהה;
• רווחיות;
• היכולת לפעול במצב אוטומטי;
• צדדיות של המשאבה;
• התאמה אישית קלה לצרכים מסוימים;
• מידות קומפקטיות;
• פעולה שקטה ועוד הרבה יותר.

הכנסת שינויים חדשים בעיצוב המשאבה מובילה לשיפור במאפיינים הטכניים שלה.

משאבות חום של פרנט נמצאות בשימוש נרחב בתחומים שונים. לרוב הם מותקנים בבתים כפריים. יתרון חשוב של היחידה הוא שניתן להרכיב אותה ביד.

משאבת חום לחימום הבית, עקרון הפעולה

פעולת משאבת החום, המקרר והמזגן מבוססת על מחזור קרנו. משאבת חום לחימום מעבירה חום מאזור עם טמפרטורה נמוכה יותר לצרכן, שבו הערך של פרמטר זה צריך להיות גבוה יותר. במקרה זה, הוא נלקח מבחוץ, שם הוא נצבר, ולאחר כמה טרנספורמציות הוא נכנס לבית. החום הטבעי, ולא האנרגיה המשתחררת במהלך הבעירה של דלק מסורתי, הוא זה שמגביר את הטמפרטורה של נוזל הקירור העובר בצינורות של מערכת החימום.

למעשה, עקרון הפעולה של המשאבה הוא הרבה יותר מסובך. לכן, מכשירים מהמעמד הזה מושווים לעתים קרובות ליחידות קירור, שפועלים רק הפוך. אבל סדר הפעולה הכללי זהה, למרות שיש הבדל גדול הן בפתרון ההנדסי והן במטרת החלקים העיקריים של המכשירים. ממערכת חימום מסורתית המעגל המורכב על משאבת חום שונה במספר המעגלים ובפרטי עבודתם.

המעגל החיצוני מותקן מחוץ לבית פרטי. הוא מונח במקום שבו מצטבר חום כאשר משטחים מחוממים על ידי אור השמש או מסיבה אחרת.אנרגיה יכולה להילקח, למשל, מהאוויר, האדמה, המים. אפילו מבאר, אם הבית על אדמה סלעית או שיש הגבלות על התקנת צינור. לכן, ישנם מספר שינויים של משאבות חום, למרות העובדה כי החימום מאורגן על פי אותו סוג של תוכנית.

עקרון הפעולה של המשאבה

המעגל הפנימי (לא להתבלבל עם החימום בבית) ממוקם גיאוגרפית ביחידה עצמה. נוזל הקירור המקורר שמסתובב בחיצוני מעלה חלקית את הטמפרטורה שלו בגלל הסביבה. עובר דרך המאייד, הוא מעביר את האנרגיה המופקת לקירור שבו מתמלא המעגל הפנימי. האחרון, בשל תכונתו הספציפית, רותח ועובר למצב גזי. לחץ נמוך וטמפרטורות מעל -5 מעלות צלזיוס מספיקים לכך. כלומר, המדיום הנוזלי הופך לגז.

בהמשך - למדחס, שבו הלחץ מוגבר באופן מלאכותי, שבגללו מחומם נוזל הקירור. באלמנט המבני הזה, שהוא מחליף החום השני, מועברת אנרגיה תרמית לנוזל (מים או חומר נגד קפיאה), העובר דרך קו ההחזרה של מערכת החימום של הבית. ערכת חימום מקורית, יעילה ורציונלית למדי.

משאבת החום זקוקה לחשמל כדי לפעול. אבל זה עדיין הרבה יותר רווחי משימוש רק בתנור חימום חשמלי. מכיוון שדוד חשמל או דוד חשמלי מוציאים בדיוק את אותה כמות חשמל כמו שהוא מייצר חום. לדוגמה, אם לדוד יש הספק של 2 קילוואט, אז הוא מוציא 2 קילוואט לשעה ומפיק 2 קילוואט חוֹם. משאבת חום מפיקה חום פי 3-7 ממה שהיא צורכת חשמל.לדוגמה, 5.5 קוט"ש משמשים להפעלת המדחס והמשאבה, ומתקבלים 17 קוט"ש של חום. יעילות גבוהה זו היא היתרון העיקרי של משאבת חום.

נותר להוסיף שתמיסת מלח או אתילן גליקול מסתובבת במעגל החיצוני, ופריאון, ככלל, מסתובב במעגל הפנימי. ההרכב של ערכת חימום כזו כולל מספר מכשירים נוספים. העיקריים שבהם הם מפחית שסתומים ותת-מצנן.

תהליך הרכבת משאבת חום פרנטה עשה זאת בעצמך: שרטוטים

ראשית, שני חורים עשויים בבית לחימום צינורות במיוחד עבור צינורות חימום. מוט ההברגה מותקן במרכז הגוף. הבריגו את האום על הברגה הזו, הניחו את הדיסק, ואז הבריגו את האום הבא וכו' וכך התקנת הדיסקים נמשכת עד למילוי מלא של הבית.

ואז שמן הוא שפך לתוך המערכת, למשל, זרעי כותנה. המארז סגור ומקובע על המוט. הביאו את צינורות הרדיאטור אל החורים שנוצרו. המנוע החשמלי מחובר למוט המרכזי, הוא מבטיח סיבוב. ניתן לחבר את המכשיר לרשת ולבדוק את פעולתו.

אפשרויות עיצוב משאבת Frenette

יוג'ין פרנט לא רק המציא את המכשיר הקרוי על שמו, אלא גם שיפר אותו פעמים רבות, והגיע עם גרסאות חדשות ויעילות יותר של המכשיר. ממש במשאבה הראשונה, עליה רשם הממציא פטנט ב-1977, נעשה שימוש בשני צילינדרים בלבד: חיצוני ופנימי. הגליל החיצוני החלול היה גדול יותר בקוטר והיה במצב סטטי. במקרה זה, קוטר הגליל הפנימי היה מעט קטן מממדי חלל הגליל החיצוני.

זהו תרשים של הגרסה הראשונה של משאבת החום של Frenette.הציר המסתובב ממוקם אופקית, נוזל הקירור ממוקם בחלל צר בין שני צילינדרים עובדים

הממציא שפך שמן נוזלי לתוך החלל הצר שנוצר בין דפנות שני הגלילים. כמובן, החלק של המבנה שהכיל את נוזל העברת החום הזה נאטם בקפידה כדי למנוע דליפות שמן.

הגליל הפנימי מחובר לציר המנוע באופן שיבטיח את סיבובו המהיר ביחס לצילינדר הגדול הנייח. מאוורר עם אימפלר הוצב בקצה הנגדי של המבנה. במהלך הפעולה השמן התחמם והעביר חום לאוויר המקיף את המכשיר. המאוורר איפשר להפיץ במהירות אוויר חם בכל נפח החדר.

מכיוון שהעיצוב הזה התחמם די הרבה, למען שימוש נוח ובטוח, העיצוב הוסתר בתיק מגן. כמובן, נעשו חורים במארז לזרימת אוויר. תוספת שימושית לעיצוב הייתה תרמוסטט, שבאמצעותו ניתן היה לבצע אוטומטית במידת מה את פעולת משאבת Frenett.

הציר המרכזי בדגם משאבת חום כזה ממוקם אנכית. המנוע נמצא בתחתית, ואז מותקנים צילינדרים מקוננים, והמאוורר נמצא בחלק העליון. מאוחר יותר הופיע דגם בעל ציר מרכזי אופקי.

נעשה שימוש בדגם משאבת חום של Frenette עם פיר מסתובב אופקית בשילוב עם רדיאטור חימום עם שמן מחומם שמסתובב בפנים.

זה היה מכשיר כזה ששימש לראשונה בשילוב לא עם מאוורר, אלא עם רדיאטור חימום. המנוע ממוקם בצד, וציר הרוטור עובר דרך התוף המסתובב והחוצה. במכשיר סוג זה של מאוורר חָסֵר. נוזל הקירור מהמשאבה עובר דרך הצינורות אל הרדיאטור. באותו אופן, ניתן להעביר את השמן המחומם למחליף חום אחר או ישירות לתוך צינורות החימום.

מאוחר יותר, העיצוב של משאבת החום פרנט שונה באופן משמעותי. ציר הרוטור עדיין נשאר במצב אופקי, אך החלק הפנימי היה עשוי משני תופים מסתובבים ואימפלר שהונח ביניהם. גם כאן שמן נוזלי משמש כמוביל חום.

בגרסה זו של משאבת החום של Frenette, שני צילינדרים מסתובבים זה לצד זה, הם מופרדים על ידי אימפלר מעוצב במיוחד העשוי ממתכת עמידה מאוד.

כאשר עיצוב זה מסתובב, השמן מתחמם בנוסף, כשהוא עובר דרך חורים מיוחדים שנעשו באימפלר, ולאחר מכן חודר לתוך חלל צר. בין הקירות של מעטפת המשאבה והרוטור שלו. לפיכך, היעילות של משאבת Frenett שופרה משמעותית.

חורים קטנים עשויים לאורך קצוות האימפלר עבור משאבת החום של Frenett. נוזל הקירור מתחמם במהירות וביעילות ועובר דרכם

עם זאת, ראוי לציין כי משאבה מסוג זה אינה מתאימה במיוחד לייצור ביתי. ראשית אתה צריך למצוא שרטוטים אמינים או לחשב את העיצוב בעצמך, ורק מהנדס מנוסה יכול לעשות זאת. אז אתה צריך למצוא אימפלר מיוחד עם חורים בגודל מתאים.אלמנט זה של משאבת החום פועל בעומסים מוגברים, ולכן הוא חייב להיות עשוי מחומרים עמידים מאוד.

איך פועלת משאבת חום

בבסיסה, טכנולוגיית הפעולה של TNF דומה לעקרון הפעולה של מקרר. ציוד קירור, להורדת הטמפרטורה, לוקח חום מהתאים ומשחרר אותו החוצה בעזרת רדיאטורים. קק"ל פועלת בדיוק באותו אופן: כדי להפיק חום היא לוקחת אותו מהאדמה או מהנוזל, מעבדת אותו ומעבירה למערכת חימום של בית פרטי, בית מלאכה, חממה או כל חדר אחר.

איך פועלת משאבת חום

נוזל הקירור, שיכול להיות אמוניה או פריאון, נע בתוך המעגלים החיצוניים והפנימיים. במקרה זה, המעגל החיצוני אחראי על קבלת חום מהאטמוספירה, האדמה או המים.

לכל סביבה טבעית יש בהרכבה כמות מסוימת של אנרגיה תרמית שונה. הקירור מסוגל לאסוף אותו ולשלוח אותו למיחזור. כדי להתחיל תהליך זה, יש צורך שהטמפרטורה של נושא החום תעלה ב-4-5 מעלות.

לאחר מכן, מהמעגל החיצוני, נוזל הקירור מופנה אל הפנימי. כאן המאייד הופך את נושא החום מנוזל לגז. התהליך מתרחש בשל העובדה שלפריאון בלחץ סביבתי נמוך יש נקודת רתיחה נמוכה.

לאחר המאייד, פריאון בצורה של גז ממהר לתוך המדחס, שם מתרחשת דחיסה וכתוצאה מכך עלייה בטמפרטורה. לאחר מכן, הגז נמצא בקבל. שם, הגז חולק את הטמפרטורה שלו עם הנוזל (נושא חום). כתוצאה מהקירור, הגז חוזר למצב נוזלי ומתחיל מחזור מחזור חדש של מחזור במערכת.

הפרמטר העיקרי הקובע את התפוקה של ה-TNF הוא מקדם ההמרה. אינדיקטור זה הוא תוצאה של יחס מסוים בין ההספק התרמי המיוצר על ידי TNF לנפח צריכת האנרגיה התרמית.

עקרון הפעולה של המכשיר

מי שבא במגע עם נושאי חימום חסכוני, השם "משאבת חום" מוכר היטב. במיוחד בשילוב עם מונחים כמו "מים-יבשה", "מים-מים", "מים-אוויר" וכו'. למשאבת חום כזו אין כמעט שום דבר במשותף עם מכשיר Frenette, למעט אולי השם והתוצאה הסופית בצורה של אנרגיה תרמית, שבסופו של דבר משמשת לחימום.

משאבות חום הפועלות על עיקרון קרנו פופולריות מאוד הן כדרך חסכונית לארגון חימום והן כמערכת ידידותית לסביבה. הפעולה של קומפלקס מכשירים כזה קשורה להצטברות של אנרגיה בעלת פוטנציאל נמוך הכלול במשאבים טבעיים (אדמה, מים, אוויר) והמרתה לאנרגיה תרמית בעלת פוטנציאל גבוה. ההמצאה של יוג'ין פרנט מסודרת ופועלת בצורה אחרת לגמרי.

גלריית תמונות
תמונה מ
לא ניתן לייחס ללא תנאי את מערכת הפקת החום שפותחה על ידי E. Frenett למחלקת משאבות החום. על פי העיצוב והמאפיינים הטכנולוגיים, מדובר בתנור חימום

היחידה אינה משתמשת במקורות אנרגיה גיאוגרפיים או סולאריים בעבודתה. נוזל קירור השמן שבתוכו מחומם על ידי כוח החיכוך שנוצר על ידי סיבוב של דיסקיות מתכת.

גוף העבודה של המשאבה הוא גליל מלא בשמן, שבתוכו נמצא ציר הסיבוב. זהו מוט פלדה המצויד בדיסקים מקבילים המרוחקים כ-6 ס"מ זה מזה.

כוח צנטריפוגלי דוחף את נוזל הקירור המחומם לתוך הסליל המחובר למכשיר. השמן המחומם יוצא מהמכשיר בנקודת החיבור העליונה. נוזל הקירור המקורר מוחזר מלמטה

מראה משאבת החום של Frenette

חימום המכשיר במהלך הפעולה

מרכיבים מבניים עיקריים

המידות בפועל של אחד הדגמים

עקרון הפעולה של מכשיר זה מבוסס על השימוש באנרגיה תרמית, המשתחררת במהלך החיכוך. העיצוב מבוסס על משטחי מתכת הממוקמים לא קרוב זה לזה, אלא במרחק מסוים. החלל ביניהם מלא בנוזל. חלקים מהמכשיר מסתובבים זה ביחס לזה בעזרת מנוע חשמלי, הנוזל בתוך המארז ובמגע עם האלמנטים המסתובבים מחומם.

ניתן להשתמש בחום המתקבל לחימום נוזל הקירור. מקורות מסוימים ממליצים להשתמש בנוזל זה ישירות עבור מערכת החימום. לרוב, רדיאטור רגיל מחובר למשאבת פרנט תוצרת בית. כנוזל חימום, מומחים ממליצים בחום להשתמש בשמן, לא במים.

במהלך פעולת המשאבה, נוזל קירור זה נוטה להתחמם חזק מאוד. מים בתנאים כאלה יכולים פשוט להרתיח. קיטור חם בחלל סגור יוצר לחץ עודף, וזה בדרך כלל מוביל לקרע של צינורות או מעטפת. הרבה יותר בטוח להשתמש בשמן במצב כזה, שכן נקודת הרתיחה שלו הרבה יותר גבוהה.

כדי לייצר משאבת חום של Frenette, תזדקק למנוע, רדיאטור, מספר צינורות, שסתום פרפר מפלדה, דיסקים מפלדה, מוט מתכת או פלסטיק, צילינדר מתכת וערכת אום (+)

יש דעה שהיעילות של מחולל חום כזה עולה על 100% ויכולה להיות אפילו 1000%. מנקודת מבט של פיזיקה ומתמטיקה, זו לא אמירה נכונה לחלוטין. היעילות משקפת את הפסדי האנרגיה המושקעים לא על חימום, אלא על הפעולה בפועל של המכשיר. במקום זאת, הטענות הפנומנליות לגבי היעילות הגבוהה להפליא של משאבת Frenette משקפות את היעילות שלה, שהיא באמת מרשימה.

עלות החשמל לתפעול המכשיר זניחה, אך כמות החום המתקבלת כתוצאה מכך בולטת מאוד. חימום נוזל הקירור לאותן טמפרטורות בעזרת גוף חימום, למשל, ידרוש כמות חשמל גדולה בהרבה, אולי פי עשרה יותר. דוד ביתי עם צריכה כזו של חשמל אפילו לא יתחמם.

מדוע לא כל בתי המגורים והתעשייה מצוידים במכשירים כאלה? הסיבות עשויות להיות שונות. ובכל זאת, מים הם נוזל קירור פשוט ונוח יותר מאשר שמן. הוא אינו מתחמם לטמפרטורות כה גבוהות, וקל יותר לנקות את ההשלכות של נזילות מים מאשר לנקות שמן שנשפך.

סיבה נוספת עשויה להיות שעד שהומצאה משאבת פרנט, מערכת חימום מרכזית כבר הייתה קיימת ותפקדה בהצלחה. הפירוק שלו להחלפה במחוללי חום יהיה יקר מדי ויביא אי נוחות רבה, כך שאף אחד אפילו לא שקל את האפשרות הזו ברצינות. כמו שאומרים, הטוב ביותר הוא האויב של הטוב.

ייצור מתקן גיאותרמי

זה בהחלט אפשרי לעשות התקנה גיאותרמית במו ידיך. במקביל, האנרגיה התרמית של כדור הארץ משמשת לחימום הבית.כמובן שזה תהליך מפרך, אבל היתרונות הם משמעותיים.

חישוב מחליפי החום של המעגל והמשאבה

שטח המעגל עבור HP מחושב בקצב של 30 מ"ר לקילווואט. עבור שטח מחיה של 100 מ"ר, יש צורך בכ-8 קילוואט/שעה של אנרגיה. אז שטח המעגל יהיה 240 מ"ר.

מחליף החום יכול להיות עשוי מצינור נחושת. הטמפרטורה בכניסה היא 60 מעלות, ביציאה 30 מעלות, ההספק התרמי הוא 8 קילוואט/שעה. שטח חילופי החום צריך להיות 1.1 מ"ר. צינור נחושת בקוטר 10 מילימטר, מקדם בטיחות של 1.2.

היקף במטרים: l \u003d 10 × 3.14 / 1000 \u003d 0.0314 מ'.

מספר צינור נחושת במטרים: L = 1.1 × 1.2 / 0.0314 = 42 מ'.

ציוד וחומרים נחוצים

במובנים רבים, הצלחה בייצור משאבות חום תלויה במידת המוכנות והידע של הקבלן עצמו, וכן בזמינות ובאיכות של כל הדרוש להתקנת משאבת חום.

לפני תחילת העבודה, עליך לרכוש ציוד וחומרים:

• מַדחֵס;
• קַבָּל;
• בקר;
• אביזרי פוליאתילן המיועדים להרכבת אספנים;
• צינור למעגל האדמה;
• משאבות סירקולציה;
• צינור מים או צינור HDPE;
• מנומטרים, מדי חום;
• צינור נחושת בקוטר של 10 מילימטרים;
• בידוד לצינורות;
• ערכת איטום.

כיצד להרכיב את מחליף החום

בלוק חילופי החום מורכב משני מרכיבים. יש להרכיב את המאייד לפי עקרון "צינור בצינור". צינור הנחושת הפנימי מלא בפריאון או נוזל אחר רותח במהירות. מבחוץ מזרימים מים מהבאר.

לפני הרכבת הקבל, יש צורך ללפף את צינור הנחושת בצורה של ספירלה ולהניח אותו בחבית מתכת בעלת קיבולת של לפחות 0.2 מ"ר.צינור הנחושת מלא בפריאון, וחבית המים מחוברת למערכת חימום הבית.

סידור קו מתאר הקרקע

על מנת להכין את השטח הדרוש לקווי הקרקע, יש צורך לבצע כמות גדולה של עבודות עפר, שרצוי לבצע בצורה מכנית.

אתה יכול להשתמש ב-2 שיטות:

1. בשיטה הראשונה יש צורך להסיר את שכבת האדמה העליונה לעומק מתחת לקפיאה שלה. בתחתית הבור שנוצר שכב נחש חופשי חלק מהצינור החיצוני מאייד ולעבד מחדש את האדמה.

2. בשיטה השנייה יש לחפור תחילה תעלה על כל השטח המתוכנן. מניחים בו צינור.

אז אתה צריך לבדוק את אטימות כל החיבורים ולמלא את הצינור במים. אם אין נזילות, ניתן למלא את המבנה באדמה.

תדלוק והתחלה ראשונה

לאחר השלמת ההתקנה, יש למלא את המערכת בקרור. עבודה זו מופקדת בצורה הטובה ביותר למומחה, מכיוון שמכשירים מיוחדים משמשים למילוי המעגל הפנימי בפריאון. בעת המילוי יש למדוד את הלחץ והטמפרטורה כניסה ויציאה של מדחס.

איך לעשות מכשיר כזה בעצמך?

הפרקטי ביותר לחימום בתים הוא דגם משאבת החום של Frenette, חסר מאוורר וצילינדר פנימי. במקום זאת, נעשה שימוש בדיסקי מתכת רבים המסתובבים בתוך המכשיר. את תפקיד נוזל הקירור מבצע השמן שנכנס לרדיאטור, מתקרר ואז חוזר למערכת. הפעולה של מכשיר כזה מודגמת בצורה משכנעת בסרטון:

למי שיודע אנגלית, הסרטון הזה עשוי להיות שימושי:

זה לא קשה לעשות משאבת חום על פי העיקרון של יוג'ין פרנט בבית. בשביל זה תצטרך:

• גליל מתכת;
• דיסקים פלדה;
• אֱגוֹזִים;
• מוט ברזל;
• מנוע חשמלי קטן;
• צינורות;
• רַדִיאָטוֹר.

הקוטר של דיסקיות הפלדה צריך להיות מעט קטן יותר מקוטר הגליל כך שיהיה מרווח קטן בין דפנות הבית לחלק המסתובב. מספר הדיסקים והאגוזים תלוי במידות המבנה. הדיסקים נמתחים ברצף על מוט פלדה, ומפרידים אותם עם אגוזים. בדרך כלל משתמשים באגוזים שגובהם 6 מ"מ. יש למלא את הגליל בדיסקים עד למעלה. חוט חיצוני מוחל על מוט הפלדה לכל אורכו. שני חורים עשויים בגוף עבור נוזל הקירור. דרך החור העליון יזרום השמן המחומם לתוך הרדיאטור, ומלמטה הוא יחזור למערכת להמשך חימום.

בתור נוזל קירור, מפתחי המכשיר ממליצים להשתמש בשמן נוזלי, לא במים, שכן נקודת הרתיחה של שמן כזה גבוהה פי כמה. אם המים מתחממים במהירות, הם עלולים להפוך לאדים ולהפעיל לחץ יתר על המערכת, מה שעלול להוביל לנזק מבני.

זהו תרשים משוער של העיצוב של משאבת חום של Frenett, אשר לא קשה ליישם באמצעות אמצעים מאולתרים וחומרים זמינים.

כדי להרכיב מוט הברגה, תצטרך גם מיסב. לגבי המנוע החשמלי, כל דגם המספק מספר מספיק של סיבובים יעשה, למשל, מנוע עובד ממאוורר ישן.

תהליך ההרכבה של המכשיר הוא כדלקמן:

1. שני חורים עשויים בגוף לחימום צינורות.
2. מוט הברגה מותקן במרכז הגוף.
3. מברגים אום על הברגה, מניחים דיסקית, מבריגים את האום הבא וכו'.
4. הרכבה של דיסקים נמשכת עד למילוי המארז.
5. שמן נוזלי נשפך למערכת, למשל, זרעי כותנה.
6. המארז סגור והמוט קבוע.
7. הצינורות של רדיאטור החימום מובאים לחורים.
8. למוט המרכזי מחובר מנוע חשמלי המספק סיבוב.
9. חבר את המכשיר לרשת ובדוק את פעולתו.

על מנת לשפר את הביצועים של משאבת חום מסוג זה ולהפוך את השימוש בה לנוח וחסכוני יותר, מומלץ להשתמש במערכת הדלקה כיבוי אוטומטית למנוע. מערכת כזו נשלטת באמצעות חיישן טמפרטורה, אשר מותקן ישירות על גוף המכשיר.

סיכום

כמובן שחימום הבית באמצעות משאבת חום הוא חלומם של בעלי בתים רבים. למרבה הצער, עלות ההתקנות גבוהה מדי, ורק מעטים יכולים להתמודד עם הייצור שלהם. ואז לעתים קרובות יש מספיק כוח רק לאספקת מים חמים, אנחנו לא מדברים על חימום. אם הכל היה כל כך פשוט, אז הייתה לנו משאבת חום תוצרת בית בכל בית, אבל בינתיים היא נותרה בלתי נגישה למגוון רחב של משתמשים.

מספר בלוקים: 15 | מספר כולל של תווים: 28073
מספר תורמים בשימוש: 6
מידע לכל תורם: