מכשיר עצמאי של משאבת החום Frenett (מחמם חיכוך)

מתוך רצון להפחית את עלות חימום בתיהם, בעלי בתים רבים הצליחו לייצר משאבת חום של פרנט במו ידיהם. כמה חובבים, כמו גם יוצרי פרסומות אופטימיים, מבטיחים כי בעזרת דגם משופר של יחידה זו ניתן להשיג יעילות של 700, או אפילו 1000%. הספקנים נזכרים בעקרונות היסוד של חוקי התרמודינמיקה והספק. עם זאת, המצאתו של פרנט, שהוגשה כפטנט לפני כמעט ארבעה עשורים ושוב ושוב הוחזרה, מתפקדת בהצלחה כמכשירים תוצרת בית וגם כדגמים תעשייתיים סולידיים.

עקרון הפעולה ועיצוב המכשירים

כל סטודנט יודע היטב שחיכוך אינטנסיבי מוביל לחימום משטחים או מדיה. יוג'ין פרנט יצר מכשיר חימום פשוט מפתיע המשתמש בתופעה הפיזית הזו. הממציא השתמש בשני צילינדרים בגדלים שונים. צילינדר קטן יותר הונח בצילינדר חלול בקוטר גדול יותר. בין המשטח החיצוני של הקיר הראשון לקיר הפנימי של הצילינדר השני, שפך שמן. הצילינדר הקטן מצד אחד היה מחובר למנוע חשמלי, ומצד שני מחובר אליו מאיץ מאווררים.

זהו מעגל משאבות חום שהוגש פטנט על ידי יוג'ין פרנט כבר בשנת 1977. מאוחר יותר, הדגם עובד שוב ושוב ושופר.

עם הסיבוב האינטנסיבי של הצילינדר הפנימי, השמן שנמזג למכשיר היה מחומם לטמפרטורות גבוהות מספיק. גלגל המאוורר איפשר הפצה מהירה של חום במרחב החדר. כדי להקל על השימוש, גלילי העבודה הונחו בתוך בית עם פתחים לאוויר. ניתן היה למטב את פעולת המכשיר באמצעות תרמוסטט.

למרות השם הדומה, מכשיר ה- Frenett והאנלוגים שלו אינם קשורים למשאבת חום, שבה, על בסיס עיקרון הקרנו ההפוך, אנרגיה בעלת פוטנציאל נמוך של הסביבה (מים, אדמה, אוויר) מומרת לאנרגיית חום בעלת פוטנציאל גבוה. הם מאוחדים רק על ידי העובדה ששתי המערכות משמשות בהצלחה לחימום בתים.

וריאציות בנושא Fresnett

גם הממציא וגם חסידיו במהלך השנים שיפרו שוב ושוב את משאבת החום של פרנסט. דגם מעניין בו התוף ממוקם אופקית, ובמרכז המערכת נמצא פיר שחלקו ממוקם בחוץ. יש לבצע תכנון זהיר מאוד כדי למנוע נזילת נוזלים בצומת הבית עם הפיר.

במודל זה של משאבת חום של פרנט, המוט הזז נשלף החוצה וציר הסיבוב מועבר ממיקום אנכי לאופקי

במקרה זה, אין מאוורר, נוזל הקירור ממשאבת החום נכנס למחליף החום שתפקידו יכול להיות ממלא על ידי רדיאטור חימום קונבנציונאלי או אפילו מערכת חימום מרכזית בבית.

בדגם זה של משאבת פרנט משתמשים בשני תופים בו זמנית, ונוזל הקירור נע במערכת סגורה דרך מחליף חום או רדיאטור.

בהמשך פותח פרויקט משאבת חום של פרנט, בו שימשו שני תופים לחימום נוזל הקירור. המערכת הוסיפה על ידי אימפלר. בהשפעת כוחות צנטריפוגלים, השמן המחומם נפלט מפתחי הדחף הזה. כתוצאה מכך, הנוזל נפל לפער קטן בין הרוטור לבית המכשיר, מה שאיפשר להשתמש במשאבה כזו ביעילות גבוהה מאוד.

השימוש באימפלר בעל חוזק גבוה במשאבת חום של פרנט משפר את ביצועי המכשיר. נוזל הקירור יוצא דרך פתחים צרים הממוקמים בקצוות

הגרסא המקורית ביותר יכולה להיחשב כגרסא של מדעני חב'רובסק נזיירובה נטליה איבנובנה, סירג אלכסנדר וסילייביץ 'ולאונוב מיכאיל פבלוביץ'. החלק העובד במכשיר זה נראה כמו פטריה. כנוזל העבודה משתמשים במים המגיעים לרתיחה והופכים לאדים חמים מאוד. תחת פעולת הכוח התגובה של הקיטור, מים עוברים דרך תעלות המכשיר במהירות של 135 מ 'לדקה, מה שמאפשר להסתדר בלי מקור כוח חיצוני.

מערך משוער של יחידת ייצור אוניברסלית שפותחה בחברובסק: קיבולת 1; 2 - צינור כניסה; 3 - צינור יציאה; 4 - דוד מים; 5 - פיר מיסב

הערה! אל תנסו לחזור על החוויה של מדענים מחרברובסק וליצור גנרטור אוניברסלי כזה לשימוש ביתי. עיצוב זה תוכנן אך ורק לשימוש תעשייתי.

לאחר שהבין את עקרונות המכשיר של משאבת Frenett, כל ממציא יכול לבצע התאמות משלו לעיצוב שלו על מנת לשפר את פעולת המכשיר או לפשט את התקנתו.

איך להכין מכשיר כזה בעצמך?

הפרקטי ביותר לחימום בתים הוא הדגם של משאבת החום Frenett, בה אין מאוורר וצילינדר פנימי. במקום זאת משתמשים בדיסקי מתכת רבים המסתובבים בתוך המכשיר. את תפקיד נוזל הקירור ממלא שמן, שנכנס לרדיאטור, מקורר ואז מוחזר למערכת. הפעלת מכשיר כזה מודגשת באופן משכנע בחומר הווידיאו:

למי שיודע אנגלית, הסרטון הזה עשוי להועיל:

להכין משאבת חום על פי העיקרון של יוג'ין פרנט בבית זה לא קשה. לשם כך תצטרך:

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

קוטר דיסקיות הפלדה צריך להיות קטן מעט יותר מקוטר הצילינדר כך שיהיה פער קטן בין קירות הבית לחלק המסתובב. מספר הדיסקים והאגוזים תלוי בגודל המבנה. הדיסקים נמתחים ברצף על מוט פלדה, מופרדים על ידי אגוזים. גובה האגוזים הנפוצים הוא 6 מ"מ. יש למלא את הצילינדר בדיסקים לראש. חוט חיצוני מוחל על מוט הפלדה לכל אורכו. שני הפתחים עבור נוזל הקירור מיוצרים בתוך הדיור. דרך החור העליון, השמן המחומם ייכנס לרדיאטור, ומתחתיו הוא יחזור למערכת להמשך חימום.

כפי ש נוזל קירור מפתחי מכשירים ממליצים להשתמש בשמן נוזלי ולא במים, מכיוון שנקודת הרתיחה של שמן כזה גבוהה פי כמה. עם חימום מהיר מים יכולים להפוך לאדים ולחץ יתר יתרחש במערכת, מה שעלול לפגוע במבנה.

זהו תכנון משוער של משאבת החום Frenett, שלא קשה ליישם באמצעות כלים זמינים וחומרים זמינים.

להתקנת מוט הברגה, יש צורך גם במיסב. באשר למנוע החשמלי, כל דגם המספק מספר מספק של סיבובים, למשל מנוע עובד ממאוורר ישן, מתאים.

תהליך ההרכבה של המכשיר הוא כדלקמן:

1. שני הפתחים לצינורות חימום מיוצרים בבית.
2. מוט מושחל מותקן במרכז הגוף.
3. אגוז מוברג על החוט, מונח דיסק, הברזל הבא דופק וכו '.
4. ההרכבה נמשכת עד שהדיסקים מלאים.
5. שמן נוזלי, כמו שמן זרעי כותנה, מוזג למערכת.
6. הדיור סגור והמוט קבוע.
7. הצינורות של רדיאטור החימום מובאים לחורים.
8. מנוע חשמלי מחובר לציר המרכזי המספק סיבוב.
9. חבר את המכשיר לרשת ובדוק את פעולתו.

כדי לשפר את פעולת משאבת החום מסוג זה ולהפוך את השימוש בו לנוח וחסכוני יותר, מומלץ להשתמש במערכת הפעלה אוטומטית למנוע. מערכת כזו נשלטת באמצעות חיישן טמפרטורה, המותקן ישירות על המכשיר.

היכן ניתן להשתמש במשאבה כזו?

הדרך הקלה ביותר להשתמש במכשיר זה היא להפוך אותו לתנור חימום. משאבת חום כזו מושלמת לחימום מוסך, בית מרחץ או חדר קטן אחר. אבל בבית הגדול, בעלי המלאכה מציעים להשתמש במשאבת פרנט בשילוב מערכת "הרצפה החמה".

במקרה זה, נוזל הקירור לא יסתובב דרך הרדיאטור, אלא דרך צינורות פלסטיק המונחים במגהץ הרצפה. היא אמורה להסדיר את פעולתה של מערכת זו באמצעות חיישן טמפרטורה, המותקן על מעטפת המשאבה, ולא מותקן במגהץ, כפי שנעשה במהלך התקנת רצפה מחוממת מים מסורתית.