Frenett-lämpöpumppu: laite ja toimintaperiaate + voitko koota sen itse?

Haavoittamisen ystävät löytävät sovelluksen aina omasta vahvuudestaan, kärsivällisyydestään ja jätteistään. Lähes vapaista komponenteista ne voivat helposti rakentaa erittäin hyödyllisen asian jokapäiväisessä elämässä.

Esimerkiksi he voivat tehdä tehokkaan Frenett-lämpöpumpun omilla käsillään ilman, että kulutaan mitään. Mutta he täydentävät tiedon ja taitojen varastoa, ja tämä on korvaamatonta, eikö niin?

Toimitetut tiedot auttavat ymmärtämään yksikön toimintaperiaatetta. Apumme avulla voit määrittää suunnittelun ja selvittää, miten malli on valmistettu. Selkeät ohjeet tämän tyyppisten lämpöpumppujen tuotannosta auttavat tehokkaasti riippumattomia kotityöntekijöitä.

Tarjoamme käytännön suosituksia tuottavien kotitekoisten tuotteiden valmistamiseksi ja vinkkejä tällaisten laitteiden käytöstä.

Laitteen toimintaperiaate

Niille, jotka ovat joutuneet koskemaan kustannustehokasta lämmitystä, nimi "lämpöpumppu" on tunnettu. Erityisesti yhdessä maa-vesitermien kanssa, "Water-vesi"tai "Ilma-vesi" jne.

Tällaisella Frenett-laitteella varustetulla lämpöpumpulla ei ole käytännössä mitään yhteistä. Nimen ja lopputuloksen lisäksi lämpöenergian muodossa, jota lopulta käytetään lämmitykseen.

Carnot-pohjaiset lämpöpumput ovat erittäin suosittuja sekä kustannustehokkaana lämmityksen organisointitapana että ympäristöystävällisenä järjestelmänä.

Tällaisen laitekompleksin työ liittyy luonnonvaroihin (maa, vesi, ilma) sisältyvän pienipotentiaalisen energian kerääntymiseen ja sen muuntamiseen korkean potentiaalin omaavaksi lämpöenergiaksi.

Eugene Frenettin keksintö on järjestetty ja toimii täysin eri tavalla.

Tämän laitteen toimintaperiaate perustuu lämpöenergian käyttöön, joka vapautuu kitkan aikana. Suunnittelu perustuu metallipintoihin, jotka eivät sijaitse lähellä toisiaan, mutta tietyllä etäisyydellä. Niiden välinen tila on täytetty nesteellä.

Laitteen osat pyörivät toistensa suhteen sähkömoottorilla, kotelon sisällä oleva ja pyörivien elementtien kanssa kosketuksissa oleva neste kuumennetaan.

Saatua lämpöä voidaan käyttää jäähdytysnesteen lämmittämiseen. Jotkut lähteet suosittelevat tämän nesteen käyttöä suoraan lämmitysjärjestelmään. Yleensä perinteinen jäähdytin kiinnitetään kotitekoiseen Frenett-pumppuun.

Kuten a jäähdytysnesteen lämmitysjärjestelmä asiantuntijat suosittelevat voimakkaasti öljyn kuin veden käyttöä.

Pumpun käytön aikana tällä nesteellä on taipumus kuumentua erittäin voimakkaasti. Vesi voi sellaisissa olosuhteissa yksinkertaisesti kiehua. Kuuma höyry suljetussa tilassa aiheuttaa liiallisen paineen, ja tämä johtaa yleensä putkien tai kotelon repeämiseen. Öljyn käyttö tässä tilanteessa on paljon turvallisempaa, koska sen kiehumispiste on paljon korkeampi.

Frenett-lämpöpumpun valmistamiseksi tarvitset moottorin, jäähdyttimen, useita putkia, teräslevylukon, teräslevyt, metalli- tai muovitangon, metallisylinterin ja jakoavainsarjan (+)

On olemassa mielipide, että tällaisen lämpögeneraattorin hyötysuhde ylittää 100% ja voi olla jopa 1000%. Fysiikan ja matematiikan kannalta tämä ei ole täysin oikea lausunto.

Tehokkuus heijastaa energiahäviötä, joita ei käytetä lämmitykseen, vaan laitteen todelliseen toimintaan. Pikemminkin ilmiömäiset väitteet Frenett-pumpun uskomattoman korkeasta hyötysuhteesta heijastavat sen tehokkuutta, joka on todella vaikuttava. Laitteen käytöstä aiheutuvat sähkön kustannukset ovat vähäiset, mutta tuloksena saatu lämpömäärä on erittäin huomattava.

Jäähdytysnesteen lämmittäminen samoihin lämpötiloihin esimerkiksi lämmitykseen tarkoitetun lämmityselementin avulla vaatisi paljon suuremman määrän sähköä, mahdollisesti kymmeniä kertoja enemmän. Kotitalouslämmitin ei edes kuumene sellaisella sähkönkulutuksella.

Miksi kaikkia asuin- ja teollisuustiloja ei ole varustettu sellaisilla laitteilla? Syyt voivat olla erilaisia.

ensiksi, vesi on yksinkertaisempi ja helpompi lämmönsiirtoaine kuin öljy. Se ei kuumene niin korkeisiin lämpötiloihin, ja vesivuotojen vaikutusten poistaminen on helpompaa kuin vuotanut öljy.

toiseksiFrenett-pumpun keksimiseen mennessä keskitetty lämmitysjärjestelmä oli jo olemassa ja toimi menestyksekkäästi. Sen purkaminen korvaamiseksi lämpögeneraattoreilla olisi liian kallista ja aiheuttaisi paljon haittoja, joten kukaan ei edes vakavasti harkinnut tätä vaihtoehtoa. Kuten sanonta kuuluu, paras on hyvän vihollinen.

Instrumenttien käyttöä koskevat suositukset

On syytä huomata, että Eugene Frenett -pumpun variaatioita, joissa käytetään vettä jäähdytysnesteenä, on edelleen olemassa. Mutta yleensä nämä ovat suuria teollisuusmalleja, joita käytetään erikoistuneissa yrityksissä.

Tällaisten laitteiden toimintaa ohjataan tiukasti erityislaitteilla.Samanlaisen turvallisuustason tarjoaminen kotona on melkein mahdotonta.

Habarovskin tutkijoiden kehittämä teollisen lämpögeneraattorin yleiskaavio: 1 - kapasiteetti; 2 - tuloputki; 3 - poistoputki; 4 - vedenlämmitin; 5 - laakerivarsi. Lämpökantajana käytetään vettä

Frenett-pumpun suosituin versio, joka käyttää jäähdytysaineena vettä eikä öljyä, on Kabarovskin tutkijoiden kehittämä laite: Nazyrova Natalya Ivanovna, Leonov Mihail Pavlovich ja Syarg Alexander Vasilyevich. Tässä sienenmuotoisessa kuviossa vesi kiehautetaan erityisesti ja muunnetaan höyryksi.

Sitten höyryn reaktiivista voimaa käytetään lisäämään nestemäisen jäähdytysnesteen liikkeenopeutta pumpun kanavia pitkin 135 m / min. Tämän seurauksena jäähdytysnesteen siirtämiseen liittyvät energiakustannukset ovat minimaaliset, ja tuotto lämpöenergian muodossa on erittäin korkea.

Tällaisen kokoonpanon on kuitenkin oltava poikkeuksellisen vankka, ja sen toimintaa on seurattava jatkuvasti onnettomuuden välttämiseksi.

Mitä tehdä, jos sen on tarkoitus järjestää Frenett-pumpun avulla suuren huoneen tai koko talon lämmitys? Vesi on perinteinen lämmönsiirto, suurin osa lämmitysjärjestelmistä on suunniteltu erityisesti sitä varten. Ja koko lämmitysjärjestelmän täyttäminen sopivalla nestemäisellä öljyllä voi olla kallista.

Tämä kysymys on ratkaistu hyvin yksinkertaisesti. Lisäksi on tarpeen rakentaa tavanomainen lämmönvaihdin, jossa lämmitetty öljy lämmittää lämmitysjärjestelmän läpi kiertävää vettä. Samanaikaisesti lämpö häviää, mutta kokonaisvaikutus pysyy melko havaittavana.

Frenett-lämpöpumppua voidaan käyttää menestyksekkäästi vesilattialämmitysjärjestelmien kanssa. Mutta veden sijasta sinun täytyy kaataa nestemäinen öljy putkiin

Mielenkiintoinen idea olisi käyttää Frenett-pumppua yhdessä lattialämmitysjärjestelmä. Tässä tapauksessa jäähdytysneste pääsee kapeiden muoviputkien läpi, jotka on asetettu betonikerrokseen.

Tällainen lämmitysjärjestelmä toimii samalla tavalla kuin tavallinen vesipohjainen lattialämmitys. Tämän tyyppinen projekti voidaan tietysti toteuttaa vain omakotitalossa, koska sitä saa käyttää yksinomaan kerrostaloihin sähköinen lattialämmitys.

Käytännöllinen ja kätevä tapa käyttää tällaista laitetta on lämmittää pieni huone: autotalli, navetta, työpaja jne. Frenett-pumpun avulla voit tehokkaasti ja nopeasti ratkaista autonomisen lämmityksen ongelman tällaisissa paikoissa.

Sen käytöstä aiheutuvat sähkön kustannukset ovat pienet verrattuna syntyvään lämpövaikutukseen, ja tällaisen aggregaatin rakentaminen ei ole vaikeaa yksinkertaisimmista materiaaleista.

Frenett-pumpun suunnitteluvaihtoehdot

Eugene Frenett ei vain keksinyt hänen nimensä nimeämää laitetta, vaan myös toistuvasti kehittänyt sitä keksimällä uudempia, tehokkaampia laiteversioita.

Aivan ensimmäisessä pumpussa, jonka keksijä patentti vuonna 1977, käytettiin vain kahta sylinteriä:

• ulompi - onton sylinterin halkaisija on suurempi ja se on staattisessa tilassa
• sisäinen - säiliön halkaisija on hiukan pienempi kuin ulomman sylinterin onkalon mitat.

Keksijä kaatoi nestemäistä öljyä tuloksena olevaan kapeaan tilaan kahden sylinterin seinämien välillä. Tietenkin se osa rakenteesta, johon tämä nestemäinen jäähdytysneste sijaitsi, suljettiin varovasti öljyvuotojen estämiseksi.

Tämä on kaavio Frenett-lämpöpumpun ensimmäisestä versiosta. Pyörivä akseli on sijoitettu vaakasuoraan, jäähdytysneste sijoitetaan kapeaan tilaan kahden työsylinterin välissä (+)

Sisäsylinteri on kytketty moottorin akseliin siten, että varmistetaan sen nopea pyöriminen suhteessa paikallaan olevaan suureen sylinteriin. Tuuletin, jossa on juoksupyörä, sijoitettiin rakenteen vastakkaiseen päähän.

Käytön aikana öljy lämmitettiin ja siirrettiin lämpöä laitetta ympäröivään ilmaan. Puhallin mahdollisti lämpimän ilman leviämisen nopeasti koko huoneeseen.

Koska tätä rakennetta kuumennettiin melko voimakkaasti, kätevän ja turvallisen käytön vuoksi rakenne piilotettiin suojakoteloon. Koteloon tehtiin tietysti aukkoja ilmankiertoa varten.

Hyödyllinen lisä suunnitteluun oli termostaatti, jolla Frenett-pumpun toiminta voitiin jossain määrin automatisoida.

Tässä lämpöpumpun mallissa keskiakseli sijaitsee pystysuorassa asennossa. Moottori on alareunassa, sitten toisiinsa upotetut sylinterit asennetaan, ja päällä on tuuletin. Myöhemmin ilmestyi malli, jolla oli vaakasuora keskiakseli.

Frenett-lämpöpumpun mallia, jossa oli vaakasuuntainen pyörivä akseli, käytettiin yhdessä lämmityspatterin kanssa, jonka sisällä lämmitetty öljy kiertää (+)

Se oli sellainen laite, jota käytettiin ensin yhdessä tuulettimen, mutta lämmityspatterin kanssa. Moottori asetetaan sivulle ja roottorin akseli kulkee pyörivän rummun läpi ja menee ulos.

Tämän tyyppisissä laitteissa ei ole tuuletinta. Jäähdytysneste pumpusta putkien läpi siirtyy jäähdyttimeen. Samalla tavalla lämmitetty öljy voidaan poistaa toiseen lämmönvaihtimeen tai suoraan lämmitysputkiin.

Myöhemmin fresnett-lämpöpumpun rakennetta muutettiin olennaisesti. Roottorin akseli pysyi edelleen vaakasuorassa asennossa, mutta sisäosa oli tehty kahdesta pyörivästä rummasta ja niiden väliin sijoitetusta juoksupyörästä. Nestemäistä öljyä käytetään tässä taas lämmön kantajana.

Tässä Frenett-lämpöpumpun versiossa kaksi sylinteriä pyörivät vierekkäin, ne on erotettu erikoissuunnitelulla juoksupyörällä, joka on valmistettu erittäin kestävästä metallista (+)

Kun tämä malli pyörii, öljy lämpenee lisäksi, kun se kulkee juoksupyörään tehtyjen erityisten reikien läpi ja tunkeutuu sitten kapeaseen onteloon pumpunpesän seinämien ja roottorin välillä. Siten Frenett-pumpun tehokkuus parani merkittävästi.

Frenett-lämpöpumppua varten siipipyörän reunoja pitkin tehdään pieniä reikiä. Jäähdytysneste kuumenee nopeasti ja tehokkaasti kuljettamalla niiden läpi (+)

On kuitenkin syytä huomata, että tämäntyyppiset pumput eivät ole kovin sopivia kotitalouksien valmistukseen. Ensin on löydettävä luotettavat piirustukset tai laskettava suunnittelu itse, ja tämä on mahdollista vain kokenut insinööri.

Sitten sinun on löydettävä erityinen juoksupyörä, jossa on sopivan kokoiset reikät. Tämä lämpöpumpun elementti toimii suurilla kuormituksilla, joten sen on oltava valmistettu erittäin kestävistä materiaaleista.

Itse valmistettu laite

Frenett-pumppulaitevaihtoehtojen tarkastelu antaa meille ymmärtää, että sen toimintaperiaatteita yhdellä tai toisella hyötysuhteella voidaan käyttää erityyppisissä malleissa. Perusajatus pysyy samana: kapea tila öljyllä täytettyjen metalliosien ja pyörimisen välillä sähkömoottorilla.

Kaavio näyttää vaihtoehdon Frenett-lämpöpumpusta, jota käytetään yleensä laitteen itsevalmistukseen. Suunnittelun perusta on muttereilla erotetut metallilevyt (+)

Kotona valmistetaan useimmiten Fresnett-pumppu, joka koostuu sarjasta metallilevyjä, jotka erotetaan kapealla välyksellä.

Jotta tällainen laite voidaan valmistaa, sinun on valmistettava tarvittavat materiaalit:

• ontto metallisylinteri;
• sarja identtisiä teräslevyjä, joiden keskellä on reikä;
• mutterien sarja 6 mm korkea;
• kierreteräs sauva:
• sähkömoottori laajennetulla akselilla;
• laakeri;
• yhdistävät putket.

Pumpun koot voivat olla suurempia tai pienempiä. Levyjen välinen etäisyys tulisi kuitenkin pitää tarkalleen - 6 mm.Vakiopähkinöitä käytetään jakajina ja terästanko on rakenteen keskipiste.

Sen paksuuden tulisi vastata mutterin halkaisijaa. Jos kädessä ei ole lankaa, jolla on lanka, sinun on vain leikattava se.

Frenett-lämpöpumpun metallilevyjen tulisi olla hiukan pienempiä kuin lieriömäisen rungon halkaisija, jotta jäähdytysnesteen vapaa kierto ja tehokkaampi lämmitys voidaan varmistaa.

On selvää, että kiekkoissa olevan reiän on oltava sellainen, että ne voidaan laittaa vapaasti akselille. Kiekkojen ulkohalkaisijan tulisi olla useita millimetrejä pienempi kuin kotelo. Jos käsillä ei ole valmiita elementtejä, levyt leikataan itsenäisesti ohutlevystä tai annetaan tämän työn suorittajaksi kääntäjälle.

Frenett-lämpöpumpun teräslevyt voidaan leikata kotona, jos sopivia laitteita on saatavana

Sylinterimäinen runko voidaan valmistaa sopivan kokoonpanon mukaisesta vanhasta metallisäiliöstä tai hitsata metallista. Leveä metalliputken leikkaus on myös sopiva.

Seinät hitsataan sylinterin päihin. Kotelon on oltava tiukka, jotta öljy ei vuoda. Kotelon ylä- ja alapäähän tulee tehdä lisäreikiä: jäähdyttimeen johtavien lämmitysputkien sisäänmenoa varten.

Tietysti kaikki putkiliitokset on tiivistettävä. Kierreliitoksissa käytetään erityisiä tiivisteitä: FUM-teippiä, pellavaa jne. Jos päätetään käytä polypropeeniputkia, tarvitset erikoisliittimiä ja mahdollisesti juotin tällaisten putkien asentamiseen.

Suorituskykyistä sähkömoottoria ei tarvita Frenett-pumpun toimintaan. Vanhasta tai rikkoutuneesta kodinkoneesta otettu laite, kuten perinteinen tuuletin, on sopiva.

Sähkömoottorin päätarkoitus on pyörittää akselia. Liian nopea kierto voi aiheuttaa laitteen toimintahäiriön. Mitä nopeammin rakenne pyörii, sitä enemmän lämpökantaja lämpenee.

Pieni moottori Frenett-lämpöpumpun akselin pyörittämiseksi voidaan poistaa vaurioituneista kodinkoneista tai ostaa kaupasta

Jotta akseli pyörii vapaasti, tarvitset sopivan laakerin vakiokoossa. Kun kaikki elementit on valmis, voit aloittaa laitteen kokoamisen. Ensin kotelon alaosaan on asennettu laakeroitu keskiakseli. Sitten erotusmutteri ruuvataan akselille, sitten asetetaan levy, mutteri uudelleen, levy uudelleen jne.

Muttereilla varustetut kiekot vuorottelevat, kunnes kotelo on täytetty alkuun. Jo valmisteluvaiheessa voidaan tehdä alustavia laskelmia tarvittavien kiekkojen ja muttereiden lukumäärästä.

Levyn paksuus on tarpeen lisätä mutterin paksuuteen (6 mm). Kehon korkeus jaetaan tällä kuviolla. Tuloksena oleva numero antaa tietoa tarvittavasta parien määrästä "mutteri + levy". Asenna mutteri viimeksi.

Kun kotelo on täytetty näillä liikkuvilla elementeillä, se täytetään nestemäisellä öljyllä. Öljytyypillä ei ole väliä, voit käyttää mineraali-, puuvilla-, rypsi- tai muuta öljyä, joka kestää hyvin lämpöä ja ei kovettu. Sen jälkeen malli peitetään yläkannella ja keitetään varovasti.

Tässä vaiheessa jäähdyttimen putket on yleensä jo kiinnitetty kansiin. Mukavuussyistä laitteen asennuksen ja kunnossapidon aikana putkissa voidaan asentaa kaksi sulkuhanaa. Nyt sinun on kytkettävä lämpöpumpun akseli moottorin akseliin.

Järjestelmä sisältyy verkkoon, tarkista vuodot, arvioi laitteen ominaisuudet.

Itse valmistettu Fresnett-lämpöpumppu voidaan kytkeä tavanomaiseen valurauta- tai bimetalilämmittimeen, mikä tuottaa tarvittavan lämmitysvaikutuksen

Jos kaikki tehdään oikein, kiekkojen akseli alkaa pyöriä, lämmittäen öljyä laitteen sisällä. Kuuma lämpökantaja liikkuu ylemmän reiän läpi putken läpi lämmityspatteriin.Jäähdytetty öljy palaa lämpöpumpun runkoon alemman putken läpi lämmittämistä varten.

Järjestelmän toiminnan automatisoimiseksi voit käyttää erityistä relettä, jossa on lämpötila-anturi, joka havaitsee lämpöpumpun kotelon lämmityksen ja sammuttaa moottorin tai käynnistää sen tarvittaessa. Tämä estää järjestelmän ylikuumenemisen, sähkömoottorin rikkoutumisen ja kokonaisuutena pidentää laitteen käyttöikää.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Frenett-pumpun mielenkiintoinen versio esitetään tässä videossa:

Valitettavasti Frenett-pumppu ei löytänyt laajaa hyväksyntää lämmityksen alalla. Tällaista kotikäyttöön tarkoitettua teollisen tuotannon laitetta on vaikea löytää kodinkonekaupoista. Mutta monet folk-käsityöläiset käyttivät menestyksekkäästi tämän tutkijan saavutuksia ja käyttivät niitä kodeissaan, saunoissa, autotalleissa jne.

Ehkä olet itse tekemäsi, joka onnistui toteuttamaan Frenett-idean? Kerro kokemuksestasi - jätä kommentteja artikkeliin ja lisää valokuvia tuotteistasi. Yhteydenottolomake sijaitsee alla.