Pompa di calore Frenett: dispositivo e principio di funzionamento + puoi montarlo da solo?

Gli appassionati di armeggiare troveranno sempre applicazione nella propria forza, pazienza e materiali di scarto. Dei componenti quasi gratuiti, possono facilmente costruire una cosa estremamente utile nella vita di tutti i giorni.

Ad esempio, possono realizzare un'efficace pompa di calore Frenett con le proprie mani, senza spendere nulla. Ma riempiranno il deposito di conoscenze e stock di abilità, e questo non ha prezzo, non è vero?

Le informazioni fornite aiuteranno a comprendere il principio di funzionamento dell'unità. Con il nostro aiuto, puoi determinare il design e scoprire come viene realizzato il modello. Istruzioni chiare per la produzione di questo tipo di pompa di calore aiuteranno efficacemente gli artigiani domestici indipendenti.

Forniamo raccomandazioni pratiche per la produzione di prodotti fatti in casa produttivi e suggerimenti sul funzionamento di tali apparecchiature.

Il principio di funzionamento del dispositivo

Coloro che entrano in contatto con problemi di riscaldamento economico, il nome "pompa di calore" è ben noto. Soprattutto in combinazione con i termini terra-acqua, "Acqua-acqua"o "Air-acqua" eccetera

Una tale pompa di calore con un dispositivo Frenett non ha praticamente nulla in comune. Oltre al nome e al risultato finale sotto forma di energia termica, che viene infine utilizzata per il riscaldamento.

Le pompe di calore a base di Carnot sono molto popolari sia come modo economico per organizzare il riscaldamento sia come sistema ecologico.

Il lavoro di un tale complesso di dispositivi è associato all'accumulo di energia a basso potenziale contenuto nelle risorse naturali (terra, acqua, aria) e alla sua conversione in energia termica ad alto potenziale.

L'invenzione di Eugene Frenett è organizzata e funziona in un modo completamente diverso.

Il principio di funzionamento di questo dispositivo si basa sull'utilizzo dell'energia termica, che viene rilasciata durante l'attrito. Il design si basa su superfici metalliche posizionate non una vicino all'altra, ma a una certa distanza. Lo spazio tra loro è pieno di liquido.

Le parti del dispositivo ruotano l'una rispetto all'altra utilizzando un motore elettrico, il fluido all'interno dell'alloggiamento e a contatto con gli elementi rotanti viene riscaldato.

Il calore risultante può essere utilizzato per riscaldare il liquido di raffreddamento. Alcune fonti consigliano di utilizzare questo fluido direttamente per il sistema di riscaldamento. Molto spesso, un radiatore convenzionale è collegato a una pompa Frenett fatta in casa.

Come a sistema di riscaldamento del liquido di raffreddamento gli esperti raccomandano vivamente di usare olio piuttosto che acqua.

Durante il funzionamento della pompa, questo fluido tende a riscaldarsi molto fortemente. L'acqua in tali condizioni può semplicemente bollire. Il vapore caldo in uno spazio chiuso crea una pressione eccessiva e questo di solito porta alla rottura dei tubi o dell'involucro. L'uso di petrolio in questa situazione è molto più sicuro, perché il suo punto di ebollizione è molto più alto.

Per realizzare una pompa di calore Frenett, avrai bisogno di un motore, un radiatore, diversi tubi, un blocco del disco in acciaio, dischi in acciaio, un'asta di metallo o di plastica, un cilindro di metallo e un set di chiavi (+)

Si ritiene che l'efficienza di un tale generatore di calore superi il 100% e potrebbe addirittura essere del 1000%. Dal punto di vista della fisica e della matematica, questa non è un'affermazione completamente corretta.

L'efficienza riflette la perdita di energia spesa non per il riscaldamento, ma per l'effettivo funzionamento del dispositivo. Piuttosto, le affermazioni fenomenali sull'incredibilmente alta efficienza della pompa Frenett riflettono la sua efficacia, il che è davvero impressionante. Il costo dell'elettricità per il funzionamento del dispositivo è trascurabile, ma la quantità di calore ottenuta di conseguenza è molto evidente.

Il riscaldamento di un refrigerante alle stesse temperature con l'aiuto di un elemento riscaldante per il riscaldamento, ad esempio, richiederebbe una quantità di elettricità molto maggiore, forse decine di volte di più. Un riscaldamento domestico non si scalderebbe nemmeno con un tale consumo di elettricità.

Perché tutti i locali residenziali e industriali non sono dotati di tali dispositivi? Le ragioni possono essere diverse.

in primo luogo, l'acqua è un mezzo di trasferimento di calore più semplice e più conveniente dell'olio. Non si riscalda a temperature così elevate ed eliminare gli effetti delle perdite d'acqua è più facile che rimuovere l'olio versato.

in secondo luogoQuando fu inventata la pompa Frenett, esisteva già un sistema di riscaldamento centralizzato che funzionava con successo. Smantellarlo per la sostituzione con generatori di calore sarebbe troppo costoso e causerebbe molti inconvenienti, quindi nessuno ha nemmeno preso in seria considerazione questa opzione. Come dice il proverbio, il migliore è il nemico del bene.

Consigli sull'uso dello strumento

Vale la pena notare che esistono ancora le variazioni della pompa Eugene Frenett che utilizza acqua come refrigerante. Ma di solito si tratta di grandi modelli industriali che vengono utilizzati in imprese specializzate.

Il funzionamento di tali dispositivi è strettamente controllato mediante dispositivi speciali.Fornire un livello di sicurezza simile a casa è quasi impossibile.

Lo schema generale di un generatore di calore industriale sviluppato dagli scienziati di Khabarovsk: 1 - capacità; 2 - tubo di ingresso; 3 - tubo di uscita; 4 - scaldabagno; 5 - albero cuscinetto. L'acqua viene utilizzata come vettore di calore

La versione più popolare della pompa Frenett, che utilizza acqua anziché olio come refrigerante, è un dispositivo sviluppato dagli scienziati di Khabarovsk: Nazyrova Natalya Ivanovna, Leonov Mikhail Pavlovich e Syarg Alexander Vasilyevich. In questo design a forma di fungo, l'acqua viene appositamente portata a ebollizione e convertita in vapore.

Quindi la forza reattiva del vapore viene utilizzata per aumentare la velocità di movimento del liquido di raffreddamento lungo i canali della pompa a 135 m / min Di conseguenza, i costi energetici per lo spostamento del refrigerante sono minimi e il ritorno sotto forma di energia termica è molto elevato.

Tuttavia, un tale assemblaggio deve essere eccezionalmente robusto e il suo funzionamento deve essere costantemente monitorato per evitare incidenti.

Cosa fare se, con l'aiuto della pompa Frenett, si prevede di organizzare il riscaldamento di una grande stanza o dell'intera casa? L'acqua è un vettore di calore tradizionale; la maggior parte dei sistemi di riscaldamento sono progettati appositamente per questo. E riempire un intero sistema di riscaldamento con olio liquido adatto può essere costoso.

Questo problema è risolto in modo molto semplice. È necessario inoltre costruire uno scambiatore di calore convenzionale, in cui l'olio riscaldato riscalderà l'acqua che circola attraverso il sistema di riscaldamento. Allo stesso tempo, un po 'di calore andrà perso, ma l'effetto complessivo rimarrà abbastanza evidente.

La pompa di calore Frenett può essere utilizzata con successo in combinazione con sistemi di riscaldamento a pavimento d'acqua. Ma invece dell'acqua, è necessario versare olio liquido nei tubi

Un'idea interessante sarebbe quella di utilizzare una pompa Frenett in combinazione con sistema di riscaldamento a pavimento. In questo caso, il refrigerante viene fatto passare attraverso stretti tubi di plastica disposti in un massetto di cemento.

Tale sistema di riscaldamento funziona come un normale riscaldamento a pavimento ad acqua. Naturalmente, un progetto di questo tipo può essere attuato solo in una casa privata, dal momento che è consentito utilizzare esclusivamente per grattacieli riscaldamento a pavimento elettrico.

Un modo pratico e conveniente per utilizzare un tale dispositivo è riscaldare una piccola stanza: un garage, un fienile, un'officina, ecc. La pompa Frenett consente di risolvere in modo efficiente e rapido il problema del riscaldamento autonomo in tali luoghi.

Il costo dell'elettricità per il suo funzionamento è piccolo rispetto all'effetto termico risultante e costruire un tale aggregato non è difficile con i materiali più semplici.

Opzioni di progettazione della pompa Frenett

Eugene Frenett non solo ha inventato il dispositivo che porta il suo nome, ma lo ha anche migliorato ripetutamente, presentando versioni più recenti ed efficienti del dispositivo.

Nella primissima pompa, che l'inventore brevettò nel 1977, furono usati solo due cilindri:

• esterno - il cilindro cavo ha un diametro maggiore e si trova in uno stato statico
• interno - il diametro del contenitore è leggermente inferiore alle dimensioni della cavità del cilindro esterno.

L'inventore versò olio liquido nello spazio stretto risultante tra le pareti di due cilindri. Naturalmente, quella parte della struttura in cui si trovava questo liquido di raffreddamento era accuratamente sigillata per evitare perdite d'olio.

Questo è uno schema della primissima versione della pompa di calore Frenett. L'albero rotante si trova in posizione orizzontale, il liquido di raffreddamento è collocato in uno spazio stretto tra due cilindri di lavoro (+)

Il cilindro interno è collegato all'albero del motore in modo tale da garantire la sua rapida rotazione rispetto al cilindro grande stazionario. Un ventilatore con una girante è stato posizionato all'estremità opposta della struttura.

Durante il funzionamento, l'olio veniva riscaldato e trasferiva calore nell'aria circostante il dispositivo. La ventola ha permesso di diffondere rapidamente aria calda in tutta la stanza.

Poiché questa struttura è stata riscaldata abbastanza fortemente, per motivi di praticità e sicurezza, la struttura è stata nascosta in una custodia protettiva. Naturalmente, sono state realizzate delle aperture nell'alloggiamento per la circolazione dell'aria.

Un'utile aggiunta al design era un termostato, con il quale il funzionamento della pompa Frenett poteva essere automatizzato in una certa misura.

L'asse centrale in questo modello della pompa di calore è posizionato verticalmente. Il motore è nella parte inferiore, quindi i cilindri nidificati l'uno nell'altro sono installati e in cima è la ventola. Più tardi, apparve un modello con un asse centrale orizzontale.

È stato utilizzato un modello di pompa di calore Frenett con un albero rotante orientato orizzontalmente insieme a un radiatore di riscaldamento, all'interno del quale circolava olio riscaldato (+)

Era un tale dispositivo che è stato usato per la prima volta in combinazione non con un ventilatore, ma con un radiatore di riscaldamento. Il motore è posizionato lateralmente e l'albero del rotore passa attraverso un tamburo rotante ed esce all'esterno.

Non esiste una ventola in questo tipo di dispositivo. Il liquido di raffreddamento dalla pompa attraverso i tubi si sposta verso il radiatore. Allo stesso modo, l'olio riscaldato può essere rimosso su un altro scambiatore di calore o direttamente sui tubi di riscaldamento.

Successivamente, il design della pompa di calore Fresnett fu sostanzialmente modificato. L'albero del rotore rimase ancora in posizione orizzontale, ma la parte interna era composta da due tamburi rotanti e una girante posta tra di loro. Qui, l'olio liquido viene nuovamente utilizzato come vettore di calore.

In questa versione della pompa di calore Frenett, due cilindri ruotano fianco a fianco, sono separati da una girante appositamente progettata in metallo molto resistente (+)

Quando questo design ruota, l'olio si surriscalda ulteriormente, attraversando speciali fori praticati nella girante, e quindi penetra nella stretta cavità tra le pareti dell'involucro della pompa e il suo rotore. Pertanto, l'efficienza della pompa Frenett è stata notevolmente migliorata.

Piccoli fori sono praticati lungo i bordi della girante per la pompa di calore Frenett. Il liquido di raffreddamento si riscalda in modo rapido ed efficiente, passando attraverso di essi (+)

Tuttavia, vale la pena notare che questo tipo di pompa non è molto adatto per la produzione a casa. Per prima cosa devi trovare disegni affidabili o calcolare tu stesso il progetto, e questo è possibile solo per un ingegnere esperto.

Quindi dovrai trovare una girante speciale con fori di dimensioni adeguate. Questo elemento della pompa di calore funziona a carichi elevati, quindi deve essere realizzato con materiali molto resistenti.

Dispositivo fatto da sé

Una revisione delle opzioni del dispositivo pompa Frenett ci consente di comprendere che i principi del suo funzionamento con uno o un altro grado di efficienza possono essere utilizzati in progetti di vari tipi e tipi. L'idea di base rimane la stessa: uno spazio ristretto tra elementi metallici pieni d'olio e rotazione con un motore elettrico.

Il diagramma mostra una variante della pompa di calore Frenett, che di solito viene utilizzata per l'autoproduzione del dispositivo. La base del design sono i dischi di metallo separati da dadi (+)

A casa, viene spesso realizzata una pompa Fresnett, costituita da una serie di piastre metalliche separate da un gioco stretto.

Per realizzare un tale dispositivo, è necessario preparare i materiali necessari:

• cilindro metallico cavo;
• una serie di dischi d'acciaio identici con un foro al centro;
• set di dadi alto 6 mm;
• tondino d'acciaio filettato:
• motore elettrico con albero prolungato;
• cuscinetto;
• tubi di collegamento.

Le dimensioni della pompa possono essere più grandi o più piccole. Ma la distanza tra i dischi deve essere mantenuta esattamente - 6 mm.I dadi standard sono usati come divisori e la barra d'acciaio è il centro della struttura.

Il suo spessore dovrebbe corrispondere al diametro del dado. Se non c'è asta con un filo a portata di mano, devi solo tagliarlo.

I dischi metallici per la pompa di calore Frenett dovrebbero essere leggermente più piccoli del diametro del corpo cilindrico per garantire la libera rotazione e un riscaldamento più efficiente del liquido di raffreddamento

Ovviamente, il foro nei dischi deve essere tale da poter essere liberamente inserito sull'albero assiale. Il diametro esterno dei dischi dovrebbe essere più piccolo di alcuni millimetri rispetto al case. Se non ci sono elementi già pronti a portata di mano, i dischi vengono tagliati indipendentemente dalla lamiera o affidati a questo lavoro a un tornitore.

I dischi in acciaio per la pompa di calore Frenett possono essere tagliati a casa se sono disponibili attrezzature adeguate

Il corpo cilindrico può essere ricavato da un vecchio contenitore metallico di una configurazione adatta o saldato dal metallo. È anche adatto il taglio di un largo tubo metallico.

Le pareti sono saldate alle estremità del cilindro. L'alloggiamento deve essere stretto in modo che l'olio non fuoriesca. Ulteriori fori devono essere praticati nelle estremità superiore e inferiore dell'involucro: per entrare ed uscire dai tubi di riscaldamento che portano al radiatore.

Naturalmente, tutti i giunti dei tubi devono essere sigillati. Per le connessioni filettate vengono utilizzate tenute speciali: nastro FUM, lino, ecc. Se deciso utilizzare tubi in polipropilene, saranno necessari raccordi speciali e, possibilmente, un saldatore per il montaggio di tali tubi.

Non è necessario un motore elettrico ad alte prestazioni per il funzionamento della pompa Frenett. È adatto un dispositivo prelevato da un elettrodomestico vecchio o rotto, come un ventilatore convenzionale.

Lo scopo principale del motore elettrico è di ruotare l'albero. Una rotazione troppo veloce può causare malfunzionamenti del dispositivo. Più velocemente la struttura ruota, più il vettore di calore si riscalda.

Un piccolo motore per ruotare l'albero di una pompa di calore Frenett può essere rimosso dagli elettrodomestici danneggiati o acquistato in un negozio

Perché l'albero possa ruotare liberamente, è necessario un cuscinetto adatto in dimensioni standard. Quando tutti gli elementi sono pronti, è possibile iniziare a assemblare il dispositivo. Innanzitutto, un asse centrale con un cuscinetto è montato sulla parte inferiore all'interno dell'alloggiamento. Quindi, un dado di separazione viene avvitato sull'asse, quindi viene inserito un disco, di nuovo un dado, di nuovo un disco, ecc.

I dischi con i dadi si alternano fino a quando la custodia non viene riempita fino in cima. Anche in fase di preparazione, è possibile effettuare calcoli preliminari sul numero di dischi e dadi richiesti.

È necessario aggiungere lo spessore del disco allo spessore del dado (6 mm). L'altezza del corpo è divisa per questa figura. Il numero risultante fornirà informazioni sul numero richiesto di coppie di "dado + disco". Installare il dado per ultimo.

Dopo aver riempito l'alloggiamento con questi elementi mobili, viene riempito con olio liquido. Il tipo di olio non ha importanza, puoi assumere minerali, semi di cotone, semi di colza o qualsiasi altro olio che tollera bene il calore e non si indurisca. Successivamente, il design viene coperto con il coperchio superiore e preparato delicatamente.

A questo punto, i tubi del radiatore sono solitamente già fissati ai coperchi. Per comodità, durante l'ulteriore installazione e manutenzione del dispositivo sui tubi, è possibile installare due rubinetti. Ora è necessario collegare l'asse della pompa di calore all'albero del motore.

Il sistema è incluso nella rete, verifica la presenza di perdite, valuta le caratteristiche del dispositivo.

Una pompa di calore Frenett fatta in casa può essere collegata a un tradizionale radiatore in ghisa o bimetallico, che fornirà l'effetto di riscaldamento necessario

Se tutto è fatto correttamente, l'asse con i dischi inizierà a girare, riscaldando l'olio all'interno del dispositivo. Il vettore di calore caldo si sposterà attraverso il foro superiore attraverso il tubo fino al radiatore di riscaldamento.L'olio raffreddato tornerà al corpo della pompa di calore attraverso il tubo inferiore per il riscaldamento.

Per automatizzare il funzionamento del sistema, è possibile utilizzare un relè speciale con un sensore di temperatura che rileva il riscaldamento dell'alloggiamento della pompa di calore e spegne il motore o lo accende secondo necessità. Ciò impedirà il surriscaldamento del sistema, la rottura del motore elettrico e, nel suo insieme, aumenterà la durata del dispositivo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Una versione interessante della pompa Frenett è presentata in questo video:

Sfortunatamente, la pompa Frenett non ha trovato ampia accettazione nel campo del riscaldamento. Un tale dispositivo per la produzione industriale per uso domestico è difficile da trovare nei negozi di elettrodomestici. Ma molti artigiani popolari hanno usato con successo i risultati di questo scienziato e li hanno applicati nelle loro case, saune, garage, ecc.

Forse sei proprio tu stesso che sei riuscito a realizzare l'idea di Frenett? Per favore condividi la tua esperienza - lascia commenti sull'articolo e aggiungi foto dei tuoi prodotti. Il modulo di contatto si trova sotto.