Tepelné čerpadlo Frenett: zariadenie a princíp činnosti + môžete ho zostaviť sami?

Milovníci drotárstva nájdu uplatnenie vždy vo vlastnej sile, trpezlivosti a odpadu. Z takmer bezplatných komponentov môžu ľahko zostaviť mimoriadne užitočnú vec v každodennom živote.

Napríklad môžu efektívne vyrobiť tepelné čerpadlo Frenett vlastnými rukami bez toho, aby čokoľvek míňali. Dopĺňajú však zásoby vedomostí a zručností, a to je na nezaplatenie, nie?

Poskytnuté informácie pomôžu pochopiť princíp činnosti jednotky. S našou pomocou môžete určiť dizajn a zistiť, ako sa model vyrába. Jasné pokyny na výrobu tohto typu tepelného čerpadla účinne pomôžu nezávislým domácim remeselníkom.

Poskytujeme praktické odporúčania na výrobu produktívnych domácich výrobkov a tipy na prevádzku takýchto zariadení.

Princíp činnosti zariadenia

Tí, ktorí prichádzajú do styku s otázkami nákladovo efektívneho vykurovania, je známe „tepelné čerpadlo“. Najmä v kombinácii s pojmom pôda - voda "Voda-voda"alebo "Vzduch-voda" atď.

Takéto tepelné čerpadlo so zariadením Frenett nemá prakticky nič spoločné. Okrem názvu a konečného výsledku má formu tepelnej energie, ktorá sa nakoniec používa na vykurovanie.

Tepelné čerpadlá na báze karotidov sú veľmi populárne ako nákladovo efektívny spôsob organizácie vykurovania a ako ekologický systém.

Práca takého komplexu zariadení je spojená s akumuláciou nízkej potenciálnej energie obsiahnutej v prírodných zdrojoch (zem, voda, vzduch) a jej premenou na tepelnú energiu s vysokým potenciálom.

Vynález Eugena Frenetta je usporiadaný a funguje úplne iným spôsobom.

Princíp činnosti tohto zariadenia je založený na použití tepelnej energie, ktorá sa uvoľňuje pri trení. Konštrukcia je založená na kovových povrchoch umiestnených nie blízko seba, ale v určitej vzdialenosti. Priestor medzi nimi je naplnený tekutinou.

Časti zariadenia sa otáčajú vzájomne voči sebe pomocou elektrického motora, tekutina vo vnútri krytu a v kontakte s rotujúcimi prvkami je zahrievaná.

Výsledné teplo sa môže použiť na ohrev chladiva. Niektoré zdroje odporúčajú používať túto tekutinu priamo pre vykurovací systém. Najčastejšie je konvenčný chladič pripojený k domácej Frenettovej pumpe.

Ako a Vykurovací systém chladiacej kvapaliny odborníci dôrazne odporúčajú používať skôr vodu než vodu.

Počas prevádzky čerpadla má táto tekutina tendenciu k veľmi silnému zahrievaniu. Voda za takýchto podmienok môže jednoducho vrieť. Horúca para v uzavretom priestore vytvára nadmerný tlak, čo zvyčajne vedie k prasknutiu rúrok alebo krytu. Používanie ropy v tejto situácii je oveľa bezpečnejšie, pretože jej teplota varu je oveľa vyššia.

Na výrobu tepelného čerpadla Frenett budete potrebovať motor, chladič, niekoľko rúr, oceľový disk, oceľové disky, kovovú alebo plastovú tyč, kovový valec a súpravu kľúčov (+)

Existuje názor, že účinnosť takého zdroja tepla presahuje 100% a môže byť dokonca 1 000%. Z hľadiska fyziky a matematiky to nie je úplne správne tvrdenie.

Účinnosť odráža energetické straty vynaložené nie na vykurovanie, ale na skutočnú prevádzku zariadenia. Fenomenálne tvrdenia o neuveriteľne vysokej účinnosti čerpadla Frenett odrážajú jeho účinnosť, ktorá je skutočne pôsobivá. Náklady na elektrinu pri prevádzke zariadenia sú zanedbateľné, ale množstvo tepla, ktoré sa tým získa, je veľmi viditeľné.

Napríklad zohrievanie chladiacej kvapaliny na rovnaké teploty pomocou napríklad vyhrievacieho telesa na vyhrievanie by vyžadovalo oveľa väčšie množstvo elektriny, možno desaťkrát viac. Domáce kúrenie by sa pri takejto spotrebe elektriny ani nezohrialo.

Prečo nie sú všetky bytové a priemyselné priestory vybavené takýmito zariadeniami? Dôvody sa môžu líšiť.

za prvé, voda je jednoduchšie a pohodlnejšie médium na prenos tepla ako olej. Nezohrieva sa na také vysoké teploty a eliminácia účinkov úniku vody je jednoduchšia ako odstránenie rozliateho oleja.

za druhéV čase, keď bolo vynájdené čerpadlo Frenett, už existoval a fungoval centralizovaný vykurovací systém. Demontáž, ktorá sa má nahradiť výrobcami tepla, by bola príliš nákladná a spôsobila by veľa nepríjemností, takže túto možnosť nikto vážne nezvážil. Ako sa hovorí, tým najlepším je nepriateľ dobra.

Odporúčania týkajúce sa použitia nástrojov

Je potrebné poznamenať, že variácie čerpadla Eugene Frenett používajúce vodu ako chladiacu kvapalinu stále existujú. Zvyčajne sa však jedná o veľké priemyselné modely, ktoré sa používajú v špecializovaných podnikoch.

Činnosť takýchto zariadení je prísne kontrolovaná pomocou špeciálnych zariadení.Poskytovanie podobnej úrovne bezpečnosti doma je takmer nemožné.

Všeobecná schéma priemyselného tepelného generátora vyvinutého vedcami Khabarovsku: 1 - kapacita; 2 - prívodné potrubie; 3 - výstupné potrubie; 4 - ohrievač vody; 5 - ložiskový hriadeľ. Ako nosič tepla sa používa voda

Najobľúbenejšou verziou pumpy Frenett, ktorá využíva vodu a nie olej, je zariadenie vyvinuté vedcami z Khabarovska: Nazyrova Natalia Ivanovna, Leonov Michail Pavlovič a Syarg Alexander Vasilievich. V tomto hríbovitom prevedení sa voda osobitne privedie k varu a premení sa na paru.

Potom sa použije reaktívna sila pary na zvýšenie rýchlosti pohybu kvapalného chladiva pozdĺž kanálov čerpadla na 135 m / min. V dôsledku toho sú náklady na energiu pri pohybe chladiva minimálne a návratnosť vo forme tepelnej energie je veľmi vysoká.

Takáto zostava však musí byť mimoriadne robustná a jej prevádzka by sa mala neustále monitorovať, aby sa predišlo nehode.

Čo robiť, ak sa má pomocou čerpadla Frenett zorganizovať vykurovanie veľkej miestnosti alebo celého domu? Voda je tradičným nosičom tepla, väčšina vykurovacích systémov je navrhnutá špeciálne pre tento účel. Naplnenie celého vykurovacieho systému vhodným kvapalným olejom môže byť drahé.

Tento problém sa rieši veľmi jednoducho. Ďalej je potrebné vybudovať konvenčný výmenník tepla, v ktorom zohriaty olej bude ohrievať vodu cirkulujúcu cez vykurovací systém. Súčasne dôjde k strate tepla, ale celkový účinok zostane celkom zreteľný.

Tepelné čerpadlo Frenett sa môže úspešne používať v kombinácii so systémami podlahového vykurovania. Ale namiesto vody musíte do potrubí naliať tekutý olej

Zaujímavým nápadom by bolo použitie čerpadla Frenett v kombinácii s podlahové kúrenie, V tomto prípade je chladivo prepúšťané úzkymi plastovými rúrkami položenými do betónovej potery.

Takýto vykurovací systém funguje rovnakým spôsobom ako bežné podlahové kúrenie. Projekt tohto typu je samozrejme možné realizovať iba v súkromnom dome, pretože je povolené používať ho výlučne na výškové bytové domy. elektrické podlahové kúrenie.

Praktickým a pohodlným spôsobom použitia takéhoto zariadenia je vykurovanie malej miestnosti: garáž, stodola, dielňa atď. Čerpadlo Frenett vám umožňuje efektívne a rýchlo vyriešiť problém autonómneho vykurovania na takýchto miestach.

Náklady na elektrinu na jej prevádzku sú malé v porovnaní s výsledným tepelným efektom a zostavenie takéhoto agregátu nie je ťažké z najjednoduchších materiálov.

Možnosti dizajnu pumpy Frenett

Eugene Frenett nielen vymyslel zariadenie pomenované po ňom, ale tiež ho opakovane vylepšoval a prichádzal s novšími, účinnejšími verziami zariadenia.

V úplne prvom čerpadle, ktoré vynálezca patentoval v roku 1977, sa použili iba dva valce:

• vonkajšie - dutý valec má väčší priemer a je v statickom stave
• interný - priemer nádoby je o niečo menší ako rozmery dutiny vonkajšieho valca.

Vynálezca nalial tekutý olej do výsledného úzkeho priestoru medzi stenami dvoch valcov. Samozrejme bola časť konštrukcie, v ktorej bolo umiestnené toto kvapalné chladivo, starostlivo utesnená, aby sa zabránilo úniku oleja.

Toto je schéma úplne prvej verzie tepelného čerpadla Frenett. Rotačný hriadeľ je umiestnený vodorovne, chladivo je umiestnené v úzkom priestore medzi dvoma pracovnými valcami (+)

Vnútorný valec je spojený s hriadeľom motora takým spôsobom, aby sa zaistilo jeho rýchle otáčanie vzhľadom na stacionárny veľký valec. Na opačný koniec konštrukcie bol umiestnený ventilátor s obežným kolesom.

Počas prevádzky sa olej zahrieval a preniesol teplo do vzduchu obklopujúceho zariadenie. Ventilátor umožnil rýchle šírenie teplého vzduchu do celej miestnosti.

Pretože táto konštrukcia bola pomerne dobre zahrievaná, kvôli pohodlnému a bezpečnému použitiu bola táto štruktúra ukrytá v ochrannom puzdre. V kryte sa samozrejme vytvorili otvory na cirkuláciu vzduchu.

Užitočným doplnkom návrhu bol termostat, pomocou ktorého by sa mohla prevádzka čerpadla Frenett do istej miery automatizovať.

Stredová os tohto modelu tepelného čerpadla je umiestnená vertikálne. Motor je na spodnej časti, potom sú namontované valce vložené do seba a na vrchu je ventilátor. Neskôr sa objavil model s horizontálnou stredovou osou.

Použil sa model tepelného čerpadla Frenett s horizontálne orientovaným rotačným hriadeľom spolu s vykurovacím radiátorom, vo vnútri ktorého cirkuloval zohriaty olej (+).

Bolo to také zariadenie, ktoré sa prvýkrát používalo v kombinácii nie s ventilátorom, ale s radiátorom. Motor je umiestnený na boku a hriadeľ rotora prechádza rotujúcim bubnom a ide von.

V tomto type zariadenia nie je žiadny ventilátor. Chladivo z čerpadla cez potrubie prechádza do radiátora. Rovnakým spôsobom môže byť vyhrievaný olej odvádzaný do iného výmenníka tepla alebo priamo do vykurovacích potrubí.

Neskôr sa podstatne zmenila konštrukcia tepelného čerpadla s čerstvým povrchom. Hriadeľ rotora zostal stále vo vodorovnej polohe, ale vnútorná časť bola vyrobená z dvoch rotujúcich bubnov a obežného kolesa umiestneného medzi nimi. Kvapalný olej sa tu opäť používa ako nosič tepla.

V tejto verzii tepelného čerpadla Frenett sa dva valce otáčajú vedľa seba, sú oddelené špeciálne navrhnutým obežným kolesom z veľmi odolného kovu (+)

Keď sa táto štruktúra otáča, olej sa zahrieva dodatočne, keď prechádza špeciálnymi otvormi vytvorenými v obežnom kole, a potom preniká do úzkej dutiny medzi stenami puzdra čerpadla a jeho rotorom. Účinnosť čerpadla Frenett sa tak výrazne zlepšila.

Pozdĺž okrajov obežného kolesa pre tepelné čerpadlo Frenett sú vytvorené malé otvory. Chladivo sa rýchlo a efektívne zahrieva a prechádza nimi (+)

Je však potrebné poznamenať, že tento typ čerpadla nie je príliš vhodný na domácu výrobu. Najprv musíte nájsť spoľahlivé výkresy alebo sami vypočítať návrh, čo je možné iba pre skúseného inžiniera.

Potom budete musieť nájsť špeciálne obežné koleso s otvormi vhodnej veľkosti. Tento prvok tepelného čerpadla pracuje pri vysokých zaťaženiach, preto musí byť vyrobený z veľmi odolných materiálov.

Vlastné zariadenie

Preskúmanie možností zariadenia Frenett nám umožňuje pochopiť, že princípy jeho fungovania s jedným alebo iným stupňom účinnosti sa môžu použiť pri navrhovaní rôznych typov a typov. Základná myšlienka zostáva rovnaká: úzky priestor medzi kovovými prvkami naplnenými olejom a rotácia elektromotorom.

Schéma ukazuje variant tepelného čerpadla Frenett, ktoré sa zvyčajne používa na vlastnú výrobu zariadenia. Základom návrhu sú kovové disky oddelené maticami (+)

V domácnosti sa najčastejšie vyrába čerpadlo Fresnett pozostávajúce z radu kovových dosiek oddelených úzkou vzdialenosťou.

Na výrobu takéhoto zariadenia musíte pripraviť potrebné materiály:

• dutý kovový valec;
• sada identických oceľových diskov s otvorom v strede;
• súprava matíc vysoká 6 mm;
• oceľová tyč so závitom:
• elektrický motor s predĺženým hriadeľom;
• ložisko;
• spojovacie rúrky.

Veľkosti pumpy môžu byť väčšie alebo menšie. Vzdialenosť medzi diskami by sa však mala zachovať presne - 6 mm.Ako oddeľovače sa používajú štandardné matice a oceľová tyč je stredom konštrukcie.

Jeho hrúbka by mala zodpovedať priemeru matice. Ak nie je k dispozícii žiadna tyč so závitom, stačí ju odrezať.

Kovové disky tepelného čerpadla Frenett by mali byť o niečo menšie ako priemer valcového telesa, aby sa zaistila voľná rotácia a efektívnejšie zahrievanie chladiacej kvapaliny.

Je zrejmé, že otvor v diskoch musí byť taký, aby mohli byť voľne uložené na axiálnom hriadeli. Vonkajší priemer diskov by mal byť o niekoľko milimetrov menší ako prípad. Ak nie sú k dispozícii žiadne hotové prvky, kotúče sa odrežú nezávisle od plechu alebo sa touto prácou zveria obracač.

Oceľové disky pre tepelné čerpadlo Frenett môžu byť rezané doma, ak je k dispozícii vhodné vybavenie

Valcové teleso môže byť vyrobené zo starého kovového kontajnera vhodnej konfigurácie alebo zvárané z kovu. Vhodné je tiež rezanie širokej kovovej rúrky.

Steny sú privarené ku koncom valca. Teleso musí byť tesné, aby olej neunikol. Na hornom a dolnom konci krytu by mali byť urobené ďalšie otvory: na vstup a výstup z vykurovacích potrubí vedúcich k radiátoru.

Všetky potrubné spoje by mali byť samozrejme utesnené. Na závitové spoje sa používajú špeciálne tesnenia: páska FUM, plátno atď. Ak sa rozhodne použite polypropylénové rúry, budete potrebovať špeciálne tvarovky a prípadne spájku na montáž takýchto rúr.

Na prevádzku čerpadla Frenett nie je potrebný vysokovýkonný elektrický motor. Vhodné je zariadenie odobraté zo starého alebo rozbitého spotrebiča pre domácnosť, napríklad konvenčný ventilátor.

Hlavným účelom elektromotora je otáčať hriadeľom. Príliš rýchla rotácia môže spôsobiť poruchu zariadenia. Čím rýchlejšie sa štruktúra otáča, tým viac sa ohrieva nosič tepla.

Malý motor na otáčanie hriadeľa tepelného čerpadla Frenett môže byť odstránený z poškodených domácich spotrebičov alebo zakúpený v obchode

Na to, aby sa hriadeľ mohol voľne otáčať, potrebujete vhodné ložisko v štandardných rozmeroch. Keď sú všetky prvky pripravené, môžete začať zostavovať zariadenie. Najskôr sa na spodnú časť puzdra namontuje stredová os s ložiskom. Potom sa na os priskrutkuje oddeľovacia matica, potom sa nasadí disk, matica sa znova vloží, disk sa znova vloží atď.

Disky s maticami sa striedajú, až kým sa puzdro nenaplní hore. Dokonca aj vo fáze prípravy je možné vykonať predbežný výpočet počtu požadovaných diskov a orechov.

K hrúbke matice (6 mm) je potrebné pridať hrúbku disku. Výška tela sa vydelí týmto číslom. Výsledné číslo poskytne informácie o požadovanom počte párov „matica + disk“. Namontujte maticu ako poslednú.

Po naplnení krytu týmito pohyblivými prvkami sa naplní tekutým olejom. Na type oleja nezáleží, môžete si vziať minerálny, bavlníkový, repkový alebo iný olej, ktorý dobre znáša teplo a nestvrdne. Potom je vzor zakrytý horným krytom a jemne uvarený.

V tomto okamihu sú rúrky chladiča obvykle už pripevnené k krytom. Pre ďalšie pohodlie je možné počas ďalšej inštalácie a údržby zariadenia na potrubiach nainštalovať dva uzatváracie kohúty. Teraz musíte spojiť os tepelného čerpadla s hriadeľom motora.

Systém je zahrnutý v sieti, skontrolujte netesnosti, vyhodnoťte vlastnosti zariadenia.

Tepelné čerpadlo Frenett, ktoré je vyrobené na mieru, je možné pripojiť k konvenčnému liatinovému alebo bimetálnemu radiátoru, ktorý zabezpečí potrebný ohrevný účinok

Ak sa všetko urobí správne, os s diskami sa začne točiť a zahrieva olej vnútri zariadenia. Horúci tepelný nosič sa bude pohybovať cez horný otvor potrubím k vykurovaciemu telesu.Chladený olej sa vracia do telesa tepelného čerpadla cez spodné potrubie na opätovné ohriatie.

Na automatizáciu činnosti systému môžete použiť špeciálne relé so snímačom teploty, ktorý detekuje zahrievanie krytu tepelného čerpadla a podľa potreby vypína alebo zapína motor. Zabráni sa tak prehriatiu systému, poruchám elektromotora a celkovo sa zvýši životnosť zariadenia.

Závery a užitočné video na túto tému

V tomto videu je uvedená zaujímavá verzia pumpy Frenett:

Čerpadlo Frenett nanešťastie nenašlo široké uplatnenie v oblasti vykurovania. Takéto zariadenie na priemyselnú výrobu na použitie v domácnosti je ťažké nájsť v obchodoch s domácimi spotrebičmi. Mnoho ľudových remeselníkov však úspechy tohto vedca úspešne využilo a použilo ich vo svojich domovoch, saunách, garážach atď.

Možno ste práve sami, kto dokázal realizovať myšlienku Frenetta? Prosím, podeľte sa o svoje skúsenosti - zanechajte komentáre k článku a pridajte fotografie svojich produktov. Kontaktný formulár je uvedený nižšie.