Frenett термопомпа: устройство и принцип на работа + можете ли сами да го сглобите?

Любителите на майсторството винаги ще намерят приложение в собствените си сили, търпение и отпадъчни материали. От почти безплатните компоненти те лесно могат да построят изключително полезно нещо в ежедневието.

Например, те могат да направят ефективна термопомпа Frenett със собствените си ръце, без да харчат нищо. Но те ще попълнят магазина от знания и запас от умения, а това е безценно, не е ли така?

Предоставената информация ще ви помогне да разберете принципа на работа на устройството. С наша помощ можете да определите дизайна и да разберете как е направен моделът. Ясните инструкции за производството на този тип термопомпа ефективно ще помогнат на независимите домашни майстори.

Предоставяме практически препоръки за производството на продуктивни домашни продукти и съвети относно работата на такова оборудване.

Принципът на работа на устройството

Онези, които влизат в контакт с проблеми с рентабилното отопление, името "термопомпа" е добре известно. Особено в комбинация с термини земя-вода, "Вода-вода"или "Вода-въздух" и т.н.

Такава термопомпа с устройство на Frenett практически няма нищо общо. В допълнение към името и крайния резултат под формата на топлинна енергия, която в крайна сметка се използва за отопление.

Термопомпите на основата на Carnot са много популярни както като рентабилен начин за организиране на отопление, така и като екологична система.

Работата на такъв комплекс от устройства се свързва с натрупването на ниско потенциална енергия, съдържаща се в природните ресурси (земя, вода, въздух), и превръщането му в топлинна енергия с висок потенциал.

Изобретението на Юджийн Френет е подредено и работи по съвсем различен начин.

Принципът на работа на това устройство се основава на използването на топлинна енергия, която се освобождава по време на триенето. Дизайнът се основава на метални повърхности, разположени не близо една до друга, а на определено разстояние. Пространството между тях е изпълнено с течност.

Части от устройството се въртят една спрямо друга с помощта на електродвигател, течността вътре в корпуса и в контакт с въртящите се елементи се нагрява.

Получената топлина може да се използва за загряване на охлаждащата течност. Някои източници препоръчват използването на тази течност директно за отоплителната система. Най-често конвенционален радиатор е прикрепен към домашна помпа Frenett.

Като a отоплителна система за охлаждаща течност експертите силно препоръчват да се използва масло, а не вода.

По време на работа на помпата тази течност има тенденция да се нагрява много силно. Водата в такива условия може просто да заври. Горещата пара в затворено пространство създава прекомерно налягане и това обикновено води до разкъсване на тръбите или корпуса. Използването на масло в тази ситуация е много по-безопасно, тъй като неговата точка на кипене е много по-висока.

За да направите термопомпа Frenett, ще ви е необходим двигател, радиатор, няколко тръби, стоманена дискова брава, стоманени дискове, метална или пластмасова пръчка, метален цилиндър и комплект гаечни ключове (+)

Съществува мнение, че ефективността на такъв генератор на топлина надвишава 100% и дори може да бъде 1000%. От гледна точка на физиката и математиката, това не е напълно правилно твърдение.

Ефективността отразява загубата на енергия, изразходвана не за отопление, а за действителната работа на устройството. По-скоро феноменалните твърдения за невероятно високата ефективност на помпата Frenett отразяват нейната ефективност, която е наистина впечатляваща. Цената на електроенергията за работата на устройството е незначителна, но количеството топлина, получено в резултат, е много забележимо.

Загряването на охлаждаща течност до същите температури например с помощта на нагревателен елемент за отопление например би изисквало много по-голямо количество електроенергия, евентуално десетки пъти повече. Битовият нагревател дори не би се загрявал с такава консумация на електроенергия.

Защо всички жилищни и промишлени помещения не са оборудвани с такива устройства? Причините могат да бъдат различни.

на първо място, водата е по-проста и удобна среда за пренос на топлина от маслото. Не се нагрява до толкова високи температури и елиминирането на ефектите от течове на вода е по-лесно от отстраняването на разлятото масло.

на второ мястоПо времето на създаването на помпата Frenett централизирана отоплителна система вече съществува и функционира успешно. Демонтирането му за замяна с топлинни генератори би било твърде скъпо и би причинило много неудобства, така че никой дори не обмисля сериозно този вариант. Както се казва, най-добрият е врагът на доброто.

Препоръки за използване на инструментите

Заслужава да се отбележи, че вариациите на помпата Eugene Frenett, използваща вода като охлаждаща течност, все още съществуват. Но обикновено това са големи индустриални модели, които се използват в специализирани предприятия.

Работата на такива устройства е строго контролирана с помощта на специални устройства.Осигуряването на подобно ниво на безопасност у дома е почти невъзможно.

Общата схема на индустриален генератор на топлина, разработена от учени от Хабаровск: 1 - капацитет; 2 - входна тръба; 3 - изпускателна тръба; 4 - бойлер; 5 - носещ вал. Водата се използва като топлоносител

Най-популярната версия на помпата Frenett, която използва вода, а не масло като охлаждаща течност, е устройство, разработено от учени от Хабаровск: Назирова Наталия Ивановна, Леонов Михаил Павлович и Сярг Александър Василиевич. В този дизайн с форма на гъби водата се довежда специално до кипене и се превръща в пара.

Тогава реактивната сила на парата се използва за увеличаване на скоростта на движение на течната охлаждаща течност по каналите на помпата до 135 m / min. В резултат на това енергийните разходи за преместване на охлаждащата течност са минимални, а възвръщаемостта под формата на топлинна енергия е много висока.

Въпреки това, такъв монтаж трябва да бъде изключително здрав и неговата работа трябва да се следи постоянно, за да се избегне злополука.

Какво да направите, ако се предполага, че с помощта на помпата Frenett се организира отопление на голяма стая или на цялата къща? Водата е традиционен топлоносител; повечето отоплителни системи са проектирани специално за нея. А пълненето на цяла отоплителна система с подходящо течно масло може да бъде скъпо.

Този въпрос се решава много просто. Необходимо е допълнително да се изгради конвенционален топлообменник, в който нагрятото масло ще загрява водата, циркулираща през отоплителната система. В същото време ще се загуби малко топлина, но общият ефект ще остане доста забележим.

Термопомпата Frenett може успешно да се използва в комбинация с водни подови системи за отопление. Но вместо вода, трябва да излеете течно масло в тръбите

Интересна идея би била използването на помпа Frenett в комбинация с система за подово отопление, В този случай охлаждащата течност се пропуска през тесни пластмасови тръби, положени в бетонна замазка.

Такава отоплителна система функционира по същия начин като обикновеното водно подово отопление. Разбира се, проект от този тип може да бъде реализиран само в частна къща, тъй като е разрешено да се използва изключително за жилищни сгради с високи сгради електрическо подово отопление.

Практичен и удобен начин за използване на такова устройство е да отоплявате малка стая: гараж, плевня, работилница и т.н. Помпата Frenett ви позволява ефективно и бързо да решите проблема с автономното отопление на такива места.

Цената на електроенергията за нейната работа е малка в сравнение с получения термичен ефект, а да се изгради такъв агрегат не е трудно от най-простите материали.

Опции за дизайн на помпата Frenett

Юджийн Френет не само измисли устройството, кръстено на него, но и многократно го усъвършенства, предлагайки по-нови, по-ефективни версии на устройството.

В първата помпа, която изобретателят патентова през 1977 г., бяха използвани само два цилиндъра:

• външен - кухият цилиндър е с по-голям диаметър и е в статично състояние
• вътрешен - диаметърът на контейнера е малко по-малък от размерите на кухината на външния цилиндър.

Изобретателят излива течно масло в полученото тясно пространство между стените на два цилиндъра. Разбира се, онази част от конструкцията, в която се намираше тази течна охлаждаща течност, беше внимателно запечатана, за да се предотврати изтичане на масло.

Това е диаграма на първата версия на термопомпата Frenett. Въртящият се вал е разположен хоризонтално, охлаждащата течност е поставена в тясно пространство между два работни цилиндъра (+)

Вътрешният цилиндър е свързан с вала на двигателя по такъв начин, че да се гарантира бързото му въртене спрямо стационарния голям цилиндър. В противоположния край на конструкцията беше поставен вентилатор с работно колело.

По време на работа маслото се нагрява и пренася топлина във въздуха, заобикалящ устройството. Вентилаторът направи възможно бързото разпространение на топъл въздух в цялата стая.

Тъй като тази структура беше нагрявана доста силно, за удобна и безопасна употреба, структурата беше скрита в защитен калъф. Разбира се, в корпуса бяха направени отвори за циркулация на въздуха.

Полезно допълнение към дизайна беше термостатът, с който работата на помпата Frenett може да бъде автоматизирана до известна степен.

Централната ос в този модел на термопомпата е разположена вертикално. Двигателят е отдолу, след това цилиндрите са вложени една в друга, а отгоре е вентилаторът. По-късно се появи модел с хоризонтална централна ос.

Използван е модел на термопомпа Frenett с хоризонтално ориентиран въртящ се вал заедно с отоплителен радиатор, вътре в който циркулира нагрято масло (+)

Това беше такова устройство, което първо се използва в комбинация не с вентилатор, а с радиатор за отопление. Двигателят е поставен отстрани, а валът на ротора преминава през въртящ се барабан и излиза навън.

В този тип устройства няма вентилатор. Топлоносителят от помпата през тръбите се премества към радиатора. По същия начин нагрятото масло може да бъде отстранено до друг топлообменник или директно към отоплителните тръби.

По-късно дизайнът на термопомпата fresnett беше съществено променен. Валът на ротора все още остава в хоризонтално положение, но вътрешната част е направена от два въртящи се барабана и работно колело, поставено между тях. Тук течното масло отново се използва като топлоносител.

В тази версия на термопомпата Frenett два цилиндъра се въртят един до друг, те са разделени от специално проектирано работно колело, изработено от много издръжлив метал (+)

Когато тази структура се върти, маслото се нагрява допълнително, тъй като преминава през специални отвори, направени в работното колело, и след това прониква в тясната кухина между стените на корпуса на помпата и нейния ротор. По този начин ефективността на помпата Frenett беше значително подобрена.

По краищата на работното колело се правят малки дупки за термопомпата Frenett. Охлаждащата течност се загрява бързо и ефективно, преминавайки през тях (+)

Въпреки това, заслужава да се отбележи, че този тип помпа не е много подходяща за производство у дома. Първо трябва сами да намерите надеждни чертежи или да изчислите дизайна, а това е възможно само за опитен инженер.

Тогава ще трябва да намерите специално работно колело с отвори с подходящ размер. Този елемент на термопомпата работи при големи натоварвания, така че трябва да бъде направен от много издръжливи материали.

Самостоятелно направено устройство

Преглед на опциите на помпеното устройство Frenett ни позволява да разберем, че принципите на неговата работа с една или друга степен на ефективност могат да бъдат използвани при проекти от различни видове и типове. Основната идея остава същата: тясно пространство между метални елементи, пълни с масло, и въртене с електродвигател.

Диаграмата показва вариант на термопомпата Frenett, която обикновено се използва за самостоятелно производство на устройството. Основата на дизайна са метални дискове, разделени с гайки (+)

В дома най-често се прави помпа Fresnett, състояща се от поредица от метални пластини, разделени от тесен просвет.

За да направите такова устройство, трябва да подготвите необходимите материали:

• кух метален цилиндър;
• комплект от идентични стоманени дискове с отвор в центъра;
• комплект гайки с височина 6 мм;
• стоманена пръчка с резба:
• електромотор с удължен вал;
• лагер;
• свързващи тръби.

Размерите на помпата могат да бъдат по-големи или по-малки. Но разстоянието между дисковете трябва да се поддържа точно - 6 мм.Стандартните гайки се използват като разделители, а стоманената шина е центърът на конструкцията.

Дебелината му трябва да съответства на диаметъра на гайката. Ако няма пръчка с конец под ръка, просто трябва да я отрежете.

Металните дискове за термопомпата Frenett трябва да са малко по-малки от диаметъра на цилиндричното тяло, за да се осигури свободно въртене и по-ефективно нагряване на охлаждащата течност

Очевидно дупката в дисковете трябва да е такава, че да могат свободно да се поставят върху аксиалния вал. Външният диаметър на дисковете трябва да бъде няколко милиметра по-малък от случая. Ако няма готови елементи под ръка, дисковете се изрязват независимо от ламарината или се поверяват на тази работа на струга.

Стоманените дискове за термопомпата Frenett могат да бъдат нарязани у дома, ако има подходящо оборудване

Цилиндричното тяло може да бъде направено от стар метален контейнер с подходяща конфигурация или заварено от метал. Подрязването на широка метална тръба също е подходящо.

Стените са заварени към краищата на цилиндъра. Корпусът трябва да е стегнат, за да не изтече масло. Трябва да се направят допълнителни отвори в горния и долния край на корпуса: за влизане и излизане на отоплителните тръби, водещи до радиатора.

Разбира се, всички тръбни фуги трябва да бъдат запечатани. За резбови връзки се използват специални уплътнения: лента FUM, лен и др. Ако се реши използвайте полипропиленови тръби, ще ви трябват специални фитинги и евентуално поялник за монтиране на такива тръби.

За работата на помпата Frenett не е необходим високоефективен електродвигател. Подходящо е устройство, взето от стар или счупен домакински уред, например конвенционален вентилатор.

Основната цел на електродвигателя е да завърти вала. Прекалено бързото завъртане може да доведе до неизправност на устройството. Колкото по-бързо се върти структурата, толкова повече топлоносителят загрява.

Малък двигател за въртене на вала на термопомпа Frenett може да бъде изваден от повредени домакински уреди или закупен в магазин

За да може валът да се върти свободно, се нуждаете от подходящ лагер със стандартни размери. Когато всички елементи са подготвени, можете да започнете да сглобявате устройството. Първо, централната ос с лагер е монтирана в долната част вътре в корпуса. След това на оста се завинтва гайка за разделяне, след това се поставя диск, отново гайка, пак диск и т.н.

Дисковете с гайки се редуват, докато калъфът се напълни до върха. Дори на етапа на подготовка могат да се направят предварителни изчисления за броя на необходимите дискове и гайки.

Необходимо е дебелината на диска да се добави към дебелината на гайката (6 мм). Височината на тялото се дели на тази цифра. Полученото число ще даде информация за необходимия брой двойки „гайка + диск“. Инсталирайте гайката последно.

След като корпусът се напълни с тези подвижни елементи, той се пълни с течно масло. Типът масло няма значение, можете да вземете минерално, памучно, рапично или друго масло, което понася добре топлината и не се втвърдява. След това дизайнът се покрива с горния капак и леко се вари.

В този момент тръбите на радиатора обикновено вече са прикрепени към капаците. За удобство по време на по-нататъшния монтаж и поддръжка на устройството върху тръбите могат да се монтират две спирателни кранове. Сега трябва да свържете оста на термопомпата към вала на двигателя.

Системата е включена в мрежата, проверете за течове, оценете характеристиките на устройството.

Самостоятелна термопомпа Fresnett може да бъде свързана към конвенционален чугунен или биметален радиатор, което ще осигури необходимия ефект на нагряване

Ако всичко е направено правилно, оста с дисковете ще започне да се върти, загрявайки маслото вътре в устройството. Горещият топлоносител ще се премести през горния отвор през тръбата към отоплителния радиатор.Охладеното масло ще се върне в тялото на термопомпата през долната тръба за повторно нагряване.

За да автоматизирате работата на системата, можете да използвате специално реле с температурен датчик, който засича нагряването на корпуса на термопомпата и изключва двигателя или го включва при необходимост. Това ще предотврати прегряване на системата, повреда на електродвигателя и като цяло ще увеличи живота на устройството.

Изводи и полезно видео по темата

Интересна версия на помпата Frenett е представена в това видео:

За съжаление помпата Frenett не намери широко приемане в областта на отоплението. Такова устройство за промишлено производство за битова употреба е трудно да се намери в магазините за домашни уреди. Но много народни майстори успешно използват постиженията на този учен и ги прилагат в домовете си, сауните, гаражите и т.н.

Може би вие сте много самонаправените, които успяха да реализират идеята за Френет? Моля, споделете опита си - оставете коментари към статията и добавете снимки на вашите продукти. Формата за контакт се намира по-долу.