Tepelné čerpadlo Frenett: zařízení a princip činnosti + můžete si ho sami sestavit?

Milovníci drotářství vždy najdou uplatnění ve své vlastní síle, trpělivosti a odpadu. Z téměř bezplatných součástí mohou snadno vytvořit v každodenním životě mimořádně užitečnou věc.

Mohou například vyrobit účinné tepelné čerpadlo Frenett vlastníma rukama, aniž by cokoli utráceli. Doplní však zásoby znalostí a zásob dovedností, a to je na nezaplacení, že?

Poskytnuté informace pomohou pochopit princip fungování jednotky. S naší pomocí můžete určit design a zjistit, jak je model vyroben. Jasné pokyny pro výrobu tohoto typu tepelného čerpadla účinně pomohou nezávislým domácím řemeslníkům.

Poskytujeme praktická doporučení pro výrobu produktivních domácích výrobků a tipy na provoz takových zařízení.

Princip fungování zařízení

Pro ty, kteří přicházejí do styku s otázkami nákladově efektivního vytápění, je název „tepelné čerpadlo“ dobře znám. Obzvláště v kombinaci s termíny země-voda Voda-voda, nebo Vzduch-voda atd.

Takové tepelné čerpadlo s Frenettovým zařízením nemá prakticky nic společného. Kromě názvu a konečného výsledku ve formě tepelné energie, která se nakonec používá pro vytápění.

Tepelná čerpadla na bázi karnoty jsou velmi oblíbená jak z hlediska nákladově efektivního způsobu organizace vytápění, tak jako ekologického systému.

Práce takového komplexu zařízení je spojena s akumulací energie s nízkým potenciálem obsaženou v přírodních zdrojích (země, voda, vzduch) a její přeměnou na tepelnou energii s vysokým potenciálem.

Vynález Eugena Frenetta je uspořádán a funguje úplně jinak.

Princip činnosti tohoto zařízení je založen na využití tepelné energie, která se uvolňuje během tření. Konstrukce je založena na kovových plochách, které nejsou umístěny blízko sebe, ale v určité vzdálenosti. Prostor mezi nimi je naplněn tekutinou.

Části zařízení se vzájemně otáčí pomocí elektrického motoru, tekutina uvnitř pouzdra a ve styku s rotujícími prvky je zahřívána.

Výsledné teplo lze použít k ohřevu chladicí kapaliny. Některé zdroje doporučují použití této tekutiny přímo pro topný systém. Nejčastěji je konvenční radiátor připojen k domácím Frenettovým čerpadlům.

Jako a topný systém chladicí kapaliny odborníci důrazně doporučují používat spíše olej než vodu.

Během provozu čerpadla má tato kapalina tendenci se velmi silně zahřívat. Voda za takových podmínek může jednoduše vařit. Horká pára v uzavřeném prostoru vytváří nadměrný tlak, což obvykle vede k prasknutí potrubí nebo pláště. Použití ropy v této situaci je mnohem bezpečnější, protože její bod varu je mnohem vyšší.

K výrobě tepelného čerpadla Frenett budete potřebovat motor, chladič, několik trubek, ocelový disk, ocelové disky, kovovou nebo plastovou tyč, kovový válec a sadu klíčů (+)

Existuje názor, že účinnost takového tepelného generátoru přesahuje 100% a může být dokonce 1000%. Z pohledu fyziky a matematiky se nejedná o zcela správný výrok.

Účinnost odráží energetické ztráty vynaložené nikoli na vytápění, ale na skutečný provoz zařízení. Fenomenální tvrzení o neuvěřitelně vysoké účinnosti čerpadla Frenett odrážejí jeho účinnost, což je skutečně působivé. Náklady na elektřinu pro provoz zařízení jsou zanedbatelné, ale množství tepla získané jako výsledek je velmi patrné.

Například zahřátí chladicího média na stejné teploty pomocí topného článku pro ohřev by například vyžadovalo mnohem větší množství elektřiny, možná i několikrát více. Domácí topení by se takovou spotřebou elektřiny ani nezahřálo.

Proč nejsou všechny bytové a průmyslové prostory takovými zařízeními vybaveny? Důvody se mohou lišit.

Za prvé, voda je jednodušší a pohodlnější médium pro přenos tepla než olej. Nezahřívá se na tak vysoké teploty a odstranění účinků úniku vody je snazší než odstranění rozlitého oleje.

Za druhéV době, kdy bylo vynalezeno čerpadlo Frenett, již existoval a fungoval centralizovaný topný systém. Demontáž za účelem nahrazení tepelnými generátory by byla příliš nákladná a způsobila by mnoho nepříjemností, takže nikdo tuto možnost ani vážně nezvažoval. Jak se říká, nejlepší je nepřítel dobrého.

Doporučení pro použití nástroje

Stojí za zmínku, že variace čerpadla Eugene Frenett používající vodu jako chladicí kapalinu stále existují. Obvykle se však jedná o velké průmyslové modely, které se používají ve specializovaných podnicích.

Provoz takových zařízení je přísně řízen pomocí speciálních zařízení.Poskytnutí podobné úrovně bezpečnosti doma je téměř nemožné.

Obecná schéma průmyslového tepelného generátoru vyvinutého vědci Khabarovsku: 1 - kapacita; 2 - přívodní potrubí; 3 - výstupní potrubí; 4 - ohřívač vody; 5 - ložisková hřídel. Voda se používá jako nosič tepla

Nejoblíbenější verzí Frenettovy pumpy, která používá spíše vodu než olej, je zařízení vyvinuté vědci z Khabarovsku: Nazyrova Natalia Ivanovna, Leonov Michail Pavlovich a Syarg Alexander Vasilievich. V tomto hubovitém provedení je voda speciálně přivedena k varu a přeměněna na páru.

Pak se použije reaktivní síla páry ke zvýšení rychlosti pohybu kapalného chladiva podél kanálů čerpadla na 135 m / min. V důsledku toho jsou náklady na energii pro pohyb chladicí kapaliny minimální a návratnost ve formě tepelné energie je velmi vysoká.

Taková sestava však musí být mimořádně robustní a její provoz by měl být neustále sledován, aby nedošlo k nehodě.

Co dělat, když má pomocí čerpadla Frenett zorganizovat vytápění velké místnosti nebo celého domu? Voda je tradičním nosičem tepla, většina topných systémů je navržena speciálně pro tento účel. A plnění celého topného systému vhodným kapalným olejem může být drahé.

Tento problém je vyřešen velmi jednoduše. Je nutné dodatečně vybudovat konvenční tepelný výměník, ve kterém zahřátý olej bude ohřívat vodu cirkulující topným systémem. Zároveň dojde ke ztrátě tepla, ale celkový účinek zůstane docela znatelný.

Tepelné čerpadlo Frenett lze úspěšně použít v kombinaci se systémy podlahového vytápění. Ale místo vody musíte do potrubí nalít tekutý olej

Zajímavým nápadem by bylo použití čerpadla Frenett v kombinaci s podlahové vytápění. V tomto případě je chladivo propuštěno úzkými plastovými trubkami položenými do betonového potěru.

Takový topný systém funguje stejným způsobem jako běžné podlahové vytápění. Projekt tohoto typu lze samozřejmě realizovat pouze v soukromém domě, protože je povoleno používat výhradně pro výškové bytové domy elektrické podlahové vytápění.

Praktickým a pohodlným způsobem použití takového zařízení je vytápění malé místnosti: garáže, stodoly, dílny atd. Čerpadlo Frenett vám v těchto místech umožňuje efektivně a rychle vyřešit problém autonomního vytápění.

Náklady na elektřinu pro její provoz jsou ve srovnání s výsledným tepelným efektem malé a vybudování takového agregátu není obtížné z nejjednodušších materiálů.

Možnosti designu čerpadla Frenett

Eugene Frenett nejen vynalezl zařízení pojmenované po něm, ale také jej opakovaně vylepšoval a přicházel s novějšími, účinnějšími verzemi zařízení.

V úplně prvním čerpadle, které vynálezce patentoval v roce 1977, byly použity pouze dva válce:

• venkovní - dutý válec má větší průměr a je ve statickém stavu
• vnitřní - průměr nádoby je o něco menší než rozměry dutiny vnějšího válce.

Vynálezce nalil tekutý olej do výsledného úzkého prostoru mezi stěnami dvou válců. Ta část struktury, ve které bylo toto kapalné chladivo umístěno, byla samozřejmě pečlivě utěsněna, aby se zabránilo úniku oleje.

Toto je schéma úplně první verze tepelného čerpadla Frenett. Rotační hřídel je umístěna vodorovně, chladicí kapalina je umístěna v úzkém prostoru mezi dvěma pracovními válci (+)

Vnitřní válec je připojen k hřídeli motoru takovým způsobem, aby byla zajištěna jeho rychlá rotace vzhledem ke stacionárnímu velkému válci. Na opačný konec konstrukce byl umístěn ventilátor s oběžným kolem.

Během provozu byl olej zahříván a přenášen teplo do vzduchu obklopujícího zařízení. Ventilátor umožnil rychle šířit teplý vzduch po celé místnosti.

Protože byla tato struktura poměrně silně zahřívána, byla kvůli pohodlnému a bezpečnému použití skrytá v ochranném pouzdře. Samozřejmě byly v krytu vytvořeny otvory pro cirkulaci vzduchu.

Užitečným doplňkem návrhu byl termostat, s nímž by mohla být činnost čerpadla Frenett do jisté míry automatizována.

Střední osa v tomto modelu tepelného čerpadla je umístěna svisle. Motor je dole, pak jsou nainstalovány válce vložené do sebe a nahoře je ventilátor. Později se objevil model s vodorovnou středovou osou.

Byl použit model tepelného čerpadla Frenett s horizontálně orientovaným rotačním hřídelem spolu s topným radiátorem, uvnitř kterého cirkuluje topný olej (+)

Bylo to takové zařízení, které bylo poprvé použito v kombinaci ne s ventilátorem, ale s topným radiátorem. Motor je umístěn na boku a hřídel rotoru prochází rotujícím bubnem a jde ven.

V tomto typu zařízení není žádný ventilátor. Chladivo z čerpadla přes potrubí se pohybuje do radiátoru. Stejným způsobem lze ohřátý olej odvádět do jiného výměníku tepla nebo přímo do topných trubek.

Později se konstrukce tepelného čerpadla s čerstvým povrchem podstatně změnila. Hřídel rotoru zůstal stále ve vodorovné poloze, ale vnitřní část byla vyrobena ze dvou rotujících bubnů a mezi nimi umístěno oběžné kolo. Zde se kapalný olej opět používá jako nosič tepla.

V této verzi tepelného čerpadla Frenett se dva válce otáčejí vedle sebe, jsou odděleny speciálně navrženým oběžným kolem vyrobeným z velmi odolného kovu (+)

Když se tato struktura otáčí, olej se navíc zahřívá, když prochází speciálními otvory vytvořenými v oběžném kole, a poté proniká do úzké dutiny mezi stěnami skříně čerpadla a jeho rotorem. Účinnost čerpadla Frenett se tak významně zvýšila.

Podél okrajů oběžného kola pro tepelné čerpadlo Frenett jsou vytvořeny malé otvory. Chladicí kapalina se zahřívá rychle a efektivně a prochází skrz ně (+)

Je však třeba poznamenat, že tento typ čerpadla není příliš vhodný pro domácí výrobu. Nejprve musíte najít spolehlivé výkresy nebo sami vypočítat návrh, a to je možné pouze pro zkušeného inženýra.

Pak budete muset najít speciální oběžné kolo s otvory vhodné velikosti. Tento prvek tepelného čerpadla pracuje při vysokých zatíženích, takže musí být vyroben z velmi odolných materiálů.

Vlastní zařízení

Přehled možností čerpacího zařízení Frenett nám umožňuje pochopit, že principy jeho provozu s jedním nebo jiným stupněm účinnosti lze použít v konstrukcích různých typů a typů. Základní myšlenka zůstává stejná: úzký prostor mezi kovovými prvky naplněnými olejem a rotace elektrickým motorem.

Schéma ukazuje variantu tepelného čerpadla Frenett, které se obvykle používá pro vlastní výrobu zařízení. Základem návrhu jsou kovové disky oddělené maticemi (+)

Doma se nejčastěji vyrábí čerpadlo Fresnett, které se skládá z řady kovových desek oddělených úzkou vůlí.

Chcete-li vytvořit takové zařízení, musíte připravit potřebné materiály:

• dutý kovový válec;
• sada identických ocelových disků s otvorem ve středu;
• sada matic vysoká 6 mm;
• závitová ocelová tyč:
• elektrický motor s prodlouženou hřídelí;
• ložisko;
• spojovací potrubí.

Velikost čerpadla může být větší nebo menší. Ale vzdálenost mezi disky by měla být zachována přesně - 6 mm.Jako oddělovače se používají standardní matice a ocelová tyč je středem konstrukce.

Jeho tloušťka by měla odpovídat průměru matice. Pokud není k dispozici žádný prut se závitem, stačí jej odříznout.

Kovové disky tepelného čerpadla Frenett by měly být o něco menší než průměr válcového tělesa, aby byla zajištěna volná rotace a účinnější zahřívání chladicí kapaliny

Je zřejmé, že otvor v discích musí být takový, aby mohl být volně uložen na axiální hřídeli. Vnější průměr disků by měl být o několik milimetrů menší než pouzdro. Pokud nejsou po ruce žádné hotové prvky, jsou kotouče řezány nezávisle na plechu nebo jsou touto prací svěřeny soustružníku.

Ocelové disky pro tepelné čerpadlo Frenett lze řezat doma, pokud je k dispozici vhodné vybavení

Válcové těleso může být vyrobeno ze starého kovového kontejneru vhodné konfigurace nebo svařeno z kovu. Vhodné je také řezání široké kovové trubky.

Stěny jsou přivařeny ke koncům válce. Skříň musí být těsná, aby olej neunikl. Na horním a dolním konci pouzdra by měly být vytvořeny další otvory: pro vstup a výstup z topných trubek vedoucích k radiátoru.

Všechny potrubní spoje by samozřejmě měly být utěsněny. Pro závitové spoje se používají speciální těsnění: FUM páska, prádlo atd. Pokud se rozhodne použijte polypropylenové trubky, pro montáž takových trubek budete potřebovat speciální tvarovky a případně páječku.

Pro provoz čerpadla Frenett není nutný vysoce výkonný elektrický motor. Vhodné je zařízení odebrané ze starého nebo poškozeného domácího spotřebiče, jako je běžný ventilátor.

Hlavním účelem elektromotoru je otáčet hřídelí. Příliš vysoká rotace může způsobit poruchu zařízení. Čím rychleji se struktura otáčí, tím více se nosič tepla zahřívá.

Malý motor pro otáčení hřídele tepelného čerpadla Frenett lze vyjmout z poškozených domácích spotřebičů nebo zakoupit v obchodě

Aby se hřídel mohla volně otáčet, potřebujete vhodné ložisko ve standardních velikostech. Až budou všechny prvky připraveny, můžete začít sestavovat zařízení. Nejprve je na spodní část uvnitř pouzdra namontována centrální osa s ložiskem. Potom je na osu přišroubována oddělovací matice, poté je nasazen disk, matice znovu, disk znovu, atd.

Disky s maticemi se střídají, dokud se obal nenaplní nahoru. I ve fázi přípravy lze provést předběžný výpočet počtu požadovaných disků a matic.

K tloušťce matice (6 mm) je nutné přidat tloušťku kotouče. Výška těla je dělena tímto číslem. Výsledné číslo poskytne informaci o požadovaném počtu párů „matice + disk“. Namontujte matici jako poslední.

Po naplnění pouzdra těmito pohyblivými prvky se naplní tekutým olejem. Na typu oleje nezáleží, můžete si vzít minerální, bavlníkový, řepkový nebo jiný olej, který dobře snáší teplo a neztvrdne. Poté je konstrukce zakryta horním krytem a jemně vařena.

V tomto okamžiku jsou trubky chladiče obvykle již připevněny k krytům. Pro další pohodlí lze během další instalace a údržby zařízení na potrubí nainstalovat dva uzavírací kohouty. Nyní musíte spojit osu tepelného čerpadla s hřídelí motoru.

Systém je součástí sítě, zkontrolujte těsnost, vyhodnoťte vlastnosti zařízení.

Tepelné čerpadlo Frenett, které si můžete sami vyrobit, lze připojit k běžnému litinovému nebo bimetálnímu radiátoru, který zajistí potřebný topný efekt

Pokud je vše hotové správně, osa s disky se začne točit a zahřívá olej uvnitř zařízení. Tepelný nosič tepla se bude pohybovat přes horní otvor potrubím k topnému radiátoru.Chlazený olej se vrátí do těla tepelného čerpadla dolním potrubím pro opětovné zahřátí.

K automatizaci provozu systému můžete použít speciální relé se snímačem teploty, který detekuje zahřívání tělesa tepelného čerpadla a podle potřeby vypíná nebo zapíná motor. Tím se zabrání přehřátí systému, poruše elektrického motoru a jako celek se prodlouží životnost zařízení.

Závěry a užitečné video na toto téma

Zajímavá verze čerpadla Frenett je uvedena v tomto videu:

Čerpadlo Frenett bohužel nenašlo široké uplatnění v oblasti vytápění. Takové zařízení pro průmyslovou výrobu pro domácí použití je obtížné najít v obchodech s domácími spotřebiči. Mnoho lidových řemeslníků však úspěchy tohoto vědce úspěšně využilo a použilo je ve svých domovech, saunách, garážích atd.

Možná jste vy sami, kdo dokázal realizovat myšlenku Frenetta? Prosím, podělte se o své zkušenosti - zanechte komentáře k článku a přidejte fotografie svých produktů. Kontaktní formulář je uveden níže.