Pompă de căldură Frenett: dispozitiv și principiul funcționării + îl puteți asambla singur?

Iubitorii de tinkering vor găsi întotdeauna aplicație în propriile forțe, răbdare și materiale reziduale. Dintre componentele aproape gratuite, ele pot construi cu ușurință un lucru extrem de util în viața de zi cu zi.

De exemplu, pot face o pompă de căldură eficientă Frenett cu propriile mâini, fără a cheltui nimic. Dar vor reînnoi magazinul de cunoștințe și stocul de competențe, iar acest lucru nu are preț, nu-i așa?

Informațiile furnizate vor ajuta la înțelegerea principiului de funcționare al unității. Cu ajutorul nostru, puteți determina designul și puteți afla cum este realizat modelul. Instrucțiuni clare pentru producerea acestui tip de pompă de căldură vor ajuta eficient meșteri independenți de acasă.

Oferim recomandări practice pentru producerea de produse fabricate acasă și sfaturi despre funcționarea unui astfel de echipament.

Principiul funcționării dispozitivului

Cei care vin în contact cu probleme de încălzire rentabilă, denumirea de „pompă de căldură” este bine cunoscută. În special în combinație cu termenii de apă-sol, „Apă-apă“, sau „Aer-apă“ etc.

O astfel de pompă de căldură cu dispozitiv Frenett nu are practic nimic în comun. În plus față de nume și rezultatul final sub formă de energie termică, care este utilizată în final pentru încălzire.

Pompele de căldură bazate pe Carnot sunt foarte populare atât ca un mod rentabil de organizare a încălzirii, cât și ca un sistem ecologic.

Lucrările unui astfel de complex de dispozitive sunt asociate cu acumularea de energie potențială scăzută conținută în resursele naturale (pământ, apă, aer) și transformarea acesteia în energie termică cu un potențial ridicat.

Invenția lui Eugene Frenett este aranjată și funcționează într-un mod complet diferit.

Principiul de funcționare al acestui dispozitiv se bazează pe utilizarea energiei termice, care este eliberată în timpul frecării. Proiectarea se bazează pe suprafețe metalice situate nu aproape unul de altul, dar la o anumită distanță. Spațiul dintre ele este umplut cu lichid.

Părțile dispozitivului se rotesc unele cu altele folosind un motor electric, lichidul din interiorul carcasei și în contact cu elementele rotative este încălzit.

Căldura rezultată poate fi folosită pentru încălzirea lichidului de răcire. Unele surse recomandă utilizarea acestui fluid direct pentru sistemul de încălzire. Cel mai adesea, un calorifer convențional este atașat la o pompă Frenett de casă.

Ca a sistem de încălzire a lichidului de răcire experții recomandă cu tărie utilizarea uleiului decât a apei.

În timpul funcționării pompei, acest fluid tinde să se încălzească foarte puternic. Apa în astfel de condiții poate fierbe pur și simplu. Aburul cald într-un spațiu închis creează o presiune excesivă, iar acest lucru duce de obicei la ruperea conductelor sau a carcasei. Folosirea uleiului în această situație este mult mai sigură, deoarece punctul său de fierbere este mult mai mare.

Pentru a face o pompă de căldură Frenett, veți avea nevoie de un motor, un radiator, mai multe țevi, o blocare a discului din oțel, discuri de oțel, o tijă de metal sau plastic, un cilindru metalic și un set de chei (+)

Există o părere că eficiența unui astfel de generator de căldură depășește 100% și poate fi chiar 1000%. Din punct de vedere al fizicii și al matematicii, aceasta nu este o afirmație complet corectă.

Eficiența reflectă pierderea de energie cheltuită nu pentru încălzire, ci pentru funcționarea efectivă a dispozitivului. Mai degrabă, afirmațiile fenomenale despre eficiența incredibil de ridicată a pompei Frenett reflectă eficacitatea acesteia, ceea ce este cu adevărat impresionant. Costul energiei electrice pentru funcționarea dispozitivului este neglijabil, dar cantitatea de căldură obținută ca urmare este foarte vizibilă.

Încălzirea unui lichid de răcire la aceleași temperaturi cu ajutorul unui element de încălzire pentru încălzire, de exemplu, ar necesita o cantitate mult mai mare de electricitate, posibil de zeci de ori mai mult. Un încălzitor casnic nu s-ar încălzi nici cu un astfel de consum de energie electrică.

De ce toate spațiile rezidențiale și industriale nu sunt echipate cu astfel de dispozitive? Motivele pot fi diferite.

în primul rând, apa este un mediu de transfer de căldură mai simplu și mai convenabil decât uleiul. Nu se încălzește la temperaturi atât de ridicate, iar eliminarea efectelor scurgerilor de apă este mai ușoară decât eliminarea uleiului vărsat.

În al doilea rândCând a fost inventată pompa Frenett, deja exista un sistem de încălzire centralizat și funcționa cu succes. Demontarea acesteia pentru înlocuirea cu generatoare de căldură ar fi prea scumpă și ar provoca o mulțime de inconveniente, așa că nimeni nu a luat în considerare în mod serios această opțiune. După cum se spune, cel mai bun este dușmanul binelui.

Recomandări privind utilizarea instrumentelor

De remarcat este faptul că variațiile pompei Eugene Frenett care utilizează apa ca lichid de răcire există încă. Dar, de obicei, acestea sunt modele industriale mari care sunt utilizate în întreprinderi specializate.

Funcționarea acestor dispozitive este strict controlată folosind dispozitive speciale.Oferirea unui nivel similar de siguranță la domiciliu este aproape imposibilă.

Schema generală a unui generator de căldură industrial dezvoltat de oamenii de știință din Khabarovsk: 1 - capacitate; 2 - conducta de intrare; 3 - conducta de evacuare; 4 - încălzitor de apă; 5 - arbore rulment. Apa este folosită ca purtător de căldură

Cea mai populară versiune a pompei Frenett, care folosește apă și nu ulei, este un dispozitiv dezvoltat de oameni de știință din Khabarovsk: Nazyrova Natalia Ivanovna, Leonov Mikhail Pavlovici și Syarg Alexander Vasilievici. În acest design în formă de ciupercă, apa este adusă special la fierbere și transformată în abur.

Apoi, forța reactivă a aburului este utilizată pentru a crește viteza de mișcare a lichidului de răcire de-a lungul canalelor pompei la 135 m / min. Drept urmare, costurile de energie pentru deplasarea lichidului de răcire sunt minime, iar randamentul sub formă de energie termică este foarte mare.

Cu toate acestea, un astfel de ansamblu trebuie să fie excepțional de robust, iar funcționarea sa trebuie monitorizată constant pentru a evita un accident.

Ce să faci dacă cu ajutorul pompei Frenett se presupune că se va organiza încălzirea unei camere mari sau a întregii case? Apa este un purtător de căldură tradițional, majoritatea sistemelor de încălzire sunt proiectate special pentru aceasta. Și umplerea unui întreg sistem de încălzire cu ulei lichid adecvat poate fi costisitoare.

Această problemă este rezolvată foarte simplu. Este necesar să se construiască suplimentar un schimbător de căldură convențional, în care uleiul încălzit va încălzi apa care circulă prin sistemul de încălzire. În același timp, se va pierde o anumită căldură, dar efectul general va rămâne destul de vizibil.

Pompa de căldură Frenett poate fi folosită cu succes în combinație cu sistemele de încălzire pe pardoseală cu apă. Dar în loc de apă, trebuie să turnați ulei lichid în conducte

O idee interesantă ar fi utilizarea unei pompe Frenett în combinație cu sistem de încălzire prin pardoseală. În acest caz, lichidul de răcire se lasă prin conducte înguste de plastic așezate într-o șapă de beton.

Un astfel de sistem de încălzire funcționează în același mod ca o încălzire obișnuită cu pardoseală cu apă. Desigur, un proiect de acest tip poate fi implementat doar într-o casă privată, deoarece este permis să se folosească exclusiv pentru clădiri de apartamente înalte încălzire electrică în pardoseală.

Un mod practic și convenabil de a folosi un astfel de dispozitiv este încălzirea unei camere mici: un garaj, un hambar, un atelier etc. Pompa Frenett vă permite să rezolvați eficient și rapid problema încălzirii autonome în astfel de locuri.

Costul energiei electrice pentru funcționarea sa este mic în comparație cu efectul termic rezultat, iar construirea unui astfel de agregat nu este dificilă din cele mai simple materiale.

Opțiuni de proiectare a pompei Frenett

Eugene Frenett nu numai că a inventat dispozitivul numit după el, dar l-a îmbunătățit în mod repetat, venind cu versiuni mai noi și mai eficiente ale dispozitivului.

În prima pompă, pe care inventatorul a brevetat-o ​​în 1977, au fost folosiți doar doi cilindri:

• exterior - cilindrul gol are un diametru mai mare și este în stare statică
• intern - diametrul recipientului este puțin mai mic decât dimensiunile cavității cilindrului exterior.

Inventatorul a turnat ulei lichid în spațiul îngust rezultat dintre pereții a doi cilindri. Desigur, acea parte a structurii în care se afla acest lichid de răcire lichid a fost sigilată cu atenție pentru a preveni scurgerile de ulei.

Aceasta este o diagramă a primei versiuni a pompei de căldură Frenett. Arborele rotativ este amplasat pe orizontală, lichidul de răcire este plasat într-un spațiu îngust între doi cilindri de lucru (+)

Cilindrul interior este conectat la arborele motorului astfel încât să se asigure rotirea sa rapidă în raport cu cilindrul mare staționar. Un ventilator cu rotor a fost plasat la capătul opus al structurii.

În timpul funcționării, uleiul a fost încălzit și transferat căldură în aerul din jurul dispozitivului. Ventilatorul a făcut posibilă răspândirea rapidă a aerului cald în toată camera.

Întrucât această structură a fost încălzită destul de puternic, din motive de utilizare convenabilă și sigură, structura a fost ascunsă într-o cutie de protecție. Desigur, au fost făcute deschideri în carcasă pentru circulația aerului.

Un plus util la proiectare a fost un termostat, cu care funcționarea pompei Frenett poate fi automatizată într-o oarecare măsură.

Axa centrală din acest model al pompei de căldură este amplasată vertical. Motorul se află în partea de jos, apoi se instalează buteliile cuibate între ele, iar deasupra se află ventilatorul. Ulterior, a apărut un model cu o axă centrală orizontală.

Un model de pompă de căldură Frenett cu un arbore rotativ orientat pe orizontală a fost utilizat împreună cu un radiator de încălzire, în interiorul căruia circula ulei încălzit (+)

A fost un astfel de dispozitiv care a fost folosit pentru prima dată în combinație nu cu un ventilator, ci cu un radiator de încălzire. Motorul este așezat pe lateral, iar arborele rotorului trece printr-un tambur rotativ și iese afară.

Nu există fan în acest tip de dispozitiv. Lichidul de răcire din pompă prin conducte se deplasează la calorifer. În același mod, uleiul încălzit poate fi îndepărtat la un alt schimbător de căldură sau direct la conductele de încălzire.

Ulterior, designul pompei de căldură fresnett a fost modificat substanțial. Arborele rotorului a rămas în continuare în poziție orizontală, dar partea interioară a fost făcută din două tamburi rotative și un rotor amplasat între ele. Aici, uleiul lichid este din nou folosit ca purtător de căldură.

În această versiune a pompei de căldură Frenett, doi cilindri se rotesc unul lângă altul, ei sunt separați de un rotor special conceput din metal foarte rezistent (+)

Când această structură se rotește, uleiul se încălzește suplimentar, deoarece trece prin orificii speciale făcute în rotor, apoi pătrunde în cavitatea îngustă dintre pereții carcasei pompei și rotorul acesteia. Astfel, eficiența pompei Frenett a fost îmbunătățită semnificativ.

De-a lungul marginilor rotorului se realizează mici găuri pentru pompa de căldură Frenett. Lichidul de răcire se încălzește rapid și eficient, trecând prin ele (+)

Cu toate acestea, este de remarcat faptul că acest tip de pompă nu este foarte potrivit pentru fabricarea acasă. Mai întâi trebuie să găsești desene fiabile sau să calculezi singur designul, iar acest lucru este posibil doar pentru un inginer experimentat.

Apoi, va trebui să găsiți un rotor special cu găuri de dimensiuni potrivite. Acest element al pompei de căldură funcționează la sarcini mari, deci trebuie să fie confecționat din materiale foarte durabile.

Dispozitiv auto-fabricat

O trecere în revistă a opțiunilor dispozitivului de pompă Frenett ne permite să înțelegem că principiile funcționării sale cu unul sau alt grad de eficiență pot fi utilizate la proiectări de diferite tipuri și tipuri. Ideea de bază rămâne aceeași: un spațiu restrâns între elementele metalice umplute cu ulei și rotirea cu un motor electric.

Diagrama prezintă o variantă a pompei de căldură Frenett, care este de obicei folosită pentru auto-fabricarea dispozitivului. La baza designului sunt discurile metalice separate prin piulițe (+)

Acasă, cel mai adesea este fabricată o pompă Fresnett, formată dintr-o serie de plăci metalice separate printr-un spațiu îngust.

Pentru a realiza un astfel de dispozitiv, trebuie să pregătiți materialele necesare:

• cilindru gol metalic;
• un set de discuri de oțel identice cu o gaură în centru;
• set de piulițe înălțime de 6 mm;
• tijă de oțel filetat:
• motor electric cu arbore extins;
• rulment;
• conducte de conectare.

Dimensiunile pompei pot fi mai mari sau mai mici. Dar distanța dintre discuri trebuie menținută exact - 6 mm.Ca niște împărțitori se folosesc piulițe standard, iar bara de oțel este centrul structurii.

Grosimea acesteia trebuie să corespundă cu diametrul piuliței. Dacă nu există o tijă cu un fir la îndemână, trebuie doar să o tăiați.

Discurile metalice pentru pompa de căldură Frenett trebuie să fie puțin mai mici decât diametrul corpului cilindric pentru a asigura o rotație liberă și o încălzire mai eficientă a lichidului de răcire

Evident, gaura discurilor trebuie să fie astfel încât să poată fi așezate liber pe axul axial. Diametrul exterior al discurilor trebuie să fie cu câțiva milimetri mai mic decât cazul. Dacă nu există elemente pregătite la îndemână, discurile sunt tăiate independent de tablă sau încredințate de această lucrare către un strungar.

Discurile de oțel pentru pompa de căldură Frenett pot fi tăiate acasă dacă sunt disponibile echipamente adecvate

Corpul cilindric poate fi confecționat dintr-un recipient metalic vechi cu o configurație adecvată sau sudat din metal. Tăierea unei țevi metalice late este, de asemenea, potrivită.

Pereții sunt sudați la capetele cilindrului. Carcasa trebuie să fie strânsă pentru a nu scurge uleiul. Trebuie făcute găuri suplimentare în capetele superioare și inferioare ale carcasei: pentru intrarea și ieșirea țevilor de încălzire care duc la calorifer.

Desigur, toate îmbinările conductelor trebuie sigilate. Pentru conexiunile cu filet, se folosesc garnituri speciale: bandă FUM, lenjerie etc. Dacă s-a decis folosiți conducte din polipropilenă, veți avea nevoie de armături speciale și, eventual, de o lipit pentru montarea unor astfel de conducte.

Nu este necesar un motor electric de înaltă performanță pentru funcționarea pompei Frenett. Un dispozitiv luat dintr-un aparat de uz casnic vechi sau rupt, cum ar fi un ventilator convențional, este potrivit.

Scopul principal al motorului electric este rotirea arborelui. Rotația excesiv de rapidă poate provoca funcționarea defectuoasă a dispozitivului. Cu cât structura se rotește mai repede, cu atât mai mult se încălzește purtătorul de căldură.

Un motor mic pentru rotirea arborelui unei pompe de căldură Frenett poate fi îndepărtat de la aparatele electrocasnice deteriorate sau achiziționat la un magazin

Pentru ca arborele să se rotească liber, aveți nevoie de un rulment adecvat în dimensiuni standard. Când toate elementele sunt pregătite, puteți începe să asamblați dispozitivul. În primul rând, o axă centrală cu un rulment este montată pe partea inferioară din interiorul carcasei. Apoi, o piuliță de separare este înșurubată pe axă, apoi se pune un disc, o piuliță din nou, un disc din nou etc.

Discurile cu piulițe alternează până când carcasa este umplută până în partea de sus. Chiar și în faza de pregătire, se pot face calcule preliminare pe numărul de discuri și piulițe necesare.

Este necesar să adăugați grosimea discului la grosimea piuliței (6 mm). Înălțimea corpului este împărțită de această figură. Numărul rezultat va oferi informații despre numărul necesar de perechi de „piuliță + disc”. Instalați piulița ultima.

După ce carcasa este umplută cu aceste elemente în mișcare, aceasta este umplută cu ulei lichid. Tipul de ulei nu contează, puteți lua minerale, semințe de bumbac, rapiță sau orice alt ulei care tolerează bine căldura și nu se întărește. După aceea, designul este acoperit cu capacul superior și ușor împletit.

În acest moment, de obicei, conductele radiatorului sunt deja atașate la capac. Pentru comoditate, în timpul instalării și întreținerii ulterioare a dispozitivului pe conducte, se pot instala două blocaje. Acum trebuie să conectați axa pompei de căldură la arborele motorului.

Sistemul este inclus în rețea, verifică existența unor scurgeri, evaluează caracteristicile dispozitivului.

O pompă de căldură Frenett auto-fabricată poate fi conectată la un radiator convențional din fontă sau bimetal, care va asigura efectul de încălzire necesar

Dacă totul este făcut corect, axa cu discurile vor începe să se rotească, încălzind uleiul din interiorul dispozitivului. Suportul de căldură fierbinte se va deplasa prin orificiul superior prin conductă la caloriferul.Uleiul răcit va reveni la corpul pompei de căldură prin conducta inferioară pentru reîncălzire.

Pentru a automatiza funcționarea sistemului, puteți utiliza un releu special cu un senzor de temperatură care detectează încălzirea carcasei pompei de căldură și oprește motorul sau îl pornește după cum este necesar. Acest lucru va preveni supraîncălzirea sistemului, defecțiunea motorului electric și, în ansamblu, va crește durata de viață a dispozitivului.

Concluzii și video util pe această temă

În acest videoclip este prezentată o versiune interesantă a pompei Frenett:

Din păcate, pompa Frenett nu a găsit o acceptare largă în domeniul încălzirii. Un astfel de dispozitiv pentru producția industrială de uz casnic este greu de găsit în magazinele de electrocasnice. Dar mulți meșteri populari au folosit cu succes realizările acestui om de știință și le-au aplicat în casele lor, saune, garaje etc.

Poate că tu ești chiar auto-creatul care a reușit să realizeze ideea de Frenett? Vă rugăm să împărtășiți experiența dvs. - lăsați comentarii la articol și adăugați fotografii cu produsele dvs. Formularul de contact este situat mai jos.