Bơm nhiệt Frenett: thiết bị và nguyên lý hoạt động + bạn có thể tự lắp ráp nó không?

Những người yêu thích mày mò sẽ luôn tìm thấy ứng dụng trong sức mạnh, sự kiên nhẫn và chất thải của chính họ. Trong số các thành phần gần như miễn phí, họ có thể dễ dàng xây dựng một thứ cực kỳ hữu ích trong cuộc sống hàng ngày.

Ví dụ, họ có thể tự chế tạo một máy bơm nhiệt Frenett hiệu quả mà không phải tốn bất cứ thứ gì. Nhưng họ sẽ bổ sung kho kiến ​​thức và kho kỹ năng, và điều này là vô giá, phải không?

Thông tin được cung cấp sẽ giúp hiểu nguyên tắc hoạt động của đơn vị. Với sự giúp đỡ của chúng tôi, bạn có thể xác định thiết kế và tìm hiểu làm thế nào mô hình được thực hiện. Hướng dẫn rõ ràng để sản xuất loại bơm nhiệt này sẽ giúp các thợ thủ công nhà độc lập một cách hiệu quả.

Chúng tôi cung cấp các khuyến nghị thiết thực cho việc sản xuất các sản phẩm sản xuất tại nhà và lời khuyên về hoạt động của các thiết bị đó.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị

Những người tiếp xúc với các vấn đề của hệ thống sưởi hiệu quả chi phí, cái tên "bơm nhiệt" đã được biết đến. Đặc biệt là kết hợp với thuật ngữ nước-đất, Nước với nướchoặc Không khí v.v.

Một máy bơm nhiệt như vậy với một thiết bị Frenett thực tế không có gì chung. Ngoài tên và kết quả cuối cùng dưới dạng năng lượng nhiệt, cuối cùng được sử dụng để sưởi ấm.

Bơm nhiệt dựa trên Carnot rất phổ biến cả về cách tổ chức sưởi ấm hiệu quả và là một hệ thống thân thiện với môi trường.

Công việc của một tổ hợp thiết bị như vậy có liên quan đến sự tích lũy năng lượng tiềm năng thấp có trong tài nguyên thiên nhiên (đất, nước, không khí) và chuyển đổi thành năng lượng nhiệt với tiềm năng cao.

Phát minh của Eugene Frenett, được sắp xếp và hoạt động theo một cách hoàn toàn khác.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị này dựa trên việc sử dụng năng lượng nhiệt, được giải phóng trong quá trình ma sát. Thiết kế dựa trên các bề mặt kim loại nằm không gần nhau, nhưng ở một khoảng cách nhất định. Không gian giữa chúng chứa đầy chất lỏng.

Các bộ phận của thiết bị quay tương đối với nhau bằng động cơ điện, chất lỏng bên trong vỏ và tiếp xúc với các bộ phận quay được làm nóng.

Nhiệt thu được có thể được sử dụng để làm nóng chất làm mát. Một số nguồn khuyến nghị sử dụng chất lỏng này trực tiếp cho hệ thống sưởi ấm. Thông thường, một bộ tản nhiệt thông thường được gắn vào máy bơm Frenett tự chế.

Như một hệ thống sưởi ấm nước làm mát các chuyên gia khuyên bạn nên sử dụng dầu hơn là nước.

Trong quá trình hoạt động của bơm, chất lỏng này có xu hướng nóng lên rất mạnh. Nước trong điều kiện như vậy có thể đơn giản là đun sôi. Hơi nước nóng trong một không gian kín tạo ra áp lực quá mức, và điều này thường dẫn đến vỡ các đường ống hoặc vỏ. Sử dụng dầu trong tình huống này an toàn hơn nhiều, vì điểm sôi của nó cao hơn nhiều.

Để chế tạo bơm nhiệt Frenett, bạn sẽ cần một động cơ, bộ tản nhiệt, nhiều đường ống, khóa đĩa thép, đĩa thép, một thanh kim loại hoặc nhựa, xi lanh kim loại và bộ cờ lê (+)

Có ý kiến ​​cho rằng hiệu suất của một bộ tạo nhiệt như vậy vượt quá 100% và thậm chí có thể là 1000%. Từ quan điểm của vật lý và toán học, đây không phải là một tuyên bố hoàn toàn chính xác.

Hiệu quả phản ánh sự mất năng lượng không phải dành cho việc sưởi ấm, mà là hoạt động thực tế của thiết bị. Thay vào đó, những tuyên bố phi thường về hiệu quả cực kỳ cao của máy bơm Frenett phản ánh hiệu quả của nó, điều này thực sự ấn tượng. Chi phí điện cho hoạt động của thiết bị là không đáng kể, nhưng lượng nhiệt thu được là kết quả rất đáng chú ý.

Chẳng hạn, làm nóng chất làm mát đến cùng nhiệt độ với sự trợ giúp của bộ phận làm nóng để sưởi ấm, chẳng hạn, sẽ cần một lượng điện lớn hơn nhiều, có thể gấp hàng chục lần. Một lò sưởi gia đình thậm chí sẽ không nóng lên với mức tiêu thụ điện như vậy.

Tại sao tất cả các cơ sở dân cư và công nghiệp không được trang bị các thiết bị như vậy? Những lý do có thể khác nhau.

Thứ nhất, nước là phương tiện truyền nhiệt đơn giản và thuận tiện hơn dầu. Nó không nóng lên đến nhiệt độ cao như vậy, và loại bỏ ảnh hưởng của rò rỉ nước dễ dàng hơn so với loại bỏ dầu tràn.

Thứ haiVào thời điểm máy bơm Frenett được phát minh, một hệ thống sưởi ấm tập trung đã tồn tại và hoạt động thành công. Việc tháo dỡ nó để thay thế bằng máy phát nhiệt sẽ quá tốn kém và sẽ gây ra nhiều bất tiện, vì vậy thậm chí không ai nghiêm túc xem xét lựa chọn này. Như đã nói, tốt nhất là kẻ thù của điều tốt.

Khuyến nghị sử dụng nhạc cụ

Điều đáng chú ý là các biến thể của máy bơm Eugene Frenett sử dụng nước làm chất làm mát vẫn tồn tại. Nhưng thông thường đây là những mô hình công nghiệp lớn được sử dụng trong các doanh nghiệp chuyên ngành.

Hoạt động của các thiết bị như vậy được kiểm soát chặt chẽ bằng cách sử dụng các thiết bị đặc biệt.Cung cấp một mức độ an toàn tương tự ở nhà là gần như không thể.

Sơ đồ tổng quát của một máy phát nhiệt công nghiệp được phát triển bởi các nhà khoa học Khabarovsk: 1 - công suất; 2 - ống đầu vào; 3 - ống thoát; 4 - máy nước nóng; 5 - trục mang. Nước được sử dụng làm chất mang nhiệt

Phiên bản phổ biến nhất của máy bơm Frenett, sử dụng nước chứ không phải dầu, là một thiết bị được phát triển bởi các nhà khoa học từ Khabarovsk: Nazyrova Natalia Ivanovna, Leonov Mikhail Pavlovich và Syarg Alexander Vasilievich. Trong thiết kế hình nấm này, nước được đặc biệt đun sôi và chuyển thành hơi nước.

Sau đó, lực phản ứng của hơi nước được sử dụng để tăng tốc độ chuyển động của chất làm mát chất lỏng dọc theo các kênh bơm lên 135 m / phút Do đó, chi phí năng lượng cho việc di chuyển chất làm mát là tối thiểu và lợi nhuận dưới dạng năng lượng nhiệt là rất cao.

Tuy nhiên, một tổ hợp như vậy phải đặc biệt mạnh mẽ và hoạt động của nó phải được theo dõi liên tục để tránh tai nạn.

Phải làm gì nếu với sự trợ giúp của máy bơm Frenett, nó được cho là tổ chức sưởi ấm một căn phòng lớn hoặc toàn bộ ngôi nhà? Nước là chất mang nhiệt truyền thống, hầu hết các hệ thống sưởi ấm được thiết kế dành riêng cho nó. Và làm đầy toàn bộ hệ thống sưởi ấm bằng dầu lỏng phù hợp có thể tốn kém.

Vấn đề này được giải quyết rất đơn giản. Cần phải xây dựng thêm một bộ trao đổi nhiệt thông thường, trong đó dầu được làm nóng sẽ làm nóng nước lưu thông qua hệ thống sưởi ấm. Đồng thời, một số nhiệt sẽ bị mất, nhưng hiệu quả tổng thể sẽ vẫn khá đáng chú ý.

Máy bơm nhiệt Frenett có thể được sử dụng thành công kết hợp với hệ thống sưởi ấm sàn nước. Nhưng thay vì nước, bạn cần đổ dầu lỏng vào đường ống

Một ý tưởng thú vị là sử dụng máy bơm Frenett kết hợp với hệ thống sưởi sàn. Trong trường hợp này, chất làm mát được cho qua các ống nhựa hẹp đặt trong một lớp bê tông.

Một hệ thống sưởi ấm như vậy hoạt động giống như một hệ thống sưởi sàn nước thông thường. Tất nhiên, một dự án loại này chỉ có thể được thực hiện trong một ngôi nhà riêng, vì nó được phép sử dụng riêng cho các tòa nhà chung cư cao tầng sưởi ấm dưới sàn điện.

Một cách thiết thực và thuận tiện để sử dụng một thiết bị như vậy là sưởi ấm một căn phòng nhỏ: nhà để xe, chuồng trại, nhà xưởng, v.v. Máy bơm Frenett cho phép bạn giải quyết hiệu quả và nhanh chóng vấn đề sưởi ấm tự trị ở những nơi như vậy.

Chi phí điện cho hoạt động của nó là nhỏ so với hiệu ứng nhiệt thu được, và để xây dựng một cốt liệu như vậy không khó từ các vật liệu đơn giản nhất.

Tùy chọn thiết kế máy bơm Frenett

Eugene Frenett không chỉ phát minh ra thiết bị mang tên mình mà còn liên tục cải tiến nó, đưa ra các phiên bản mới hơn, hiệu quả hơn của thiết bị.

Trong lần bơm đầu tiên, mà nhà phát minh đã cấp bằng sáng chế vào năm 1977, chỉ có hai xi lanh được sử dụng:

• ngoài trời - hình trụ rỗng có đường kính lớn hơn và ở trạng thái tĩnh
• nội bộ - đường kính của container nhỏ hơn một chút so với kích thước khoang của xi lanh ngoài.

Các nhà phát minh đã đổ dầu lỏng vào không gian hẹp giữa các bức tường của hai xi lanh. Tất nhiên, một phần của cấu trúc chứa chất làm mát chất lỏng này đã được niêm phong cẩn thận để tránh rò rỉ dầu.

Đây là sơ đồ của phiên bản đầu tiên của bơm nhiệt Frenett. Trục quay được đặt theo chiều ngang, chất làm mát được đặt trong một không gian hẹp giữa hai xi lanh làm việc (+)

Xylanh bên trong được nối với trục động cơ theo cách đảm bảo khả năng quay nhanh của nó so với xi lanh lớn đứng yên. Một quạt có bánh công tác được đặt ở đầu đối diện của cấu trúc.

Trong quá trình vận hành, dầu được làm nóng và truyền nhiệt vào không khí xung quanh thiết bị. Quạt làm cho nó có thể nhanh chóng lan tỏa không khí ấm áp khắp phòng.

Vì cấu trúc này được làm nóng khá mạnh, vì mục đích sử dụng thuận tiện và an toàn, nên cấu trúc được giấu trong vỏ bảo vệ. Tất nhiên, mở được thực hiện trong nhà ở để lưu thông không khí.

Một bổ sung hữu ích cho thiết kế là một bộ điều chỉnh nhiệt, trong đó hoạt động của bơm Frenett có thể được tự động hóa ở một mức độ nào đó.

Trục trung tâm trong mô hình bơm nhiệt này được đặt theo chiều dọc. Động cơ ở phía dưới, sau đó các xi lanh lồng vào nhau được lắp đặt, và trên cùng là quạt. Sau đó, một mô hình xuất hiện với một trục trung tâm ngang.

Một mô hình của bơm nhiệt Frenett với trục quay theo chiều ngang được sử dụng cùng với bộ tản nhiệt, bên trong có dầu được tuần hoàn (+)

Đó là một thiết bị lần đầu tiên được sử dụng kết hợp không phải với quạt, mà là với bộ tản nhiệt sưởi ấm. Động cơ được đặt ở bên cạnh và trục cánh quạt đi qua một trống quay và đi ra ngoài.

Không có quạt trong loại thiết bị này. Chất làm mát từ bơm qua các đường ống di chuyển đến bộ tản nhiệt. Theo cách tương tự, dầu nóng có thể được loại bỏ sang một bộ trao đổi nhiệt khác hoặc trực tiếp đến các ống sưởi ấm.

Sau đó, thiết kế của bơm nhiệt fresnett đã thay đổi đáng kể. Trục cánh quạt vẫn ở vị trí nằm ngang, nhưng phần bên trong được làm bằng hai trống quay và một bánh công tác được đặt giữa chúng. Ở đây, dầu lỏng một lần nữa được sử dụng làm chất mang nhiệt.

Trong phiên bản bơm nhiệt Frenett này, hai xi lanh quay cạnh nhau, chúng được ngăn cách bởi một bánh công tác được thiết kế đặc biệt làm bằng kim loại rất bền (+)

Khi thiết kế này quay, dầu nóng lên thêm, khi nó đi qua các lỗ đặc biệt được tạo ra trong bánh công tác, và sau đó thâm nhập vào khoang hẹp giữa các thành của vỏ bơm và cánh quạt của nó. Do đó, hiệu quả của bơm Frenett được cải thiện đáng kể.

Các lỗ nhỏ được tạo dọc theo các cạnh của bánh công tác cho bơm nhiệt Frenett. Chất làm mát làm nóng nhanh và hiệu quả, đi qua chúng (+)

Tuy nhiên, điều đáng chú ý là loại máy bơm này không phù hợp lắm cho sản xuất tại nhà. Trước tiên, bạn cần tìm bản vẽ đáng tin cậy hoặc tự tính toán thiết kế, và điều này chỉ có thể đối với một kỹ sư giàu kinh nghiệm.

Sau đó, bạn sẽ cần tìm một bánh công tác đặc biệt với các lỗ có kích thước phù hợp. Phần tử này của bơm nhiệt hoạt động ở mức tải cao, vì vậy nó phải được làm bằng vật liệu rất bền.

Thiết bị tự làm

Đánh giá về các tùy chọn thiết bị bơm Frenett cho phép chúng tôi hiểu rằng các nguyên tắc hoạt động của nó với một hoặc một mức độ hiệu quả khác nhau có thể được sử dụng trong các thiết kế thuộc nhiều loại và loại khác nhau. Ý tưởng cơ bản vẫn giống nhau: một không gian hẹp giữa các yếu tố kim loại chứa đầy dầu và quay bằng động cơ điện.

Sơ đồ cho thấy một biến thể của bơm nhiệt Frenett, thường được sử dụng để tự sản xuất thiết bị. Cơ sở của thiết kế là các đĩa kim loại được phân tách bằng các đai ốc (+)

Ở nhà, một máy bơm Fresnett thường được chế tạo, bao gồm một loạt các tấm kim loại được ngăn cách bởi một khoảng trống hẹp.

Để làm một thiết bị như vậy, bạn cần chuẩn bị các vật liệu cần thiết:

• xi lanh kim loại rỗng;
• một bộ đĩa thép giống hệt nhau có một lỗ ở giữa;
• bộ đai ốc cao 6 mm;
• thanh thép ren:
• động cơ điện với một trục mở rộng;
• mang;
• ống nối.

Kích thước bơm có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Nhưng khoảng cách giữa các đĩa phải được duy trì chính xác - 6 mm.Các đai ốc tiêu chuẩn được sử dụng làm dải phân cách, và thanh thép là trung tâm của cấu trúc.

Độ dày của nó phải tương ứng với đường kính của đai ốc. Nếu không có thanh với một sợi trong tay, bạn chỉ cần cắt nó.

Các đĩa kim loại cho bơm nhiệt Frenett phải nhỏ hơn một chút so với đường kính của thân hình trụ để đảm bảo quay tự do và làm nóng hiệu quả hơn chất làm mát

Rõ ràng, lỗ trên các đĩa phải sao cho có thể tự do đặt vào trục dọc. Đường kính ngoài của đĩa phải nhỏ hơn vài mm so với vỏ. Nếu không có phần tử làm sẵn trong tay, các đĩa được cắt độc lập với tấm kim loại hoặc được giao phó với công việc này cho đến một công cụ quay vòng.

Có thể cắt đĩa thép cho bơm nhiệt Frenett tại nhà nếu có sẵn thiết bị phù hợp

Thân hình trụ có thể được chế tạo từ một hộp kim loại cũ có cấu hình phù hợp hoặc được hàn từ kim loại. Cắt một ống kim loại rộng cũng phù hợp.

Tường được hàn vào các đầu của xi lanh. Nhà ở phải kín để dầu không bị rò rỉ. Các lỗ bổ sung nên được thực hiện ở đầu trên và dưới của vỏ: để vào và ra khỏi các ống sưởi dẫn đến bộ tản nhiệt.

Tất nhiên, tất cả các khớp nối ống nên được niêm phong. Đối với các kết nối ren, con dấu đặc biệt được sử dụng: băng FUM, vải lanh, vv Nếu quyết định sử dụng ống polypropylen, bạn sẽ cần các phụ kiện đặc biệt và, có thể, một que hàn để gắn các ống như vậy.

Một động cơ điện hiệu suất cao là không cần thiết cho hoạt động của máy bơm Frenett. Một thiết bị được lấy từ một thiết bị gia dụng cũ hoặc bị hỏng, như quạt thông thường, là phù hợp.

Mục đích chính của động cơ điện là xoay trục. Xoay quá nhanh có thể khiến thiết bị gặp trục trặc. Cấu trúc quay càng nhanh, chất mang nhiệt càng nóng lên.

Một động cơ nhỏ để quay trục của bơm nhiệt Frenett có thể được gỡ bỏ khỏi các thiết bị gia dụng bị hư hỏng hoặc mua tại cửa hàng

Để trục quay tự do, bạn cần một ổ đỡ phù hợp với kích thước tiêu chuẩn. Khi tất cả các yếu tố được chuẩn bị, bạn có thể bắt đầu lắp ráp thiết bị. Đầu tiên, một trục trung tâm với ổ trục được gắn ở phần dưới bên trong vỏ. Sau đó, một đai ốc tách được vặn vào trục, sau đó một đĩa được đưa vào, một đai ốc lại, một đĩa một lần nữa, v.v.

Đĩa với các hạt thay thế cho đến khi trường hợp được điền vào đầu. Ngay cả ở giai đoạn chuẩn bị, tính toán sơ bộ có thể được thực hiện trên số lượng đĩa và hạt yêu cầu.

Cần phải thêm độ dày của đĩa vào độ dày của đai ốc (6 mm). Chiều cao của cơ thể được chia cho con số này. Số kết quả sẽ cung cấp thông tin về số lượng yêu cầu của các cặp nut nut + đĩa. Cài đặt đai ốc cuối cùng.

Sau khi nhà ở chứa đầy các yếu tố chuyển động này, nó chứa đầy dầu lỏng. Loại dầu không quan trọng, bạn có thể lấy khoáng chất, hạt bông, hạt cải dầu hoặc bất kỳ loại dầu nào chịu nhiệt tốt và không cứng. Sau đó, thiết kế được phủ bằng nắp trên và nhẹ nhàng ủ.

Tại thời điểm này, các ống tản nhiệt thường được gắn vào nắp. Để thuận tiện, trong quá trình cài đặt và bảo trì thiết bị trên các đường ống, có thể cài đặt hai nút khóa. Bây giờ bạn cần kết nối trục của bơm nhiệt với trục động cơ.

Hệ thống được bao gồm trong mạng, kiểm tra rò rỉ, đánh giá các đặc tính của thiết bị.

Một máy bơm nhiệt Frenett tự chế tạo có thể được kết nối với một bộ tản nhiệt bằng gang hoặc lưỡng kim thông thường, sẽ cung cấp hiệu quả sưởi ấm cần thiết

Nếu mọi thứ được thực hiện chính xác, trục với các đĩa sẽ bắt đầu quay, làm nóng dầu bên trong thiết bị. Chất mang nhiệt nóng sẽ di chuyển qua lỗ trên qua ống dẫn đến bộ tản nhiệt.Dầu được làm mát sẽ trở lại thân bơm nhiệt qua ống dưới để hâm nóng.

Để tự động hóa hoạt động của hệ thống, bạn có thể sử dụng rơle đặc biệt có cảm biến nhiệt độ phát hiện sự nóng lên của vỏ bơm nhiệt và tắt động cơ hoặc bật khi cần thiết. Điều này sẽ ngăn chặn quá nhiệt của hệ thống, sự cố của động cơ điện và, nói chung, sẽ làm tăng tuổi thọ của thiết bị.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Một phiên bản thú vị của máy bơm Frenett được trình bày trong video này:

Thật không may, máy bơm Frenett không tìm thấy sự chấp nhận rộng rãi trong lĩnh vực sưởi ấm. Một thiết bị như vậy để sản xuất công nghiệp cho sử dụng trong nước rất khó tìm thấy trong các cửa hàng thiết bị gia dụng. Nhưng nhiều thợ thủ công dân gian đã sử dụng thành công thành tựu của nhà khoa học này và áp dụng chúng trong nhà, phòng tắm hơi, nhà để xe, v.v.

Có lẽ bạn là người rất tự lập đã tìm ra ý tưởng của Frenett? Hãy chia sẻ kinh nghiệm của bạn - để lại nhận xét về bài viết và thêm hình ảnh về sản phẩm của bạn. Các hình thức liên lạc được đặt bên dưới.