Tepelné čerpadlo Frenett si to sami: zařízení, diagramy, jak to udělat sami

Fanoušci drotění vždy najdou uplatnění své vlastní síly, trpělivosti a odpadů. Z téměř volných komponentů snadno vytvářejí velmi užitečnou věc v každodenním životě.

Mohou například vytvořit efektivní tepelné čerpadlo Frenett vlastníma rukama, aniž by utratili cokoliv. Ale oni budou doplňovat své znalosti a dovednosti, a to je k nezaplacení, ne?

Poskytnuté informace pomohou pochopit princip jednotky. S naší pomocí se můžete rozhodnout pro návrh a zjistit, jak je model vyroben. Jasné pokyny pro výrobu tohoto typu tepelného čerpadla zajistí účinnou pomoc nezávislým domácím řemeslníkům.

Poskytujeme praktická doporučení pro výrobu produktivních domů a tipy na provoz těchto zařízení.

Princip činnosti zařízení

Ti, kdo přišli do styku s problematikou nákladově efektivního vytápění, je dobře známý. Zvláště v kombinaci s výrazy jako „země-voda“, „Voda-voda“nebo „Vzduch-voda“ atd.

Takové tepelné čerpadlo se zařízením Frenett nemá téměř nic společného. Kromě názvu a konečného výsledku ve formě tepelné energie, která je nakonec použita pro vytápění.

Tepelná čerpadla pracující na principu Carnot jsou velmi oblíbená jak ekonomicky efektivní způsob organizace vytápění, tak i ekologicky bezpečný systém.

Provoz takového komplexu zařízení je spojen s akumulací nízkoenergetické energie, která je v ní obsažena přírodních zdrojů (půda, voda, vzduch) a přeměna na tepelnou energii s vysokou potenciál.

Vynález Eugena Frenetty je uspořádán a funguje zcela jinak.

Princip činnosti tohoto zařízení je založen na využití tepelné energie, která se uvolňuje při tření. Konstrukce je založena na kovových plochách umístěných ne blízko u sebe, ale v určité vzdálenosti. Prostor mezi nimi je naplněn kapalinou.

Části zařízení se otáčejí vůči sobě prostřednictvím elektromotoru, kapalina uvnitř pouzdra a v kontaktu s rotujícími prvky se zahřívá.

Výsledné teplo může být použito k ohřevu chladiva. Některé zdroje doporučují použití této kapaliny přímo pro topný systém. Nejčastěji je k čerpadlu Frenette připojeno běžné topné těleso.

V kvalitě topné médium topného systému Odborníci důrazně doporučují používat olej, ne vodu.

Během provozu čerpadla se tato kapalina velmi často zahřívá. Voda v takových podmínkách může jednoduše vařit. Horká pára v uzavřeném prostoru vytváří nadměrný tlak, což obvykle vede k prasknutí trubky nebo těla. Použití oleje v takové situaci je mnohem bezpečnější, protože jeho bod varu je mnohem vyšší.

Existuje názor, že účinnost takového generátoru tepla přesahuje 100% a může být dokonce 1000%. Z hlediska fyziky a matematiky to není zcela správné tvrzení.

Efektivnost odráží ztrátu energie, která nebyla vynaložena na vytápění, ale na skutečný provoz zařízení. Fenoménové nároky na neuvěřitelně vysokou účinnost čerpadla Frenett odrážejí jeho efektivitu, která je skutečně působivá. Náklady na elektřinu pro provoz zařízení jsou zanedbatelné, ale množství výsledného tepla je velmi patrné.

Například zahřátí chladicí kapaliny na stejnou teplotu pomocí topných prvků pro vytápění by vyžadovalo mnohem větší množství elektřiny, možná desetkrát více. Ohřívač pro domácnost s takovou spotřebou elektřiny by se ani nezahříval.

Proč nejsou všechny obytné a průmyslové prostory vybaveny takovými zařízeními? Důvody mohou být různé.

Za prvé, voda je jednodušší a pohodlnější chladivo než olej. Nezhřívá se na takové vysoké teploty a pro odstranění následků úniku vody je snazší než odstraňování rozlitého oleje.

Za druhéV době, kdy vynález čerpadla Frenetta existoval, již existoval a úspěšně fungoval centralizovaný systém vytápění. Demontáž za účelem výměny s generátory tepla by byla příliš drahá a způsobila by to spoustu nepříjemností, takže nikdo tuto možnost nebral vážně. Jak se říká, nejlepší je nepřítelem dobra.

Pokyny pro používání přístroje

Stojí za povšimnutí, že variace čerpadla Evgeny Frenettem používající vodu jako chladivo stále existují. Obvykle se však jedná o velké průmyslové modely, které se používají ve specializovaných podnicích.

Provoz těchto zařízení je přísně řízen pomocí speciálních zařízení. Poskytovat podobnou úroveň zabezpečení doma je téměř nemožné.

Nejoblíbenější verzí čerpadla Frenett, které používá vodu spíše než olej jako nosič tepla, je zařízení vyvinutý vědci z Chabarovsku: Nazyrova Natalia Ivanovna, Leonov Mikhail Pavlovich a Syar Alexander Vasilievič. V tomto designu hub je voda speciálně vařena a přeměněna na páru.

Pak se používá reaktivní síla páry ke zvýšení rychlosti pohybu teplonosné tekutiny skrz kanály 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 jednotka však musí být extrémně trvanlivá a její práce by měla být neustále monitorována, aby se zabránilo nehodám.

Co dělat, pokud se má zřídit vytápění velké místnosti nebo celého domu pomocí čerpadla Frenett? Voda je tradičním nosičem tepla, většina topných systémů je navržena speciálně pro ni. Ano, naplnění celého topného systému vhodným kapalným olejem může být nákladné.

Tato otázka je řešena velmi jednoduše. Je nutné dodatečně postavit konvenční výměník tepla, ve kterém ohřátý olej ohřívá vodu cirkulující topným systémem. Současně dojde ke ztrátě tepla, ale celkový efekt zůstane znatelný.

Zajímavým nápadem by bylo použití čerpadla Frenett ve spojení s podlahové vytápění. Chladicí kapalina se pak nechá projít úzkými plastovými trubkami uloženými v betonovém potěru.

Takováto topná soustava funguje stejně jako běžná podlaha ohřívaná vodou. Projekt tohoto typu může být samozřejmě realizován pouze v soukromém domě, protože je povolen pouze pro výškové bytové domy. elektrické podlahové vytápění.

Praktickým a pohodlným způsobem použití takového zařízení je vytápění malé místnosti: garáže, kůlny, dílna atd. Čerpadlo Frenetta umožňuje rychle a účinně vyřešit problém autonomního ohřevu míst.

Náklady na elektřinu pro jeho práci jsou ve srovnání s výsledným tepelným efektem malé a stavět takovou jednotku není z nejjednodušších materiálů obtížné.

Možnosti návrhu čerpadla Frenett

Eugene Frenett nejenže vynalezl zařízení, pojmenované po něm, ale také opakovaně vylepšil, přichází s novými, účinnějšími verzemi zařízení.

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

• venkovní - dutý válec větší než je průměr a je ve statickém stavu
• interní - Průměr nádrže je mírně menší než rozměry dutiny vnějšího válce.

Ve výsledném úzkém prostoru mezi stěnami obou válců vynálezce nalil kapalný olej. Samozřejmě, že část struktury, do které byla umístěna teplonosná kapalina, byla pečlivě utěsněna, aby se zabránilo úniku oleje.

Vnitřní válec je spojen s hřídelem motoru tak, aby bylo zajištěno jeho rychlé otáčení vzhledem k pevnému velkému válci. Ventilátor s oběžným kolem byl umístěn na opačném konci konstrukce.

Během provozu byl olej zahříván a přenesen do vzduchu obklopujícího zařízení. Ventilátor umožnil rychle šířit teplý vzduch v celém objemu místnosti.

Vzhledem k tomu, že tato konstrukce byla velmi pohodlně zahřívána, byla konstrukce pro pohodlné a bezpečné použití skryta v ochranném pouzdře. Samozřejmě byly v pouzdře vytvořeny otvory pro cirkulaci vzduchu.

Dalším užitečným doplňkem návrhu byl termostat, pomocí něhož bylo možné provoz čerpadla Frenett do určité míry automatizovat.

Centrální osa v takovém modelu tepelného čerpadla je umístěna vertikálně. Motor je dole, pak jsou vloženy válce vložené do sebe a ventilátor je nahoře. Později se objevil model s horizontální osou.

Takové zařízení bylo poprvé použito v kombinaci 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. Chladicí kapalina z čerpadla přes potrubí se přesune do chladiče. Podobně může být ohřátý olej přiveden do jiného výměníku tepla nebo přímo do topných trubek.

Později se výrazně změnila konstrukce tepelného čerpadla Frenetta. Hřídel rotoru je stále ve vodorovné poloze, ale vnitřní část je tvořena dvěma rotujícími bubny a mezi nimi umístěným oběžným kolem. Jako nosič tepla se opět použije kapalný olej.

Během otáčení této konstrukce se olej dodatečně zahřívá, jak prochází speciální otvorů v oběžném kole, a pak proniká do úzké dutiny mezi stěnami skříně čerpadla a její stěnou rotoru. Účinnost čerpadla Frenett se tak výrazně zvýšila.

Stojí však za zmínku, že tento typ čerpadla není vhodný pro domácí výrobu. Nejdříve musíte najít spolehlivé výkresy nebo vypočítat design sami, a to je jen zkušený inženýr.

Pak je třeba najít speciální oběžné kolo s otvory vhodné velikosti. Tento prvek tepelného čerpadla pracuje při zvýšeném zatížení, takže musí být vyroben z velmi odolných materiálů.

Nezávislá výroba zařízení

Přezkoumání variant čerpadlového zařízení Frenett nám umožňuje pochopit, že principy jeho provozu s různým stupněm účinnosti mohou být použity v konstrukcích různých typů a typů. Základní myšlenka zůstává stejná: úzký prostor mezi kovovými prvky, naplněný olejem a rotace elektromotorem.

Čerpadlo Frenette je nejčastěji vyrobeno ze série kovových desek oddělených úzkým lumenem.

Pro vytvoření takového zařízení je třeba připravit potřebné materiály:

• dutý kovový válec;
• sada identických ocelových disků s otvorem ve středu;
• sada matic s výškou 6 mm;
• závitová ocelová tyč:
• elektromotor s prodlouženým hřídelem;
• ložisko;
• topení;
• spojovací potrubí.

Velikost čerpadla může být větší nebo menší. Vzdálenost mezi disky by však měla být udržována přesně - 6 mm. Jako rozdělovače se používají standardní matice a ocelová tyč je středem konstrukce.

Jeho tloušťka musí odpovídat průměru matice. Pokud by závitová tyč nebyla na dosah ruky, musela by se jednoduše odříznout.

Je zřejmé, že otvor v discích musí být takový, aby mohly být volně nasazeny na axiální tyč. Vnější průměr kotoučů by měl být o několik milimetrů menší než těleso. Pokud nejsou po ruce žádné hotové prvky, jsou kotouče vyříznuty nezávisle na plechu nebo tyto práce svěřte soustruhu.

Válcové těleso může být vyrobeno ze staré kovové nádoby vhodné konfigurace nebo může být svařeno z kovu. Nasaďte a ořízněte širokou kovovou trubku.

Stěny jsou přivařeny ke koncům válce. Tělo musí být utěsněno tak, aby olej netěsnil. V horním a dolním konci skříně by měly být provedeny další otvory: pro vstup a výstup topných trubek vedoucích k radiátoru.

Všechny spoje potrubí musí být samozřejmě utěsněny. Pro závitové spoje použijte speciální těsnění: páska FUM, len, atd. Pokud se rozhodne použijte polypropylenové trubky, budete potřebovat speciální kování a případně páječku pro instalaci takových trubek.

Pro provoz čerpadla Frenett není zapotřebí výkonný elektromotor. Zařízení, které bylo odstraněno ze starého nebo rozbitého spotřebiče pro domácnost, například z běžného ventilátoru, provede.

Hlavním účelem elektromotoru je otáčení hřídele. Příliš rychlá rotace může vést k nesprávné funkci zařízení. Čím rychleji se design otáčí, tím více se ohřívač ohřívá.

Pro volné otáčení potřebujete vhodné ložisko standardních velikostí. Když jsou všechny prvky připraveny, můžete začít s montáží zařízení. Nejprve je ve spodní části skříně umístěna centrální osa s ložiskem. Potom se na nápravu přišroubuje oddělovací matice, pak se vloží disk, znovu se zasune matice, znovu disk a tak dále.

Disky s maticemi se střídají, dokud není tělo naplněno nahoru. I ve fázi přípravy lze provést předběžné výpočty počtu požadovaných disků a matic.

Tloušťku kotouče je nutné přidat do tloušťky matice (6 mm). Výška tělesa dělená tímto číslem. Výsledné číslo poskytne informaci o požadovaném počtu párů „matice + disk“. Poslední nastavení matice.

Po naplnění tělesa těmito pohyblivými částmi se naplní tekutým olejem. Nezáleží na typu oleje, můžete si vzít minerální, bavlníkový, řepkový nebo jiný olej, který dobře snáší teplo a nemrzne. Poté je konstrukce pokryta horním krytem a pečlivě vařena.

V tomto okamžiku jsou trubky chladiče již obvykle připevněny k krytům. Při další instalaci a údržbě zařízení lze na potrubí instalovat dva uzavírací ventily. Nyní je třeba připojit osu tepelného čerpadla k hřídeli motoru.

Systém obsahuje síť, kontroluje netěsnosti, vyhodnocuje vlastnosti zařízení.

Pokud je vše provedeno správně, osa s disky začne odvíjet, zahřívat olej uvnitř zařízení. Horká chladicí kapalina se bude pohybovat skrz horní otvor přes potrubí do chladiče. Ochlazený olej se vrátí do tělesa tepelného čerpadla podél spodní trubky pro opětovné ohřev.

Pro automatizaci systému můžete použít speciální relé s tepelným čidlem, které fixuje teplo tělesa tepelného čerpadla a vypne motor nebo zapne motor nezbytnosti. Tím se zabrání přehřátí systému, poškození elektromotoru a obecně se prodlouží životnost zařízení.

Závěry a užitečné video na toto téma

V tomto videu je uvedena zajímavá verze čerpadla Frenetta:

Čerpadlo Frenetta bohužel nenalezlo v oblasti vytápění široké přijetí. Takové zařízení průmyslové výroby pro domácí potřeby je těžké najít v prodejnách spotřebičů pro domácnost. Ale poměrně málo řemeslníků úspěšně využilo práce tohoto vědce a použilo je ve svých obydlích, lázních, garážích atd.

Možná jsi to ty, kdo jsi sám, který se podařilo ztělesnit myšlenku Frenetta? Prosím, podělte se o své zkušenosti - zanechte komentář k článku a přidejte fotografie svých produktů. Kontaktní formulář je umístěn níže.