Ljubitelji tinkarniranja uvijek će naći primjenu u vlastitim snagama, strpljenju i otpadnim materijalima. Od gotovo besplatnih komponenti lako mogu sagraditi izuzetno korisnu stvar u svakodnevnom životu.
Na primjer, mogu napraviti učinkovitu Frenett toplinsku pumpu vlastitim rukama, a da pritom ne potroše ništa. Ali oni će napuniti skladište znanja i zaliha vještina, a to je neprocjenjivo, zar nije tako?
Navedene informacije pomoći će razumjeti načelo rada jedinice. Uz našu pomoć možete odrediti dizajn i saznati kako je model izrađen. Jasne upute za proizvodnju ove vrste toplinske pumpe učinkovito će pomoći neovisnim kućnim obrtnicima.
Pružamo praktične preporuke za proizvodnju produktivnih domaćih proizvoda i savjete za rad takve opreme.
Načelo rada uređaja
Onima koji dolaze u kontakt s pitanjima ekonomičnog grijanja naziv "toplinska pumpa" dobro je poznat. Posebno u kombinaciji s pojmovima kao što su zemlja-voda, voda-voda ili zrak-voda itd.
Takva toplinska pumpa s Frenettovim uređajem nema gotovo ništa zajedničko. Pored imena i krajnjeg rezultata u obliku toplinske energije, koja se u konačnici koristi za grijanje.
Toplinske pumpe koje se temelje na Carnotu vrlo su popularne i kao isplativ način organiziranja grijanja i kao ekološki prihvatljiv sustav.
Rad takvog kompleksa uređaja povezan je s nakupljanjem niske potencijalne energije sadržane u prirodnim resursima (zemlja, voda, zrak) i njegovom pretvaranjem u toplinsku energiju s velikim potencijalom.
Izum Eugena Frenetta uređen je i djeluje na potpuno drugačiji način.
Galerija slika
Fotografija s
Izgled toplotne pumpe Frenett
Zagrijavanje uređaja tijekom rada
Glavne strukturne komponente
Stvarne dimenzije jednog od modela
Princip rada ovog uređaja temelji se na korištenju toplinske energije, koja se oslobađa tijekom trenja. Dizajn se temelji na metalnim površinama koje se nalaze ne blizu jedna drugoj, već na određenoj udaljenosti. Prostor između njih ispunjen je tekućinom.
Dijelovi uređaja zakreću se jedan prema drugom pomoću elektromotora, tekućina unutar kućišta i u kontaktu s rotirajućim elementima se zagrijavaju.
Dobivena toplina može se koristiti za zagrijavanje rashladne tekućine. Neki izvori preporučuju upotrebu ove tekućine izravno za sustav grijanja. Najčešće je uobičajeni radijator pričvršćen na kućnu Frenettovu pumpu.
Kao rashladno sredstvo za sustav grijanja, stručnjaci toplo preporučuju korištenje ulja, a ne vode.
Tijekom rada crpke, ova tekućina ima tendenciju vrlo zagrijavanja. Voda u takvim uvjetima može jednostavno proključati. Vruća para u zatvorenom prostoru stvara prekomjeran pritisak, a to obično dovodi do puknuća cijevi ili kućišta. Korištenje ulja u ovoj je situaciji mnogo sigurnije, jer je njegova vrelište puno veća.
Da biste napravili Frenett toplinsku pumpu, trebat će vam motor, radijator, nekoliko cijevi, čelična brava, čelični diskovi, metalna ili plastična šipka, metalni cilindar i komplet ključeva (+)
Postoji mišljenje da učinkovitost takvog generatora topline prelazi 100% i može biti čak 1000%. S gledišta fizike i matematike, to nije posve točna tvrdnja.
Učinkovitost odražava gubitak energije koji se ne troši na grijanje, već na stvarni rad uređaja.Umjesto toga, fenomenalne tvrdnje o nevjerojatno visokoj učinkovitosti Frenettove pumpe odražavaju njezinu učinkovitost, što je zaista impresivno. Trošak električne energije za rad uređaja je zanemariv, ali količina topline dobivena kao rezultat vrlo je primjetna.
Primjerice, zagrijavanje rashladnog sredstva na iste temperature uz pomoć grijaćeg elementa za grijanje zahtijeva mnogo veću količinu električne energije, moguće i desetine puta više. Grijač kućanstva s takvom potrošnjom električne energije ne bi se ni zagrijao.
Zašto svi stambeni i industrijski prostori nisu opremljeni takvim uređajima? Razlozi mogu biti različiti.
Prvo, voda je jednostavniji i prikladniji medij za prijenos topline od nafte. Ne zagrijava se na tako visokim temperaturama, a uklanjanje učinaka curenja vode je lakše nego uklanjanje prolivenog ulja.
DrugoDo izumljavanja Frenettove pumpe, centralizirani sustav grijanja je već postojao i uspješno funkcionirao. Demontaža radi zamjene toplinskih generatora bila bi preskupa i uzrokovala bi puno neugodnosti, tako da nitko nije niti ozbiljno razmotrio tu mogućnost. Kao što izreka kaže, najbolji je neprijatelj dobra.
Preporuke za upotrebu instrumenta
Vrijedno je napomenuti da varijacije Eugene Frenett pumpe koja koristi vodu kao rashladno sredstvo još uvijek postoje. Ali obično su to veliki industrijski modeli koji se koriste u specijaliziranim poduzećima.
Rad takvih uređaja strogo se kontrolira pomoću posebnih uređaja. Osigurati sličnu razinu sigurnosti kod kuće gotovo je nemoguće.
Opća shema industrijskog generatora topline koju su razvili habarovski znanstvenici: 1 - kapacitet; 2 - ulazna cijev; 3 - izlazna cijev; 4 - grijač vode; 5 - ležaj vratila. Voda se koristi kao nosač topline
Najpopularnija verzija pumpe Frenett, koja koristi vodu, a ne ulje, je uređaj koji su razvili znanstvenici iz Habarovska: Nazyrova Natalya Ivanovna, Leonov Mikhail Pavlovich i Syarg Alexander Vasilyevich. U ovoj strukturi oblika gljiva voda se posebno dovodi do vrenja i pretvara u paru.
Zatim se reaktivna sila pare koristi za povećanje brzine kretanja tekućeg rashladnog sredstva duž kanala crpke na 135 m / min. Kao rezultat, troškovi energije za pomicanje rashladne tekućine su minimalni, a povrat u obliku toplinske energije vrlo je visok.
Međutim, takav sklop mora biti izuzetno čvrst, a njegov rad treba stalno pratiti kako bi se izbjegla nezgoda.
Što učiniti ako bi uz pomoć Frenettove pumpe trebalo organizirati grijanje velike prostorije ili cijele kuće? Voda je tradicionalni nosač topline, većina sustava grijanja dizajnirana je posebno za to. I punjenje cijelog sustava grijanja prikladnim tekućim uljem može biti skupo.
To se pitanje rješava vrlo jednostavno. Potrebno je dodatno izgraditi konvencionalni izmjenjivač topline, u kojem će zagrijano ulje zagrijavati vodu koja cirkulira kroz sustav grijanja. Istodobno će se izgubiti nešto topline, ali cjelokupni učinak ostat će prilično uočljiv.
Frenettova toplinska crpka može se uspješno koristiti u kombinaciji sa sustavima podnog grijanja. Ali umjesto vode, trebate uliti tekuće ulje u cijevi
Zanimljiva ideja bila bi upotreba Frenettove pumpe u kombinaciji sa sustavom toplog poda. Istodobno, rashladno sredstvo je dopušteno kroz uske plastične cijevi položene u betonski estrih.
Takav sustav grijanja funkcionira na isti način kao i obično podno grijanje. Naravno, projekt ove vrste može se provesti samo u privatnoj kući, jer je za visokogradne stambene zgrade dopušteno samo električno podno grijanje.
Praktičan i prikladan način korištenja takvog uređaja je zagrijavanje male sobe: garaže, staje, radionice itd. Frenettova crpka omogućuje vam učinkovito i brzo rješavanje problema autonomnog grijanja na takvim mjestima.
Trošak električne energije za njegov rad je mali u usporedbi s rezultirajućim toplinskim učinkom, a izgraditi takav agregat nije teško od najjednostavnijih materijala.
Opcije dizajna Frenett pumpe
Eugene Frenett nije samo izumio uređaj nazvan po njemu, već ga je i više puta poboljšao, osmislivši i nove, učinkovitije verzije uređaja.
U prvoj pumpi, koju je izumitelj patentirao 1977., korištena su samo dva cilindra:
- vanjski - šuplji cilindar je većeg promjera i nalazi se u statičkom stanju
- unutrašnjost - promjer spremnika je nešto manji od dimenzija šupljine vanjskog cilindra.
Izumitelj je ulio tekuće ulje u rezultirajući uski prostor između zidova dva cilindra. Naravno, onaj dio konstrukcije u kojem se nalazila ova tekuća rashladna tekućina pažljivo je bio zapečaćen kako bi se spriječilo istjecanje ulja.
Ovo je dijagram prve verzije toplinske pumpe Frenett. Rotirajuća osovina smještena je vodoravno, rashladna tekućina je smještena u uski prostor između dva radna cilindra (+)
Unutarnji cilindar povezan je s osovinom motora na način da se osigura njegovo brzo okretanje u odnosu na stacionarni veliki cilindar. Na suprotnom kraju konstrukcije postavljen je ventilator s rotora.
Tijekom rada ulje se zagrijavalo i prenosilo toplinu u zrak koji okružuje uređaj. Ventilator vam omogućuje brzo širenje toplog zraka po cijeloj sobi.
Budući da je ova konstrukcija zagrijana prilično snažno, radi praktične i sigurne uporabe, konstrukcija je bila skrivena u zaštitnom kućištu. Naravno, u kućištu su napravljeni otvori za cirkulaciju zraka.
Korisni dodatak dizajnu bio je termostat, kojim se rad Frenettove pumpe može u određenoj mjeri automatizirati.
Središnja os ovog modela toplinske pumpe nalazi se okomito. Motor je smješten dolje, zatim su ugrađeni cilindri koji se ugnijezde jedni u druge, a na vrhu je ventilator. Kasnije se pojavio model s vodoravnom središnjom osi.
Upotrebljen je model Frenettove toplinske crpke s vodoravno orijentiranom rotirajućom osovinom, zajedno s radijatorom za grijanje, unutar kojeg cirkulirano grijano ulje (+)
To je takav uređaj koji se prvi put koristio u kombinaciji ne s ventilatorom, već s radijatorom za grijanje. Motor je postavljen sa strane, a osovina rotora prolazi kroz rotirajući bubanj i izlazi van.
Na ovom uređaju nema ventilatora. Rashladno sredstvo iz pumpe kroz cijevi pomiče se do radijatora. Na isti se način zagrijano ulje može odbaciti u drugi izmjenjivač topline ili izravno u grijaće cijevi.
Kasnije je dizajn toplotne pumpe fresnett bitno promijenjen. Osovina rotora i dalje je ostala u vodoravnom položaju, ali unutarnji dio bio je izrađen od dva rotirajuća bubnja i rotora postavljena između njih. Ovdje se tekuće ulje ponovo koristi kao nosač topline.
U ovoj verziji Frenettove toplinske crpke dva cilindra okreću se jedan pored drugog, odvojeni su posebno dizajniranim propelerom izrađenim od vrlo izdržljivog metala (+)
Kad se ovaj dizajn rotira, ulje se dodatno zagrijava, jer prolazi kroz posebne rupe u rotoru, a zatim prodire u usku šupljinu između stijenki kućišta crpke i njenog rotora. Time je učinkovitost Frenettove pumpe značajno poboljšana.
Na rubovima propelera za toplinsku pumpu Frenett napravljene su male rupe. Rashladno sredstvo se zagrijava brzo i učinkovito, prolazeći kroz njih (+)
Međutim, vrijedi napomenuti da ova vrsta pumpe nije baš prikladna za proizvodnju kod kuće. Prvo morate pronaći pouzdane crteže ili sami izračunati dizajn, a to može učiniti samo iskusni inženjer.
Zatim morate pronaći posebno rotor s rupama odgovarajuće veličine. Ovaj element toplinske pumpe djeluje pri visokim opterećenjima, pa mora biti izrađen od vrlo izdržljivih materijala.
Samostalni uređaj
Pregled mogućnosti Frenett-ove crpne naprave omogućuje nam da shvatimo da se načela njegova rada s jednim ili drugim stupnjem učinkovitosti mogu koristiti u dizajnu različitih vrsta i tipova. Osnovna ideja ostaje ista: uski prostor između metalnih elemenata napunjenih uljem i rotacija s električnim motorom.
Na dijagramu je prikazana varijanta Frenettove toplinske crpke koja se obično koristi za samostalnu proizvodnju uređaja. Osnova dizajna su metalni diskovi odvojeni maticama (+)
Kod kuće se najčešće izrađuje Fresnettova pumpa koja se sastoji od niza metalnih ploča odvojenih uskim zavojem.
Da biste napravili takav uređaj, morate pripremiti potrebne materijale:
- šuplji metalni cilindar;
- skup identičnih čeličnih diskova s rupom u sredini;
- set matica visine 6 mm;
- čelični navoj s navojem:
- elektromotor s produženom osovinom;
- ležaj;
- Radijator;
- povezivanje cijevi.
Veličine crpki mogu biti veće ili manje. Ali razmak između diskova treba se održavati točno - 6 mm. Kao razdjelnici koriste se standardne matice, a čelična šipka je središte konstrukcije.
Njegova debljina treba odgovarati promjeru matice. Ako nema štapa s navojem pri ruci, samo ga morate rezati.
Metalni diskovi za Frenett toplinsku pumpu trebaju biti neznatno manji od promjera cilindričnog tijela kako bi se osigurala slobodna rotacija i učinkovitije zagrijavanje rashladne tekućine
Očito, otvor na diskovima mora biti takav da se može slobodno staviti na aksijalnu osovinu. Vanjski promjer diskova trebao bi biti nekoliko milimetara manji od kućišta. Ako pri ruci nema gotovih elemenata, diskovi se izrezuju nezavisno od lima ili su povjereni tom radu strugaču.
Čelične diskove za Frenett toplinsku pumpu možete rezati kod kuće ako postoji odgovarajuća oprema
Cilindrično tijelo može biti izrađeno od starog metalnog spremnika odgovarajuće konfiguracije ili zavareno od metala. Rezanje široke metalne cijevi je također prikladno.
Na krajeve cilindra zavareni su zidovi. Kućište mora biti čvrsto kako ulje ne bi procurilo. Na gornjim i donjim krajevima kućišta treba napraviti dodatne rupe: za ulazak i izlazak grijaćih cijevi koje vode do radijatora.
Naravno, svi spojevi cijevi trebaju biti zapečaćeni. Za navojne spojeve koriste se posebne brtve: FUM traka, posteljina itd. Ako se odlučite za uporabu polipropilenskih cijevi, za postavljanje takvih cijevi trebat će vam posebna armatura i, po mogućnosti, lemljenje.
Električni motor visokih performansi nije potreban za rad Fresnettove pumpe. Pogodan je uređaj uzet iz starog ili pokvarenog kućanskog aparata, poput uobičajenog ventilatora.
Glavna svrha elektromotora je okretanje osovine. Pretjerano brzo okretanje može uzrokovati neispravnost uređaja. Što se struktura brže okreće, to se topliji nosač zagrijava.
Mali motor za zakretanje osovine toplinske pumpe Frenett može se ukloniti iz oštećenih kućanskih aparata ili kupiti u trgovini
Da bi se osovina slobodno rotirala, potreban vam je prikladan ležaj u standardnim veličinama. Kad su svi elementi spremni, možete započeti s sastavljanjem uređaja.Najprije je središnja os s ležajem montirana na donji dio unutar kućišta. Zatim se na osovinu pričvrsti razmaknuta matica, zatim se postavlja disk, ponovno matica, opet disk, itd.
Diskovi s maticama izmjenjuju se dok se kućište ne napuni na vrh. Već u fazi pripreme mogu se napraviti preliminarni proračuni o broju potrebnih diskova i matica.
Potrebno je dodati debljinu diska na debljinu matice (6 mm). Visina tijela podijeljena s ovom slikom. Dobiveni broj daje podatke o potrebnom broju parova "matica + disk". Ugradite maticu zadnji.
Nakon što se kućište napuni tim pokretnim elementima, napuni se tekućim uljem. Vrsta ulja nije bitna, možete uzeti mineralno, pamučno sjeme, uljanu repicu ili bilo koje drugo ulje koje dobro podnosi toplinu i ne stvrdne. Nakon toga, dizajn je prekriven gornjim poklopcem i nježno se kuha.
U ovom trenutku, cijevi hladnjaka su obično već pričvršćene na poklopce. Radi praktičnosti, tijekom daljnje ugradnje i održavanja uređaja na cijevima, mogu se ugraditi dvije stoperice. Sada morate spojiti osovinu toplinske crpke na osovinu motora.
Sustav je uključen u mrežu, provjerite nepropusnosti, procijenite performanse uređaja.
Samostalna Frenettova toplinska pumpa može se spojiti na uobičajeni radijator od lijevanog željeza ili bimetale, što će osigurati potrebni učinak grijanja
Ako se sve pravilno izvrši, osovina s diskovima počet će se vrtjeti, zagrijavajući ulje unutar uređaja. Vrući nosač topline kretat će se kroz gornju rupu kroz cijev u radijator grijanja. Ohlađeno ulje će se vratiti u tijelo toplinske pumpe kroz donju cijev radi ponovnog zagrijavanja.
Da biste automatizirali rad sustava, možete koristiti poseban relej s temperaturnim senzorom, koji detektira zagrijavanje kućišta toplinske crpke i isključuje motor ili ga uključuje po potrebi. To će spriječiti pregrijavanje sustava, oštećenje elektromotora i, u cjelini, produljit će život uređaja.
Zanimljiva verzija Frenett pumpe predstavljena je u ovom videu:
Nažalost, Frenettova pumpa nije naišla na široko prihvaćanje u području grijanja. Takav uređaj za industrijsku proizvodnju za kućnu upotrebu teško je pronaći u trgovinama kućanskih aparata. Ali mnogi su narodni zanatlije uspješno koristili dostignuća ovog znanstvenika i primjenjivali ih u svojim domovima, saunama, garažama itd.
Možda ste upravo vi sami napravili ideju Frenetta? Molimo podijelite svoje iskustvo - ostavite komentare na članak i dodajte fotografije svojih proizvoda. Obrazac za kontakt nalazi se ispod.