Френетта топлотна пумпа: дизајн и принцип рада + можете ли је сами саставити?

Они који воле да петљају увек ће наћи користи за сопствену снагу, стрпљење и отпадни материјал.Од практично бесплатних компоненти могу лако да направе изузетно корисну ствар у свакодневном животу.

На пример, могу да направе ефикасну топлотну пумпу Френетте сопственим рукама без икаквог трошења. Али они ће допунити своје знање и вештине, а ово је непроцењиво, зар не?

Представљене информације ће вам помоћи да разумете принцип рада јединице. Уз нашу помоћ можете одлучити о дизајну и научити како се модел прави. Јасна упутства за производњу ове врсте топлотне пумпе пружиће ефикасну помоћ независним домаћим мајсторима.

Дајемо практичне препоруке за производњу продуктивних домаћих производа и савете за рад са таквом опремом.

Како уређај ради

Они који су дошли у контакт са питањима економичног грејања упознати су са називом „топлотна пумпа“. Нарочито у комбинацији са терминима као што су „копно-вода“, „вода-вода”, или "ваздух-вода" и тако даље.

Таква топлотна пумпа нема практично ништа заједничко са Френетте уређајем. Осим назива и крајњег резултата у виду топлотне енергије која се у крајњој линији користи за грејање.

Топлотне пумпе које раде по Карноовом принципу су веома популарне и као економичан начин организовања грејања и као еколошки систем.

Рад таквог комплекса уређаја повезан је са акумулацијом енергије ниског потенцијала садржане у природним ресурсима (земља, вода, ваздух) и њено претварање у топлотну енергију са високим потенцијалом.

Проналазак Јуџина Френета је дизајниран и функционише потпуно другачије.

Принцип рада овог уређаја заснива се на коришћењу топлотне енергије, која се ослобађа током трења. Дизајн се заснива на металним површинама које се налазе не близу једна другој, већ на одређеној удаљености. Простор између њих је испуњен течношћу.

Делови уређаја ротирају један у односу на други помоћу електромотора, течност која се налази унутар кућишта и у контакту са ротирајућим елементима се загрева.

Добијена топлота се може користити за загревање расхладне течности. Неки извори препоручују коришћење ове течности директно за систем грејања. Најчешће, обичан радијатор је причвршћен за домаћу Френетте пумпу.

Као расхладна течност система грејања Стручњаци снажно препоручују коришћење уља уместо воде.

Током рада пумпе, ова течност има тенденцију да се веома снажно загреје. Вода у таквим условима може једноставно да прокључа. Врућа пара у скученом простору ствара вишак притиска, а то обично доводи до пуцања цеви или кућишта. Много је сигурније користити уље у овој ситуацији, јер је његова тачка кључања много виша.

Да бисте направили Френетте топлотну пумпу биће вам потребан мотор, радијатор, неколико цеви, челични лептир вентил, челични дискови, метална или пластична шипка, метални цилиндар и сет матица (+)

Постоји мишљење да ефикасност таквог генератора топлоте прелази 100% и може бити чак 1000%. Са становишта физике и математике, ово није сасвим тачна тврдња.

Ефикасност одражава губитак енергије потрошен не на грејање, већ на стварни рад уређаја. Уместо тога, феноменалне тврдње о невероватно високој ефикасности Френетте пумпе одражавају њену ефикасност, која је заиста импресивна. Потрошња енергије за рад уређаја је занемарљива, али је количина топлоте која се ствара као резултат веома приметна.

Загревање расхладне течности на исте температуре коришћењем грејног елемента за грејање, на пример, захтевало би знатно више електричне енергије, можда десетине пута више. Грејач за домаћинство се не би загрејао ни на овом нивоу потрошње електричне енергије.

Зашто све стамбене и индустријске просторије нису опремљене таквим уређајима? Разлози могу бити различити.

Прво, вода је једноставнија и погоднија расхладна течност од уља.Не загрева се на тако високе температуре, а отклањање последица цурења воде лакше је него чишћење проливеног уља.

Друго, у време када је Френетте пумпа изумљена, централизовани систем грејања је већ постојао и успешно је функционисао. Демонтажа ради замене генераторима топлоте била би прескупа и изазвала би много непријатности, тако да нико озбиљно није разматрао ову опцију. Како кажу, најбоље је непријатељ доброг.

Препоруке за коришћење уређаја

Вреди напоменути да и даље постоје варијације пумпе Еугене Френетте која користи воду као расхладну течност. Али обично су то велики индустријски модели који се користе у специјализованим предузећима.

Рад таквих уређаја се строго контролише помоћу посебних инструмената. Скоро је немогуће обезбедити сличан ниво сигурности код куће.

Општи дијаграм индустријског генератора топлоте који су развили научници из Хабаровска: 1 - капацитет; 2 — улазна цев; 3 — излазна цев; 4 - бојлер; 5 - осовина лежаја. Вода се користи као расхладно средство

Најпопуларнија верзија пумпе Френетте, која користи воду, а не уље као расхладну течност, је уређај који су развили научници из Хабаровска: Наталија Ивановна Назирова, Михаил Павлович Леонов и Александар Васиљевич Сјарг. У овом дизајну у облику печурке, вода се посебно доводи до кључања и претвара се у пару.

Реактивна сила паре се затим користи за повећање брзине кретања расхладне течности кроз канале пумпе на 135 м/мин. Као резултат тога, трошкови енергије за померање расхладне течности су минимални, а поврат у облику топлотне енергије је веома висок.

Међутим, таква јединица мора бити изузетно издржљива, а њен рад се мора стално пратити како би се избегле незгоде.

Шта треба да урадите ако планирате да користите Френетте пумпу за грејање велике просторије или целе куће? Вода је традиционално расхладно средство; већина система грејања је дизајнирана посебно за то. А пуњење целог система грејања правим течним уљем може бити скупо.

Ово питање се може решити врло једноставно. Додатно је потребно изградити конвенционални измењивач топлоте у коме ће загрејано уље загревати воду која циркулише кроз систем грејања. Нешто топлоте ће се изгубити, али ће укупни ефекат остати прилично приметан.

Френетте топлотна пумпа се може успешно користити у комбинацији са подним системима са воденим грејањем. Али уместо воде, потребно је сипати течно уље у цеви

Интересантна идеја би могла бити употреба Френетте пумпе у комбинацији са систем подног грејања. У овом случају, расхладна течност се ослобађа кроз уске пластичне цеви положене у бетонску кошуљицу.

Овај систем грејања функционише на исти начин као и конвенционални под са воденим грејањем. Наравно, пројекат овог типа може се реализовати само у приватној кући, јер је вишеспратницама дозвољено коришћење само електрични под са грејањем.

Практичан и згодан начин коришћења таквог уређаја је загревање мале просторије: гараже, штале, радионице итд. Френетта пумпа вам омогућава да ефикасно и брзо решите проблем аутономног грејања на таквим местима.

Потрошња енергије за његов рад је мала у поређењу са резултујућим топлотним ефектом и није тешко изградити такву јединицу од најједноставнијих материјала.

Опције дизајна Френетте пумпе

Еугене Френетте не само да је измислио уређај назван по њему, већ га је и више пута побољшао, осмишљавајући нове, ефикасније верзије уређаја.

Прва пумпа, коју је проналазач патентирао 1977. године, користила је само два цилиндра:

• спољашњи - шупљи цилиндар има већи пречник и у статичком је стању
• ентеријер — пречник контејнера је нешто мањи од димензија шупљине спољашњег цилиндра.

Проналазач је сипао течно уље у настали уски простор између зидова два цилиндра. Наравно, део конструкције у којој се налазила ова расхладна течност пажљиво је запечаћен како би се спречило цурење уља.

Ово је дијаграм прве верзије Френетте топлотне пумпе. Ротирајућа осовина се налази хоризонтално, расхладна течност је смештена у уском простору између два радна цилиндра (+)

Унутрашњи цилиндар је повезан са осовином електромотора на такав начин да се обезбеди његова брза ротација у односу на стационарни велики цилиндар. На супротном крају конструкције постављен је вентилатор са радним колом.

Током рада, уље се загрева и преноси топлоту на ваздух који окружује уређај. Вентилатор је омогућио брзо дистрибуцију топлог ваздуха по целој просторији.

Пошто се овај дизајн прилично загрејао, ради погодне и безбедне употребе, структура је сакривена у заштитном кућишту. Наравно, у кућишту су направљене рупе за циркулацију ваздуха.

Користан додатак дизајну био је термостат, са којим би се рад Френетте пумпе донекле могао аутоматизовати.

Централна оса у овом моделу топлотне пумпе се налази вертикално. Мотор је на дну, затим су угнежђени цилиндри, а на врху је вентилатор. Касније се појавио модел са хоризонталном централном осом.

Коришћен је модел топлотне пумпе Френетте са хоризонтално оријентисаним ротирајућим вратилом заједно са радијатором за грејање, унутар којег је циркулисало загрејано уље (+)

Управо је овај уређај први пут коришћен у комбинацији не са вентилатором, већ са радијатором за грејање. Мотор је постављен са стране, а осовина ротора пролази кроз ротирајући бубањ и излази.

Овај тип уређаја нема вентилатор. Расхладна течност из пумпе се креће кроз цеви до радијатора. На сличан начин се загрејано уље може пренети у други измењивач топлоте или директно у цеви за грејање.

Касније је дизајн топлотне пумпе Френет значајно промењен. Вратило ротора је и даље остало у хоризонталном положају, али је унутрашњи део био направљен од два ротирајућа бубња и радног кола постављеног између њих. Овде се поново користи течно уље као расхладно средство.

У овој верзији Френетте топлотне пумпе, два цилиндра се ротирају један поред другог, одвојени су посебно дизајнираним радним колом од веома издржљивог метала (+)

Када се ова структура окреће, уље се додатно загрева док пролази кроз посебне рупе направљене у радном колу, а затим продире у уску шупљину између зидова кућишта пумпе и њеног ротора.Тако је ефикасност Френетте пумпе значајно повећана.

Мале рупе су направљене дуж ивица радног кола за Френетте топлотну пумпу. Расхладна течност се брзо и ефикасно загрева када пролази кроз њих (+)

Међутим, вреди напоменути да ова врста пумпе није баш погодна за израду код куће. Прво, мораћете да пронађете поуздане цртеже или сами израчунате дизајн, а то може учинити само искусни инжењер.

Затим ћете морати да пронађете посебно радно коло са рупама одговарајуће величине. Овај елемент топлотне пумпе ради под повећаним оптерећењем, тако да мора бити направљен од веома издржљивих материјала.

Самопроизводња уређаја

Преглед опција дизајна за Френетте пумпу омогућава нам да схватимо да се принципи њеног рада могу користити са различитим степеном ефикасности у структурама различитих типова и типова. Основна идеја остаје иста: узак простор између металних елемената, испуњен уљем, који се окреће електричним мотором.

На дијаграму је приказана верзија топлотне пумпе Френетте, која се обично користи за самосталну производњу уређаја. Основа дизајна су метални дискови одвојени наврткама (+)

Код куће се најчешће израђује пумпа Френетте, која се састоји од низа металних плоча одвојених уским размаком.

Да бисте направили такав уређај, потребно је припремити неопходне материјале:

• шупљи метални цилиндар;
• сет идентичних челичних дискова са рупом у средини;
• сет ораха висине 6 мм;
• челична шипка са навојем:
• електромотор са продуженим вратилом;
• лежај;
• Радијатор;
• спојне цеви.

Димензије пумпе могу бити веће или мање.Али растојање између дискова мора се одржавати тачно - 6 мм. Стандардне матице се користе као одстојници, а челична шипка је центар структуре.

Његова дебљина треба да одговара пречнику матице. Ако немате шипку са навојем при руци, мораћете да је исечете.

Метални дискови за топлотну пумпу Френетте треба да буду нешто мањи од пречника цилиндричног тела како би се обезбедила слободна ротација и ефикасније загревање расхладне течности

Очигледно, рупа на дисковима мора бити таква да се могу слободно ставити на аксијални штап. Спољни пречник дискова треба да буде неколико милиметара мањи од кућишта. Ако при руци нема готових елемената, дискови се сами изрезују из лима или се посао поверава стругару.

Челични дискови за топлотну пумпу Френетте могу се резати код куће ако имате одговарајућу опрему

Цилиндрично тело може бити направљено од старог металног контејнера одговарајуће конфигурације или заварено од метала. Комад широке металне цеви ће такође радити.

Зидови су заварени на крајеве цилиндра. Кућиште мора бити заптивено тако да уље не цури. У горњем и доњем крају кућишта треба направити додатне рупе: за улаз и излаз цеви за грејање које воде до радијатора.

Наравно, сви прикључци цеви треба да буду заптивни. За навојне спојеве користе се специјални заптивачи: ФУМ трака, лан итд. Ако се одлучи користите полипропиленске цеви, биће вам потребне посебне арматуре и, евентуално, лемилица за постављање таквих цеви.

За рад Френетте пумпе није потребан електрични мотор високих перформанси.Погодан је уређај уклоњен са старог или поквареног кућног апарата, као што је обичан вентилатор.

Главна сврха електромотора је да окреће осовину. Претерано брзо ротирање може довести до квара уређаја. Што се структура брже окреће, расхладна течност се више загрева.

Мали мотор за ротацију осовине Френетте топлотне пумпе може се уклонити са оштећених кућних апарата или купити у продавници

Да би се шипка слободно ротирала, потребан вам је одговарајући лежај стандардних величина. Када су сви елементи припремљени, можете почети са монтажом уређаја. Прво се на доњем делу унутар кућишта уграђује централна оса са лежајем. Затим се одстојна матица зашрафи на осовину, затим се стави диск, опет навртка, поново диск итд.

Дискови са наврткама се смењују док се кућиште не напуни до врха. Чак иу фази припреме, можете направити прелиминарне прорачуне о броју потребних дискова и матица.

Дебљини диска потребно је додати дебљину навртке (6 мм). Поделите висину тела овом цифром. Добијени број ће дати информације о потребном броју парова „матица + диск“. Матица се поставља последња.

Када се кућиште напуни овим покретним деловима, пуни се течним уљем. Врста уља није битна, можете узети минерално, памучно, репичино или било које друго које добро подноси топлоту и не стврдњава. Након тога, структура је прекривена горњим поклопцем и пажљиво заварена.

У овом тренутку, цеви радијатора су обично већ причвршћене за поклопце. За удобност током даље монтаже и одржавања уређаја, на цеви се могу уградити два запорна вентила. Сада морате да причврстите осу топлотне пумпе на осовину мотора.

Систем се повезује на мрежу, проверава се присуство цурења, процењују се радне карактеристике уређаја.

Френетте топлотна пумпа, направљена самостално, може се прикључити на конвенционални ливени или биметални радијатор, што ће обезбедити неопходан ефекат грејања

Ако је све урађено исправно, осовина са дисковима ће почети да се окреће, загревајући уље унутар уређаја. Врућа расхладна течност ће се кретати кроз горњи отвор кроз цев у радијатор за грејање. Охлађено уље ће се вратити у кућиште топлотне пумпе кроз доњу цев да би се поново загрејало.

Да бисте аутоматизовали рад система, можете користити посебан релеј са сензором температуре, који детектује загревање кућишта топлотне пумпе и по потреби искључује мотор или га укључује. Ово ће спречити прегревање система, оштећење електромотора и генерално повећати век трајања уређаја.

Закључци и користан видео на тему

Занимљива верзија пумпе Френетте представљена је у овом видеу:

Нажалост, Френетте пумпа није наишла на широко прихватање у индустрији грејања. Такав индустријски уређај за потребе домаћинства тешко је наћи у продавницама за побољшање дома. Али многи мајстори су успешно користили достигнућа овог научника и применили их у својим домовима, купатилима, гаражама итд.

Можда сте ви иста „уради сам“ особа која је успела да реализује Френеттину идеју? Поделите своје искуство - оставите коментаре на чланак и додајте фотографије својих производа. Контакт образац се налази испод.