Возможно ли изготовление теплового насоса Френетта своими руками?

Описание теплового насоса Френетта. Принцип работы и варианты конструкции. Порядок изготовления устройства своими руками. Фото и видео.

Принцип работы устройства

Тем, кто соприкасался с вопросами экономически выгодного отопления, название “тепловой насос” хорошо знакомо. Особенно в сочетании с терминами типа “земля-вода”, “вода-вода”, или “воздух-вода” и т.п.

Такой тепловой насос с устройством Френетта не имеет практически ничего общего. Кроме названия и конечного результата в виде тепловой энергии, которую в итоге используют для обогрева.

Тепловые насосы, работающие на принципе Карно, очень популярны и как экономически выгодный способ организации отопления, и как экологически безопасная система.

Работа такого комплекса устройств связана с накоплением низкопотенциальной энергии, содержащейся в природных ресурсах (земле, воде, воздухе), и преобразованием ее в тепловую энергию с высоким потенциалом.

Изобретение Евгения Френетта устроено и работает совершенно иначе.

Галерея изображений

Фото из

Внешний вид теплового насоса Френетта

Разогрев прибора во время работы

Основные конструктивные составляющие

Реальные размеры одной из моделей

Принцип действия этого прибора основан на использовании тепловой энергии, которая выделяется при трении. В основе конструкции — металлические поверхности, расположенные не вплотную друг к другу, а на некотором расстоянии. Пространство между ними заполняют жидкостью.

Части устройства вращаются относительно друг друга с помощью электромотора, жидкость, находящаяся внутри корпуса и контактирующая с вращающимися элементами, разогревается.

Полученное тепло можно использовать для нагрева теплоносителя. Некоторые источники рекомендуют использовать эту жидкость непосредственно для отопительной системы. Чаще всего к самодельному насосу Френетта присоединяют обычный радиатор.

В качестве теплоносителя системы отопления специалисты настоятельно рекомендуют использовать масло, а не воду.

В процессе работы насоса эта жидкость имеет свойство разогреваться очень сильно. Вода в таких условиях может просто закипеть. Горячий пар в замкнутом пространстве создает избыточное давление, а это обычно приводит к разрыву труб или корпуса. Использовать масло в такой ситуации намного безопаснее, поскольку его температура кипения значительно выше.

Варианты изготовления теплового насоса Френетта

Для изготовления теплового насоса Френетта потребуется двигатель, радиатор, несколько труб, стальной дисковый затвор, стальные диски, металлический или пластиковый стержень, металлический цилиндр и гаечный набор (+)

Бытует мнение, что КПД такого теплогенератора превышает 100% и даже может составлять 1000%. С точки зрения физики и математики это не совсем корректное утверждение.

КПД отражает потери энергии, затраченные не на обогрев, а собственно на работу прибора. Скорее, феноменальные утверждения о невероятно высоком КПД насоса Френетта отражают его эффективность, которая действительно впечатляет. Затраты электроэнергии на работу прибора ничтожны, а вот количество полученного в результате тепла весьма ощутимы.

Нагрев теплоносителя до таких же температур с помощью ТЭНа для отопления, например, потребовал бы значительно большего количества электроэнергии, возможно, в десятки раз больше. Бытовой обогреватель при таком расходе электричества даже не нагрелся бы.

Почему же такими приборами не оборудованы все подряд жилые и промышленные помещения? Причины могут быть разными.

Во-первых, вода — более простой и удобный теплоноситель, чем масло. Она не нагревается до таких высоких температур, и устранить последствия протечек воды проще, чем убрать разлитое масло.

Во-вторых, к моменту изобретения насоса Френетта централизованная система отопления уже существовала и успешно функционировала. Ее демонтаж для замены на теплогенераторы обошелся бы слишком дорого и доставил бы массу неудобств, поэтому такой вариант никто всерьез даже не рассматривал. Как говорится, лучшее — враг хорошего.

Факты

При более тщательном анализе предложенных схем возникает целый ряд вопросов, на которые ответа найти невозможно.

Математические выкладки и результаты испытаний

Это является фундаментальной основой при проведении научных и исследовательских работ. В данном случае оперируют лишь показателем КПД, который равен отношению полученной энергии к затраченной. Причем ни одна величина, ни другая не представлена в цифровом отображении.

Мощность двигателя

При увеличении площади контакта жидкости с дисками возрастает коэффициент сопротивления, что требует большей энергии для вращения вала. При средних оборотах стандартных электродвигателей 1000-1500 достичь эффекта нагрева воды без увеличения потребляемой энергии невозможно.

Частота вращения вала

Для третей схемы установки необходимая частота вращения вала должна быть не меньше 7000 об/мин. Такие параметры возможны лишь для специальных установок, которые изготавливаются под заказ. Финансовая целесообразность их закупки равна нулю.

Группа ученых из Хабаровска

Описание 3-е модели теплового насоса является лишь частичными выдержками из патента № RU2204089, выданного в ФГУ ФИПС 26 июля 2001г. В нем упоминается лишь об увеличении эффективности получения горячей воды или пара для коммунальных или промышленных служб. О совершенствовании теплового насоса Френетта не говорится ничего, так же как и о показателях КПД выше 100%. Интересным становится факт, что данный патент потерял свою силу из-за неуплаты взносов.

[divider]Вследствие невозможности проверить на практике эффективность теплового насоса Френетта следует с некоторой долей скептицизма относиться к данному изобретению. И если бы оно было по-настоящему действенно, то мы бы уже давно наблюдали выпуск теплового насоса в промышленных масштабах.

Принцип работы ТН

Как изготовить тепловой насос Френетта своими рукамиАлгоритм работы ТН:

  1. Система запускается – теплообменник повышает внутри себя температуру на 5 градусов, а затем из наружного контура во внутренний поступает нагретый фреон или аммиак.
  2. Теплоноситель из первого блока преобразовывается из жидкости в газообразное состояние. Этот процесс происходит за счет того, что фреон может закипать даже при низких температурах.
  3. Хладагент переходит из первого блока во второй, которым является компрессор: в нем газ сжимается, из-за чего происходит резкое повышение температуры.
  4. Фреон падает в конденсатор при переходе в третий блок. В нем происходит передача высокой температуры от газа воде, которая находится в трубах домашней отопительной системы. После передачи газ теряет температуру, охлаждается и снова возвращается в жидкое состояние.
  5. Фреон возвращается в первый блок. После этого процесс обогрева повторяется за счет отлаженной циркуляции системы.

Другие наши статьи в тему:

  • Тепловой насос для отопления дома своими руками: принцип действия, подробная инструкция по монтажу.
  • Разводка отопления от котла в частном доме: схема и инструкция для новичков.
  • Какие бывают типы отопительных приборов: http://ksportal.ru/26-tipy-otopitelnyx-priborov.html

Тепловой насос Френетта своими руками — чертежи

limnion-interior-300x200.jpg

Теплонасос Френетта был сконструирован в Америке в и назван в честь его создателя изобретателя Евгения Френетта. Агрегат известен благодаря своей высокой эффективности работы.

С того времени конструкция насоса была несколько видоизменена, что позволило увеличить его КПД. В результате сегодня на рынке представлено несколько модификаций такого агрегата.

В этой статье мы рассмотрим, как собрать теплонасос Френетта своими руками.

Тепловой насос Френетта вертикального исполнения

Именно таким был самый первый образец Евгения Френетта, который он представил, как новое изобретение в 1970 году. Цилиндры расположены вертикально на оси двигателя, а внутри масло. Конструкция спрятана в защитном кожухе, с проделанными по бокам отверстиями для пропуска воздуха.

Дальше его последователи и противники пытались изменять и улучшать нововведение, изменяя угол наклона до 90 градусов.

Тепловой насос Френетта горизонтального исполнения

После изобретения, автор не остановился на первом образце. Он продолжал усовершенствовать свое детище в разных вариантах. Так получился один из них – с горизонтальным расположением барабана ротора.

Цилиндр в сбореЦилиндр в сбореhttps://www.voodipood.ee

Часть оси вала выведена наружу, а вентилятор заменен теплообменником, которым может служить стандартный радиатор. Масло поступает в батарею, отдает ей тепло, а та в свою очередь передает его в пространство.

Двигатель для вращения вала

Нагрев воздуха происходит за счет вращения вала. Чтобы достичь нужных показателей температуры, необходима скорость свыше 1500 оборотов в минуту. Чтобы довести воду до температуры 60°с и больше требуется сильный мотор с мощностью около 7000 об/мин. В домашних условиях производительность не оправдывает расходов, поэтому мощные агрегаты возможны только в промышленном использовании.

Варианты двигателяВарианты двигателяhttp://otoplenie-gid.ru

Самостоятельное изготовление устройства

Обзор вариантов устройства насоса Френетта позволяет понять, что принципы его работы с той или иной долей эффективности могут быть использованы в конструкциях различного типа и вида. Основная идея остается прежней: узкое пространство между элементами из металла, заполненное маслом, и вращение с помощью электродвигателя.

Тепловой насос Френетта можно сделать своими руками

На схеме представлен вариант теплового насоса Френетта, который обычно используется для самостоятельного изготовления устройства. Основа конструкции — металлические диски, разделенные гайками (+)

В домашних условиях чаще всего изготавливают насос Френетта, состоящий из ряда металлических пластин, разделенных узким просветом.

Чтобы изготовить такое устройство надо подготовить необходимые материалы:

  • полый цилиндр из металла;
  • набор одинаковых стальных дисков с отверстием по центру;
  • набор гаек высотой 6 мм;
  • стальной стержень с резьбой:
  • электродвигатель с удлиненным валом;
  • подшипник;
  • радиатор отопления;
  • соединительные трубы.

Размеры насоса могут быть больше или меньше. Но расстояние между дисками следует выдержать точно — 6 мм. В качестве разделителей используются стандартные гайки, а стальной стержень является центром конструкции.

Его толщина должна соответствовать диаметру гайки. Если стержня с резьбой под рукой не оказалось, ее придется просто нарезать.

Диски для теплового насоса Френетта

Металлические диски для теплового насоса Френетта должны быть чуть меньше диаметра цилиндрического корпуса, чтобы обеспечить свободное вращение и борлее эффективный нагрев теплоносителя

Очевидно, что и отверстие в дисках должно быть таким, чтобы их можно было свободно надеть на осевой стержень. Наружный диаметр дисков должен быть меньше корпуса на несколько миллиметров. Если готовых элементов под рукой не оказалось, диски вырезают самостоятельно из листового металла или поручают эту работу токарю.

Диски для теплового насоса Френетта

Стальные диски для теплового насоса Френетта можно вырезать в домашних условиях, если в наличии имеется подходящее оборудование

Цилиндрический корпус можно сделать из старой металлической емкости подходящей конфигурации или же сварить из металла. Подойдет и обрезок широкой металлической трубы.

К торцам цилиндра приваривают стенки. Корпус должен быть герметичным, чтобы масло не протекало. В верхнем и нижнем торце корпуса следует сделать дополнительные отверстия: для входа и выхода труб отопления, ведущих к радиатору.

Разумеется, все места соединения труб следует загерметизировать. Для резьбовых соединений используют специальные уплотнители: ФУМ-ленту, лен и т.п. Если решено использовать полипропиленовые трубы, понадобятся специальные фитинги и, возможно, паяльник для монтажа таких труб.

Для работы насоса Френетта высокопроизводительный электродвигатель не нужен. Подойдет устройство, снятое со старой или сломанной бытовой техники, например, с обычного вентилятора.

Главное назначение электродвигателя — вращать вал. Чрезмерно быстрое вращение может привести к некорректной работе устройства. Чем быстрее вращается конструкция, тем сильнее нагревается теплоноситель.

Двигатель для насоса Френетта

Небольшой двигатель для вращения вала теплового насоса Френетта можно снять с испорченной бытовой техники или приобрести в магазине

Чтобы стержень вращался свободно, нужен подходящий подшипник стандартных размеров. Когда все элементы подготовлены, можно начинать сборку устройства. Сначала на нижнюю часть внутри корпуса устанавливают центральную ось с подшипником. Затем на ось навинчивают разделительную гайку, затем надевают диск, снова — гайку, снова — диск и т.д.

Диски с гайками чередуют до тех пор, пока корпус не будет заполнен доверху. Еще на этапе подготовки можно сделать предварительные расчеты по количеству необходимых дисков и гаек.

Нужно к толщине гайки (6 мм) прибавить толщину диска. Высоту корпуса разделить на эту цифру. Полученное число даст сведения о нужном количестве пар “гайка+диск”. Последней устанавливают гайку.

После того, как корпус заполнен этими подвижными элементами, его заполняют жидким маслом. Тип масла значения не имеет, можно взять минеральное, хлопковое, рапсовое или любое другое масло, которое хорошо переносит нагрев и не застывает. После этого конструкцию накрывают верхней крышкой и аккуратно ее заваривают.

К этому моменту трубы радиатора уже обычно присоединены к крышкам. Для удобства во время дальнейшего монтажа и обслуживания устройства на трубах можно поставить два запорных крана. Теперь к валу двигателя нужно присоединить ось теплового насоса.

Систему включают в сеть, проверяют наличие протечек, оценивают характеристики работы устройства.

Радиатор для теплового насоса Френетта

Изготовленный своими руками тепловой насос Френетта можно подключить к обычному чугунному или биметаллическому радиатору, который обеспечит необходимый отопительный эффект

Если все сделано правильно, ось с дисками начнет раскручиваться, разогревая находящееся внутри устройства масло. Горячий теплоноситель станет перемещаться через верхнее отверстие по трубе в радиатор отопления. Остывшее масло будет возвращаться в корпус теплового насоса по нижней трубе для повторного нагрева.

Чтобы автоматизировать работу системы, можно использовать специальное реле с термодатчиком, который фиксирует нагрев корпуса теплового насоса и отключает двигатель или включает его по мере необходимости. Это позволит предотвратить перегрев системы, поломку электродвигателя и в целом увеличит ресурс работы устройства.

Где такой насос можно применить?

Самый простой способ использовать это устройство — превратить его в комнатный обогреватель. Прекрасно подойдет такой тепловой насос и для отопления гаража, бани или другого небольшого помещения. А вот в большом доме народные умельцы предлагают использовать насос Френетта в комплексе с системой «теплый пол».

В этом случае теплоноситель будет циркулировать не по радиатору, а по пластиковым трубам, уложенным в стяжку пола. Регулировать работу этой системы предполагается с помощью термодатчика, который устанавливается на корпусе насоса, а не монтируется в стяжке, как это делается при монтаже традиционного водяного теплого пола.

  • Автор: Олеся
  • Распечатать
Оцените статью:

(32 голоса, среднее: 3.5 из 5)

Как сделать ТН Френетта своими руками

Вариант 1

Компрессор можно приобрести от старого кондиционера в сервисах по ремонту бытовой техники. Дело в том, что у качественного компрессора срок эксплуатации значительно дольше, нежели у кондиционера.

Как изготовить тепловой насос Френетта своими рукамиАлгоритм изготовления ТН Френетта на фреоне:

  1. Закрепить к стене компрессор. Это будет легко выполнить с использованием L-образных кронштейнов или стальных уголков. Место для крепежа надо выбрать так, чтобы поместился весь тепловой насос.
  2. Подготовить змеевик. Его делают из медных трубок, обматывая их вокруг цилиндра нужного внутреннего диаметра. Шаг намотки должен быть одинаковым.
  3. Разрезать конденсатор напополам. Это нужно сделать для того, чтобы завести в него змеевик. В подготовленном баке с обеих сторон выполняются резьбовые входные отверстия. В них вводятся крайние трубки змеевика, а затем аккуратно сваривается по швам бак, тем самым возвращается его целостность.
  4. Подготовить испаритель для этой конструкции. Это может быть простая пластиковая бочка или другая подходящая емкость. Главное, чтобы объем совпадал с вместительностью бака-конденсатора.
  5. Подать к радиаторам воду, задействовав при этом обычные трубы ПВХ.
  6. Заправить агрегат фреоном. Этот ответственный шаг лучше доверить специалистам.

Вариант 2

  • насос (для квартиры можно подобрать один из маломощных типов);
  • стальной цилиндр;
  • трубки квадратного сечения;
  • набор стальных дисков с отверстиями. Их диаметр должен быть на 5-10% меньше, чем размер цилиндра, в который они вставляются;
  • электродвигатель с удлиненным валом;
  • техническое масло.

Двигатель выбирается исходя из требуемой температуры, которая необходима системе для обогрева дома. Например, чтобы вода в радиаторе нагрелась до 100°C, нужно приобрести двигатель с показателем 8000 об./мин.

Алгоритм изготовления масляного ТН Френетта:

  1. Поместить вал привода совместно с подшипниками внутри выбранного цилиндра из стали. Место вхождения вала в цилиндр уплотнить. Это необходимо для увеличения срока работы аппарата.
  2. Произвести монтаж дисков на вал электродвигателя, а между ними расположить трубки квадратного сечения, собранные в коллекторы. Количество дисков должно быть достаточно, чтобы заполнить ими всю высоту цилиндра.
  3. Просверлить отверстия вверху и внизу цилиндра. Через них провести крепеж трубы. Верхняя будет предназначена для подачи масла, а нижняя – для возврата используемого теплоносителя с радиаторов.
  4. Закрепить полученное устройство на металлической раме.
  5. Провести окончательную сборку агрегата: залить в его цилиндр масло, подвести трубы системы и провести герметизацию полученных соединений..

Рекомендации

Лучшим теплоносителем для подобного устройства является масло (хлопок, либо рапс).
Диски должны заполнять всё пространство внутри статора.

Воду в насосах указанной конструкции использовать не рекомендуется, т.к. выделяющийся пар приведёт к созданию избыточного давления в тепловом контуре.

Обязательно установите на модель термодатчик и заведите на него автоматику включения и выключения.

Рейтинг статьи:

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд

(всего 4 голосов, рейтинг: 3,00 из 5)

loading.gif

Загрузка…

Советы по эксплуатации

У теплового насоса Френетта есть много сторонников и столько же скептиков, не признающих изобретение, как не соответствующее заявленным параметрам. Конечно, если не следовать правилам эксплуатации, то получают не эффективный инструмент, а головную боль и расход материалов. Чтобы этого избежать, специалисты, которые уже опробовали наш агрегат дают некоторые рекомендации.

Видео: Промышленный насос

Как правильно использовать тепловые насосы Френетта:

  • Заливать хлопковое, рапсовое или минеральное масло, обладающее низкой вязкостью и высокой текучестью. Такая консистенция даст свободно вращаться валу внутри ротора. Жидкие масла не застывают и практически не выгорают при нагревании.
  • Нельзя использовать воду во внутренней камере, иначе перегрев приведет к образованию пара и высокому давлению. Далее последует взрыв.
  • В домашних условиях можно взять старый рабочий электродвигатель, например, от точильного камня или вентилятлора.
  • Желательно использовать датчик автоматического отключения при критическом превышении температуры. Его монтируют просто на внешнюю стенку корпуса.
  • Диски на оси двигателя должны заполнять все пространство.

Советы по эксплуатации

centrobejniy-nasos-300x200.jpgЧтобы тепловой насос Френетта, изготовленный своими руками, прослужил как можно дольше, стоит прислушаться к некоторым советам профессионалов.

Итак, что же это за советы:

  • в качестве теплоносителя лучше использовать натуральное масло;
  • агрегат оснащают термодатчиком, что обеспечит его автономное отключение и включение;
  • чтобы снизить стоимость сборки насоса, в качестве силового элемента можно использовать электродвигатель от старых приборов;
  • чтобы улучшить эффективность работы насоса, при его конструировании стоит использовать максимальное количество стальных дисков.

Если вы обладаете определенными знаниями в работе таких агрегатов, то со временем определите, какие модификации можно провести для улучшения их работы. Так как речь идет об использовании электричества и масла, не стоит забывать о техники безопасности.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь объясняет устройство и особенности эксплуатации теплового насоса Френетта, сделанного своими руками:

Источник: 6sotok-dom.com

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...