Frenetta varmepumpe: design og driftsprinsipp + kan du montere den selv?

De som elsker å tukle vil alltid finne bruk for sin egen styrke, tålmodighet og avfallsmaterialer.Fra praktisk talt gratis komponenter kan de enkelt bygge en ekstremt nyttig ting i hverdagen.

For eksempel kan de lage en effektiv Frenette varmepumpe med egne hender uten å bruke noe. Men de vil fylle på kunnskap og ferdigheter, og dette er uvurderlig, ikke sant?

Informasjonen som presenteres vil hjelpe deg å forstå prinsippet for driften av enheten. Med vår hjelp kan du bestemme deg for designet og lære hvordan modellen er laget. Klare instruksjoner for produksjon av denne typen varmepumpe vil gi effektiv hjelp til uavhengige hjemmehåndverkere.

Vi gir praktiske anbefalinger for å produsere produktive hjemmelagde produkter og tips for bruk av slikt utstyr.

Hvordan enheten fungerer

De som har kommet i kontakt med spørsmål om kostnadseffektiv oppvarming er kjent med navnet "varmepumpe". Spesielt i kombinasjon med begreper som "land-vann", "vann-vann", eller "luft-vann" og så videre.

En slik varmepumpe har praktisk talt ingenting til felles med Frenette-apparatet. Bortsett fra navnet og sluttresultatet i form av termisk energi, som til syvende og sist brukes til oppvarming.

Varmepumper som opererer etter Carnot-prinsippet er svært populære både som en kostnadseffektiv måte å organisere oppvarming på og som et miljøvennlig system.

Driften av et slikt kompleks av enheter er assosiert med akkumulering av lavpotensialenergi inneholdt i naturressurser (jord, vann, luft) og dens konvertering til termisk energi med høyt potensial.

Eugene Frenettes oppfinnelse er designet og fungerer helt annerledes.

Driftsprinsippet til denne enheten er basert på bruk av termisk energi, som frigjøres under friksjon. Designet er basert på metalloverflater plassert ikke nær hverandre, men i en viss avstand. Mellomrommet mellom dem er fylt med væske.

Deler av enheten roterer i forhold til hverandre ved hjelp av en elektrisk motor, væsken plassert inne i huset og i kontakt med de roterende elementene varmes opp.

Den resulterende varmen kan brukes til å varme opp kjølevæsken. Noen kilder anbefaler å bruke denne væsken direkte til varmesystemet. Oftest er en vanlig radiator festet til en hjemmelaget Frenette-pumpe.

Som varmesystem kjølevæske Eksperter anbefaler på det sterkeste å bruke olje i stedet for vann.

Under drift av pumpen har denne væsken en tendens til å varmes opp veldig kraftig. Vann under slike forhold kan ganske enkelt koke. Varm damp i et trangt rom skaper overtrykk, og dette fører vanligvis til brudd på rør eller hus. Det er mye tryggere å bruke olje i denne situasjonen, siden kokepunktet er mye høyere.

For å lage en Frenette varmepumpe trenger du en motor, en radiator, noen rør, en spjeldventil i stål, stålskiver, en metall- eller plaststang, en metallsylinder og et muttersett (+)

Det er en oppfatning at effektiviteten til en slik varmegenerator overstiger 100% og kan til og med være 1000%. Fra et fysikk- og matematikksynspunkt er ikke dette en helt korrekt påstand.

Effektivitet gjenspeiler energitapet som ikke brukes på oppvarming, men på den faktiske driften av enheten. Snarere gjenspeiler de fenomenale påstandene om den utrolig høye effektiviteten til Frenette-pumpen dens effektivitet, som er virkelig imponerende. Energiforbruket for drift av enheten er ubetydelig, men mengden varme som genereres som et resultat er veldig merkbar.

Oppvarming av kjølevæsken til samme temperaturer ved å bruke et varmeelement for oppvarming, for eksempel, vil kreve betydelig mer strøm, kanskje titalls ganger mer. En husholdningsvarmer ville ikke engang varmes opp på dette nivået av strømforbruk.

Hvorfor er ikke alle bolig- og industrilokaler utstyrt med slike enheter? Årsakene kan variere.

for det første, er vann en enklere og mer praktisk kjølevæske enn olje.Den varmer ikke opp til så høye temperaturer, og å eliminere konsekvensene av vannlekkasjer er lettere enn å rydde opp oljesøl.

for det andre, da Frenette-pumpen ble oppfunnet, eksisterte allerede et sentralisert varmesystem og fungerte vellykket. Å demontere den for å erstatte den med varmegeneratorer ville ha vært for dyr og ville ha forårsaket mye ulempe, så ingen vurderte dette alternativet seriøst. Som de sier, det beste er det godes fiende.

Anbefalinger for bruk av enheten

Det er verdt å merke seg at variasjoner av Eugene Frenette-pumpen som bruker vann som kjølevæske fortsatt eksisterer. Men vanligvis er dette store industrielle modeller som brukes i spesialiserte bedrifter.

Driften av slike enheter er strengt kontrollert ved hjelp av spesielle instrumenter. Det er nesten umulig å gi et tilsvarende sikkerhetsnivå hjemme.

Generelt diagram av en industriell varmegenerator utviklet av Khabarovsk-forskere: 1 - kapasitet; 2 - innløpsrør; 3 - utløpsrør; 4 - varmtvannsbereder; 5 - lageraksel. Vann brukes som kjølevæske

Den mest populære versjonen av Frenette-pumpen, som bruker vann i stedet for olje som kjølevæske, er en enhet utviklet av forskere fra Khabarovsk: Natalya Ivanovna Nazyrova, Mikhail Pavlovich Leonov og Alexander Vasilyevich Syarg. I denne soppformede designen blir vann spesielt brakt til koking og blir til damp.

Den reaktive kraften til damp brukes deretter til å øke bevegelseshastigheten til kjølevæsken gjennom pumpekanalene til 135 m/min. Som et resultat er energikostnadene for flytting av kjølevæsken minimale, og avkastningen i form av termisk energi er svært høy.

En slik enhet må imidlertid være ekstremt holdbar, og driften må overvåkes konstant for å unngå ulykker.

Hva bør du gjøre hvis du planlegger å bruke en Frenette-pumpe til å varme opp et stort rom eller et helt hus? Vann er en tradisjonell kjølevæske; de ​​fleste varmesystemer er designet spesielt for det. Og å fylle et helt varmesystem med riktig flytende olje kan være kostbart.

Dette problemet kan løses veldig enkelt. Det er i tillegg nødvendig å bygge en konvensjonell varmeveksler der den oppvarmede oljen vil varme opp vannet som sirkulerer gjennom varmesystemet. Noe varme vil gå tapt, men den totale effekten vil forbli ganske merkbar.

Frenette-varmepumpen kan med hell brukes i kombinasjon med vannvarmede gulvsystemer. Men i stedet for vann, må du helle flytende olje inn i rørene

En interessant idé kan være å bruke en Frenette pumpe i kombinasjon med gulvvarmesystem. I dette tilfellet frigjøres kjølevæsken gjennom smale plastrør lagt i en betongmasse.

Dette varmesystemet fungerer på samme måte som et konvensjonelt vannoppvarmet gulv. Selvfølgelig kan et prosjekt av denne typen bare implementeres i et privat hus, siden høyblokker kun er tillatt å bruke elektrisk oppvarmet gulv.

En praktisk og praktisk måte å bruke en slik enhet på er å varme opp et lite rom: garasje, låve, verksted, etc. Frenetta-pumpen lar deg effektivt og raskt løse problemet med autonom oppvarming på slike steder.

Energiforbruket for driften er lite sammenlignet med den resulterende termiske effekten, og det er ikke vanskelig å bygge en slik enhet fra de enkleste materialene.

Frenette pumpe designalternativer

Eugene Frenette oppfant ikke bare enheten oppkalt etter ham, men forbedret den også gjentatte ganger og kom med nye, mer effektive versjoner av enheten.

Den aller første pumpen, som oppfinneren patenterte i 1977, brukte bare to sylindre:

• ytre - den hule sylinderen har større diameter og er i statisk tilstand
• interiør — diameteren på beholderen er litt mindre enn dimensjonene til hulrommet til den ytre sylinderen.

Oppfinneren helte flytende olje inn i det resulterende trange rommet mellom veggene til de to sylindrene. Selvfølgelig ble den delen av strukturen som denne kjølevæsken var plassert i, nøye forseglet for å forhindre oljelekkasjer.

Dette er et diagram over den aller første versjonen av Frenette varmepumpe. Den roterende akselen er plassert horisontalt, kjølevæsken er plassert i et smalt rom mellom to arbeidssylindre (+)

Den indre sylinderen er koblet til den elektriske motorakselen på en slik måte at den sikrer hurtig rotasjon i forhold til den stasjonære store sylinderen. En vifte med impeller ble plassert i motsatt ende av strukturen.

Under drift ble oljen varmet opp og overført varme til luften rundt enheten. Viften gjorde det mulig å raskt fordele varm luft i hele rommet.

Siden denne designen varmet opp ganske kraftig, for enkel og sikker bruk, ble strukturen skjult i et beskyttende etui. Det ble selvfølgelig laget hull i kassen for luftsirkulasjon.

Et nyttig tillegg til designet var en termostat, som driften av Frenette-pumpen til en viss grad kunne automatiseres med.

Den sentrale aksen i denne varmepumpemodellen er plassert vertikalt. Motoren er nederst, så er det nestede sylindre, og det er en vifte på toppen. Senere dukket det opp en modell med horisontal midtakse.

En Frenette-varmepumpemodell med horisontalt orientert roterende aksel ble brukt sammen med en varmeradiator, innvendig i hvilken oppvarmet olje sirkulerte (+)

Det var denne enheten som først ble brukt i kombinasjon ikke med en vifte, men med en varmeradiator. Motoren er plassert på siden, og rotorakselen går gjennom den roterende trommelen og kommer ut.

Denne typen enhet har ikke vifte. Kjølevæsken fra pumpen beveger seg gjennom rør til radiatoren. På lignende måte kan den oppvarmede oljen overføres til en annen varmeveksler eller direkte inn i varmerørene.

Senere ble designet på frenette-varmepumpen betydelig endret. Rotorakselen forble fortsatt i horisontal posisjon, men den indre delen var laget av to roterende tromler og et løpehjul plassert mellom dem. Flytende olje brukes igjen som kjølevæske her.

I denne versjonen av Frenette varmepumpe roterer to sylindre side om side, de er adskilt av et spesialdesignet løpehjul laget av svært slitesterkt metall (+)

Når denne strukturen roterer, varmes oljen opp i tillegg når den passerer gjennom spesielle hull laget i pumpehjulet og trenger deretter inn i det trange hulrommet mellom veggene i pumpehuset og dets rotor.Dermed ble effektiviteten til Frenette-pumpen betydelig økt.

Små hull er laget langs kantene på løpehjulet for Frenette varmepumpe. Kjølevæsken varmes opp raskt og effektivt når den passerer gjennom dem (+)

Det er imidlertid verdt å merke seg at denne typen pumpe ikke er veldig egnet for å lage hjemme. Først må du finne pålitelige tegninger eller beregne designet selv, og bare en erfaren ingeniør kan gjøre dette.

Deretter må du finne en spesiell impeller med hull i passende størrelse. Dette elementet i varmepumpen fungerer under økt belastning, så det må være laget av svært slitesterke materialer.

Egenproduksjon av enheten

En gjennomgang av designalternativene for Frenette-pumpen lar oss forstå at prinsippene for driften kan brukes med varierende grad av effektivitet i strukturer av ulike typer og typer. Den grunnleggende ideen forblir den samme: et smalt rom mellom metallelementer, fylt med olje og rotert av en elektrisk motor.

Diagrammet viser en versjon av Frenette varmepumpe, som vanligvis brukes til egenproduksjon av enheten. Grunnlaget for designet er metallskiver atskilt med muttere (+)

Hjemme er Frenette-pumpen oftest laget, bestående av en serie metallplater atskilt med et smalt gap.

For å lage en slik enhet, må du forberede de nødvendige materialene:

• hul metall sylinder;
• et sett med identiske stålskiver med et hull i midten;
• sett med muttere 6 mm høye;
• gjenget stålstang:
• elektrisk motor med forlenget aksel;
• peiling;
• Radiator;
• forbindelsesrør.

Pumpedimensjonene kan være større eller mindre.Men avstanden mellom skivene må opprettholdes nøyaktig - 6 mm. Standardmuttere brukes som avstandsstykker, og en stålstang er sentrum av strukturen.

Tykkelsen skal tilsvare diameteren på mutteren. Hvis du ikke har en gjenget stang for hånden, må du bare kutte den.

Metallskiver for en Frenette varmepumpe bør være litt mindre enn diameteren på den sylindriske kroppen for å sikre fri rotasjon og mer effektiv oppvarming av kjølevæsken

Åpenbart må hullet i skivene være slik at de fritt kan settes på den aksiale stangen. Den ytre diameteren på skivene skal være flere millimeter mindre enn huset. Hvis det ikke er noen ferdige elementer for hånden, kuttes skivene ut av metallplater selv, eller arbeidet overlates til en dreier.

Stålskiver til en Frenette varmepumpe kan kuttes hjemme dersom du har riktig utstyr

Det sylindriske legemet kan være laget av en gammel metallbeholder med passende konfigurasjon eller sveiset av metall. Et stykke bredt metallrør vil også fungere.

Veggene er sveiset til endene av sylinderen. Huset skal tettes slik at olje ikke lekker. Ytterligere hull bør lages i de øvre og nedre ender av huset: for inngang og utgang av varmerør som fører til radiatoren.

Selvfølgelig skal alle rørforbindelser tettes. For gjengeforbindelser brukes spesielle tetningsmidler: FUM-tape, lin, etc. Hvis det bestemmes bruk polypropylenrør, trenger du spesielle beslag og muligens et loddebolt for å installere slike rør.

En høyytelses elektrisk motor er ikke nødvendig for å betjene Frenette-pumpen.En enhet som er fjernet fra et gammelt eller ødelagt husholdningsapparat, for eksempel en vanlig vifte, er egnet.

Hovedformålet med en elektrisk motor er å rotere akselen. For rask rotasjon kan føre til at enheten ikke fungerer. Jo raskere strukturen roterer, jo mer varmes kjølevæsken opp.

En liten motor for å rotere akselen til en Frenette varmepumpe kan fjernes fra skadede husholdningsapparater eller kjøpes i en butikk

For at stangen skal rotere fritt, trenger du et passende lager i standardstørrelser. Når alle elementene er forberedt, kan du begynne å montere enheten. Først er en sentral akse med et lager installert på den nedre delen inne i huset. Så skrus avstandsmutteren fast på akselen, så settes skiven på, mutteren igjen, skiven igjen osv.

Skiver med muttere veksles til huset er fylt til toppen. Selv på forberedelsesstadiet kan du gjøre foreløpige beregninger av antall nødvendige disker og muttere.

Det er nødvendig å legge til tykkelsen på skiven til tykkelsen på mutteren (6 mm). Del høyden på kroppen med denne figuren. Det resulterende tallet vil gi informasjon om det nødvendige antallet "mutter + disk"-par. Mutteren monteres sist.

Når huset er fylt med disse bevegelige delene, fylles det med flytende olje. Oljetypen spiller ingen rolle, du kan ta mineralolje, bomullsfrø, raps eller annen olje som tåler varme godt og som ikke stivner. Etter dette er strukturen dekket med et topplokk og forsiktig sveiset.

På dette tidspunktet er radiatorrørene vanligvis allerede festet til hettene. For enkelhets skyld under videre installasjon og vedlikehold av enheten, kan to stengeventiler installeres på rørene. Nå må du feste varmepumpeaksen til motorakselen.

Systemet er koblet til nettverket, tilstedeværelsen av lekkasjer kontrolleres, og enhetens driftsegenskaper vurderes.

En selvlaget Frenette varmepumpe kan kobles til en konvensjonell støpejern eller bimetall radiator, som vil gi den nødvendige varmeeffekten

Hvis alt er gjort riktig, vil akselen med skiver begynne å spinne og varme opp oljen inne i enheten. Den varme kjølevæsken vil bevege seg gjennom det øvre hullet gjennom røret inn i varmeradiatoren. Den avkjølte oljen vil returnere til varmepumpehuset gjennom nedløpsrøret for å varmes opp igjen.

For å automatisere driften av systemet kan du bruke et spesielt relé med temperatursensor, som registrerer oppvarmingen av varmepumpehuset og slår av motoren eller slår den på etter behov. Dette vil forhindre overoppheting av systemet, skade på den elektriske motoren og generelt øke enhetens levetid.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

En interessant versjon av Frenette-pumpen presenteres i denne videoen:

Dessverre har ikke Frenette-pumpen fått bred aksept i varmeindustrien. En slik industriell enhet for husholdningsbehov er vanskelig å finne i oppussingsbutikker. Men mange håndverkere brukte suksessene til denne forskeren og brukte dem i sine hjem, badehus, garasjer, etc.

Kanskje du er den samme DIY-personen som klarte å realisere Frenettes idé? Del gjerne din erfaring - legg igjen kommentarer til artikkelen og legg til bilder av produktene dine. Kontaktskjemaet finner du nedenfor.