Тепловой насос френетта

Тепловой насос Френетта — принцип работы и возможность самостоятельного изготовления

Стремление вложить поменьше и получить побольше всегда было сильно в нашем народе. Не обошла стороной эта особенность и такую практичную область, как эффективное теплоснабжение. Множество альтернативных установок было изобретено, но лишь единицы нашли реальное применение. В последние несколько лет активно обсуждается конструкция американского изобретателя Eugene Frenette, который в 1977 оформил патент на тепловой насос.

Как утверждают многие интернет-издания, КПД этой чудо машины может достигать 1000%, но так ли это в действительности? Прежде, чем опровергнуть или доказать это, необходимо разобраться в особенностях конструкции теплового насоса Френетта.

Конструкция и принцип работы

Конструкция состоит из 2-х цилиндров, установленных друг в друга. Меньший из них находится на валу, который проходит через всю конструкцию и имеет привод к двигателю. Он также заполнен маслом, которое при вращении нагревается о стенки цилиндра. С помощью конвекции воздуха, проходящего через прослойку между цилиндрами передается тепловая энергия. Вентилятор обеспечивает быстрый отток нагретых воздушных масс в помещение.

В новой конструкции был убран вентилятор и внутренний цилиндр. Вместо него на ось установлены стальные диски, которые многократно увеличивают площадь контакта с жидкостью.

Путем вращения достигается эффект нагрева масла, которое из-за возникшего вихревого потока начинает поступать в верхний патрубок и дальше по системе отопления.

Основные элементы эффективности работы данной системы:

Закрытая циркуляция теплоносителя.
Отсутствие теплообменника как такового.
Энергия нагрева превышает в 10 раз мощность приводного двигателя, т.е. КПД – 1000%.

В качестве основной емкости взята коническая конструкция, внутри которой располагаются диски. При их вращении жидкость начинает стремительное передвижение через отверстия, в результате чего создаются вакуумные зоны. Причем значение температуры в локальных граничных областях может достигать 10000°С.

В зависимости от скорости вращения, жидкость может переходить в следующие состояния:

Источник: dearhouse.ru

Тепловой насос Френетта своими руками — чертежи

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.

Достоинства установки

Теплонасос Френетта можно подключить к системе теплых полов

Теплонасосы Френетта, по сравнению с другими агрегатами такого типа, пользуются особой популярностью. Установка широко используется в отопительных системах.

Также насос может подключаться к современным системам теплого пола.

Такое широкое использование теплового насоса объясняется тем, что он имеет много преимуществ, по сравнению с другими агрегатами.

К ним можно отнести:

высокая продуктивность,
экономичность,
возможность функционировать в автоматическом режиме,
многофункциональность насоса,
легкая настройка под те или иные потребности,
компактные размеры,
бесшумная работа и многое другое.

Внесение новых модификаций в конструкцию насоса приводит к улучшению его технических характеристик.

Тепловые насосы Френетта широко используются в различных сферах. Чаще всего их устанавливают в загородных домах. Немаловажным преимуществом агрегата является то, что его можно собрать своими руками.

Интересную статью о подробной классификации тепловых насосов читайте здесь.

Принцип работы теплонасоса

Схема работы теплонасоса. (Для увеличения нажмите)

По принципу действия тепловые насосы напоминают обычные холодильники. Так, холодильное оборудование в процессе функционирования забирает тепло из камер и подает его наружу.

Здесь в работу вводятся радиаторы. Что касается насоса, то тепло он берет из земли или жидкости. На следующем этапе происходит обработка тепловой энергии и подача ее в систему отопления того или иного строения.

В работе теплонасоса особое место занимает холодильный агент, в качестве которого используют фреон или аммиак. Хладагент передвигается по внешнему и внутреннему контуру.

Здесь внешний контур отвечает за прием тепловой энергии из внешней среды, будь то земля, вода или атмосфера. После того как температура холодильного агента поднимается на несколько градусов, он начинает циркулировать по системе.

В первоначальном состоянии холодильный агент – это жидкость, но в результате действия на него испарителя он превращается в газ. После этого холодильный агент направляется в компрессор, где происходит его сжимание.

В результате этого возрастает его температура. Дальше газ направляется в конденсатор, где происходит обмен тепловой энергией с тепловым носителем отопительной системы. В результате охлаждения газ превращается в жидкость и возвращается на исходную точку.

Устройство

Устройство теплонасоса Френетта. (Для увеличения нажмите)

Устройство, как и принцип работы теплонасоса Френетта довольно просто.

В состав классической конструкции входит:

ротор и статор,
вентилятор с довольно большими лопастями,
вал.

Ротор и статор представляют собой цилиндры разного объема. Ротор имеет меньший объем и устанавливается в статор. В статор наливается масло, которое используется в качестве теплоносителя.

Масляный теплоноситель подогревается в результате действия на статор ротора. Ротор же в свою очередь приводится в работу валом, на конце которого устанавливается вентилятор. Функция вентилятора заключается в том, чтобы нагнетать теплый воздух в помещение.

В современных модификациях теплового насоса Френетта вместо ротора используют стальные диски. Также здесь нет потребности в использовании лопастного вентилятора. Благодаря некоторым модификациям, стало возможным улучшение технических характеристик теплонасоса.

Описание современных моделей теплонасосов Вы можете прочитать в этой статье.

Самостоятельная сборка

Горизонтальная модель теплонасоса Френетта

Тепловой насос можно собрать своими руками.

Мы рассмотрим принцип сборки модифицированного типа агрегата, в котором вместо ротора используются стальные диски.

Чтобы изготовить такой насос самостоятельно, понадобится:

цилиндр,
диски из высококачественной стали, диаметр которых должен быть меньше, чем диаметр цилиндра,
электродвигатель с длинным валом,
силовой кабель,
сальники и уплотнители,
гайки,
патрубки,
элементы отопительной системы – радиаторы и трубы.

Имея под рукой такие материалы, можно приступать к непосредственной сборке агрегата:

Установить вал электродвигателя внутрь цилиндра. Узлы прокладываются сальниками и уплотнителями.
На вал устанавливаются стальные диски. При этом стоит учитывать, что КПД напрямую зависит от количества этих элементов и их расстояния до стенок цилиндра, то есть чем больше стальных дисков и чем дальше они размещены от стенок цилиндра, тем выше будет КПД насоса.
Каждый диск закрепляют на валу с помощью гаек.
Вверху устраиваются два отверстия. Через одно будет поддаваться теплоноситель, а через другое – масло из системы отопления.
К цилиндру подсоединяются все патрубки, а к электродвигателю силовой кабель. Перед тем как проверять функциональность насоса, в цилиндр нужно налить масло.
Проверить агрегат на наличие протечек.

Таким образом, осуществляется сборка самого простого теплового насоса Френетта. Обладая определенными навыками и знаниями, каждый сможет собрать насос для своего загородного дома.

Советы по эксплуатации

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.

Источник: 6sotok-dom.com

Описание и преимущества: тепловой насос «Френетта»

Более тридцати лет назад американский ученый Евгений Френит изобрел устройство, которое сегодня мы и называем тепловым насосом «Френетта». КПД такого устройства составлял 1000%, а значит, какие-то альтернативные приборы не могли сравниться с изобретением.

Особенности теплового насоса «Френетта»: принцип действия

В устройство данного теплового насоса входит ротор, статор, вал и лопастный вентилятор. Работа основывается на действии двух цилиндров – а именно, статора и ротора. Большой цилиндр – это статор, он пустой внутри. Ротор отличен меньшим объемом, он вставляется в статор. Масло заливают в большой цилиндр, оно нагревается под верчением малого цилиндра.

На подключенном валу есть лопастный вентилятор, благодаря этому ротор движется. Вентилятор помогает нагретому воздуху попадать в помещение, то есть выполняется функция обогрева. Но это простейшая модель, через какое-то время ученый ее усовершенствовал. В такой модели уже нет внутреннего цилиндра, он заменен стальными дисками.

В усовершенствованной модели нет и вентилятора. Такие устройства заработали отличные отзывы. Затраты на электричество меньше, и намного меньше, чем производимая устройством энергия, что используется для обогрева помещения.

Чем так хорош тепловой насос «Френетта»:

Нет теплообменника,
Энергия нагревания имеет большую мощность,
Циркуляция носителя тепла осуществляется в закрытой системе,
Большая часть насоса в форме контура, что помогает формированию вакуумных зон и температурному повышению.

Насос насосу рознь. Прежде всего, они могут быть промышленные и частные. Последние используются для обогрева дома или не очень больших помещений.

Тепловой насос «Френетта»: разоблачение или подсказки относительно использования

Есть некоторые рекомендации касательно использования насосов. Не все их соблюдают, и возникают жалобы, что промышленный или самодельный насос работает плохо, и вообще, этот прибор перехвален. Следующие подсказки будут полезны.

Советы по эксплуатации насоса:

Используйте масло в качестве теплоносителя – это может быть рапсовое масло, хлопковое или минеральное,
Воду для конструирования насоса не используйте, потому как тогда в системе отопления будет избыточно давление вследствие выделения пара от нагрева воды,
Если делаете сами насос, то в качестве электродвигателя используется двигатель от каких-то старых электроприборов, того же вентилятора,
На корпус такого теплового насоса желательно установить термодатчик, он отвечает за регуляцию автоматического включения и выключения прибора,
Когда устанавливаете диски на ось внутри насоса, проследите, чтобы дисками было заполнено все пространство.

Отдельного упоминания заслуживает версия насоса «Френетта», создали которую Александр Васильевич Сярг, Наталья Ивановна Назырова и Михаил Павлович Леонов. Эти хабаровские учены создали такой теплогенератор, который можно назвать универсальным. Рабочая часть устройства похожа на гриб, как рабочая жидкость используется вода, достигающая кипения и превращающаяся в пар. Но не стоит пробовать сделать такой генератор дома, он используется только в промышленности.

Изготовление теплогенератора своими руками

Как уже говорилось выше, гидродинамический тепловой насос можно сделать и самому. Для этого понадобятся: металлический цилиндр, маленький электромотор, стальные диски, стальной стержень, гайки, трубы и радиатор. Диаметр дисков по правилам должен быть меньше диаметра цилиндра.

Как это сделать:

Диски последовательно нанизываются на стальной стержень, их разделяют гайки,
Цилиндр заполняется дисками доверху,
На стальной стержень наносится наружная резьба, по всей длине,
Для теплоносителя в корпусе делаются два отверстия, через верхнее в радиатор поступает разогретое масло, а снизу масло возвращается в систему для последующего нагрева.

Не используйте воду как теплоноситель, жидкое масло уместнее. Все же температура кипения масла выше в несколько раз. Вода при быстром нагреве превращается в пар, и в системе может случиться избыток давления. А это угроза для целостности конструкции.

Процесс сборки теплового насоса «Френетта» своими руками: чертежи

Сначала в корпусе для труб отопления проделываются два отверстия специально для труб отопления. Стержень с резьбой устанавливается по центру корпуса. На эту резьбу навинчивайте гайку, ставьте диск, потом навинчивайте следующую гайку и пр. И так монтаж дисков продолжается до полного заполнения корпуса.

Потом в систему заливается масло, к примеру, хлопковое. Корпус закрывается и фиксируется на стержень. К проделанным отверстиям подводите трубы радиатора. Электродвигатель присоединяете к центральному стержню, он гарантирует вращение. Прибор можно включить в сеть и проверить его работу.

Для чего нужен гидроударный насос? Самое простое использование насоса «Френетта» – комнатный обогреватель. Им можно отапливать гараж, баню или какое-то другое помещение. Но в большом доме использовать его советуют в комплекте с популярной системой теплый пол. Удачного конструирования!

Источник: homeli.ru

Тепловой насос Френетта

Как собрать насос теплового типа Френетта и можно ли это сделать

Для того чтобы уменьшить растраты на отопление жилых домов, многие домовладельцы собственноручно собрали тепловой насос Френетта. Некоторые люди, а именно создатели роликов рекламного характера, с большим энтузиазмом и оптимизмом убеждают о возможности достичь с помощью модернизированного типа модели устройства насоса, КПД от семи сотен до тысячи %. Но, припоминая основополагающие положения таких законов термодинамики, скептики начинают сомневаться в возможностях этого агрегата.

Насос, теплового типа запатентован почти сорок лет тому назад, и за это время его не единожды переделывали. Теперь он с успехом функционирует и в виде устройства своими руками, и в виде промышленных моделей.

Насос теплового типа Френетта своими руками

Как работает такой насос

Создал тепловой насос Френетта – Евгений Френетт. Принцип работы этого устройства обогревания базируется на применении такого простого физического явления, как интенсивное трение, в результате которого нагреваются поверхности (среды). Используются два цилиндра: с большим диаметром и, помещенным в него цилиндром с меньшим диаметром, между стенками, которых заливают масло.

Цилиндр малого размера подключается с двух сторон. С одной к электромотору, под действием которого цилиндр начинает интенсивно вращаться и, исходя из применяемого физического явления, нагревает масло до высоких температурных режимов.

А с другой стороны, непосредственно к самому кулеру, при чьей помощи, тепло равномерно распределяется по самому помещению. Для оптимизации работы агрегата, использовали термостаты, и размещение цилиндров непосредственно в самой корпусной части со специализированными отверстиями.

На самом деле, тепловой насос самостоятельного формата не имеет ничего общего с тепловым насосом, кроме цели обогреть жилищное помещение. Если агрегат Фернетта основывается на трении, то тепловые насосы – на преобразовании энергии с низким потенциалом в высокий (принцип Карно).

Насос теплового типа Френетта чертежи и устройство

Эволюция устройства Френетта.

Со времени создания первого теплового агрегата, его неоднократно улучшали. Рассмотрим некоторые варианты:

В такой конструкции достаточно важна тщательность выполнения, чтобы в местах, предназначенных именно для соединения корпусной части с валом не просачивалась жидкость. Кулер отсутствует. Теплоноситель попадает к теплообменнику, в качестве которого можно использовать как радиатор отопления, так и систему отопительную.

Тепловой насос Френетта обладает двумя барабанами непосредственно теплоносителя и крыльчатки вентилятора, из отверстий которой, под воздействием определенных сил, выбрасывалось несколько разогретое масло. Эффективность такого типа системы заключалась в том, что жидкость попадала прямо в зазор, что между ротороным элементом и корпусной частью.

Ученые Назырова Н. И., Сярг А. В. и Леонов М. П. создали вариант устройства, рабочая часть которого схожа на гриб. Если в предыдущих вариантах в роли жидкости использовали масло, то здесь использовали жидкость. Система устройства позволяла обходиться без применения непосредственно внешних источников для питания, так как со скоростью сто тридцать пять метров за минуту вода двигалась каналами.

Насос теплового типа Френетта своими руками, инструкция сборки

Наиболее практичной определенным образом считается именно модель устройства Френетта без кулера и внутреннего типа цилиндра. Внутри такого агрегата вращаются некоторые диски, а теплоноситель выступает масло. Поступает к радиатору, масло проходит процесс охлаждения и снова возвращается к системе.

Процесс подготовки к сбору системы отопления.

Между корпусными стенка и частью вращающейся, должен присутствовать незначительный зазор. Потому важно, чтобы была небольшая разница между диаметрами металлических дисков и цилиндра.

От того, какого размера будет агрегат, зависит непосредственно количество дисков, а также гаек, что обычно используют гайки высотой шесть миллиметров.

Касательно теплоносителя, то лучше применять непосредственно жидкое масло. Почему? Температурный режим масла выше. Кроме того, от воды возникает давление. Результатом этого вполне может быть повреждение такого типа конструкции, что будет весьма не приемлемым.

Подшипник потребуется для выполнения монтажных работ

В качестве электродвигателя вполне подойдет даже любого типа модель, способная обеспечить нужное количество оборотов, к примеру, от старенького вентилятора.

Как улучшить работу собранного устройства?

Рекомендуется применять специфику автоматического включения/выключения для моторчика, что управляется при помощи помощью термодатчиков, прикрепленных к корпусу. В таком случае использование будет достаточно удобным и экономичным.

Где использовать такого типа насос

Такой агрегат подходит для отопления небольших помещений, например, комнаты. Чтобы обогревать дом, можно использовать его вместе с теплым полом. Отличием есть то, что жидкость проходит циркулирование непосредственно по трубкам, в стяжке. Регулирование такой системы происходит при помощи самого термодатчика, установленного на корпусе агрегата.

Источник: aquarem.ru