Frenetta soojuspump: disain ja tööpõhimõte + kas saab ise kokku panna?

Need, kes armastavad nokitseda, leiavad oma jõule, kannatlikkusele ja raiskamisele alati kasutust.Praktiliselt tasuta komponentidest saavad nad lihtsalt igapäevaelus ülimalt kasuliku asja ehitada.

Näiteks saavad nad oma kätega teha tõhusa Frenette soojuspumba ilma midagi kulutamata. Kuid nad täiendavad oma teadmisi ja oskusi ning see on hindamatu, eks?

Esitatud teave aitab teil mõista seadme tööpõhimõtet. Meie abiga saate otsustada disaini üle ja õppida, kuidas mudel valmib. Selged juhised seda tüüpi soojuspumba tootmiseks pakuvad tõhusat abi iseseisvatele kodumeistritele.

Pakume praktilisi soovitusi tootlike omatehtud toodete valmistamiseks ja näpunäiteid selliste seadmete kasutamiseks.

Kuidas seade töötab

Kulusäästliku kütte teemadega kokku puutunud inimesed tunnevad nimetust “soojuspump”. Eriti kombinatsioonis selliste terminitega nagu "maa-vesi", "vesi-vesi", või "õhk-vesi" ja nii edasi.

Sellisel soojuspumbal pole Frenette seadmega praktiliselt midagi ühist. Peale nimetuse ja lõpptulemuse soojusenergia kujul, mida lõpuks kasutatakse kütteks.

Carnot põhimõttel töötavad soojuspumbad on väga populaarsed nii kuluefektiivse kütte korraldamise kui ka keskkonnasõbraliku süsteemina.

Sellise seadmete kompleksi töö on seotud loodusvarades (maa, vesi, õhk) sisalduva madala potentsiaaliga energia kogunemisega ja selle muundamisega suure potentsiaaliga soojusenergiaks.

Eugene Frenette'i leiutis on disainitud ja töötab täiesti erinevalt.

Selle seadme tööpõhimõte põhineb hõõrdumise ajal vabaneva soojusenergia kasutamisel. Disain põhineb metallpindadel, mis asuvad mitte üksteise lähedal, vaid teatud kaugusel. Nende vaheline ruum on täidetud vedelikuga.

Seadme osad pöörlevad üksteise suhtes elektrimootori abil, korpuse sees asuv ja pöörlevate elementidega kokkupuutes olev vedelik soojeneb.

Saadud soojust saab kasutada jahutusvedeliku soojendamiseks. Mõned allikad soovitavad seda vedelikku kasutada otse küttesüsteemi jaoks. Kõige sagedamini kinnitatakse tavaline radiaator omatehtud Frenette pumba külge.

Nagu küttesüsteemi jahutusvedelik Eksperdid soovitavad tungivalt kasutada õli asemel vett.

Pumba töötamise ajal kipub see vedelik väga tugevalt soojenema. Sellistes tingimustes võib vesi lihtsalt keeda. Kuum aur kinnises ruumis tekitab ülerõhu ja see põhjustab tavaliselt torude või korpuse purunemist. Sellises olukorras on palju ohutum kasutada õli, kuna selle keemistemperatuur on palju kõrgem.

Frenette soojuspumba valmistamiseks vajate mootorit, radiaatorit, mõningaid torusid, terasest liblikventiili, teraskettaid, metallist või plastikust varda, metallist silindrit ja mutrite komplekti (+)

Arvatakse, et sellise soojusgeneraatori efektiivsus ületab 100% ja võib olla isegi 1000%. Füüsika ja matemaatika seisukohalt pole see päris õige väide.

Tõhusus peegeldab energiakadu, mis kulub mitte kütmisele, vaid seadme tegelikule tööle. Pigem peegeldavad fenomenaalsed väited Frenette pumba uskumatult kõrge efektiivsuse kohta selle tõhusust, mis on tõeliselt muljetavaldav. Energiatarve seadme tööks on tühine, kuid selle tulemusena tekkiv soojushulk on väga märgatav.

Jahutusvedeliku samadele temperatuuridele soojendamine, kasutades kütteks näiteks küttekeha, nõuaks oluliselt rohkem elektrit, võib-olla kümneid kordi rohkem. Kodumajapidamises kasutatav kütteseade ei soojendaks isegi sellise elektritarbimise taseme juures.

Miks ei ole kõik elu- ja tööstuspinnad selliste seadmetega varustatud? Põhjused võivad olla erinevad.

Esiteks, vesi on lihtsam ja mugavam jahutusvedelik kui õli.See ei kuumene nii kõrgele temperatuurile ja veelekete tagajärgede likvideerimine on lihtsam kui mahavalgunud õli koristamine.

Teiseks, Frenette pumba leiutamise ajaks oli tsentraliseeritud küttesüsteem juba olemas ja toimis edukalt. Selle demonteerimine, et asendada see soojusgeneraatoritega, oleks olnud liiga kulukas ja tekitanud palju ebamugavusi, mistõttu keegi seda võimalust tõsiselt ei kaalunud. Nagu öeldakse, parim on hea vaenlane.

Soovitused seadme kasutamiseks

Väärib märkimist, et Eugene Frenette'i pumba variatsioonid, mis kasutavad jahutusvedelikuna vett, on endiselt olemas. Kuid tavaliselt on need suured tööstuslikud mudelid, mida kasutatakse spetsialiseeritud ettevõtetes.

Selliste seadmete tööd kontrollitakse rangelt spetsiaalsete instrumentide abil. Kodus on peaaegu võimatu pakkuda sarnast turvalisuse taset.

Habarovski teadlaste poolt välja töötatud tööstusliku soojusgeneraatori üldskeem: 1 - võimsus; 2 — sisselasketoru; 3 — väljalasketoru; 4 - veesoojendi; 5 - laagri võll. Jahutusvedelikuna kasutatakse vett

Kõige populaarsem Frenette pumba versioon, mis kasutab jahutusvedelikuna pigem vett kui õli, on seade, mille on välja töötanud Habarovski teadlased: Natalja Ivanovna Nazyrova, Mihhail Pavlovitš Leonov ja Aleksander Vassiljevitš Syarg. Selles seenekujulises kujunduses aetakse vesi spetsiaalselt keema ja see muutub auruks.

Seejärel kasutatakse auru reaktiivjõudu jahutusvedeliku liikumise kiiruse suurendamiseks pumba kanalite kaudu 135 m/min. Selle tulemusena on jahutusvedeliku teisaldamise energiakulud minimaalsed ja soojusenergia tagastamine väga kõrge.

Selline seade peab aga olema ülimalt vastupidav ning õnnetuste vältimiseks tuleb selle tööd pidevalt jälgida.

Mida peaksite tegema, kui kavatsete kasutada Frenette'i pumpa suure ruumi või terve maja kütmiseks? Vesi on traditsiooniline jahutusvedelik, enamik küttesüsteeme on spetsiaalselt selle jaoks loodud. Ja kogu küttesüsteemi täitmine õige vedelõliga võib olla kulukas.

Selle probleemi saab lahendada väga lihtsalt. Lisaks on vaja ehitada tavapärane soojusvaheti, milles kuumutatud õli soojendab läbi küttesüsteemi ringlevat vett. Osa soojust läheb kaotsi, kuid üldmõju jääb üsna märgatavaks.

Frenette soojuspumpa saab edukalt kasutada koos vesiküttega põrandasüsteemidega. Kuid vee asemel peate torudesse valama vedelat õli

Huvitav idee võib olla Frenette pumba kasutamine koos põrandaküttesüsteem. Sel juhul vabaneb jahutusvedelik kitsaste plasttorude kaudu, mis on asetatud betoonpõrandasse.

See küttesüsteem toimib samamoodi nagu tavaline vesiküttega põrand. Loomulikult saab seda tüüpi projekti ellu viia ainult eramajas, kuna kõrghooneid on lubatud kasutada ainult elektriline põrandaküte.

Praktiline ja mugav viis sellise seadme kasutamiseks on väikese ruumi kütmine: garaaž, ait, töökoda jne. Frenetta pump võimaldab sellistes kohtades tõhusalt ja kiiresti lahendada autonoomse kütte probleemi.

Energiatarve selle tööks on tekkiva soojusefektiga võrreldes väike ning sellist seadet pole keeruline ehitada ka kõige lihtsamatest materjalidest.

Frenette pumba disainivalikud

Eugene Frenette mitte ainult ei leiutanud temanimelist seadet, vaid täiustas seda korduvalt, pakkudes välja seadmest uusi, tõhusamaid versioone.

Kõige esimene pump, mille leiutaja patenteeris 1977. aastal, kasutas ainult kahte silindrit:

• välimine - õõnes silinder on suurema läbimõõduga ja staatilises olekus
• interjöör — mahuti läbimõõt on veidi väiksem kui välissilindri õõnsuse mõõtmed.

Tekkinud kitsasse ruumi kahe silindri seinte vahele valas leiutaja vedelat õli. Loomulikult oli konstruktsiooni osa, milles see jahutusvedelik asus, õlilekke vältimiseks hoolikalt tihendatud.

See on Frenette soojuspumba kõige esimese versiooni diagramm. Pöörlev võll asub horisontaalselt, jahutusvedelik asetatakse kahe töösilindri vahele (+)

Sisemine silinder on ühendatud elektrimootori võlliga nii, et oleks tagatud selle kiire pöörlemine seisva suure silindri suhtes. Konstruktsiooni vastasotsa asetati tiivikuga ventilaator.

Töötamise ajal õli kuumenes ja kandis soojust üle seadet ümbritsevale õhule. Ventilaator võimaldas sooja õhu kiiret levitamist kogu ruumis.

Kuna see disain kuumenes üsna tugevalt, peideti konstruktsioon mugava ja ohutu kasutamise huvides kaitseümbrisesse. Muidugi tehti korpusesse augud õhuringluseks.

Kasulik täiendus disainile oli termostaat, millega sai Frenette pumba tööd mingil määral automatiseerida.

Selle soojuspumba mudeli kesktelg asub vertikaalselt. Mootor on all, siis on pesastatud silindrid ja peal on ventilaator. Hiljem ilmus horisontaalse keskteljega mudel.

Kütteradiaatoriga kasutati horisontaalsuunas pöörleva võlliga soojuspumba mudelit Frenette, mille sees ringles kuumutatud õli (+)

Just seda seadet kasutati esmakordselt koos mitte ventilaatori, vaid kütteradiaatoriga. Mootor asetatakse küljele ja rootori võll läbib pöörleva trumli ja väljub.

Seda tüüpi seadmel pole ventilaatorit. Pumba jahutusvedelik liigub torude kaudu radiaatorisse. Sarnaselt saab kuumutatud õli üle kanda teise soojusvahetisse või otse küttetorudesse.

Hiljem muudeti oluliselt freenette soojuspumba konstruktsiooni. Rootori võll jäi endiselt horisontaalasendisse, kuid sisemine osa oli kahest pöörlevast trumlist ja nende vahele asetatud tiivikust. Jahutusvedelikuna kasutatakse siin jällegi vedelat õli.

Selles Frenette soojuspumba versioonis pöörlevad kaks silindrit kõrvuti, neid eraldab spetsiaalselt disainitud väga vastupidavast metallist tiivik (+)

Selle konstruktsiooni pöörlemisel soojeneb õli täiendavalt, kui see läbib tiivikusse tehtud spetsiaalseid auke ja seejärel tungib pumba korpuse seinte ja selle rootori vahele kitsasse õõnsusse.Seega tõusis Frenette pumba efektiivsus oluliselt.

Frenette soojuspumba jaoks tehakse tiiviku äärtesse väikesed augud. Jahutusvedelik soojeneb neid läbides kiiresti ja tõhusalt (+)

Küll aga tasub tähele panna, et seda tüüpi pump ei sobi eriti kodus valmistamiseks. Esiteks peate leidma usaldusväärsed joonised või ise kujunduse arvutama ja seda saab teha ainult kogenud insener.

Seejärel peate leidma spetsiaalse sobiva suurusega aukudega tiiviku. See soojuspumba element töötab suurenenud koormuse all, seega peab see olema valmistatud väga vastupidavatest materjalidest.

Seadme isetootmine

Frenette pumba konstruktsioonivõimaluste ülevaade võimaldab meil mõista, et selle tööpõhimõtteid saab erinevat tüüpi ja tüüpi konstruktsioonides erineva efektiivsusega kasutada. Põhiidee jääb samaks: kitsas ruum metallelementide vahel, mis on täidetud õliga ja mida pöörleb elektrimootor.

Diagramm näitab Frenette soojuspumba versiooni, mida tavaliselt kasutatakse seadme isetootmiseks. Disaini aluseks on metallist kettad, mis on eraldatud mutritega (+)

Kodus valmistatakse kõige sagedamini Frenette pump, mis koosneb metallplaatide seeriast, mis on eraldatud kitsa vahega.

Sellise seadme valmistamiseks peate ette valmistama vajalikud materjalid:

• õõnes metallist silinder;
• identsete terasketaste komplekt, mille keskel on auk;
• 6 mm kõrguste mutrite komplekt;
• keermestatud terasvarras:
• pikendatud võlliga elektrimootor;
• laager;
• Radiaator;
• ühendustorud.

Pumba mõõtmed võivad olla suuremad või väiksemad.Kuid ketaste vahekaugust tuleb hoida täpselt - 6 mm. Vahetükkidena kasutatakse standardseid mutreid ja konstruktsiooni keskpunkt on terasvarras.

Selle paksus peaks vastama mutri läbimõõdule. Kui teil pole käepärast keermestatud varda, peate selle lihtsalt lõikama.

Frenette soojuspumba metallkettad peaksid olema silindrilise korpuse läbimõõdust veidi väiksemad, et tagada vaba pöörlemine ja jahutusvedeliku tõhusam kuumutamine

Ilmselgelt peab ketaste auk olema selline, et neid saaks vabalt aksiaalvardale panna. Ketaste välisläbimõõt peaks olema korpusest mitu millimeetrit väiksem. Kui valmiselemente käepärast pole, lõigatakse kettad ise plekist välja või usaldatakse töö treialile.

Frenette soojuspumba teraskettaid saab õige varustuse olemasolul kodus lõigata

Silindrilise korpuse võib valmistada sobiva konfiguratsiooniga vanast metallmahutist või keevitada metallist. Samuti sobib tükk laia metalltoru.

Seinad on keevitatud silindri otstesse. Korpus peab olema tihendatud, et õli ei lekiks. Korpuse ülemisse ja alumisse otsa tuleks teha lisaaugud: radiaatorisse suunduvate küttetorude sisse- ja väljapääsu jaoks.

Loomulikult tuleks kõik toruühendused tihendada. Keermestatud ühenduste jaoks kasutatakse spetsiaalseid hermeetikuid: FUM-lint, lina jne. Kui otsustatakse kasutage polüpropüleenist torusid, selliste torude paigaldamiseks vajate spetsiaalseid liitmikke ja võib-olla ka jootekolvi.

Frenette pumba töötamiseks ei ole vaja suure jõudlusega elektrimootorit.Sobib vanalt või katkiselt kodumasinalt eemaldatud seade, näiteks tavaline ventilaator.

Elektrimootori põhieesmärk on võlli pööramine. Liiga kiire pöörlemine võib põhjustada seadme talitlushäireid. Mida kiiremini konstruktsioon pöörleb, seda rohkem jahutusvedelik soojeneb.

Väikese mootori Frenette soojuspumba võlli pööramiseks saab eemaldada kahjustatud kodumasinatelt või osta poest

Et varras vabalt pöörleks, on vaja sobivat standardmõõtudega laagrit. Kui kõik elemendid on ette valmistatud, võite alustada seadme kokkupanemist. Esiteks paigaldatakse korpuse sees alumisele osale laagriga kesktelg. Seejärel keeratakse vahemutter telje peale, siis ketas peale, jälle mutter, uuesti ketas jne.

Mutritega kettaid vahetatakse vaheldumisi, kuni korpus on ülevalt täidetud. Isegi ettevalmistusetapis saate teha esialgseid arvutusi vajalike ketaste ja mutrite arvu kohta.

Mutri paksusele (6 mm) on vaja lisada ketta paksus. Jagage keha kõrgus selle arvuga. Saadud number annab teavet vajaliku arvu “mutter + ketas” paaride kohta. Mutter paigaldatakse viimasena.

Kui korpus on nende liikuvate osadega täidetud, täidetakse see vedela õliga. Õli liik ei oma tähtsust, võib võtta mineraal-, puuvilla-, rapsi- või muu õli, mis talub hästi kuumust ja ei kõvene. Pärast seda kaetakse konstruktsioon ülemise kaanega ja keevitatakse hoolikalt.

Sel hetkel on radiaatoritorud tavaliselt juba korkide külge kinnitatud. Seadme edasise paigaldamise ja hoolduse mugavuse huvides saab torudele paigaldada kaks sulgeventiili. Nüüd peate kinnitama soojuspumba telje mootori võlli külge.

Süsteem ühendatakse võrku, kontrollitakse lekete olemasolu, hinnatakse seadme tööomadusi.

Isetehtud Frenette soojuspumba saab ühendada tavalise malm- või bimetallradiaatoriga, mis annab vajaliku kütteefekti

Kui kõik on õigesti tehtud, hakkab ketastega telg pöörlema, soojendades seadme sees olevat õli. Kuum jahutusvedelik liigub läbi ülemise ava läbi toru kütteradiaatorisse. Jahutatud õli naaseb allatoru kaudu soojuspumba korpusesse, et seda uuesti soojendada.

Süsteemi töö automatiseerimiseks saab kasutada spetsiaalset temperatuurianduriga releed, mis tuvastab soojuspumba korpuse kuumenemise ja lülitab mootori välja või lülitab sisse vastavalt vajadusele. See hoiab ära süsteemi ülekuumenemise, elektrimootori kahjustamise ja üldiselt pikendab seadme kasutusiga.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Selles videos on esitatud Frenette pumba huvitav versioon:

Kahjuks pole Frenette pump küttetööstuses laialdast tunnustust leidnud. Kodutarbekauplustes on sellist tööstuslikku seadet kodutarbeks raske leida. Kuid paljud käsitöölised kasutasid selle teadlase saavutusi edukalt ja rakendasid neid oma kodudes, saunades, garaažides jne.

Võib-olla olete seesama isetegija, kellel õnnestus Frenette’i idee ellu viia? Palun jagage oma kogemusi - jätke artikli kohta kommentaarid ja lisage oma toodetest fotod. Kontaktivorm asub allpool.