Хендмейкеры постоянно придумывают способы использовать свои навыки, выдержку и старые предметы для создания чего-то нового. Из малозатратных компонентов могут сделать весьма практичную вещь для дома.
Например, смогут построить эффективную систему отопления Френетта собственноручно, без расходов. В свою очередь, расширят свои знания и умения, что обладает неоценимой ценностью, верно ведь?
Эта информация разъяснит принцип работы оборудования. С ней вы сможете выбрать конструкцию и узнать о производстве модели. Пошаговые инструкции по изготовлению данного типа теплового насоса станут полезны для самоделкиных мастеров.
Предлагаем инструкции для создания эффективных ручных устройств и руководства по их использованию.
Принцип работы устройства
Тем, кто разбирается в экономически выгодных системах отопления, термин «тепловой насос» давно знаком. Часто его употребляют вместе с выражениями вроде “земля-вода”. “вода-вода”, или “воздух-вода” и т.п.
Этот тепловой насос с устройством Френетта мало чем похож друг на друга. За исключением названия и итогового результата в виде тепловой энергии, которую в итоге применяют для отопления.
Тепловые насосы по принципу Карно считаются эффективным и безопасным решением для отопления.
Данный комплекс устройств функционирует за счет аккумулирования малоэнергетического запаса, имеющегося в природных источниках (земля, вода, воздух), и его перевода в высокопотенциальную тепловую энергию.
Открытие Евгения Френетта функционирует по совсем другому принципу.
Работа устройства основана на преобразовании тепла, выделяемого трением. Его конструкция предусматривает металлические детали, разделенные промежутком и заполненным жидкостью.
Электромотор заставляет части устройства вращаться вокруг своей оси, жидкость в корпусе нагревается при контакте с вращающимися элементами.
Можно использовать полученное тепло для нагревания теплоносителя. Некоторые источники предлагают использовать его напрямую в системе отопления. Часто к самодельному насосу Френетта подсоединяют стандартный радиатор.
В качестве теплоносителя системы отопления Специалисты советуют применять масло вместо воды.
Работа насоса сопровождается значительным нагревом жидкости. Вода при таких условиях может закипеть. Горячий пар в ограниченном пространстве создает избыточное давление, что часто приводит к разрыву труб или корпуса. Использование масла в подобной ситуации предпочтительнее, так как температура его кипения значительно выше.
Распространено мнение о том, что коэффициент полезного действия подобного теплогенератора превосходит 100% и может достигать даже 1000%. С позиций физики и математики это утверждение не вполне точное.
Эффективность работы насоса Френетта проявляется в минимальных затратах электроэнергии и значительном количестве получаемого тепла, несмотря на то что КПД отражает потери энергии, используемые не на нагрев, а на собственную работу прибора.
Для нагрева теплоносителя до таких же температур с помощью ТЭНа для отопления понадобилось бы существенно больше электроэнергии – вероятно, в десять раз больше. При таком потреблении электричества обычный бытовой обогреватель даже не смог бы нагреться.
Все ли жилые и промышленные постройки оснащены подобными приборами?
Во-первыхВода является простым и удобным теплоносителем по сравнению с маслом.
Во-вторыхК моменту изобретения насоса Френетта централизованная система отопления уже функционировала успешно. Переход на теплогенераторы был бы слишком дорогостоящим и неудобным, поэтому его никто всерьез не рассматривал.
Рекомендации по использованию прибора
Существуют модификации насоса Евгения Френетта, где используется вода в качестве теплоносителя. Такие модели чаще всего применяются на промышленных объектах.
Функционирование этих устройств регламентируется контрольно-измерительными приборами. Достичь такой степени защиты в быту затруднительно.
Наиболее распространенная модификация насоса Френетта, работающего на водяном охлаждении, создана учеными из Хабаровска: Назыровой Натальей Ивановной, Леоновым Михаилом Павловичем и Сярг Александром Васильевичем. В форме гриба эта конструкция предусматривает нагрев воды до кипения, что приводит к образованию пара.
Реактивная сила пара ускоряет движение жидкого теплоносителя по каналам насоса до 135 м/мин. Это минимизирует затраты энергии на транспортировку теплоносителя и максимизирует отдачу тепла.
Такой агрегат необходим крайне прочным, и его функционирование подлежит постоянному контролю для предотвращения аварийной ситуации.
Какой же путь выбрать при использовании насоса Френетта для обогрева больших помещений или домов? Вода — стандартный теплоноситель, большинство систем рассчитаны именно на неё. Заполнение всей отопительной системы маслом также может стать дорогим мероприятием.
Вопрос решаем легко: нужно установить дополнительный теплообменник. В нём горячее масло нагревает воду, подаваемую в систему отопления. часть тепла будет уходить, но результат всё равно заметен.
Использование насоса Френетта совместно с чем-то интересным — перспективное решение. системой теплого полаТеплоноситель подают по тонким пластиковым трубам, которые размещены в бетоне.
Система обогрева работает аналогично традиционному водяному тёплым полом. Проектирование такого варианта возможно лишь в частных домах, так как для многоэтажных жилых зданий допустимо применять только электрический теплый пол.
Этот прибор удобно использовать для обогрева небольших помещений: гаражей, сараев, мастерских и подобных. Насос Френетта помогает быстро и эффективно решить вопрос автономного отопления в этих местах.
Расходы на электроэнергию для функционирования этого устройства малы по сравнению с получаемым теплом, а построить его можно из доступных материалов.
Варианты конструкции насоса Френетта
Евгений Френетт не только создал устройство, но и многократно его улучшал, разрабатывая новые, более эффективные модели.
В первом патентованном в 1977 году насосе применялись всего два цилиндра.
- наружный Статуя представляет собой полый цилиндр, имеющий больший диаметр, и пребывает в неподвижности.
- внутренний Диаметр вместимости несколько уменьшен по сравнению с размерами пространства внешнего цилиндра.
В образовавшееся пространство между стенами двух цилиндров конструктор залил масло в жидкой форме. Часть конструкции с этим теплоносителем герметично закрывалась для предотвращения утечки.
Внутренний цилиндр соединен с валом двигателя для быстрой вращательной скорости по отношению к большому неподвижному цилиндру. На другом конце разместили вентилятор с крыльчаткой.
Масло нагревалось в процессе работы и отдавал тепло окружающему устройству воздуху. Вентилятор ускорял распространение тёплого воздуха по помещению.
Из-за сильного нагрева конструкция была размещена внутри защитного корпуса для удобства и безопасности эксплуатации. В корпусе предусмотрели отверстия для воздухообмена.
Термостат, ставший полезным дополнением к конструкции, позволил частично автоматизировать работу насоса Френетта.
В этой модели теплового насоса вертикально располагается центральная ось. Внизу размещен двигатель, следом устанавливаются вложенные друг в друга цилиндры, а сверху – вентилятор. Позже появился вариант с горизонтальной центральной осью.
Впервые подобное устройство применили совместно не с вентилятором, а с радиатором отопления. Двигатель расположен сбоку, а вал ротора проходит сквозь вращающийся барабан и выводится наружу.
В данном типе устройства нет вентилятора. Теплоноситель, подаваемый насосом, циркулирует по трубам к радиатору. Его также можно отправить на другой теплообменник или непосредственно в трубы отопления.
Позже устройство теплового насоса френетта подверглось существенной модернизации. Вал ротора сохранил горизонтальное расположение, но внутренняя часть была переработана: в ней появились два вращающихся барабана и между ними установлена крыльчатка. Жидкое масло опять же служит теплоносителем.
Вращение конструкции приводит к дополнительному нагреву масла: оно проходит через отверстия в крыльчатке и поступает в узкую полость между корпусом насоса и его ротором. Благодаря этому эффективность насоса Френетта значительно возросла.
Изготовление такого типа насоса дома затруднительно. Для этого потребуются точные чертежи или самостоятельный расчёт конструкции, что возможно лишь квалифицированному инженеру.
Для работы потребуется отыскать особенную крыльчатку с отверстиями нужного диаметра. Элемент теплового насоса функционирует в условиях высоких нагрузок, поэтому изготовлен из чрезвычайно прочных материалов.
Самостоятельное изготовление устройства
Различные типы и конструкции насосов Френетта могут применять принципы его работы с разной степенью эффективности. Суть конструкции неизменна: узкая полость между металлическими элементами, наполненная маслом, вращается при помощи электрического двигателя.
В домах обычно делают насос Френетта, который состоит из нескольких металлических пластин с небольшим промежутком между ними.
Для создания такого устройства требуется подготовить нужные материалы.
- полый цилиндр из металла;
- Комплект из идентичных стальных дисков с круглым отверстием посредине.
- набор гаек высотой 6 мм;
- стальной стержень с резьбой:
- электродвигатель с удлиненным валом;
- подшипник;
- радиатор отопления;
- соединительные трубы.
Размеры насоса могут варьироваться, но расстояние между дисками должно составлять именно 6 мм. Для разделения дисков применяются обычные гайки, а стальная шпилька служит опорой конструкции.
Толщина должна быть равна диаметру гайки. При отсутствии стержня с резьбой его придется нарезать.
Для свободного надевания на осевой стержень отверстие в дисках должно быть соответствующего размера. Диаметр дисков должен быть немного меньше диаметра корпуса. При отсутствии готовых элементов диски можно вырезать самостоятельно из листового металла или доверить изготовление токарю.
Для изготовления цилиндрического корпуса можно использовать старую металлическую емкость нужной формы либо сварить его из металла. В качестве материала также годится отрезок широкой металлической трубы.
К концам цилиндра привариваются стенки. Корпус нужно сделать герметичным, чтобы масло не вытекала. В верхней и нижней частях корпуса необходимо проделать дополнительные отверстия: для подключения труб отопления, которые идут к радиатору.
Все стыки труб необходимо герметизировать. Для резьбовых соединений применяют уплотнители: ФУМ-ленту, лен и подобные материалы. Если выбрано использовать полипропиленовые трубыУстановка подобных труб требует специальных соединителей и, быть может, пайки.
Для функционирования насоса Френетта достаточно электродвигателя из бытовых приборов, таких как вентилятор, даже если он изъят из вышедшей из строя техники.
Электродвигатель предназначен для вращения вала. Слишком быстрый оборот может вызвать неправильную работу устройства. Чем быстрее вращается устройство, тем больше нагревается теплоноситель.
Для беспрепятственного вращения стержня требуется подшипник стандартных размеров. После готовности всех элементов можно приступать к сборке устройства. Начинается сборка с установки центральной оси с подшипником на нижнюю часть корпуса. Затем на ось навинчивается разделительная гайка, далее надевается диск, снова гайка, снова диск и так далее.
Гайки и диски устанавливают последовательно, пока корпус не наполнится полностью. На стадии подготовки можно рассчитать нужное количество дисков и гаек.
К толщине гайки (6 мм) прибавляют толщину диска. Высота корпуса делится на полученную величину. Результат укажет, сколько пар «гайка + диск» потребуется. Последней устанавливается гайка.
В корпус, заполненный подвижными элементами, заливают жидкое масло. Тип масла не имеет значения: можно использовать минеральное, хлопковое, рапсовое или любое другое масло, которое хорошо переносит нагрев и не застывает. После этого конструкцию накрывают верхней крышкой и тщательно ее запаивают.
К этому моменту трубы радиатора как правило уже подключены к крышкам. На трубах для упрощения последующего монтажа и обслуживания установки можно установить два запорных крана. Далее необходимо присоединить ось теплового насоса к валу двигателя.
В сеть подключается система, проверяется наличие протечек, оцениваются характеристики работы устройства.
При правильной работе ось с дисками раскручивается, нагревая масло внутри устройства. Горячее масло движется по трубе через верхнее отверстие к радиатору отопления. Остывшее масло возвращается в корпус теплового насоса по нижней трубе для повторного нагрева.
Для автоматизации функционирования системы можно применить реле с термодатчиком, регистрирующее нагрев корпуса теплового насоса, и управлять работой двигателя — отключать или включать по мере надобности. Такая схема поможет предотвратить перегрев системы, поломку электродвигателя и продлит срок службы устройства.
Выводы и полезное видео по теме
В данном видеоролике демонстрируется интересный вариант насоса Френетта.
Насос Френетта не получил широкой популярности в сфере отопления. Устройство промышленного производства для бытовых нужд сложно обнаружить в магазинах техники для дома. Тем не менее, многие умельцы успешно использовали разработки этого ученого в своих жилищах, банях, гаражах и т.п.
Может быть, именно вы тот умелец, который реализовал идею Френетта? Поделитесь опытом: оставьте комментарий под статьёй и прикрепите фотографии своих работ. Форма обратной связи находится ниже.