Aplikace a konstrukce tepelného čerpadla Frenette vlastníma rukama

Tepelné čerpadlo Frenette: zveřejnění nebo tipy pro použití

Existují určitá doporučení týkající se používání čerpadel. Ne každý je dodržuje a objevují se stížnosti, že průmyslové nebo podomácku vyrobené čerpadlo nefunguje dobře a že obecně je spotřebič příliš silný. Pomohou vám následující tipy.

Tipy pro obsluhu čerpadla:

• Jako teplonosné médium použijte olej - může to být řepkový olej, bavlníkový olej nebo minerální olej;
• Nepoužívejte vodu pro stavbu čerpadla, protože pak by v topném systému vznikl přetlak v důsledku uvolňování páry z topné vody;
• Pokud je čerpadlo samo o sobě, jako elektromotor se používá motor z jakéhokoli starého elektrického zařízení, stejný ventilátor;
• U takového tepelného čerpadla je žádoucí zřídit teplotní čidlo, které je zodpovědné za regulaci automatického zapínání a vypínání zařízení;
• Při nasazování kotoučů na osu uvnitř čerpadla dbejte na to, aby kotouče vyplnily celý prostor.

Zvláštní zmínku si zaslouží verze čerpadla Frenetta, kterou vytvořili Alexandr Vasiljevič Syarg, Natalja Ivanovna Nazyrova a Michail Pavlovič Leonov. Tito vědci z Chabarovska vytvořili generátor tepla, který lze označit za univerzální. Pracovní část zařízení připomíná hřib; jako pracovní kapalina se používá voda, která dosáhne bodu varu a změní se v páru. Neměli byste se však pokoušet vyrobit si takový generátor doma, používá se pouze v průmyslu.

Tipy pro výběr

Nákup tepelného čerpadla Frenette se doporučuje častěji velkým průmyslovým organizacím - protože tam je potřeba vysoký výkon. To je dáno vysokými teplotami, což znamená, že s instalací je třeba zacházet opatrně.

Tento typ instalace pro soukromý dům je ojedinělým řešením - vzhledem k jeho konstrukční složitosti není snadné najít instalaci v prodeji.

Bohužel i přes tuto působivou účinnost se jako domácí topení neujalo - takže není možné jít do obchodu s klimatizační technikou a koupit si takové topení.

A přesto pro domácnost někteří zvládnou vyrobit tepelná čerpadla Frenette vlastníma rukama.

Je to snadné a výhodné - náklady na palivo a komponenty budou mnohem nižší než odhadované náklady na energii vyrobenou takovým zařízením.

Někteří řemeslníci vyrábějí tepelné čerpadlo Frenette, jehož recenze jsou pak často zveřejňovány a sdělují vlastní názory:

Evgeny, 43 let, Moscow:

Sergey, 39 let, Jekatěrinburg:

I když se zdá, že vše bylo provedeno správně a podle výkresu a naši lidé jsou gramotní - je dokonce divné, že to nefungovalo.

Kolega nějak ukázal schéma a popis čerpadla Frenette, a já jsem chytl oheň - mám dost volného času, malá dača - tam, vlastně, a experimentoval.

Co na to říct - trvalo mi nečekaně dlouho, než jsem našel užitečné informace - přestože existuje spousta nákresů a videí na toto téma, ale některé jemnosti jsou stále opomíjeny, pozornost je věnována pouze hlavnímu bodu. Díky tomu se mi podařilo zařízení sestavit - a funguje velmi efektivně. Pochybuji však, že běžný člověk, který nemá žádné speciální znalosti, takový úkol zvládne.

Pochybuji však, že takový úkol může zvládnout člověk bez speciálních znalostí.

Díky tomu se mi podařilo sestavit sestavu s obtížemi a funguje velmi efektivně. Pochybuji však, že běžný člověk bez speciálních znalostí takový úkol zvládne.

Jak se sestavuje?

V praxi je nejjednodušší postavit tepelné čerpadlo Frenette vlastníma rukama bez ventilátoru a malého válce. Jako médium pro přenos tepla tak zůstává olej.

Uvnitř velkého válce je umístěn tucet kovových kotoučů. Právě ty se budou otáčet a nahradí malý válec.

K jednotce je připojen chladič, do kterého olej proudí, ochlazuje se odevzdáváním tepla a vrací se zpět do čerpadla. Budeme tedy potřebovat:

• Válec;
• Kovové disky;
• Upevňovací prvky (matice);
• Rod;
• Trubky a chladič;
• Olej - může to být jakýkoli technický olej (řepkový, bavlníkový) nebo minerální olej;
• Motor (elektrický), jehož hřídel musí být prodloužena.

Stejně jako u původního modelu je nutné zajistit vůli mezi velkým válcem a kotouči - za tímto účelem se předem vypočítá průměr.

Nahoře a dole je vytvořen otvor pro trubku, která vede k chladiči.

Olej ohřátý v tělese uniká horním otvorem, odevzdává teplo přes radiátor a vrací se dolním otvorem k dalšímu ohřevu.

Při montáži tyče musí být v základně instalováno ložisko - pro snadné otáčení kotoučů a snížení třecí síly. V opačném případě nebude přístroj fungovat tak dobře a bude mnohonásobně rychleji chátrat.

Motor je vhodný pro jakýkoli požadovaný výkon pro danou instalaci. Pokud si čerpadlo Frenette vyrobíme sami, můžeme najít například motor ze starého ventilátoru - bude do konstrukce dobře zapadat.

Pro větší pohodlí lze do systému přidat teplotní čidla pro zapnutí/vypnutí motoru. Díky tomu bude čerpadlo ještě úspornější a racionálnější v používání, čímž se automatizuje řízení instalace.

Po dokončení montáže samotné konstrukce by měl být systém naplněn olejem, poté by měla být pracovní tyč připojena k pohonu a přívodní a výstupní potrubí oleje k potrubí vedoucímu k topnému radiátoru.

Po závěrečné kontrole správné montáže lze systém uvést do provozu.

Tento typ instalace lze stejně efektivně použít pro vytápění budovy nebo jedné místnosti. V praxi se ukázalo, že nejlépe se používá ve spojení se systémy podlahového vytápění.

Takové řešení zajistí dostatečně účinný topný okruh, který se vyrovná s nízkou teplotou uvnitř místnosti.

Jak vyrobit tepelné čerpadlo vlastníma rukama ze staré lednice

Než začnete s výrobou tepelného čerpadla, musíte si vybrat zdroj tepla a rozhodnout o schématu provozu instalace. Kromě kompresoru budete potřebovat i další vybavení a nářadí.

Kreslení diagramu a výkresů. Pro instalaci tepelného čerpadla je nutné provést vrt, protože zdroj energie musí být pod zemí. Hloubka studny by měla být taková, aby teplota půdy byla alespoň 5 stupňů. K tomuto účelu je vhodná jakákoli vodní plocha.

Konstrukce tepelných čerpadel jsou podobné, takže bez ohledu na zdroj tepla lze použít téměř jakékoli schéma, které lze najít na síti. Po výběru schématu je třeba vytvořit výkresy a upřesnit rozměry a přípojné body jednotek.

Protože je obtížné vypočítat kapacitu zařízení, lze použít průměrné hodnoty. Například obydlí s nízkou tepelnou ztrátou vyžaduje topný systém s výkonem 25 wattů na metr čtvereční. U dobře izolované budovy je to 45 wattů na metr čtvereční. Pokud má budova dostatečně vysoké tepelné ztráty, neměl by být výkon zařízení nižší než 70 wattů na metr čtvereční.

Výběr správných dílů. Pokud je kompresor vyjmutý z chladničky poškozený, je vhodnější koupit nový. Není vhodné opravovat starý kompresor, protože to může mít v budoucnu nepříznivý vliv na provoz tepelného čerpadla.

Kromě toho budou vyžadovány následující části:

• Uzavřená nádoba z nerezové oceli o objemu 120 litrů;
• Plastová nádoba o objemu 90 litrů;
• tři měděné trubky různých průměrů;
• plastové trubky.

Pro práci s kovovými díly je zapotřebí svářečka a bruska.

Montáž součástí a instalace tepelného čerpadla

Prvním krokem je montáž kompresoru na stěnu pomocí držáků. Dalším krokem je práce s kondenzátorem. Nádrž z nerezové oceli musí být rozdělena na dvě části pomocí mlýnku. V jedné z polovin je namontována měděná cívka, pak je třeba nádrž svařit a udělat v ní otvory se závitem.

Chcete-li vyrobit výměník tepla, omotejte měděnou trubku kolem nádoby z nerezové oceli a konce cívek zajistěte lamelami. Připojte k přívodům vodovodní armatury.

Po dokončení komponent je třeba vybrat termostatický expanzní ventil. Sestavte sestavu a naplňte systém freonem (pro tento účel je vhodný R-22 nebo R-422).

Připojení k sacímu zařízení. Typ zařízení a nuance připojení k němu závisí na schématu:

• "Voda-země. Kolektor by měl být instalován pod hranicí mrazu. Trubky musí být ve stejné úrovni.
• "Voda-vzduch. Instalace tohoto systému je jednodušší, protože není třeba vrtat vrty. Rozdělovač se instaluje kdekoli v blízkosti domu.
• "Voda-voda. Rozdělovač je vyroben z kovových a plastových trubek a poté je umístěn do vodní nádrže.

K vytápění domu je také možné instalovat kombinovaný systém vytápění. V takovém systému pracuje tepelné čerpadlo současně s elektrokotlem a slouží jako doplňkový zdroj vytápění.

Tepelné čerpadlo si můžete sestavit i sami. Na rozdíl od nákupu hotové jednotky nevyžaduje velké finanční náklady a výsledek bude jistě potěšující.

Jak zařízení funguje

Každému, kdo přišel do styku s tématem úsporného vytápění, je název "tepelné čerpadlo" povědomý. Zejména ve spojení s výrazy jako "podzemní voda", "voda-voda", "voda-vzduch" atd. Takové tepelné čerpadlo nemá téměř nic společného se zařízením Frenette, kromě názvu a konečného výsledku v podobě tepelné energie, která se nakonec využívá k vytápění.

Tepelná čerpadla založená na Carnotově principu jsou velmi oblíbená, a to jak jako nákladově efektivní způsob organizace vytápění, tak jako systém šetrný k životnímu prostředí. Provoz takového souboru zařízení je spojen s akumulací nízkopotenciální energie obsažené v přírodních zdrojích (země, voda, vzduch) a její přeměnou na tepelnou energii s vysokým potenciálem. Vynález Eugena Frenetta je navržen a funguje zcela odlišným způsobem.

Galerie obrázků
Foto z
Systém výroby tepla vyvinutý společností Frenette nelze jednoznačně zařadit do třídy tepelných čerpadel. Z hlediska designu a technologie se jedná o topení.

Jednotka nevyužívá ke svému provozu žádnou geo- ani solární energii. Teplonosný olej uvnitř čerpadla se ohřívá třecí silou, kterou vytvářejí rotující kovové disky.

Pracovním prvkem čerpadla je válec naplněný olejem, který obsahuje osu otáčení. Jedná se o ocelovou tyč s rovnoběžnými kotouči vzdálenými od sebe asi 6 cm.

Odstředivá síla tlačí ohřátou tepelnou kapalinu do cívky připojené ke spotřebiči. Ohřátý olej vystupuje ze spotřebiče v horním připojovacím bodě. Chlazené topné médium proudí zpět zespodu.

Vnější provedení tepelného čerpadla Frenette

Zahřívání přístroje během provozu

Hlavní konstrukční prvky

Skutečné rozměry jednoho z modelů

Princip činnosti tohoto zařízení je založen na využití tepelné energie, která se uvolňuje třením. Konstrukce je založena na kovových plochách, které nejsou umístěny blízko sebe, ale v určité vzdálenosti. Prostor mezi nimi je vyplněn kapalinou. Jednotlivé části se otáčejí proti sobě pomocí elektromotoru, kapalina uvnitř pláště, která je v kontaktu s rotujícími prvky, se zahřívá.

Vzniklé teplo lze využít k ohřevu teplonosného média. Některé zdroje doporučují používat tuto kapalinu přímo pro topný systém. Nejčastěji je k domácímu čerpadlu Frenette připojen běžný radiátor. Odborníci důrazně doporučují používat jako topnou kapalinu spíše olej než vodu.

Během provozu čerpadla má tato chladicí kapalina tendenci se velmi silně zahřívat. V takových podmínkách může voda vřít. Horká pára vytváří v uzavřeném prostoru nadměrný tlak, který obvykle způsobí prasknutí potrubí nebo pláště. V této situaci je mnohem bezpečnější použít olej, protože jeho bod varu je mnohem vyšší.

K výrobě tepelného čerpadla Frenette potřebujete motor, radiátor, několik trubek, ocelový talířový ventil, ocelové disky, kovovou nebo plastovou tyč, kovový válec a sadu klíčů (+).

Předpokládá se, že účinnost takového generátoru tepla přesahuje 100 % a může být i 1000 %. Z hlediska fyziky a matematiky to není správné tvrzení. Účinnost odráží ztráty energie vynaložené nikoli na vytápění, ale na vlastní provoz spotřebiče. Fenomenální tvrzení o neuvěřitelně vysoké účinnosti čerpadla Frenette spíše odráží jeho účinnost, která je skutečně působivá.

Náklady na energii na provoz jednotky jsou zanedbatelné, ale množství vyprodukovaného tepla je poměrně citelné. Například ohřev teplonosného média na stejnou teplotu pomocí topného tělesa by vyžadoval podstatně více elektrické energie, možná až desítkykrát více. Domácí topení s takovým množstvím elektřiny by se ani neohřálo.

Proč nejsou tyto spotřebiče instalovány ve všech obytných a průmyslových budovách? Důvody mohou být různé. Voda je mnohem snadnější a vhodnější nosič tepla než olej. Nezahřívá se na tak vysoké teploty a úniky vody se odstraňují snadněji než úniky oleje.

Dalším důvodem může být skutečnost, že v době vynálezu čerpadla Frenette byl již zaveden a úspěšně fungoval systém centrálního vytápění. Její demontáž a nahrazení generátory tepla by bylo příliš nákladné a nepohodlné, takže se o tom ani vážně neuvažovalo. Jak se říká, nejlepší je nepřítelem dobrého.

Konstrukční prvky

Klasická konstrukce zařízení se skládá z dvojice obvodů.

Nejdůležitější roli v něm hraje výměník tepla, který působí jako provokující faktor.

Vnější okruh se skládá z vysoce vodivých trubek, kterými cirkuluje chladivo.

Tento obvod má různá umístění a různá provedení přístroje, ale jeho funkce je stejná:

Oběh freonu (čpavku) přenáší teplo z okolí do kompresoru.

Druhý okruh se skládá z:

• kompresoru (o vysokotlakých plastových hadicích si přečtěte zde);
• výparník;
• kondenzátor;
• redukční ventil.

Hydrodynamické tepelné čerpadlo se od ostatních liší svou konstrukcí - zařízení se skládá ze spojky, která přenáší vyrobenou energii do generátoru, kde se kapalina ohřívá, motoru a generátoru tepla.

Varianty čerpadla Frenette

Eugene Frenette nejenže vynalezl přístroj, který nese jeho jméno, ale také jej stále zdokonaloval a vymýšlel stále účinnější verze tohoto přístroje. První čerpadlo, které si vynálezce nechal patentovat v roce 1977, používalo pouze dva válce: vnější a vnitřní. Dutý vnější válec měl větší průměr a byl statický. Průměr vnitřního válce byl o něco menší než dutina vnějšího válce.

Toto je schéma první verze tepelného čerpadla Frenette. Otáčející se hřídel je umístěna vodorovně, chladicí kapalina je umístěna v úzkém prostoru mezi oběma pracovními válci.

Vynálezce vyplnil úzký prostor mezi oběma stěnami válce kapalným olejem. Je samozřejmé, že část konstrukce obsahující toto kapalné teplonosné médium byla pečlivě utěsněna, aby se zabránilo úniku oleje.

Vnitřní válec byl připojen k hřídeli motoru tak, aby se mohl rychle otáčet vzhledem ke stacionárnímu velkému válci. Na opačném konci konstrukce je umístěn ventilátor s oběžným kolem. Během provozu se olej zahříval a předával teplo do vzduchu v okolí jednotky. Ventilátor umožňoval rychlé šíření teplého vzduchu po celém objemu místnosti.

Protože se tato konstrukce poměrně silně zahřívá, byla z důvodu pohodlného a bezpečného používání ukryta v ochranném krytu. V plášti byly samozřejmě vytvořeny otvory pro cirkulaci vzduchu. Užitečným doplňkem konstrukce byl termostat, pomocí kterého bylo možné provoz čerpadla Frenette do určité míry automatizovat.

Středová osa tohoto modelu tepelného čerpadla je svislá. Motor je umístěn dole, následují vnořené válce a ventilátor nahoře. Později se objevil model s vodorovnou středovou osou.

Model tepelného čerpadla Frenette s horizontálně orientovanou rotační hřídelí byl použit spolu s topným tělesem, uvnitř kterého cirkuloval ohřátý olej.

Poprvé bylo toto zařízení použito ve spojení s topným tělesem, nikoli s ventilátorem. Motor je umístěn na boku a hřídel rotoru prochází otáčejícím se bubnem směrem ven. V tomto typu zařízení není ventilátor. Topné médium se od čerpadla přes potrubí dostává do radiátoru. Stejně tak může být ohřátý olej veden do dalšího výměníku tepla nebo přímo do topných trubek.

Později byla konstrukce tepelného čerpadla Frenette výrazně upravena. Hřídel rotoru zůstala ve vodorovné poloze, ale uvnitř se nacházely dva rotující bubny s oběžným kolem mezi nimi. Teplonosným médiem byl opět kapalný olej.

V této verzi tepelného čerpadla Frenette se oba válce otáčejí vedle sebe a jsou odděleny speciálně navrženým oběžným kolem z velmi robustního kovu.

Při otáčení této konstrukce se olej dodatečně ohřívá, protože prochází speciálními otvory v oběžném kole a poté vstupuje do úzké dutiny mezi stěnami skříně čerpadla a jeho rotorem. Tímto způsobem se výrazně zvýšila účinnost čerpadla Frenette.

Na okrajích oběžného kola tepelného čerpadla Frenette jsou vytvořeny malé otvory. Průchodem jimi se teplonosné médium rychle a účinně ohřívá.

Je však třeba poznamenat, že tento typ čerpadla není příliš vhodný pro domácí výrobu. Pro začátek je třeba najít spolehlivé výkresy nebo si návrh spočítat sami, což může udělat pouze zkušený inženýr. Dalším krokem je nalezení speciálního oběžného kola s otvory správné velikosti. Tento prvek tepelného čerpadla pracuje při vyšším zatížení, proto musí být vyroben z velmi odolných materiálů.

Výhody klimatizace vlastní výroby

1. Klimatizace z chladničky ušetří spoustu peněz

Je to důležité zejména tehdy, když ani dolarový kurz, ani ukrajinský plat nepřispívají k příjemnému letnímu mikroklimatu.

2. Umožňuje vytvořit příjemné a chladné prostředí v místech, kde se často nezdržujete a kde by instalace drahé nezávislé klimatizace byla příliš nákladná nebo nepraktická, např. v domě na venkově nebo třeba v kanceláři.

3. Tím, že si sami vyrobíte klimatizaci z chladničky, nemusíte vybírat model, vyhledávat pomoc odborníků při instalaci jednotky a také a priori přestanete požadovat specializovaný servis a případné opravy techniky.

4. Není třeba kupovat a vyměňovat speciální filtry, které se obvykle používají v klimatizacích a které je třeba čas od času vyměnit. (A to mimochodem stojí pěkný peníz). Lednice prostě neobsahuje takový detail, jako jsou filtry.

5. V horkém letním dni je příjemné používat chladný vzduch a dvakrát příjemnější je chladit se ze zařízení, které je navrženo vlastníma rukama. Navíc budete vždy znát konstrukci své klimatizace a v případě poruchy ji můžete sami rychle opravit.