Vlastní konstrukce tepelného čerpadla Frenette (třecí ohřívač)

Doporučení pro používání zařízení

Stojí za zmínku, že existují varianty čerpadla Eugena Frenetta s použitím vody jako chladicího média. Obvykle se však jedná o velké průmyslové modely, které se používají ve specializovaných podnicích. Provoz těchto zařízení je přísně kontrolován speciálními zařízeními. Této úrovně bezpečnosti je doma téměř nemožné dosáhnout.

Nejpopulárnější verzí čerpadla Frenette, které jako chladicí kapalinu používá vodu místo oleje, je zařízení vyvinuté vědci z Chabarovska: Natalja Ivanovna Nazyrova, Michail Pavlovič Leonov a Alexandr Vasiljevič Syarg. V této konstrukci ve tvaru hřibu se voda záměrně přivádí k varu a mění se v páru.

Reaktivní pára se pak používá ke zvýšení rychlosti kapalného chladiva v kanálech čerpadla na 135 metrů za minutu. Výsledkem je, že energie vložená do pohybu teplonosného média je minimální a výstup ve formě tepelné energie je velmi vysoký. Taková jednotka však musí být mimořádně robustní a její provoz musí být neustále monitorován, aby se předešlo nehodám.

Co dělat, když chcete vytápět velkou místnost nebo celý dům pomocí čerpadla Frenette? Voda je tradičním topným médiem a většina topných systémů je pro ni navržena. A naplnění celého topného systému vhodným kapalným olejem může být nákladné.

Řešení je velmi jednoduché. Musí být zabudován další konvenční výměník tepla, ve kterém ohřátý olej ohřívá vodu, která cirkuluje v topném systému. Nějaké teplo se ztratí, ale celkový efekt zůstane docela znatelný.

Zajímavým nápadem je použití čerpadla Frenette v kombinaci se systémem podlahového vytápění. Teplonosné médium je vedeno úzkými plastovými trubkami uloženými v betonové mazanině. Takový topný systém funguje stejně jako běžné podlahové vytápění. Tento typ projektu lze samozřejmě realizovat pouze v soukromém domě, protože ve výškových bytových domech lze použít pouze elektrické podlahové vytápění.

Praktickým a pohodlným způsobem použití takového zařízení je vytápění malé místnosti: garáže, kůlny, dílny atd. Čerpadlo Frenette dokáže účinně a rychle vyřešit problém autonomního vytápění v takových místech. Spotřeba elektrické energie na jeho provoz je nízká v porovnání s tepelným efektem, který vytváří, a zařízení lze snadno postavit z nejjednodušších materiálů.

5 klíčových výhod pro majitele zařízení

Mezi výhody topných systémů s tepelným čerpadlem patří:

1. Nákladová efektivita. Za 1 kW elektrické energie je možné získat 3-4 kW tepelné energie. Jedná se o průměrné hodnoty, protože koeficient přeměny tepla závisí na typu zařízení a konstrukčních vlastnostech.
2. Bezpečnost životního prostředí. Při provozu topného systému se do prostředí neuvolňují žádné zplodiny hoření ani jiné potenciálně nebezpečné látky. Zařízení je šetrné k ozonu. Jeho použití umožňuje získat teplo bez sebemenšího poškození životního prostředí.
3. Všestranné použití. Při instalaci topných systémů na tradiční zdroje energie se majitel domu ocitá v područí monopolistů. Solární panely a větrné turbíny nejsou vždy nákladově efektivní. Tepelná čerpadla však lze instalovat kdekoli. Hlavní je zvolit správný typ systému.
4. Všestrannost. Jednotky vytápějí dům v chladném období a v letních vedrech mohou fungovat jako klimatizační jednotky. Zařízení se používá v systémech TUV a je připojeno k okruhům podlahového vytápění.
5. Bezpečnost provozu. Tepelná čerpadla nepotřebují palivo, při jejich provozu se neuvolňují žádné toxické látky a mezní teplota uzlů zařízení nepřesahuje 90 stupňů. Tyto topné systémy nejsou nebezpečnější než chladničky.

Žádný spotřebič není dokonalý. Tepelná čerpadla jsou spolehlivá, odolná a bezpečná, ale jejich cena je přímo závislá na jejich výkonu.

Kvalitní zařízení pro vysoce kvalitní vytápění a zásobování teplou vodou domu o velikosti 80 m.kv. bude stát asi 8000-10000 eur. Vlastní jednotky mají nízký výkon a lze je použít k vytápění jednotlivých místností nebo hospodářských budov.

Účinnost instalace závisí na tepelných ztrátách domu. Jednotku má smysl instalovat pouze v budovách s vysokou úrovní izolace a tepelnou ztrátou nižší než 100 W/m².

Životnost tepelných čerpadel je 30 a více let. Jsou cenově výhodné zejména pro ohřev teplé vody a pro kombinované topné systémy včetně podlahového vytápění.

Zařízení je spolehlivé a málokdy se porouchá.

Pokud je vyroben svépomocí, je důležité zvolit kvalitní kompresor, nejlépe z chladničky nebo klimatizace osvědčené značky.

Princip fungování zařízení

Ti, kteří přišli do styku s otázkami úsporného vytápění, znají název "tepelné čerpadlo". Zejména ve spojení s výrazy jako "podzemní voda", "voda-voda" nebo "vzduch-voda" atd.

Takové tepelné čerpadlo nemá se zařízením Frenette prakticky nic společného. Kromě názvu a konečného výsledku v podobě tepelné energie, která se nakonec využívá k vytápění.

Tepelná čerpadla založená na Carnotově principu jsou velmi oblíbená jako ekonomický způsob vytápění i jako systém šetrný k životnímu prostředí.

Činnost takového komplexu zařízení je spojena s akumulací nízkopotenciální energie obsažené v přírodních zdrojích (země, voda, vzduch) a její přeměnou na tepelnou energii s vysokým potenciálem.

Vynález Eugena Frenetta je uspořádán a funguje zcela jinak.

Princip činnosti tohoto zařízení je založen na využití tepelné energie, která se uvolňuje při tření. Jádrem konstrukce jsou kovové plochy, které nejsou umístěny blízko sebe, ale v určité vzdálenosti. Prostor mezi nimi je vyplněn kapalinou.

Jednotlivé části se proti sobě otáčejí 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 topné médium spíše olej než vodu.

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

K výrobě tepelného čerpadla Frenette budete potřebovat motor, radiátor, několik trubek, ocelovou kotoučovou clonu a ocelové kotouče, kovové nebo plastové kovové nebo plastové tyče, kovový válec a sada 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 odrážejí spíše 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 tato zařízení instalována ve všech obytných a průmyslových prostorách? Důvody mohou být různé.

Za prvé, voda je snadnější a vhodnější nosič tepla než olej. Nezahřívá se na tak vysoké teploty a oprava úniků vody je snazší než čištění úniků oleje.

Za druhé, v době, kdy bylo vynalezeno čerpadlo Frenette, byl již zaveden a úspěšně fungoval systém centrálního vytápění. Její odstranění a nahrazení tepelnými generátory by bylo příliš nákladné a nepohodlné, takže o této možnosti nikdo vážně neuvažoval. Jak se říká, nejlepší je nepřítelem dobrého.

Vnitřní konstrukce tepelného čerpadla

Klasický tepelné čerpadlo se skládá z několik komponentů:

• rotor;
• hřídel;
• lopatkový ventilátor;
• stator.

Dvojice válců - rotor a stator - určuje činnost TNF. Stator je velký a prázdný válec na vnitřní straně, zatímco rotor je menší válec umístěný ve statoru. Stator je naplněn olejem (chladicí kapalinou), který se zahřívá prací rotoru. Samotný rotor je poháněn hřídelí, na které je namontován lopatkový ventilátor. Ten vhání do místnosti horký vzduch, čímž zajišťuje funkci vytápění.

Interiér tepelného čerpadla

Takto fungovala první verze tepelného čerpadla. V budoucnu bylo jeho fungování vylepšeno. U modernějších modelů již rotor nebyl potřeba - byl nahrazen ocelovým kotoučem. Kromě toho odpadla potřeba ventilátoru s lopatkami.

Faktory, které zajišťují vysokou účinnost tepelného čerpadla:

• teplonosné médium je v uzavřeném systému;
• není potřeba výměník tepla;
• vysoký topný výkon;
• hlavní část THF má kuželovitý tvar, což podporuje vznik vakuových zón a zvýšení teploty.

Výhody systému

Tepelné čerpadlo Frenette lze připojit k systému podlahového vytápění

Tepelná čerpadla Frenette jsou ve srovnání s ostatními jednotkami tohoto typu obzvláště oblíbená. Jednotka se hojně používá v topných systémech.

Čerpadlo lze také připojit k moderním systémům podlahového vytápění.

Takto rozšířené používání tepelného čerpadla lze vysvětlit tím, že má oproti jiným jednotkám mnoho výhod.

Patří mezi ně:

• vysoká produktivita;
• účinnost;
• možnost provozu v automatickém režimu;
• všestrannost čerpadla;
• snadné přizpůsobení konkrétním potřebám;
• kompaktní velikost;
• tichý provoz a mnoho dalšího.

Zavedení nových úprav konstrukce čerpadla vede ke zlepšení jeho technických vlastností.

Tepelná čerpadla Frenette mají široké využití v různých aplikacích. Nejčastěji se instalují ve venkovských domech. Další výhodou jednotky je, že ji lze sestavit vlastníma rukama.

Tepelné čerpadlo pro vytápění domu, princip činnosti

Tepelné čerpadlo, chladnička a klimatizace jsou založeny na Carnotově cyklu. Tepelné čerpadlo pro vytápění přenáší teplo z oblasti s nižší teplotou do spotřebiče, kde by hodnota tohoto parametru měla být vyšší. V tomto případě se odebírá zvenčí, kde je uskladněna, a po určitých úpravách se přenáší do domu. Teplotu chladicí kapaliny protékající topným potrubím nezvyšuje energie uvolněná spalováním tradičních paliv, ale přirozené teplo.

Princip fungování čerpadla je ve skutečnosti mnohem složitější. Proto jsou zařízení této třídy často srovnávána s chladicími systémy, pouze v opačném pořadí. Obecné uspořádání fungování je však shodné, přestože existuje velký rozdíl jak v technice, tak v účelu hlavních částí zařízení. Z tradičního topného systému Schéma sestavené na tepelném čerpadle se liší počtem okruhů a specifiky jejich provozu.

Vnější okruh je instalován mimo soukromý dům. Instaluje se tam, kde se akumuluje teplo z ohřevu povrchu slunečním zářením nebo z jiných důvodů. Energii lze získávat například ze vzduchu, země nebo vodní plochy. Dokonce i z vrtu, pokud dům stojí na kamenité půdě nebo pokud existují omezení pro instalaci potrubí. Proto existuje několik modifikací tepelných čerpadel, přičemž vytápění je organizováno podle stejného schématu.

Princip činnosti čerpadla

Vnitřní okruh (nezaměňovat s topným okruhem v domě) se nachází v samotné jednotce. Chlazené topné médium cirkulující ve vnějším okruhu částečně zvyšuje svou teplotu na úkor okolního prostředí. Při průchodu výparníkem předává odebranou energii chladivu, které plní vnitřní okruh. Ten díky své specifické vlastnosti vře a přechází do plynného stavu. Stačí nízký tlak a teplota -5 °C. Jinými slovy, kapalné médium se změní na plyn.

Poté vstupuje do kompresoru, kde se uměle zvyšuje tlak, čímž se chladivo ohřívá. V této části, která je druhým výměníkem tepla, se tepelná energie předává kapalině (vodě nebo nemrznoucí směsi).voda nebo nemrznoucí směs), který prochází zpětným tokem topného systému v domě. Poměrně originální, účinné a racionální schéma vytápění.

Tepelné čerpadlo potřebuje ke svému provozu elektrickou energii. Stále je však mnohem výhodnější než použití samotného elektrického ohřívače. Protože elektrický kotel nebo elektrické topení spotřebuje přesně stejné množství elektřiny, jako vyrobí tepla. Pokud má například ohřívač uvedený výkon 2 kW, spotřebuje 2 kW za hodinu. kW za hodinu a výkon 2 kW teplo. Tepelné čerpadlo vyrobí 3 až 7krát více tepla, než spotřebuje elektřiny. Například na provoz kompresoru a čerpadla se spotřebuje 5,5 kW/h a vyrobí se 17 kW/h tepla. Právě tato vysoká účinnost je hlavní výhodou tepelného čerpadla.

Zbývá dodat, že ve vnějším okruhu cirkuluje solanka nebo etylenglykol, zatímco vnitřní okruh obvykle obsahuje freon. Takové topné schéma zahrnuje také řadu dalších zařízení. Hlavními jsou redukční ventil a podchlazovač.

Postup montáže tepelného čerpadla Frenette vlastníma rukama: výkresy

Nejprve jsou v tělese vytvořeny dva otvory pro topné trubky speciálně pro topné trubky. Ve středu pouzdra je instalována závitová tyč. Na tento závit našroubujte matici, nasaďte kotouč, pak našroubujte další matici a tak dále. Pokračujte ve šroubování kotoučů, dokud není plášť zcela zaplněn.

Poté se systém naplní olejem, např. bavlněným olejem. Plášť je uzavřen a připevněn k tyči. Připojte trubky chladiče k vytvořeným otvorům. Elektromotor je připojen k centrální tyči a zajišťuje otáčení. Jednotku lze zapojit a otestovat.

Varianty čerpadla Frenette

Eugene Frenette nejenže vynalezl přístroj, který nese jeho jméno, ale také jej stále vylepšoval a přicházel s novými, účinnějšími konstrukcemi. 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 vodorovná - topné médium je tlačeno do úzkého prostoru mezi dvěma pracovními válci.

Vynálezce vyplnil úzký prostor mezi dvěma stěnami válce kapalným olejem. Část konstrukce obsahující tuto kapalnou chladicí kapalinu byla samozřejmě pečlivě utěsněna, aby se zabránilo úniku oleje.

Vnitřní válec je připojen k hřídeli motoru tak, aby se rychle otáčel vzhledem ke stacionárnímu velkému válci. Na opačném konci konstrukce byl umístěn ventilátor s oběžným kolem. Během provozu se olej zahříval a předával teplo do vzduchu v okolí jednotky. Díky ventilátoru se teplý vzduch rychle šířil po celé místnosti.

Vzhledem k tomu, že se tato konstrukce poměrně dost 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.

Centrální osa je u tohoto modelu tepelného čerpadla uspořádána vertikálně. 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. Na adrese tohoto typu nemá ventilátor chybí. 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 tím, že prochází speciálními otvory v oběžném kole a následně proniká do úzké dutiny. mezi stěnami skříně čerpadla a jeho rotoru. 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, a proto musí být vyroben z velmi odolných materiálů.

Princip činnosti tepelného čerpadla

Základní princip fungování THP je podobný jako u chladničky. Chladicí systém odebírá teplo z komor, aby se snížila teplota, a odvádí ho ven pomocí chladičů. TNF pracuje přesně stejným způsobem: Pro výrobu tepla jej získává z půdy nebo kapaliny, zpracovává jej a předává do topného systému soukromého domu, dílny, skleníku nebo jiné místnosti.

Princip činnosti tepelného čerpadla

Chladivo, kterým může být čpavek nebo freon, se pohybuje uvnitř vnějšího a vnitřního okruhu. Vnější okruh je zodpovědný za odběr tepla z atmosféry, země nebo vody.

Každé přírodní prostředí obsahuje určité množství rozptýlené tepelné energie. Chladivo je možné shromažďovat a odesílat k recyklaci. Aby se tento proces spustil, musí se teplota tepelného média zvýšit o 4 až 5 stupňů.

Chladivo je pak vedeno z vnějšího okruhu do vnitřního okruhu. Výparník zde mění teplonosnou látku z kapaliny na plyn. K tomuto procesu dochází díky tomu, že freon má při zanedbatelném okolním tlaku nízký bod varu.

Za výparníkem se freon v plynném skupenství dostává do kompresoru, kde se stlačuje, čímž se zvyšuje jeho teplota. Plyn pak vstupuje do kondenzátoru. Plyn zde sdílí svou teplotu s kapalinou (teplonosnou látkou). V důsledku ochlazení plyn opět získá kapalné skupenství a zahájí nový cyklus cirkulace v systému.

Hlavním parametrem, který určuje účinnost THF, je účinnost konverze. Tento parametr je výsledkem určitého poměru tepelného výkonu produkovaného TNF k množství spotřebované tepelné energie.

Princip fungování

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 prakticky 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 jako ekonomický způsob vytápění i jako systém šetrný k životnímu prostředí. Činnost takového komplexu zařízení je spojena 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.

Pracovní těleso čerpadla je olejem naplněný válec s rotující osou uvnitř. Jedná se o ocelovou tyč osazenou rovnoběžnými kotouči vzdálenými od sebe přibližně 6 cm.

Odstředivá síla tlačí ohřívané médium do cívky připojené ke spotřebiči. Ohřátá tepelná kapalina vystupuje z jednotky v nejvyšším bodě přípojky. 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 proti sobě otáčejí 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 odrážejí spíše 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 tedy nejsou takovými zařízeními vybaveny všechny obytné a průmyslové prostory? Důvody mohou být různé. Voda je jednodušší a vhodnější topné médium než olej. Nezahřívá se na tak vysoké teploty a úniky vody se opravují snadněji než úniky oleje.

Dalším důvodem může být skutečnost, že v době vynálezu čerpadla Frenette již existoval a úspěšně fungoval systém centrálního vytápění. Nahrazení generátory tepla by bylo příliš nákladné a nepohodlné, proto se o něm ani vážně neuvažovalo. Jak se říká, nejlepší je nepřítelem dobrého.

Výstavba geotermální elektrárny

Geotermální instalaci je možné provést vlastníma rukama. K vytápění obydlí se přitom využívá tepelná energie země. Tento proces je samozřejmě časově náročný, ale jeho přínos je značný.

Výpočet okruhu a výměníků tepla čerpadla

Velikost okruhu tepelného čerpadla vychází z 30 m² na každý kilowatt podlahové plochy. Na 100 m² obytné plochy je potřeba přibližně 8 kWh energie. To znamená, že plocha obvodu bude 240 m².

Výměník tepla může být vyroben z měděných trubek. Vstupní teplota 60 stupňů, výstupní teplota 30 stupňů, tepelný výkon 8 kW/h. Teplosměnná plocha by měla být 1,1 m². Průměr měděné trubky 10 mm, rezervní faktor 1,2.

Délka kruhu v metrech: l = 10 × 3,14 / 1000 = 0,0314 m.

Množství měděné trubky v metrech: L = 1,1 × 1,2 / 0,0314 = 42 m.

Potřebné vybavení a materiály

Úspěch tepelného čerpadla závisí z velké části na úrovni školení a znalostí výrobce tepelného čerpadla a na dostupnosti a kvalitě všech materiálů potřebných pro instalaci tepelného čerpadla.

Před zahájením prací je třeba zakoupit následující vybavení a materiál.

• kompresor;
• kondenzátor;
• ovladač;
• polyethylenové tvarovky určené pro montáž kolektorů;
• potrubí zemní smyčky;
• oběhová čerpadla;
• vodní hadice nebo HDPE trubky;
• tlakoměry, teploměry;
• Měděné trubky o průměru 10 mm;
• izolace potrubí;
• těsnicí souprava pro těsnění.

Jak sestavit jednotku výměníku tepla

Jednotka výměníku tepla se skládá ze dvou částí. Výparník musí být sestaven podle principu trubka v trubce. Vnitřní měděná trubka je naplněna freonem nebo jinou rychle vroucí kapalinou. Vnější trubkou cirkuluje voda ze studny.

Před montáží kondenzátoru musí být měděná trubka stočena a umístěna do kovového sudu o objemu nejméně 0,2 m³. Měděná trubka je naplněna freonem a sud s vodou je připojen k vytápěcímu systému domu.

Vytvoření zemní smyčky

Pro přípravu požadované plochy pro zemní smyčku je třeba provést velké množství výkopových prací, nejlépe mechanizovaných.

Lze použít dvě metody:

1. První metoda spočívá v odstranění vrchní vrstvy půdy do hloubky pod bodem mrazu. Položte volnou část vnějšího potrubí hadovitě na dno výkopu. část vnějšího potrubí Potrubí výparníku musí být hadovité a půda musí být sanována.

2. Při druhém způsobu se nejprve vykopává příkop přes celou plánovanou plochu. Potrubí se pokládá do výkopu.

Poté je třeba zkontrolovat těsnost všech spojů a naplnit potrubí vodou. Pokud nedochází k netěsnostem, můžete konstrukci zasypat zeminou.

Plnění a první spuštění

Po dokončení instalace je třeba systém naplnit chladivem. Tuto práci je nejlepší nechat provést odborníkem, protože k naplnění vnitřního okruhu freonem se používají speciální přístroje. Při plnění se tlak a teplota na Je třeba změřit tlak na vstupu a výstupu kompresoru..

Jak si takové zařízení vyrobit sami?

Model tepelného čerpadla Frenette, který nemá ventilátor a vnitřní válec, je považován za nejpraktičtější pro vytápění domácností. Místo toho využívá množství kovových disků, které se otáčejí uvnitř spotřebiče. Úlohu chladicí kapaliny plní olej, který vstupuje do chladiče, je ochlazován a poté se vrací do systému. Fungování takového zařízení je přesvědčivě demonstrováno na videu:

Pro ty, kteří umí anglicky, může být toto video užitečné:

Vyrobit si doma tepelné čerpadlo podle principu Eugena Frenetta není obtížné. Budete potřebovat:

• kovový válec;
• ocelové kotouče;
• ořechy;
• ocelové tyče;
• malý elektromotor;
• potrubí;
• chladič.

Průměr ocelových kotoučů by měl být o něco menší než průměr válce, aby mezi stěnami pouzdra a rotující částí byla malá mezera. Počet kotoučů a matic závisí na velikosti konstrukce. Kotouče jsou postupně navlečeny na ocelové tyči a odděleny maticemi. Obvykle se používají matice o výšce 6 mm. Válec musí být naplněn kotouči až po vrchol. Ocelová tyč je po celé délce opatřena závitem. V tělese jsou dva otvory pro topné médium. Horní otvor odvádí ohřátý olej do chladiče a spodní otvor jej vrací do systému k dalšímu ohřevu.

Jako teplonosné médium se doporučuje používat kapalný olej, nikoli vodu, protože bod varu oleje je několikanásobně vyšší. Pokud by se voda ohřála příliš rychle, mohla by se změnit na páru a způsobit přetlak v systému, což by mohlo vést k poškození konstrukce.

Toto je příklad konstrukce tepelného čerpadla Frenette, kterou lze snadno realizovat improvizovanými prostředky a z dostupných materiálů.

Pro montáž závitové tyče budete potřebovat také ložisko. Pokud jde o elektromotor, postačí jakýkoli model, který poskytuje dostatečné otáčky, např. funkční motor ze starého ventilátoru.

Postup montáže je následující:

1. V tělese jsou vyvrtány dva otvory pro topné trubky.
2. Ve středu těla je vložena závitová tyč.
3. Na závit se našroubuje matice, vloží se kotouč, našroubuje se další matice atd.
4. Pokračujte v montáži kotoučů, dokud není pouzdro zaplněno.
5. Naplňte systém tekutým olejem, např. bavlněným olejem.
6. Kryt je uzavřen a tyč je zajištěna.
7. Trubky topných těles jsou připojeny k otvorům.
8. K centrální tyči je připojen elektromotor, který zajišťuje otáčení.
9. Připojte zařízení k elektrické síti a zkontrolujte jeho funkci.

Pro zvýšení účinnosti tohoto typu tepelného čerpadla a pro jeho pohodlnější a úspornější používání se doporučuje použít automatický vypínač motoru. To je řízeno teplotním čidlem, které je připojeno přímo k jednotce.

Závěr

Vytápění domu tepelným čerpadlem je samozřejmě snem mnoha majitelů domů. Bohužel cena jednotek je příliš vysoká a jen málokdo zvládne tuto práci sám. A často je dostatek energie pouze pro ohřev teplé vody, nikoliv pro vytápění. Kdyby bylo vše tak jednoduché, pak by v každém domě bylo tepelné čerpadlo vlastní výroby, a zatím zůstává nedostupné širokému okruhu uživatelů.

Počet bloků: 15 | Celkový počet znaků: 28073
Počet použitých dárců: 6
Informace o každém dárci: