Frenetta värmepump: design och funktionsprincip + kan du montera den själv?

De som älskar att mixtra kommer alltid att finna användning för sin egen styrka, tålamod och avfallsmaterial.Av praktiskt taget gratis komponenter kan de enkelt bygga en extremt användbar sak i vardagen.

De kan till exempel göra en effektiv Frenette värmepump med sina egna händer utan att spendera någonting. Men de kommer att fylla på med sina kunskaper och färdigheter, och detta är ovärderligt, eller hur?

Informationen som presenteras hjälper dig att förstå principen för enhetens drift. Med vår hjälp kan du bestämma designen och lära dig hur modellen är gjord. Tydliga instruktioner för tillverkning av denna typ av värmepump kommer att ge effektiv hjälp till oberoende hemhantverkare.

Vi ger praktiska rekommendationer för att producera produktiva hemgjorda produkter och tips för att använda sådan utrustning.

Hur enheten fungerar

De som har kommit i kontakt med frågor om kostnadseffektiv uppvärmning känner till namnet "värmepump". Speciellt i kombination med termer som "land-vatten", "vatten-vatten", eller "luft-vatten" och så vidare.

En sådan värmepump har praktiskt taget ingenting gemensamt med Frenette-enheten. Förutom namnet och slutresultatet i form av termisk energi, som i slutändan används för uppvärmning.

Värmepumpar som arbetar efter Carnot-principen är mycket populära både som ett kostnadseffektivt sätt att organisera uppvärmning och som ett miljövänligt system.

Driften av ett sådant komplex av enheter är förknippat med ackumuleringen av lågpotential energi som finns i naturresurser (jord, vatten, luft) och dess omvandling till termisk energi med hög potential.

Eugene Frenettes uppfinning är designad och fungerar helt annorlunda.

Funktionsprincipen för denna enhet är baserad på användningen av termisk energi, som frigörs under friktion. Designen är baserad på metallytor placerade inte nära varandra, men på något avstånd. Utrymmet mellan dem är fyllt med vätska.

Delar av enheten roterar i förhållande till varandra med hjälp av en elektrisk motor, vätskan som finns inuti huset och i kontakt med de roterande elementen värms upp.

Den resulterande värmen kan användas för att värma kylvätskan. Vissa källor rekommenderar att denna vätska används direkt för värmesystemet. Oftast är en vanlig radiator fäst på en hemmagjord Frenette-pump.

Som kylvätska i värmesystemet Experter rekommenderar starkt att du använder olja istället för vatten.

Under drift av pumpen tenderar denna vätska att värmas upp mycket kraftigt. Vatten under sådana förhållanden kan helt enkelt koka. Het ånga i ett trångt utrymme skapar övertryck, och detta leder vanligtvis till brott på rör eller hölje. Det är mycket säkrare att använda olja i denna situation, eftersom dess kokpunkt är mycket högre.

För att göra en Frenette värmepump behöver du en motor, en kylare, några rör, en stålspjällsventil, stålskivor, en metall- eller plaststav, en metallcylinder och ett mutterset (+)

Det finns en åsikt att effektiviteten hos en sådan värmegenerator överstiger 100% och kan till och med vara 1000%. Ur fysikens och matematikens synvinkel är detta inte ett helt korrekt påstående.

Effektivitet återspeglar energiförlusten som spenderas inte på uppvärmning, utan på enhetens faktiska drift. Snarare återspeglar de fenomenala påståendena om Frenette-pumpens otroligt höga effektivitet dess effektivitet, vilket verkligen är imponerande. Energiförbrukningen för att använda enheten är försumbar, men mängden värme som genereras som ett resultat är mycket märkbar.

Att värma upp kylvätskan till samma temperaturer med hjälp av ett värmeelement för uppvärmning, till exempel, skulle kräva betydligt mer el, kanske tiotals gånger mer. En hushållsvärmare skulle inte ens värma upp vid denna nivå av elförbrukning.

Varför är inte alla bostads- och industrilokaler utrustade med sådana enheter? Orsakerna kan variera.

för det första, vatten är en enklare och bekvämare kylvätska än olja.Den värms inte upp till så höga temperaturer och att eliminera konsekvenserna av vattenläckor är lättare än att städa upp spilld olja.

För det andra, när Frenette-pumpen uppfanns fanns redan ett centraliserat värmesystem och fungerade framgångsrikt. Att demontera den för att ersätta den med värmegeneratorer skulle ha varit för dyrt och skulle ha orsakat en hel del besvär, så ingen övervägde det här alternativet på allvar. Som de säger, det bästa är det godas fiende.

Rekommendationer för användning av enheten

Det är värt att notera att variationer av Eugene Frenette-pumpen som använder vatten som kylvätska fortfarande finns. Men vanligtvis är dessa stora industriella modeller som används i specialiserade företag.

Driften av sådana enheter kontrolleras strikt med hjälp av speciella instrument. Det är nästan omöjligt att ge en liknande nivå av säkerhet hemma.

Allmänt diagram över en industriell värmegenerator utvecklad av Khabarovsk-forskare: 1 - kapacitet; 2 — inloppsrör; 3 — utloppsrör; 4 - varmvattenberedare; 5 - lageraxel. Vatten används som kylvätska

Den mest populära versionen av Frenette-pumpen, som använder vatten snarare än olja som kylmedel, är en enhet som utvecklats av forskare från Khabarovsk: Natalya Ivanovna Nazyrova, Mikhail Pavlovich Leonov och Alexander Vasilyevich Syarg. I denna svampformade design kokas vatten speciellt och förvandlas till ånga.

Ångas reaktiva kraft används sedan för att öka rörelsehastigheten för kylvätskan genom pumpkanalerna till 135 m/min. Som ett resultat är energikostnaderna för att flytta kylvätskan minimala, och avkastningen i form av termisk energi är mycket hög.

En sådan enhet måste dock vara extremt hållbar och dess funktion måste ständigt övervakas för att undvika olyckor.

Vad ska du göra om du planerar att använda en Frenette-pump för att värma ett stort rum eller ett helt hus? Vatten är ett traditionellt kylmedel, de flesta värmesystem är designade speciellt för det. Och att fylla ett helt värmesystem med rätt flytande olja kan bli kostsamt.

Detta problem kan lösas mycket enkelt. Det är dessutom nödvändigt att bygga en konventionell värmeväxlare där den uppvärmda oljan kommer att värma vattnet som cirkulerar genom värmesystemet. En del värme kommer att gå förlorad, men den totala effekten kommer att förbli ganska märkbar.

Frenette värmepumpen kan framgångsrikt användas i kombination med vattenuppvärmda golvsystem. Men istället för vatten måste du hälla flytande olja i rören

En intressant idé kan vara att använda en Frenette pump i kombination med golvvärmesystem. I det här fallet släpps kylvätskan ut genom smala plaströr som läggs i en betongmassa.

Detta värmesystem fungerar på samma sätt som ett vanligt vattenuppvärmt golv. Naturligtvis kan ett projekt av denna typ endast implementeras i ett privat hus, eftersom höghus bara får använda elvärmt golv.

Ett praktiskt och bekvämt sätt att använda en sådan enhet är att värma ett litet rum: garage, lada, verkstad etc. Frenetta-pumpen låter dig effektivt och snabbt lösa problemet med autonom uppvärmning på sådana platser.

Energiförbrukningen för dess drift är liten jämfört med den resulterande termiska effekten, och det är inte svårt att bygga en sådan enhet från de enklaste materialen.

Frenette pump designalternativ

Eugene Frenette uppfann inte bara enheten uppkallad efter honom, utan förbättrade den också upprepade gånger och kom med nya, mer effektiva versioner av enheten.

Den allra första pumpen, som uppfinnaren patenterade 1977, använde bara två cylindrar:

• yttre - den ihåliga cylindern har en större diameter och är i statiskt tillstånd
• interiör — Behållarens diameter är något mindre än dimensionerna på den yttre cylinderns hålrum.

Uppfinnaren hällde flytande olja i det resulterande smala utrymmet mellan de två cylindrarnas väggar. Naturligtvis var den del av strukturen där denna kylvätska befann sig noggrant förseglad för att förhindra oljeläckage.

Detta är ett diagram över den allra första versionen av Frenette värmepump. Den roterande axeln är placerad horisontellt, kylvätskan placeras i ett smalt utrymme mellan två arbetscylindrar (+)

Den inre cylindern är ansluten till elmotoraxeln på ett sådant sätt att dess snabba rotation säkerställs i förhållande till den stationära stora cylindern. En fläkt med ett pumphjul placerades i motsatta änden av strukturen.

Under drift värmdes oljan upp och överförde värme till luften som omger enheten. Fläkten gjorde det möjligt att snabbt fördela varm luft i hela rummet.

Eftersom denna design värmdes upp ganska kraftigt, för bekväm och säker användning, gömdes strukturen i ett skyddande fodral. Naturligtvis gjordes hål i höljet för luftcirkulation.

Ett användbart tillägg till designen var en termostat, med vilken driften av Frenette-pumpen kunde automatiseras till viss del.

Den centrala axeln i denna värmepumpsmodell är placerad vertikalt. Motorn är i botten, sedan finns det kapslade cylindrar, och det finns en fläkt på toppen. Senare dök en modell med en horisontell mittaxel upp.

En Frenette värmepumpsmodell med en horisontellt orienterad roterande axel användes tillsammans med en värmeradiator, inuti vilken uppvärmd olja cirkulerade (+)

Det var denna enhet som först användes i kombination inte med en fläkt, utan med en värmeradiator. Motorn placeras på sidan och rotoraxeln passerar genom den roterande trumman och kommer ut.

Denna typ av enhet har ingen fläkt. Kylvätskan från pumpen rör sig genom rör till kylaren. På liknande sätt kan den uppvärmda oljan överföras till en annan värmeväxlare eller direkt in i värmerören.

Senare ändrades konstruktionen av frenettvärmepumpen avsevärt. Rotoraxeln förblev fortfarande i horisontellt läge, men den inre delen var gjord av två roterande trummor och ett impeller placerat mellan dem. Flytande olja används här igen som kylvätska.

I denna version av Frenette värmepump roterar två cylindrar sida vid sida, de är åtskilda av ett specialdesignat pumphjul av mycket slitstark metall (+)

När denna struktur roterar, värms oljan upp ytterligare när den passerar genom speciella hål gjorda i pumphjulet och tränger sedan in i det smala hålrummet mellan pumphusets väggar och dess rotor.Verkningsgraden hos Frenette-pumpen ökades således avsevärt.

Små hål görs längs kanterna på pumphjulet för Frenette värmepump. Kylvätskan värms upp snabbt och effektivt när den passerar genom dem (+)

Det är dock värt att notera att denna typ av pump inte är särskilt lämplig att göra hemma. Först måste du hitta tillförlitliga ritningar eller beräkna designen själv, och bara en erfaren ingenjör kan göra detta.

Då måste du hitta ett speciellt pumphjul med hål av lämplig storlek. Detta element i värmepumpen arbetar under ökad belastning, så det måste vara tillverkat av mycket hållbara material.

Egenproduktion av enheten

En genomgång av designalternativen för Frenette-pumpen gör det möjligt för oss att förstå att principerna för dess funktion kan användas med olika grader av effektivitet i strukturer av olika typer och typer. Grundidén förblir densamma: ett smalt utrymme mellan metallelement, fyllt med olja och roterat av en elektrisk motor.

Diagrammet visar en version av Frenette värmepump, som vanligtvis används för egentillverkning av enheten. Grunden för designen är metallskivor separerade av muttrar (+)

Hemma tillverkas Frenette-pumpen oftast, bestående av en serie metallplattor åtskilda av ett smalt gap.

För att göra en sådan enhet måste du förbereda de nödvändiga materialen:

• ihålig metallcylinder;
• en uppsättning identiska stålskivor med ett hål i mitten;
• set med muttrar 6 mm hög;
• gängad stålstång:
• elmotor med förlängd axel;
• lager;
• Radiator;
• anslutningsrör.

Pumpdimensionerna kan vara större eller mindre.Men avståndet mellan skivorna måste bibehållas exakt - 6 mm. Standardmuttrar används som distanser, och en stålstång är centrum i strukturen.

Dess tjocklek ska motsvara mutterns diameter. Om du inte har en gängstång till hands, måste du bara klippa den.

Metallskivor för en Frenette värmepump bör vara något mindre än diametern på den cylindriska kroppen för att säkerställa fri rotation och mer effektiv uppvärmning av kylvätskan

Uppenbarligen måste hålet i skivorna vara sådant att de fritt kan sättas på den axiella stången. Skivornas ytterdiameter bör vara flera millimeter mindre än höljet. Om det inte finns några färdiga element till hands, skärs skivorna ur plåt själv eller så anförtros arbetet till en vändare.

Stålskivor till en Frenette värmepump kan kapas hemma om du har rätt utrustning

Den cylindriska kroppen kan vara gjord av en gammal metallbehållare av lämplig konfiguration eller svetsad av metall. En bit brett metallrör kommer också att fungera.

Väggarna är svetsade mot cylinderns ändar. Huset måste tätas så att olja inte läcker. Ytterligare hål bör göras i de övre och nedre ändarna av huset: för ingång och utgång av värmerör som leder till radiatorn.

Självklart ska alla röranslutningar tätas. För gängade anslutningar används speciella tätningsmedel: FUM-tejp, lin, etc. Om det bestäms använd polypropenrör, behöver du speciella beslag och eventuellt en lödkolv för att installera sådana rör.

En högpresterande elmotor krävs inte för att driva Frenette-pumpen.En enhet som tas bort från en gammal eller trasig hushållsapparat, till exempel en vanlig fläkt, är lämplig.

Huvudsyftet med en elmotor är att rotera axeln. Alltför snabb rotation kan göra att enheten inte fungerar. Ju snabbare strukturen roterar, desto mer värms kylvätskan upp.

En liten motor för att rotera axeln på en Frenette värmepump kan tas bort från skadade hushållsapparater eller köpas i en butik

För att stången ska rotera fritt behöver du ett lämpligt lager av standardstorlekar. När alla element är förberedda kan du börja montera enheten. Först installeras en central axel med ett lager på den nedre delen inuti huset. Sedan skruvas distansmuttern på axeln, sedan sätts skivan på, muttern igen, skivan igen osv.

Skivor med muttrar växlas tills huset är fyllt till toppen. Även på förberedelsestadiet kan du göra preliminära beräkningar av antalet nödvändiga skivor och muttrar.

Det är nödvändigt att lägga till tjockleken på skivan till tjockleken på muttern (6 mm). Dela kroppens höjd med denna figur. Det resulterande numret kommer att ge information om det nödvändiga antalet "mutter + disk"-par. Muttern monteras sist.

När huset är fyllt med dessa rörliga delar, fylls det med flytande olja. Oljetypen spelar ingen roll, du kan ta mineralolja, bomullsfrö, raps eller någon annan olja som tål värme bra och inte stelnar. Efter detta täcks strukturen med ett topplock och svetsas försiktigt.

Vid denna tidpunkt är kylarrören vanligtvis redan fästa på locken. För att underlätta ytterligare installation och underhåll av enheten kan två avstängningsventiler installeras på rören. Nu måste du fästa värmepumpens axel på motoraxeln.

Systemet är anslutet till nätverket, förekomsten av läckor kontrolleras och enhetens driftsegenskaper bedöms.

En egentillverkad Frenette värmepump kan anslutas till en konventionell gjutjärn eller bimetallisk radiator, vilket ger den nödvändiga värmeeffekten

Om allt är gjort korrekt kommer axeln med skivor att börja snurra och värma upp oljan inuti enheten. Den varma kylvätskan kommer att röra sig genom det övre hålet genom röret in i värmeelementet. Den kylda oljan kommer att återvända till värmepumpshuset genom nedledningen för att återuppvärmas.

För att automatisera driften av systemet kan du använda ett speciellt relä med en temperatursensor, som känner av uppvärmningen av värmepumpshuset och stänger av motorn eller slår på den efter behov. Detta kommer att förhindra överhettning av systemet, skador på elmotorn och generellt öka enhetens livslängd.

Slutsatser och användbar video om ämnet

En intressant version av Frenette-pumpen presenteras i den här videon:

Tyvärr har Frenette-pumpen inte fått någon bred acceptans inom värmebranschen. En sådan industriell anordning för hushållsbehov är svår att hitta i hemförbättringsbutiker. Men många hantverkare använde framgångsrikt denna forskares prestationer och använde dem i sina hem, badhus, garage, etc.

Kanske är du samma DIY-person som lyckades förverkliga Frenettes idé? Dela gärna med dig av dina erfarenheter - lämna kommentarer på artikeln och lägg till bilder på dina produkter. Kontaktformuläret finns nedan.