Ανεξάρτητη συσκευή της αντλίας θερμότητας Frenett (θερμαντήρας τριβής)

Θέλοντας να μειώσουν το κόστος θέρμανσης των σπιτιών τους, πολλοί ιδιοκτήτες σπιτιού κατάφεραν να φτιάξουν μια αντλία θερμότητας Frenett με τα χέρια τους. Ορισμένοι ενθουσιώδεις, καθώς και αισιόδοξοι δημιουργοί διαφημίσεων, ισχυρίζονται ότι με τη βοήθεια ενός βελτιωμένου μοντέλου αυτής της μονάδας, είναι δυνατόν να επιτευχθεί απόδοση 700, ή ακόμα και 1000%. Οι σκεπτικιστές θυμούνται τις βασικές αρχές των νόμων της θερμοδυναμικής και της αμφιβολίας. Ωστόσο, η εφεύρεση του Frenett, κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας πριν από περίπου τέσσερις δεκαετίες και επανειλημμένα ανακατασκευάστηκε, λειτουργεί με επιτυχία τόσο ως οικιακές συσκευές όσο και ως στερεά βιομηχανικά μοντέλα.

Η αρχή της λειτουργίας και του σχεδιασμού της συσκευής

Κάθε μαθητής γνωρίζει καλά ότι η έντονη τριβή οδηγεί σε θέρμανση επιφανειών ή μέσων. Ο Eugene Frenett δημιούργησε μια εκπληκτικά απλή συσκευή θέρμανσης που χρησιμοποιεί αυτό το φυσικό φαινόμενο. Ο εφευρέτης χρησιμοποίησε δύο κυλίνδρους διαφορετικών μεγεθών. Ένας μικρότερος κύλινδρος τοποθετήθηκε σε έναν κοίλο κύλινδρο με μεγαλύτερη διάμετρο. Μεταξύ της εξωτερικής επιφάνειας του πρώτου και του εσωτερικού τοιχώματος του δεύτερου κυλίνδρου, χύθηκε λάδι. Ο μικρός κύλινδρος από τη μία πλευρά συνδέθηκε με έναν ηλεκτρικό κινητήρα και από την άλλη συνδέθηκε μια πτερωτή ανεμιστήρα.

Αυτό είναι ένα κύκλωμα αντλίας θερμότητας που κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον Eugene Frenett το 1977. Αργότερα, το μοντέλο επανεπεξεργάστηκε επανειλημμένα και βελτιώθηκε.

Με την εντατική περιστροφή του εσωτερικού κυλίνδρου, το λάδι που χύθηκε στη συσκευή θερμάνθηκε σε αρκετά υψηλές θερμοκρασίες. Η πτερωτή του ανεμιστήρα κατέστησε δυνατή τη γρήγορη διανομή θερμότητας στο χώρο του δωματίου. Για ευκολία στη χρήση, οι κύλινδροι εργασίας τοποθετήθηκαν σε ένα περίβλημα με ανοίγματα για αέρα. Ήταν δυνατή η βελτιστοποίηση της λειτουργίας της συσκευής χρησιμοποιώντας θερμοστάτη.

Παρά το παρόμοιο όνομα, η συσκευή Frenett και τα ανάλογα της δεν έχουν καμία σχέση με την αντλία θερμότητας, στην οποία, με βάση την αντίστροφη αρχή Carnot, η περιβαλλοντική ενέργεια χαμηλού δυναμικού (νερό, γη, αέρας) μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια με υψηλό δυναμικό. Συνδέονται μόνο από το γεγονός ότι και τα δύο συστήματα χρησιμοποιούνται επιτυχώς για θέρμανση σπιτιών.

Παραλλαγές στο θέμα Fresnett

Τόσο ο εφευρέτης όσο και οι οπαδοί του με τα χρόνια έχουν βελτιώσει επανειλημμένα την αντλία θερμότητας fresnett. Ένα ενδιαφέρον μοντέλο, στο οποίο το τύμπανο τοποθετείται οριζόντια, και στο κέντρο του συστήματος υπάρχει ένας άξονας, μέρος του οποίου βρίσκεται έξω. Αυτός ο σχεδιασμός πρέπει να γίνει πολύ προσεκτικά για να αποφευχθεί η διαρροή υγρού στη διασταύρωση του περιβλήματος με τον άξονα.

Σε αυτό το μοντέλο αντλίας θερμότητας Frenett, ο κινούμενος άξονας τραβιέται προς τα έξω και ο άξονας περιστροφής μετακινείται από κάθετη θέση σε οριζόντια

Σε αυτήν την περίπτωση, δεν υπάρχει ανεμιστήρας και το ψυκτικό από την αντλία θερμότητας εισέρχεται στον εναλλάκτη θερμότητας, ο ρόλος του οποίου μπορεί να παιχτεί από ένα συμβατικό θερμαντικό σώμα θέρμανσης ή ακόμα και από ένα κεντρικό σύστημα θέρμανσης στο σπίτι.

Σε αυτό το μοντέλο της αντλίας Frenett, δύο τύμπανα χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα και το ψυκτικό κινείται σε κλειστό σύστημα μέσω εναλλάκτη θερμότητας ή καλοριφέρ

Αργότερα, αναπτύχθηκε ένα έργο αντλίας θερμότητας Frenett, στο οποίο χρησιμοποιήθηκαν δύο τύμπανα για τη θέρμανση του ψυκτικού. Το σύστημα συμπληρώθηκε από μια πτερωτή. Υπό την επιρροή των φυγοκεντρικών δυνάμεων, το θερμαινόμενο λάδι εξήχθη από τα ανοίγματα αυτής της πτερωτής. Ως αποτέλεσμα, το υγρό έπεσε σε ένα μικρό κενό μεταξύ του ρότορα και του περιβλήματος της συσκευής, το οποίο κατέστησε δυνατή τη χρήση μιας τέτοιας αντλίας με πολύ υψηλή απόδοση.

Η χρήση πτερωτής υψηλής αντοχής σε αντλία θερμότητας Frenett βελτιώνει την απόδοση της συσκευής. Το ψυκτικό εξέρχεται μέσω στενών ανοιγμάτων που βρίσκονται στις άκρες

Η πιο πρωτότυπη εκδοχή μπορεί να θεωρηθεί ως η έκδοση των επιστημόνων του Khabarovsk Nazyrova Natalya Ivanovna, του Syarg Alexander Vasilievich και του Leonov Mikhail Pavlovich. Το λειτουργικό μέρος αυτής της συσκευής μοιάζει με μανιτάρι. Ως υγρό εργασίας, χρησιμοποιείται νερό, το οποίο φτάνει σε βρασμό και μετατρέπεται σε πολύ ζεστό ατμό. Κάτω από τη δράση της άεργης δύναμης του ατμού, το νερό κινείται μέσω των καναλιών της συσκευής με ταχύτητα 135 m / min, κάτι που σας επιτρέπει να το κάνετε χωρίς εξωτερική πηγή ισχύος.

Ένα κατά προσέγγιση σχέδιο μιας καθολικής μονάδας παραγωγής που αναπτύχθηκε στο Khabarovsk: 1 - χωρητικότητα. 2 - σωλήνας εισόδου. 3 - σωλήνας εξόδου. 4 - θερμοσίφωνας 5 - άξονας ρουλεμάν

Σημείωση! Μην προσπαθήσετε να επαναλάβετε την εμπειρία επιστημόνων από το Khabarovsk και να δημιουργήσετε μια τέτοια γενική γεννήτρια για οικιακή χρήση. Αυτός ο σχεδιασμός έχει σχεδιαστεί αποκλειστικά για βιομηχανική χρήση.

Έχοντας κατανοήσει τις αρχές της συσκευής της αντλίας Frenett, κάθε εφευρέτης μπορεί να κάνει τις δικές του προσαρμογές στο σχεδιασμό του, προκειμένου να βελτιώσει τη λειτουργία της συσκευής ή να απλοποιήσει την εγκατάστασή της.

Πώς να φτιάξετε μια τέτοια συσκευή μόνοι σας;

Το πιο πρακτικό για τη θέρμανση σπιτιών είναι το μοντέλο της αντλίας θερμότητας Frenett, στην οποία δεν υπάρχει ανεμιστήρας και εσωτερικός κύλινδρος. Αντ 'αυτού, χρησιμοποιούνται πολλοί μεταλλικοί δίσκοι που περιστρέφονται μέσα στο όργανο. Ο ρόλος του ψυκτικού παίζεται από το λάδι, το οποίο εισέρχεται στο ψυγείο, ψύχεται και στη συνέχεια επιστρέφει στο σύστημα. Η λειτουργία μιας τέτοιας συσκευής αποδεικνύεται πειστικά στο υλικό βίντεο:

Για όσους γνωρίζουν Αγγλικά, αυτό το βίντεο μπορεί να είναι χρήσιμο:

Η κατασκευή αντλίας θερμότητας σύμφωνα με την αρχή του Eugene Frenett στο σπίτι δεν είναι δύσκολη. Για αυτό χρειάζεστε:

• μεταλλικός κύλινδρος
• χαλύβδινοι τροχοί
• ΞΗΡΟΙ ΚΑΡΠΟΙ
• ατσάλινη ράβδος;
• μικρό ηλεκτρικό μοτέρ
• σωλήνες;
• σώμα καλοριφέρ.

Η διάμετρος των χαλύβδινων δίσκων πρέπει να είναι ελαφρώς μικρότερη από τη διάμετρο του κυλίνδρου έτσι ώστε να υπάρχει ένα μικρό κενό μεταξύ των τοιχωμάτων του περιβλήματος και του περιστρεφόμενου τμήματος. Ο αριθμός των δίσκων και των παξιμαδιών εξαρτάται από το μέγεθος της δομής. Οι δίσκοι δένονται διαδοχικά σε μια χαλύβδινη ράβδο, χωρισμένοι με παξιμάδια. Τα παξιμάδια που χρησιμοποιούνται συνήθως έχουν ύψος 6 mm. Ο κύλινδρος πρέπει να γεμίσει με δίσκους στην κορυφή. Ένα εξωτερικό σπείρωμα εφαρμόζεται στη χαλύβδινη ράβδο σε όλο του το μήκος. Στο περίβλημα γίνονται δύο ανοίγματα για το ψυκτικό. Μέσω της άνω τρύπας, το θερμαινόμενο λάδι θα εισέλθει στο ψυγείο και από κάτω θα επιστρέψει στο σύστημα για περαιτέρω θέρμανση.

Οπως και ψυκτικό Οι προγραμματιστές συσκευών συνιστούν τη χρήση υγρού λαδιού και όχι νερού, καθώς το σημείο βρασμού ενός τέτοιου λαδιού είναι αρκετές φορές υψηλότερο. Με ταχεία θέρμανση, το νερό μπορεί να μετατραπεί σε ατμό και θα υπάρξει υπερπίεση στο σύστημα, το οποίο μπορεί να προκαλέσει ζημιά στη δομή.

Πρόκειται για μια κατά προσέγγιση σχεδίαση της αντλίας θερμότητας Frenett, η οποία δεν είναι δύσκολο να εφαρμοστεί με τη βοήθεια αυτοσχεδιασμένων εργαλείων και διαθέσιμων υλικών.

Για την τοποθέτηση σπειροειδούς ράβδου απαιτείται επίσης ένα ρουλεμάν. Όσον αφορά τον ηλεκτροκινητήρα, οποιοδήποτε μοντέλο που παρέχει επαρκή αριθμό στροφών, για παράδειγμα, ένας κινητήρας που λειτουργεί από έναν παλιό ανεμιστήρα, είναι κατάλληλος.

Η διαδικασία συναρμολόγησης της συσκευής έχει ως εξής:

1. Στο περίβλημα κατασκευάζονται δύο ανοίγματα για σωλήνες θέρμανσης.
2. Μια ράβδος με σπείρωμα είναι τοποθετημένη στο κέντρο του σώματος.
3. Ένα παξιμάδι βιδώνεται στο νήμα, τοποθετείται ένας δίσκος, το επόμενο παξιμάδι βιδώνεται κ.λπ.
4. Η τοποθέτηση συνεχίζεται μέχρι να γεμίσουν οι δίσκοι.
5. Υγρό λάδι, όπως βαμβακέλαιο, χύνεται στο σύστημα.
6. Το περίβλημα είναι κλειστό και η ράβδος είναι σταθερή.
7. Οι σωλήνες του ψυγείου φέρονται στις οπές.
8. Ένας ηλεκτρικός κινητήρας συνδέεται στον κεντρικό άξονα, ο οποίος παρέχει περιστροφή.
9. Συνδέστε τη συσκευή στο δίκτυο και ελέγξτε τη λειτουργία της.

Για να βελτιώσετε τη λειτουργία αυτού του τύπου αντλίας θερμότητας και να κάνετε τη χρήση της πιο βολική και οικονομική, συνιστάται η χρήση ενός αυτόματου συστήματος απενεργοποίησης για τον κινητήρα. Ένα τέτοιο σύστημα ελέγχεται χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα θερμοκρασίας, ο οποίος είναι τοποθετημένος απευθείας στη συσκευή.

Πού μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια τέτοια αντλία;

Ο ευκολότερος τρόπος χρήσης αυτής της συσκευής είναι να το μετατρέψετε σε θερμαντήρα δωματίου. Μια τέτοια αντλία θερμότητας είναι ιδανική για θέρμανση ενός γκαράζ, λουτρού ή άλλου μικρού δωματίου. Αλλά στο μεγάλο σπίτι, οι τεχνίτες προτείνουν τη χρήση της αντλίας Frenett σε συνδυασμό με το σύστημα "θερμού δαπέδου".

Σε αυτήν την περίπτωση, το ψυκτικό θα κυκλοφορήσει όχι μέσω του ψυγείου, αλλά μέσω πλαστικών σωλήνων που τοποθετούνται στο δάπεδο. Υποτίθεται ότι ρυθμίζει τη λειτουργία αυτού του συστήματος με τη βοήθεια ενός αισθητήρα θερμοκρασίας, ο οποίος είναι εγκατεστημένος στο περίβλημα της αντλίας και δεν είναι τοποθετημένος στο επίχρισμα, όπως γίνεται κατά την εγκατάσταση ενός παραδοσιακού θερμαινόμενου νερού δαπέδου.