Применение и изготовление теплового насоса Френетта своими руками

Тепловой насос «Френетта»: разоблачение или подсказки относительно использования

Есть некоторые рекомендации касательно использования насосов. Не все их соблюдают, и возникают жалобы, что промышленный или самодельный насос работает плохо, и вообще, этот прибор перехвален. Следующие подсказки будут полезны.

Советы по эксплуатации насоса:

• Используйте масло в качестве теплоносителя – это может быть рапсовое масло, хлопковое или минеральное;
• Воду для конструирования насоса не используйте, потому как тогда в системе отопления будет избыточно давление вследствие выделения пара от нагрева воды;
• Если делаете сами насос, то в качестве электродвигателя используется двигатель от каких-то старых электроприборов, того же вентилятора;
• На корпус такого теплового насоса желательно установить термодатчик, он отвечает за регуляцию автоматического включения и выключения прибора;
• Когда устанавливаете диски на ось внутри насоса, проследите, чтобы дисками было заполнено все пространство.

Отдельного упоминания заслуживает версия насоса «Френетта», создали которую Александр Васильевич Сярг, Наталья Ивановна Назырова и Михаил Павлович Леонов. Эти хабаровские учены создали такой теплогенератор, который можно назвать универсальным. Рабочая часть устройства похожа на гриб, как рабочая жидкость используется вода, достигающая кипения и превращающаяся в пар. Но не стоит пробовать сделать такой генератор дома, он используется только в промышленности.

Источники

• https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/teplonasos-frenetta-svoimi-rukami.html
• http://HomeBuild2.ru/nasosy/teplovoy-frenetta.html
• https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoy-nasos-frenetta.html
• https://remont-system.ru/vodonagrevateli/kak-sdelat-indukcionnyy-nagrevatel-vody-svoimi-rukami
• https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/teplovoj-nasos-frenetta
• http://canalizator-pro.ru/ustrojstvo-i-princip-dejstviya-teplovogo-nasosa-frenetta.html
• http://DearHouse.ru/oborudovanie/teplovoj-nasos-frenetta/

Советы по выбору

Купить тепловой насос Френетта советуют чаще для крупных промышленных организаций — так как там нужна большая мощность. Ее обеспечивают высокие температуры, а значит — с установкой работать нужно аккуратно.

Подобная установка для частного дома является решением достаточно редким — в продаже установку найти непросто, ввиду ее конструктивной сложности.

К сожалению, несмотря на столь внушительную эффективность, в качестве бытового отопительного прибора данная установка не прижилась — так что просто пойти в любой магазин климатического оборудования и купить такой обогреватель — нельзя.

И все-таки для дома некоторые умудряются изготавливать тепловые насосы Френетта своими руками.

Сделать это несложно и выгодно – затраты на топливо и элементы будут намного ниже, чем оценочная стоимость выработанной энергии таким устройством.

Некоторые умельцы изготавливают тепловой насос Френетта, отзывы о чем затем нередко выкладывают, делясь собственным мнением:

Евгений, 43 года, Москва:

Сергей, 39 лет, Екатеринбург:

Хотя, казалось бы, все сделали правильно и по чертежу, да и народ у нас грамотный — странно даже, что не сработало.

Коллега как-то показал схему и описание насоса Френетта, ну и я загорелся — времени свободного хватает, небольшая дача имеется — там, собственно, и экспериментировал.

Что сказать — толковую информацию искал неожиданно долго — несмотря на то, что в Интернете предостаточно чертежей и видео по теме, но некоторые тонкости все-таки упускаются, внимание уделяется только основной сути. В результате собрать установку с горем пополам у меня получилось, и работает она очень даже эффективно. Только вот сомневаюсь, что с такой задачей справится обычный человек, не имеющий специфических познаний

Только вот сомневаюсь, что с такой задачей справится обычный человек, не имеющий специфических познаний

В результате собрать установку с горем пополам у меня получилось, и работает она очень даже эффективно. Только вот сомневаюсь, что с такой задачей справится обычный человек, не имеющий специфических познаний.

Как собрать?

На практике проще всего изготовить тепловой насос Френетта своими руками без вентилятора и малого цилиндра. Остается масло в качестве теплоносителя.

Внутрь большого цилиндра помещают десяток дисков из металла. Именно они будут вращаться, заменяя малый цилиндр.

К устройству присоединяют радиатор — именно в него и будет поступать масло, охлаждаться, отдавая тепло, и возвращаться в насос. Таким образом, нам понадобятся:

• Цилиндр;
• Диски из металла;
• Закрепительные элементы (гайки);
• Стержень;
• Трубы и радиатор;
• Масло — может быть любое техническое (рапсовое, хлопковое) или минеральное;
• Моторчик (электрический), вал которого должен быть удлинен.

Так же, как и в оригинальной модели, необходимо обеспечить зазор между большим цилиндром и дисками — для этого заранее вычисляется их диаметр.

Сверху и снизу проделывают отверстие для трубы, которая выходит на радиатор.

Разогретое в корпусе масло будет выходить через верхнее отверстие, отдавать тепло через радиатор и возвращаться через нижнее для последующего нагрева.

При монтаже стержня нужно установить подшипник в основание — для легкого вращения дисков и снижения силы трения. В противном случае устройство будет работать хуже, а вдобавок — в разы быстрее придет в негодность.

Двигатель подойдет любой необходимой мощности для конкретной установки. Если мы делаем насос Френетта сами, то под рукой может оказаться мотор от старого вентилятора, к примеру — он хорошо впишется в конструкцию.

Для удобства к системе можно добавить термодатчики, которые будут включать/выключать двигатель. Это позволит сделать насос еще более экономным и рациональным в использовании, тем самым автоматизировав управление установкой.

После завершения работ по сборке самой конструкции, следует заполнить установку маслом, после чего подключить рабочий стержень к приводу, а входные и выходные линии по маслу — с линиями, ведущими к радиатору отопления.

Выполнив завершающую проверку правильности сборки — можно пробовать включать установку в работу.

Установка подобного типа может одинаково эффективно применяться как для прогрева здания, так и для отдельной комнаты. На практике выявлено, что целесообразнее всего использовать его, совмещая с системами теплых полов.

Подобное решение позволит получить достаточно эффективный отопительный контур, позволяющий справляться с низкой температурой внутри помещения.

Как сделать тепловой насос своими руками из старого холодильника

Прежде чем приступить к изготовлению теплового насоса, необходимо выбрать источник тепла и решить вопрос со схемой работы установки. Кроме компрессора понадобится и другое оборудование, а также инструменты.

Выполнение схем и чертежей. Чтобы установить тепловой насос, необходимо сделать скважину, потому что источник энергии должен находиться под землей. Глубина скважины должна быть такой, чтобы температура земли составляла не менее 5 градусов. Для этой цели также подойдут любые водоёмы.

Конструкции тепловых насосов похожи, поэтому вне зависимости от того, каким будет источник тепла, можно использовать практически любую схему, найденную в сети. Когда схема будет выбрана, необходимо выполнить чертежи и указать в них размеры и места соединения узлов.

Так как рассчитать мощность установки достаточно трудно, можно воспользоваться средними значениями. Например, для жилого помещения, имеющего низкие теплопотери, потребуется отопительная система с мощностью 25 Вт на кв. метр. Для здания, которое хорошо утеплено, это значение составит 45 Вт на кв. метр. Если у дома, достаточно высокие теплопотери, мощность установки должна быть не менее 70 Вт на кв. метр.

Выбор нужных деталей. Если компрессор, снятый с холодильника, поломан, то предпочтительнее приобрести новый. Не рекомендуется производить ремонт старого компрессора, ведь в будущем это может негативно повлиять на работу теплового насоса.

Дополнительно потребуется приобрести следующие детали:

• герметичная тара из нержавейки объёмом 120 литров;
• емкость из пластика объёмом 90 литров;
• три трубы из меди разного диаметра;
• трубы из металлопластика.

Для работы с металлическими деталями понадобятся сварочный аппарат и болгарка.

Сборка узлов и установка теплового насоса

В первую очередь следует установить на стену компрессор, используя кронштейны. Следующий шаг – работа с конденсатором. Бак из нержавейки нужно разделить на две части при помощи болгарки. В одну из половин монтируется медный змеевик, затем емкость необходимо заварить и сделать в ней резьбовые отверстия.

Чтобы изготовить теплообменник, нужно намотать на емкость из нержавейки медную трубу и закрепить концы витков рейками. Присоединить к выводам сантехнические переходы.

Как только работа с узлами будет окончена, нужно подобрать терморегулирующий клапан. Конструкцию следует собрать и заправить систему фреоном (для этой цели подойдет марка R-22 или R-422).

Подсоединение к заборному устройству. Вид устройства и нюансы подсоединения к нему будут зависеть от схемы:

• «Вода-земля». Следует установить коллектор ниже линии промерзания земли. Необходимо, чтобы трубы находились на таком же уровне.
• «Вода-воздух». Такую систему устанавливать легче, так как нет необходимости в бурении скважин. Коллектор монтируется в любом месте около дома.
• «Вода-вода». Коллектор изготавливается из металлопластиковых труб, а после помещается в водоём.

Также можно установить для обогрева дома комбинированную отопительную систему. В такой системе тепловой насос работает одновременно с электрическим котлом и используется как дополнительный источник отопления.

Тепловой насос для обогрева дома вполне можно собрать самостоятельно. В отличие от покупки готовой установки, это не потребует больших финансовых затрат, а результат обязательно порадует.

Принцип работы устройства

Тем, кто соприкасался с вопросами экономически выгодного отопления, название “тепловой насос” хорошо знакомо. Особенно в сочетании с терминами типа “земля-вода”, “вода-вода”, “вода-воздух” и т.п. Такой тепловой насос с устройством Френетта не имеет практически ничего общего, кроме разве что названия и конечного результата в виде тепловой энергии, которую в итоге используют для обогрева.

Тепловые насосы, работающие на принципе Карно, очень популярны и как экономически выгодный способ организации отопления, и как экологически безопасная система. Работа такого комплекса устройств связана с накоплением низкопотенциальной энергии, содержащейся в природных ресурсах (земле, воде, воздухе), и преобразованием ее в тепловую энергию с высоким потенциалом. Изобретение Евгения Френетта устроено и работает совершенно иначе.

Галерея изображений
Фото из
Генерирующую тепло систему, разработанную Е. Френеттом, нельзя безоговорочно отнести к классу тепловых насосов. По конструктивным и технологическим признакам это обогреватель

Агрегат не использует гео- или гелио-источники энергии в своей работе. Находящийся внутри него масляный теплоноситель разогревается от силы трения, создаваемой вращающимися металлическими дисками

Рабочий орган насоса — маслонаполненный цилиндр, внутри которого расположена ось вращения. Это стальной стержень, оснащенный установленными примерно через 6 см параллельными дисками

Центробежная сила выталкивает разогретый теплоноситель в присоединенный к прибору змеевик. Нагретое масло выходит из прибора в верхней точке соединения. Остывший теплоноситель возвращается обратно снизу

Внешний вид теплового насоса Френетта

Разогрев прибора во время работы

Основные конструктивные составляющие

Реальные размеры одной из моделей

Принцип действия этого прибора основан на использовании тепловой энергии, которая выделяется при трении. В основе конструкции — металлические поверхности, расположенные не вплотную друг к другу, а на некотором расстоянии. Пространство между ними заполняют жидкостью. Части устройства вращаются относительно друг друга с помощью электромотора, жидкость, находящаяся внутри корпуса и контактирующая с вращающимися элементами, разогревается.

Полученное тепло можно использовать для нагрева теплоносителя. Некоторые источники рекомендуют использовать эту жидкость непосредственно для отопительной системы. Чаще всего к самодельному насосу Френетта присоединяют обычный радиатор. В качестве жидкости для нагрева специалисты настоятельно рекомендуют использовать масло, а не воду.

В процессе работы насоса этот теплоноситель имеет свойство разогреваться очень сильно. Вода в таких условиях может просто закипеть. Горячий пар в замкнутом пространстве создает избыточное давление, а это обычно приводит к разрыву труб или корпуса. Использовать масло в такой ситуации намного безопаснее, поскольку его температура кипения значительно выше.

Для изготовления теплового насоса Френетта потребуется двигатель, радиатор, несколько труб, стальной дисковый затвор, стальные диски, металлический или пластиковый стержень, металлический цилиндр и гаечный набор (+)

Бытует мнение, что КПД такого теплогенератора превышает 100% и даже может составлять 1000%. С точки зрения физики и математики это не совсем корректное утверждение. КПД отражает потери энергии, затраченные не на обогрев, а собственно на работу прибора. Скорее феноменальные утверждения о невероятно высоком КПД насоса Френетта отражают его эффективность, которая действительно впечатляет.

Затраты электроэнергии на работу прибора ничтожны, а вот количество полученного в результате тепла весьма ощутимы. Нагрев теплоносителя до таких же температур с помощью ТЭНа, например, потребовал бы значительно большего количества электроэнергии, возможно, в десятки раз больше. Бытовой обогреватель при таком расходе электричества даже не нагрелся бы.

Почему же такими приборами не оборудованы все подряд жилые и промышленные помещения? Причины могут быть разными. Все же вода — более простой и удобный теплоноситель, чем масло. Она не нагревается до таких высоких температур, и устранить последствия протечек воды проще, чем убрать разлитое масло.

Еще одна причина может быть в том, что к моменту изобретения насоса Френетта централизованная система отопления уже существовала и успешно функционировала. Ее демонтаж для замены на теплогенераторы обошелся бы слишком дорого и доставил бы массу неудобств, поэтому такой вариант никто всерьез даже не рассматривал. Как говорится, лучшее — враг хорошего.

Конструктивные особенности

Классическая конструкция приборов состоит из пары контуров.

Важнейшую роль в ней играет теплообменник, выполняющий роль провоцирующего фактора.

Внешний контур — трубы с высокой теплопроводностью, по ним циркулирует хладагент.

Этот контур имеет разнообразные места расположения и по-разному реализовывать действие прибора, но функция у него одна:

благодаря циркуляции фреона (аммиака) тепло из окружающей среды перемещается к компрессору.

Второй контур состоит из:

• компрессора (про пластиковые шланги высокого давления прочитайте здесь);
• испарителя;
• конденсатора;
• редукционного клапана.

Гидродинамический тепловой насос отличается от иных конструкцией — прибор состоит из муфты соединительной, передающей выработанную энергию в генератор, где и прогреется жидкость, двигателя и теплогенератора.

Варианты конструкции насоса Френетта

Евгений Френетт не только изобрел устройство, названное его именем, но и неоднократно его усовершенствовал, придумывая все новые, более эффективные варианты прибора. В самом первом насосе, который изобретатель запатентовал в 1977 году, были использованы только два цилиндра: наружный и внутренний. Полый наружный цилиндр был больше диаметром и находился в статичном состоянии. Диаметр внутреннего цилиндра при этом был немного меньше, чем размеры полости наружного цилиндра.

Это схема самого первого варианта теплового насоса Френетта. Вращающийся вал расположен горизонтально, теплоноситель помещен в узкое пространство между двумя рабочими цилиндрами

В получившееся узкое пространство между стенками двух цилиндров изобретатель залил жидкое масло. Разумеется, та часть конструкции, в которой находился этот жидкий теплоноситель, была тщательно заделана, чтобы не допустить протечек масла.

Внутренний цилиндр соединяют с валом электродвигателя таким образом, чтобы обеспечить его быстрое вращение относительно неподвижного большого цилиндра. На противоположном торце конструкции был помещен вентилятор с крыльчаткой. Во время работы масло разогревалось и передавало тепло воздуху, окружающему устройство. Вентилятор позволял быстро распространить теплый воздух по всему объему помещения.

Поскольку нагревалась эта конструкция довольно, ради удобного и безопасного использования конструкция была спрятана в защитный корпус. Разумеется, в корпусе были сделаны отверстия для циркуляции воздуха. Полезным дополнением к конструкции стал термостат, с помощью которого работу насоса Френетта можно было автоматизировать до некоторой степени.

Центральная ось в такой модели теплового насоса расположена вертикально. Двигатель находится внизу, затем установлены вложенные друг в друга цилиндры, а сверху находится вентилятор. Позднее появилась модель с горизонтальным расположением центральной оси.

Модель теплового насоса Френетта с горизонтально ориентированным вращающимся валом была использована вместе с радиатором отопления, внутри которого циркулировало нагретое масло

Именно такое устройство впервые было использовано в сочетании не с вентилятором, а с радиатором отопления. Двигатель помещен сбоку, а вал ротора проходит через вращающийся барабан и выходит наружу. В устройстве этого типа вентилятор отсутствует. Теплоноситель из насоса по трубам перемещается в радиатор. Подобным же образом нагретое масло можно вывести и на другой теплообменник или же прямо в трубы отопления.

Позднее конструкция теплового насоса френетта была существенно изменена. Вал ротора по-прежнему остался в горизонтальном положении, а вот внутренняя часть была сделана из двух вращающихся барабанов и помещенной между ними крыльчатки. В качестве теплоносителя здесь снова используется жидкое масло.

В этом варианте теплового насоса Френетта два цилидра вращаются рядом, они разделены крыльчаткой особой конструкции из очень прочного металла

При вращении этой конструкции масло дополнительно нагревается, поскольку проходит через специальные отверстия, сделанные в крыльчатке, а затем проникает в узкую полость между стенками корпуса насоса и его ротором. Таким образом, эффективность насоса Френетта была существенно повышена.

По краям крыльчатки для теплового насоса Френетта сделаны небольшие отверстия. Теплоноситель быстро и эффективно нагревается, проходя через них

Однако стоит отметить, что для изготовления в домашних условиях этот тип насоса не слишком подходит. Для начала понадобится найти достоверные чертежи или рассчитать конструкцию самостоятельно, а это под силу только опытному инженеру. Затем понадобится найти особую крыльчатку с отверстиями подходящего размера. Этот элемент теплового насоса работает при повышенных нагрузках, поэтому он должен быть выполнен из очень прочных материалов.

Преимущества самодельного кондиционера

1. Кондиционер из холодильника значительно экономит денежные средства

Это особенно важно, когда ни курс доллара, ни зарплата украинца не способствуют комфортному летнему микроклимату

2. Позволяет создать удобные и прохладные условия в таких помещениях, где вы бываете не особо часто и куда устанавливать дорогой самостоятельный кондиционер будет слишком дорого или нецелесообразно, например, на даче, а возможно, и в офисе.

3. Делая кондиционер из холодильника самостоятельно, вы избавляете себя от необходимости определяться с моделью, прибегать к помощи профессионалов для установки агрегата, а также вы априори перестаете нуждаться в специализированном обслуживании и возможном ремонте техники.

4. Пропадает необходимость в покупке и замене специальных фильтров, которые обычно используются в кондиционерах и время от времени требуют замены. (А это, к слову, выливается в круглую копеечку). Просто в холодильнике такая деталь, как фильтры, попросту не предусмотрена.

5. Пользоваться прохладным воздухом в жаркий летний день приятно, а получать холод от устройства, сконструированного своими руками – приятнее вдвойне. К тому же, вы всегда будете знать конструкцию своего кондиционера и в случае поломки сами сможете ее быстро устранить.

Как вам статья?