В котельных сжигается газ, уголь или мазут. В результате этого образуется тепло, которое при помощи теплоносителя по трубам подается в многоквартирные дома. В частном секторе для получения теплоснабжения также могут сжигать газ, уголь или дрова. В некоторых редких случаях для отопления может использоваться электроэнергия.
В настоящее время имеются эффективные разработки тепловых насосов (далее — ТН). Их можно использовать для отопления домов частного сектора, садовых домиков и гаражей.
Особенности тепловых насосов
Для получения тепловой энергии в ТН не используются энергоносители, и поэтому не наносится вред окружающей природе. Такая установка производит тепловой энергии больше, чем потребляет электроэнергии.
Принцип работы
В основе работы ТН лежит принцип переноса тепла от более холодного источника к более теплому. То есть более холодное он делает еще холоднее, а более теплое — еще теплее. Это значит здесь не заложена идея вечного двигателя, потому что в сумме количество тепла сохраняется неизменным, а электроэнергия тратится только на разделение и перенос тепла.
Для чего нужны
Тепловой насос можно применить как для отопления, так и для охлаждения, потому что при помощи его происходит разделение и перенос тепла. Значит ту часть установки, которая становится холоднее, можно использовать для понижения температуры, а другую часть — для повышения.
Виды насосов
Имеются различные виды тепловых насосов, но все они основаны на использовании принципа получения тепла или холода методом разделения тепловой энергии и ее переноса. Лишь один ТН Френетта отличается. Кавитационный способ получения тепловой энергии при помощи гидродинамического генератора является разновидностью теплового насоса.
Тепловая энергия, которая расходуется на отопление здания, является следствием преобразования энергии, осуществляемого при помощи теплового насоса.
Причем получают тепло без сжигания топлива, а при помощи охлаждения наружной среды и выделения тепловой энергии внутри помещения, то есть в этом случае закон сохранения энергии соблюдается: сколько тепловой энергии забирается из внешней среды, столько же и выделяется внутри здания.
Большинство таких устройств бытового назначения используют тепло солнца, которое накапливается поверхностью земли, водой или воздухом.
Поэтому по типу первого контура все конструкции можно разделить на воздушные, грунтовые и водяные.
По виду теплоносителя (В — вода, Г — грунт) в контурах насосы можно разделить на восемь типов:
- В—В;
- Г—В;
- Г—воздух;
- воздух—В;
- воздух—воздух;
- В—воздух;
- хладагент—В;
- хладагент—воздух.
Они могут использовать также тепло выпускаемого воздуха, подогревая приточный, то есть работать в режиме рекуперации.
Воздух-воздух
По принципу работы тепловой насос напоминает тот, что применяется в кондиционере в режиме обогрева, но имеет единственное отличие. ТН настроен на отопление, а кондиционер на снижение температуры в комнате.
Принцип действия установки В—В заключается в следующем: воздух даже при низких температурах имеет некоторое количество энергии. Только при абсолютном нуле тепловая энергия отсутствует. Большинство ТН способны получать тепло при температуре –15 °С.
В настоящее время некоторые производители выпускают станции, сохраняющие отбор тепла при –30 °С. Забор тепла происходит при помощи испарения фреона, который циркулирует по внутреннему контуру.
Для этой цели используется испаритель, в котором хладагент преобразовывается из жидкого состояния в газообразное. При этом поглощается тепло.
Следующим блоком, который расположен в системе теплоснабжения В—В, является компрессор, который фреон из газообразного состояния превращает в жидкое. При этом выделяется тепло. Эффективность установки В—В напрямую зависит от температуры окружающей среды. Чем она ниже, тем и производительность станции меньше.
Воздух-вода
ТН типа воздух-вода является наиболее универсальной моделью. Она весьма эффективна в теплое время года, но в холодное время года производительность существенно падает.
Простой монтаж является преимуществом системы. Подходящее оборудование монтируется в любом месте. Тепло, которое удаляется из помещения в виде газа либо дыма, может повторно использовать.
Водяной ТН берет тепло из грунтовых вод, которые прокачиваются через испаритель. Подобный насос отличается неплохой эффективностью и повышенной стабильностью: эффективность — это результат значительной теплоотдачи воды.
Разумеется, для использования установки такого типа, нужно чтобы грунтовые воды на территории имелись в достаточном количестве. Желательно, чтобы вода находилась не глубже 30 метров.
Вода-вода
При такой системе во внутреннем контуре циркулирует легко испаряющаяся жидкость, например, фреон. В качестве контура внутри помещения могут быть водяные трубы, регистры или батареи, заполненные водой.
В качестве внешнего контура может выступать любой водоем, с достаточно большим количеством воды. Это может быть река, озеро или пруд. В этом случае теплоноситель забирает тепло с внешнего контура и отдает его контуру внутреннему.
Геотермальный
В качестве источника тепла у ТН используется запасенная тепловая энергия земли. Такие насосы считаются самыми эффективными, потому что температура грунта остается постоянной в течение всего года.
Эти системы подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Но для такого метода нужно довольно большая площадь под горизонтальные трубы, а для вертикальных систем необходимо выполнить значительные земляные работы.
Цены на разные виды тепловых насосов
тепловой насос
Какой насос лучше сделать
Для того чтобы накопить опыт по изготовлению ТН, желательно собрать такой агрегат из старого кондиционера или из старого холодильника. В этом случае можно наглядно увидеть, как работает система.
Еще одно немаловажное преимущество— это использование готовых деталей от холодильника или кондиционера.
Собрать тепловой насос для отопления дома своими руками, используя тепловую энергию земли, будет следующим шагом в этом направлении.
Сборка простого насоса из кондиционера
Современные кондиционеры могут выполнять функцию ТН воздух—воздух. Но их производительность падает вместе с температурой наружного воздуха.
Доработав кондиционер, можно получить действительно работающую модель насоса. Для этого можно собрать самодельный ТН своими руками по рабочим вариантам чертежей из кондиционера, который отбирает энергию не у наружного воздуха, а от проточной воды. В этом случае от кондиционера используется только компрессор.
Этапы работы:
Сборка насоса из старого холодильника
Тепловой насос изготовить из старого холодильника можно двумя способами.
В первом случае холодильник должен находиться внутри помещения, а снаружи требуется проложить 2 воздуховода и врезать в переднюю дверку. По верхнему воздух попадает в морозилку, происходит охлаждение воздуха, и по нижнему воздуховоду он покидает холодильник. Помещение греется от теплообменника, который расположен на задней стенке.
По второму способу своими руками сделать тепловой насос тоже довольно просто. Для этого понадобится старый холодильник, его надо только встроить снаружи отапливаемого помещения.
Такой обогреватель может работать при наружной температуре до минус 5 ºС.
Изготовление геотермальной установки
Изготовить геотермальную установку своими руками вполне возможно. При этом для обогрева жилища используется тепловая энергия земли. Конечно, это трудоемкий процесс, но и выгода при этом получается существенная.
Расчет контура и теплообменников насоса
Площадь контура для ТН составляется из расчета 30 м² на каждый киловатт. Для жилого помещения площадью 100 м² нужно около 8 киловатт/час энергии. Значит площадь контура будет составлять 240 м².
Теплообменник можно сделать из медной трубки. Температура на входе 60 градусов, на выходе 30 градусов, тепловая мощность 8 киловатт/час. Площадь теплового обмена должна быть 1,1 м². Медная трубка диаметром 10 миллиметров, коэффициент запаса 1,2.
Длина окружности в метрах: l = 10 × 3,14 / 1000 = 0,0314 м.
Количество медной трубки в метрах: L = 1,1 × 1,2 / 0,0314 = 42 м.
Необходимое оборудование и материалы
Во многом успех при изготовлении ТН зависит от степени подготовленности и знаний самого исполнителя, а также от наличия и качества всего необходимого для монтажа теплового насоса.
Перед началом работ нужно приобрести оборудование и материалы:
- компрессор;
- конденсатор;
- контроллер;
- полиэтиленовые фитинги, предназначенные для сборки коллекторов;
- труба на земляной контур;
- циркуляционные насосы;
- водопроводный шланг или труба ПНД;
- манометры, термометры;
- трубка медная диаметром 10 миллиметров;
- утеплитель для трубопроводов;
- комплект уплотнений для герметизации.
Как собрать теплообменный блок
Теплообменный блок состоит из двух составных частей. Испаритель нужно собрать по принципу «труба в трубе». Внутренняя медная трубка заполняется фреоном или другой быстро закипающей жидкостью. По наружной циркулирует вода из скважины.
Перед сборкой конденсатора необходимо медную трубку намотать в виде спирали и поместить в металлическую бочку емкостью не менее 0,2 м³. Медная трубка заполняется фреоном, а бочка с водой подключается к системе отопления дома.
Обустройство грунтового контура
Для того чтобы подготовить необходимую площадь для грунтового контура, требуется выполнить большой объем земляных работ, которые желательно проводить механизированным способом.
Можно использовать 2 метода:
1. При первом способе необходимо снять верхний слой грунта на глубину ниже его промерзания. На дно получившегося котлована уложить змейкой свободную часть наружной трубы испарителя и произвести рекультивацию почвы.
2. Во втором способе нужно сначала прокопать траншею по всей планируемой площади. В нее укладывается труба.
Затем нужно проверить герметичность всех соединений и заполнить трубу водой. Если протечек нет, можно засыпать конструкцию землей.
Заправка и первый запуск
После окончания монтажа необходимо заполнить систему хладагентом. Данную работу лучше всего поручить специалисту, потому что для заправки внутреннего контура фреоном применяются специальные приборы. При заполнении нужно замерить давление и температуру на входе компрессора и на выходе.
После окончания заправки нужно включить оба циркуляционных насоса на самую низкую скорость, затем запустить компрессор и контролировать работу всей системы по термометрам. При прогреве магистрали возможно обмерзание, но после полного прогрева системы обмерзание должно растаять.
Видео
В этом видео показано, как можно из кондиционера сделать тепловой насос.
Из данного видео вы узнаете все о ТН: принцип работы, типы, преимущества и недостатки, правила монтажа.
Тепловой насос Френетта своими руками: варианты самоделок + фото и видео
Желая сократить расходы на отопление своего жилища, немало домовладельцев сумели сделать тепловой насос Френетта своими руками.
Отдельные энтузиасты, как и оптимистичные создатели рекламных роликов, уверяют, что с помощью улучшенной модели этого агрегата можно достичь КПД в 700, а то и в 1000%. Скептики припоминают основные положения законов термодинамики и сомневаются.
Тем не менее, изобретение Френетта, запатентованное почти четыре десятилетия назад и неоднократно переделанное, успешно функционирует как в виде самодельных устройств, так и в качестве солидных промышленных моделей.
Принцип работы и устройство агрегата
О том, что интенсивное трение приводит к нагреванию поверхностей или сред, хорошо знает любой школьник. Евгений Френетт создал удивительно простой отопительный прибор, в котором применяется это физическое явление. Изобретатель использовал два цилиндра разного размера.
Меньший по диаметру цилиндр был помещен в полый цилиндр большего диаметра. Между наружной поверхностью первого и внутренней стенкой второго цилиндра было залито масло.
Малый цилиндр с одной стороны был подключен к электромотору, а с другой стороны к нему приделали крыльчатку вентилятора.
Это схема теплового насоса, который был запатентован Евгением Френеттом еще в 1977 году. Позднее модель многократно перерабатывалась и улучшалась
При интенсивном вращении внутреннего цилиндра масло, залитое в устройство, нагревалось до достаточно высоких температур. Крыльчатка вентилятора позволяла быстро распространять тепло в пространстве помещения. Для удобства использования рабочие цилиндры помещали в корпус с отверстиями для воздуха. Оптимизировать работу устройства можно было с помощью термостата.
Несмотря на похожее название, устройство Френетта и его аналоги не имеют никакого отношения к тепловому насосу, в котором на основании обратного принципа Карно низкопотенциальная энергия окружающей среды (воды, земли, воздуха) преобразуется в тепловую энергию с высоким потенциалом. Объединяет их только тот факт, что обе системы успешно используются для обогрева жилищ.
Вариации на «Френеттовскую» тему
И сам изобретатель, и его последователи за прошедшие годы неоднократно улучшали тепловой насос френетта. Интересна модель, в которой барабан размещен горизонтально, а по центру системы расположен вал, часть которого размещена снаружи. Такая конструкция должна быть выполнена очень тщательно, чтобы не допустить просачивания жидкости в местах соединения корпуса с валом.
В этой модели теплового насоса Френетта движущийся вал выведен наружу, а ось вращения перемещена из вертикального положения в горизонтальное
В этом случае вентилятор отсутствует, а теплоноситель из теплового насоса поступает в теплообменник, роль которого может выполнить обычный радиатор отопления или даже система центрального отопления дома.
В этой модели насоса Френетта используются одновременно два барабана, а теплоноситель перемещается по замкнутой системе через теплообменник или радиатор
Позднее был разработан проект теплового насоса Френетта, в котором для разогрева теплоносителя использовалось два барабана. Система была дополнена крыльчаткой.
Под воздействием центробежных сил разогретое масло выбрасывалось из отверстий этой крыльчатки.
В результате жидкость попадала в небольшой зазор между ротором и корпусом устройства, что позволяло использовать такой насос с очень высокой эффективностью.
Использование высокопрочной крыльчатки в тепловом насосе Френетта позволяет улучшить производительность устройства. Теплоноситель выходит через узкие отверстия, расположенные по краям
Наиболее оригинальным вариантом можно считать версию хабаровских ученых Назыровой Натальи Ивановны, Сярг Александра Васильевича и Леонова Михаила Павловича. Рабочая часть этого устройства внешне напоминает гриб.
В качестве рабочей жидкости используется вода, которая достигает кипения и превращается в очень горячий пар.
Под действием реактивной силы пара вода движется по каналам устройства со скоростью 135 м/мин, что позволяет обходиться без внешнего источника питания.
Примерная схема универсальной генерирующей установки, разработанной в Хабаровске: 1 — емкость; 2 — входной патрубок; 3 — выходной патрубок; 4 — водонагреватель; 5 — подшипниковый вал
Обратите внимание! Не стоит пытаться повторить опыт ученых из Хабаровска и создавать подобный универсальный генератор для домашнего использования. Эта конструкция была разработана исключительно для промышленного применения.
Разобравшись в принципах устройства насоса Френетта, любой изобретатель может внести в его конструкцию собственные коррективы, чтобы улучшить работу прибора или упростить его монтаж.
Как самостоятельно изготовить такое устройство?
Самым практичным для обогрева жилищ считается модель теплового насоса Френетта, в которой отсутствует вентилятор и внутренний цилиндр.
Вместо этого используется множество металлических дисков, которые вращаются внутри прибора. Роль теплоносителя выполняет масло, которое поступает в радиатор, охлаждается и затем возвращается в систему.
Работа такого устройства убедительно продемонстрирована в видеоматериале:
Для знающих английский язык может пригодиться такое видео:
Изготовить тепловой насос по принципу Евгения Френетта в домашних условиях не сложно. Для этого понадобится:
- металлический цилиндр;
- стальные диски;
- гайки;
- стальной стержень;
- небольшой электромотор;
- трубы;
- радиатор.
Диаметр стальных дисков должен быть немного меньше диаметра цилиндра, чтобы между стенками корпуса и вращающейся частью был небольшой зазор. Количество дисков и гаек зависит от размеров конструкции. Диски последовательно нанизывают на стальной стержень, разделяя их гайками.
Обычно используются гайки, высота которых составляет 6 мм. Цилиндр следует заполнить дисками до верха. На стальной стержень наносят наружную резьбу по всей его длине. В корпусе делают два отверстия для теплоносителя.
Через верхнее отверстие разогретое масло будет поступать в радиатор, а снизу оно будет возвращаться в систему для дальнейшего нагрева.
В качестве теплоносителя разработчики устройства рекомендуют использовать жидкое масло, а не воду, поскольку температура кипения такого масла в несколько раз выше. При быстром нагреве вода может превратиться в пар и в системе возникнет избыточное давление, что может привести к повреждению конструкции.
Это примерная схема конструкции теплового насоса Френетта, которую не сложно реализовать с помощью подручных средств и доступных материалов
Для монтажа стержня с резьбой также понадобится подшипник. Что касается электродвигателя, подойдет любая модель, обеспечивающая достаточное количество оборотов, например, рабочий двигатель от старого вентилятора.
Процесс сборки устройства происходит следующим образом:
Чтобы улучшить работу теплового насоса этого типа и сделать его использование более удобным и экономичным, рекомендуется применить систему автоматического включения-отключения для двигателя. Управляется такая система с помощью термодатчика, который крепят прямо на корпус устройства.
Где такой насос можно применить?
Самый простой способ использовать это устройство — превратить его в комнатный обогреватель. Прекрасно подойдет такой тепловой насос и для отопления гаража, бани или другого небольшого помещения. А вот в большом доме народные умельцы предлагают использовать насос Френетта в комплексе с системой «теплый пол».
В этом случае теплоноситель будет циркулировать не по радиатору, а по пластиковым трубам, уложенным в стяжку пола. Регулировать работу этой системы предполагается с помощью термодатчика, который устанавливается на корпусе насоса, а не монтируется в стяжке, как это делается при монтаже традиционного водяного теплого пола.
Тепловой насос Френетта своими руками чертежи: принцип действия теплогенератора, отзывы, видео
Теплонасос Френетта был сконструирован в Америке в и назван в честь его создателя изобретателя Евгения Френетта. Агрегат известен благодаря своей высокой эффективности работы.
С того времени конструкция насоса была несколько видоизменена, что позволило увеличить его КПД. В результате сегодня на рынке представлено несколько модификаций такого агрегата.
В этой статье мы рассмотрим, как собрать теплонасос Френетта своими руками.
Достоинства установки
Теплонасос Френетта можно подключить к системе теплых полов
Теплонасосы Френетта, по сравнению с другими агрегатами такого типа, пользуются особой популярностью. Установка широко используется в отопительных системах.
- Также насос может подключаться к современным системам теплого пола.
- Такое широкое использование теплового насоса объясняется тем, что он имеет много преимуществ, по сравнению с другими агрегатами.
- К ним можно отнести:
- высокая продуктивность;
- экономичность;
- возможность функционировать в автоматическом режиме;
- многофункциональность насоса;
- легкая настройка под те или иные потребности;
- компактные размеры;
- бесшумная работа и многое другое.
Внесение новых модификаций в конструкцию насоса приводит к улучшению его технических характеристик.
Тепловые насосы Френетта широко используются в различных сферах. Чаще всего их устанавливают в загородных домах. Немаловажным преимуществом агрегата является то, что его можно собрать своими руками.
Принцип работы теплонасоса
Схема работы теплонасоса. (Для увеличения нажмите)
По принципу действия тепловые насосы напоминают обычные холодильники. Так, холодильное оборудование в процессе функционирования забирает тепло из камер и подает его наружу.
Здесь в работу вводятся радиаторы. Что касается насоса, то тепло он берет из земли или жидкости. На следующем этапе происходит обработка тепловой энергии и подача ее в систему отопления того или иного строения.
В работе теплонасоса особое место занимает холодильный агент, в качестве которого используют фреон или аммиак. Хладагент передвигается по внешнему и внутреннему контуру.
Здесь внешний контур отвечает за прием тепловой энергии из внешней среды, будь то земля, вода или атмосфера. После того как температура холодильного агента поднимается на несколько градусов, он начинает циркулировать по системе.
В первоначальном состоянии холодильный агент – это жидкость, но в результате действия на него испарителя он превращается в газ. После этого холодильный агент направляется в компрессор, где происходит его сжимание.
В результате этого возрастает его температура. Дальше газ направляется в конденсатор, где происходит обмен тепловой энергией с тепловым носителем отопительной системы. В результате охлаждения газ превращается в жидкость и возвращается на исходную точку.
Будьте внимательны: в процессе многочисленных циркуляций количество холодильного агента уменьшается, поэтому этот параметр нужно периодически контролировать.
Устройство
Устройство теплонасоса Френетта. (Для увеличения нажмите)
Устройство, как и принцип работы теплонасоса Френетта довольно просто.
В состав классической конструкции входит:
- ротор и статор;
- вентилятор с довольно большими лопастями;
- вал.
Ротор и статор представляют собой цилиндры разного объема. Ротор имеет меньший объем и устанавливается в статор. В статор наливается масло, которое используется в качестве теплоносителя.
Масляный теплоноситель подогревается в результате действия на статор ротора. Ротор же в свою очередь приводится в работу валом, на конце которого устанавливается вентилятор. Функция вентилятора заключается в том, чтобы нагнетать теплый воздух в помещение.
В современных модификациях теплового насоса Френетта вместо ротора используют стальные диски. Также здесь нет потребности в использовании лопастного вентилятора. Благодаря некоторым модификациям, стало возможным улучшение технических характеристик теплонасоса.
Самостоятельная сборка
Горизонтальная модель теплонасоса Френетта
- цилиндр;
- диски из высококачественной стали, диаметр которых должен быть меньше, чем диаметр цилиндра;
- электродвигатель с длинным валом;
- силовой кабель;
- сальники и уплотнители;
- гайки;
- патрубки;
- элементы отопительной системы – радиаторы и трубы.
Читайте также: Трос для прочистки труб: виды, как выбрать и как использовать
Имея под рукой такие материалы, можно приступать к непосредственной сборке агрегата:
Таким образом, осуществляется сборка самого простого теплового насоса Френетта. Обладая определенными навыками и знаниями, каждый сможет собрать насос для своего загородного дома.
Важный момент: перед тем, как использовать агрегат в отопительной системе или в теплых полах, стоит учесть его эффективность, которая напрямую зависит от КПД насоса.
Итак, что же это за советы:
- в качестве теплоносителя лучше использовать натуральное масло;
- агрегат оснащают термодатчиком, что обеспечит его автономное отключение и включение;
- чтобы снизить стоимость сборки насоса, в качестве силового элемента можно использовать электродвигатель от старых приборов;
- чтобы улучшить эффективность работы насоса, при его конструировании стоит использовать максимальное количество стальных дисков.
Если вы обладаете определенными знаниями в работе таких агрегатов, то со временем определите, какие модификации можно провести для улучшения их работы. Так как речь идет об использовании электричества и масла, не стоит забывать о техники безопасности.
Смотрите видео, в котором опытный пользователь объясняет устройство и особенности эксплуатации теплового насоса Френетта, сделанного своими руками:
Устройство и принцип действия теплового насоса Френетта
Достаточно интересная разработка, позволяющая обеспечить отопление различных помещений — тепловой насос Френетта (своими руками создать такой агрегат достаточно просто, это по силам любому народному умельцу), не требующий никаких типов топлива.
Сразу стоит оговориться о том, что, несмотря на схожесть названия, данная установка не имеет ничего общего с геотермальными тепловыми насосами, данные конструкции работают по совершенно другому принципу.
Основной принцип работы установки Френетта
Из школьного курса физики известно о том, что сила трения между различными веществами способна привести к их разогреву до достаточно высоких температур. Именно эта особенность и была положена изобретателем Евгением Френеттом в основу созданного им теплового устройства.
Высокопрочная крыльчатка теплового насоса Френетта
Применяемые сегодня тепловые насосы Френетта претерпели множество изменений, конструкция устройства была значительно модифицирована и усовершенствована, но основной принцип функционирования остался прежним.
Насос данного типа представляет собой два сосуда, помещенных один внутрь другого, при этом пространство между ними заполняется техническим маслом.
Внутренний цилиндр подсоединяется к валу электродвигателя, вращающемуся с большой скоростью.
Благодаря этому под воздействием сил трения между поверхностями цилиндров и теплоносителем (маслом) происходит его разогрев до достаточно высоких температур.
Полученная тепловая энергия передается на традиционный радиатор отопления (масло поступает к нему по системам трубопроводов) или используется для нагрева воздуха, из которого при помощи встроенное крыльчатки формируются тепловые потоки.
По словам производителей, принцип действия теплового насоса Френетта позволяет получить устройство, КПД которого достигает 1000%, конечно поверить в это сложно (опять же исходя обычных школьных знаний физики) но стоит признать то, что эффективность конструкции достаточно высока.
Модификации насосов Френетта
В первую очередь стоит отметить тот факт, что в качестве теплоносителя стоит применять именно масло, которое имеет большую (по сравнению с водой) температуру кипения.
Конечно, имеются и водяные модификации насосов, но они имеют более сложную конструкцию.
Это связано с тем, что получаемой в результате трения энергии хватает для перехода воды в парообразное состояние, в результате чего создается избыточное давление в системе, что приводит к необходимости повышения надежности всех узлов конструкции.
На практике применяют заводские установки и самодельные насосы Френетта, наиболее распространены следующие модификации:
Модель теплового насоса Френетта
- Насосы с горизонтальным расположением рабочих цилиндров (барабанов) имеют небольшие габаритные размеры. Существуют модели, в которых роль внутреннего цилиндра играет вал электродвигателя, что позволяет существенно упростить конструкцию. Но при этом стоит особое внимание уделить уплотнению всех узлов при помощи сальников, резиновых манжет и других подобных элементов, протекание теплоносителя не допускается. Такой насос Френетта обеспечивает нагрев масла и подачу его в традиционный радиатор отопления.
- Устройство, способное работать с повышенной эффективностью, представляет собой конструкцию из двух рабочих барабанов и крыльчатки. Центробежная сила, возникающая при раскручивании жидкости крыльчаткой, приводит к выбросу масла в минимальный зазор между поверхностями цилиндров. При этом количество выделяемой под действием сил трения тепловой энергии существенно увеличивается. Такая конструкция так же подключается к бытовым радиаторам отопления.
- Промышленная установка, работающая по принципу насоса Френетта, в которой в качестве теплоносителя используется вода, способна работать без внешнего питающего устройства. Помните о том, что создать такую установку в домашних условиях практически невозможно, она представляет интерес только в промышленных масштабах.
Внутренний цилиндр представляет собой грибообразную конструкцию. При работе насоса теплоноситель (вода) нагревается до кипения и превращается в пар, возникающие реактивные силы обеспечивают его движение по внутренним каналам установки с высокой скоростью (достигает 135 метров в минуту). Благодаря этому обеспечивается высокая эффективность работы установки.
Все заводские модификации имеют достаточно высокую стоимость, поэтому особый интерес вызывают конструкции, которые можно самостоятельно собрать в домашних условиях.
Самодельный насос Френетта
Смонтировать насос Френетта своими руками достаточно просто, при этом вам не потребуются дорогостоящие детали и конструктивные узлы. Установка не требует применения дополнительных крыльчаток, а функции внутреннего цилиндра выполняют несколько обычных стальных дисков, размещенных на приводном валу.
Итак, основные элементы самодельной системы отопления, работающей по принципу теплового насоса Френетта:
Самодельный насос Френетта
- Стальной наружный цилиндр подходящего диаметра.
- Металлические диски, размер которых несколько меньше, чем внутренний диаметр цилиндра. Помните о том, что эффективность работы устройства будет повышаться по мере уменьшении зазора между конструктивными элементами.
- Небольшой электродвигатель с удлиненным валом, на который монтируются внутренние диски.
- Минеральное или другое техническое масло (например, рапсовое или хлопковое).
- Система трубопроводов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя и бытовой радиатор отопления.
Вал электродвигателя или рабочая ось, соединенная с ним, устанавливается внутри наружного цилиндра на подшипниках. При этом не стоит забывать о надежном уплотнении данных узлов. На ось с определенным зазором монтируется требуемое количество рабочих диском.
Обеспечить расстояние между ними можно при помощи гаек, которые накручиваются после каждого очередного диска. Высота гайки обычно не превышает 5-6 мм, количество дисков подбирается исходя из высоты цилиндра, весь внутренний объем должен быть заполнен ими.
В корпусе установки (наружном цилиндре) делают два отверстия (сверху и снизу). Через верхнее разогретое масло будет подаваться в систему отопления, а для его возврата в установку используется нижнее отверстие.
После сборки основных узлов насоса необходимо заполнить его маслом, подключить рабочую ось и электрическому приводу, входной и выходной патрубки к магистрали отопления. После герметизации конструкции можно запускать самодельный насос Френетта в работу.
Чтобы упростить управление устройством, сделать его эксплуатацию более удобной и эффективной, рекомендуется собрать систему автоматического управления, которая способно обеспечить включение установки при понижении температуры в помещении до определенного критического значения.
Область применения тепловых насосов
Тепловой насос Френетта
В принципе устройства данного типа можно использовать для обогрева самых различных помещений, начиная от гаражей, хозяйственных построек, жилых и производственных зданий, никаких ограничений в данном вопросе не существует.
Если использовать насос Френетта для обогрева отдельной комнаты или помещения, то целесообразно подключать его к обычным отопительным радиаторам.
При применении данного устройства для обеспечения отопления в жилом доме, стоит рассмотреть возможность его совместной эксплуатации с системами водяного теплого пола. Такое конструктивное решение обеспечивает наиболее эффективное отопление.
В этом случае датчик, обеспечивающий автоматическую работу, устанавливается в корпусе насоса, а не в стяжке (как для традиционных систем теплого пола).
Несмотря на то, что в эффективность работы такого простого устройства трудно поверить, практика показывает его надежность и высокую работоспособность. Поэтому, если вы задумались об обеспечении энергонезависимого отопления, обязательно рассмотрите возможность установки насосов Френетта.
Описание и преимущества: тепловой насос «Френетта»
Более тридцати лет назад американский ученый Евгений Френит изобрел устройство, которое сегодня мы и называем тепловым насосом «Френетта». КПД такого устройства составлял 1000%, а значит, какие-то альтернативные приборы не могли сравниться с изобретением.
Особенности теплового насоса «Френетта»: принцип действия
В устройство данного теплового насоса входит ротор, статор, вал и лопастный вентилятор. Работа основывается на действии двух цилиндров – а именно, статора и ротора. Большой цилиндр – это статор, он пустой внутри. Ротор отличен меньшим объемом, он вставляется в статор. Масло заливают в большой цилиндр, оно нагревается под верчением малого цилиндра.
На подключенном валу есть лопастный вентилятор, благодаря этому ротор движется. Вентилятор помогает нагретому воздуху попадать в помещение, то есть выполняется функция обогрева. Но это простейшая модель, через какое-то время ученый ее усовершенствовал. В такой модели уже нет внутреннего цилиндра, он заменен стальными дисками.
В усовершенствованной модели нет и вентилятора. Такие устройства заработали отличные отзывы. Затраты на электричество меньше, и намного меньше, чем производимая устройством энергия, что используется для обогрева помещения.
Чем так хорош тепловой насос «Френетта»:
- Нет теплообменника;
- Энергия нагревания имеет большую мощность;
- Циркуляция носителя тепла осуществляется в закрытой системе;
- Большая часть насоса в форме контура, что помогает формированию вакуумных зон и температурному повышению.
Насос насосу рознь. Прежде всего, они могут быть промышленные и частные. Последние используются для обогрева дома или не очень больших помещений.
Кстати, тепловой насос можно изготовить своими руками, используя старое оборудование. Все рекомендации на следующей странице: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/teplovoj-nasos-svoimi-rukami-iz-starogo-kholodilnika
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.
Читайте также: Лучшие роботы-пылесосы ashimo: обзор моделей + отзывы о бренде
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.
Ещё больше информации о преимуществах теплового насоса вы найдете в нашей статье: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/teplovoj-nasos
Как уже говорилось выше, гидродинамический тепловой насос можно сделать и самому. Для этого понадобятся: металлический цилиндр, маленький электромотор, стальные диски, стальной стержень, гайки, трубы и радиатор. Диаметр дисков по правилам должен быть меньше диаметра цилиндра.
Как это сделать:
- Диски последовательно нанизываются на стальной стержень, их разделяют гайки;
- Цилиндр заполняется дисками доверху;
- На стальной стержень наносится наружная резьба, по всей длине;
- Для теплоносителя в корпусе делаются два отверстия, через верхнее в радиатор поступает разогретое масло, а снизу масло возвращается в систему для последующего нагрева.
Не используйте воду как теплоноситель, жидкое масло уместнее. Все же температура кипения масла выше в несколько раз. Вода при быстром нагреве превращается в пар, и в системе может случиться избыток давления. А это угроза для целостности конструкции.
Воздушное отопление набирает популярность за счет эффективности о простоты системы. Об этом в материале нашего сайта: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/vozdushnoe-otoplenie
Процесс сборки теплового насоса «Френетта» своими руками: чертежи
Сначала в корпусе для труб отопления проделываются два отверстия специально для труб отопления. Стержень с резьбой устанавливается по центру корпуса. На эту резьбу навинчивайте гайку, ставьте диск, потом навинчивайте следующую гайку и пр. И так монтаж дисков продолжается до полного заполнения корпуса.
Потом в систему заливается масло, к примеру, хлопковое. Корпус закрывается и фиксируется на стержень. К проделанным отверстиям подводите трубы радиатора. Электродвигатель присоединяете к центральному стержню, он гарантирует вращение. Прибор можно включить в сеть и проверить его работу.
Для чего нужен гидроударный насос? Самое простое использование насоса «Френетта» – комнатный обогреватель. Им можно отапливать гараж, баню или какое-то другое помещение. Но в большом доме использовать его советуют в комплекте с популярной системой теплый пол. Удачного конструирования!
Самостоятельное изготовление теплового насоса и теплогенератора Френетта: 8 основных составляющих
Для уменьшения постоянно растущих затрат на обогрев жилья в зимний период, некоторые домовладельцы берутся изготовить теплогенератор своими руками. Насосный экземпляр теплового типа, о котором пойдет сегодня речь создан сорок лет назад, и за этот солидный промежуток времени его неоднократно переделывали, пытаясь достичь совершенства. Однако и без модернизации он очень неплох.
Насосный экземпляр теплового типа
Отныне устройство с успехом используется как в домашних условиях, так и на промышленном производстве.
Принцип действия и устройство агрегата: реально высокий кпд
С внедрением в нашу жизнь технологий по сбережению энергии отопление помещений выгоднее организовать посредством внедрения альтернативных источников. Едва ли кто станет спорить с тем, что электрическая энергия на данный момент не только эффективнейший, но и популярнейший энергоноситель для всевозможных нагревателей, однако не самый дешевый и экономичный.
Решить проблему был призван генератор тепла, коэффициент полезного действия которого в большинстве своем превышает сто процентов.
Эта интересная разработка носит название тепловой насос Френетта в честь автора, американца Евгения Френетта, который в 70-х прошлого столетия запатентовал свое изобретение и предложил на обозрение просвещенному миру схему шикарной установки.
Самодельный тепловой насос своими руками на основе этой схемы вырабатывает практически в десять раз больше тепла от объема потребляемого электричества.
С течением времени конструкция насоса претерпевала некоторые изменения, в том числе и сам изобретатель сумел предложить миру несколько модифицированных устройств того же направления. На данный момент в сфере инноваций тепловых агрегатов значится свыше десятка похожих моделей.
Если у домовладельца есть в арсенале тепловой генератор, отопление дома на высоком уровне обеспечено.
Принцип работы этого аппарата зиждется на использовании в деле обычного физического трения, но трения интенсивного, благодаря чему теплоноситель нагревается.
Устройство теплогенератора составляют два цилиндра: один с большим диаметром, другой с меньшим. Меньший из них помещают в больший цилиндр, а в зазор между ними заливается масло.
Компактный цилиндр подключается с обеих сторон.
С одной к нему подсоединяют электромотор, под действием которого он начинает вращаться и, согласно физическому явлению, нагревает масло до высокой температуры, а с другой – непосредственно к кулеру – помощнику в равномерном распределении тепла по замкнутому пространству. Оптимизируют деятельность техники термостаты, а также то, что цилиндры размещаются непосредственно в самом корпусе со специальными отверстиями.
На самом деле тепловой насос Френетта хоть и может использоваться для различных целей, о которых будет упомянуто ниже, но главное его предназначение – это обогрев жилищных помещений, что его отличает от прочих тепловых насосов. Функционирование агрегата Фернетта базируется на трении, а остальные тепловые насосы преобразуют энергию с низким потенциалом в более высокий.
Вариации на Френеттовскую тему
Любые физические приборы своими руками изготовленные и доказавшие эффективность на практике начинают тиражироваться, а дело находит последователей. То же самое произошло и с тепловым насосом Френетта, который доказал свое право на жизнь и право на модернизацию, ведь, как говорится, нет предела совершенству.
Как в домашних условиях самому смастерить такое устройство
Наиболее практичной из всех существующих моделей самоделок под тепловой насос Френетта для обогрева жилья является та, в которой нет вентилятора и внутреннего цилиндра. Взамен применяется некоторое количество металлических дисков, вращающихся внутри корпуса прибора. Теплоносителем выступает масло, проникающее в радиатор, охлаждающееся и возвращающееся назад.
Тепловой насос поможет вашему котлу равномерно распределять тепло
Элементы для сборки своими руками
Сделать теплогенератор по проекту Е. Френетта в бытовых условиях не так уж и сложно. Для этого понадобятся чертежи аппарата и следующие элементы:
- цилиндр из металла;
- диски из стали;
- гаечный набор;
- стержень из металла или термостойкого пластика;
- стальной дисковый затвор;
- мотор;
- несколько труб;
- радиатор.
Важно! Диаметр цилиндра непременно превышает диаметр каждого из стальных дисков для того, чтобы между корпусом и вращающейся частью присутствовал зазор. Число дисков и гаек подбирается по размерам аппарата. Диски один за другим надевают на стальной (или прозрачный пластиковый) стержень, разделяя их гайками.
Обычно выбираются гайки высотой 6 миллиметров. Цилиндр заполняется дисками до самого верха. На стержень нарезается наружная резьба во всю длину. В корпусе просверливается пара отверстий для движения теплоносителя.
Через верхнее отверстие горячее масло перетекает в радиатор, а через нижнее возвращается обратно для последующего нагрева.
В систему советуют заливать жидкое масло, а не воду, это обеспечивает высокий уровень температурного нагрева теплоносителя. Чересчур быстрый нагрев воды создает избыточный пар, а за счет него в системе возникает повышенное давление, что нежелательно.
Для монтажа стержня необходимо приготовить подшипник. На роль двигателя сгодится любая модель с достаточно большим количеством оборотов. Им может быть моторчик от давно не используемого вентилятора.
Последовательность работы по чертежам
Тепловой насос френетта своими руками собирается в такой последовательности:
Для удобства работы с теплогенератором специалисты рекомендуют соорудить автоматическое включение-выключение двигателя. Управляется бойлер термодатчиком, закрепленным на корпусе устройства.
Где такой применяется тепловой насос Френетта
«Френеттовский» чудо-насос нередко используется гражданами как комнатный обогреватель и не только. Он идеально подойдет для отопления гаража, бани или подсобки.
В больших хоромах специалисты соединяют насос Френетта с теплым полом. В этом случае теплоноситель принимает для последующей циркуляции не радиатор, а пластиковая труба или несколько труб, уложенных в половую стяжку.
Регулируется система автоматически с помощью электронных прибамбасов.
Насос френетта можно приспособить для экономичного подогрева воды в закрытом бассейне и настроить автоматическую поддержку заданной температуры, что актуально весь год, кроме летних месяцев. По сравнению с обычным нагревателем, работающим на ТЭНах, тепловой насос в жаркое время года потребляет в пять раз меньше электроэнергии.
Работа в теплицах активизируется по окончании периода ядреных морозов. Для их обогрева предпочтительнее всего подготовить простой по части монтажа и удобства обслуживания вихревой теплонасос системы «воздух-воздух».
Насос закачивает тепло с улицы и автоматом поддерживает выбранный температурный режим. При дополнении систему ветрогенератором затраты на обогрев сводятся чуть ли не к нулю, а заодно повышается конкурентоспособность продукции.
Тепловой насос Френетта сможет сделать каждый, если учтет все нюансы!
