Как изготовить тепловой насос Френетта своими руками

Принцип работы ТН

Алгоритм работы ТН:

Система запускается – теплообменник повышает внутри себя температуру на 5 градусов, а затем из наружного контура во внутренний поступает нагретый фреон или аммиак.
Теплоноситель из первого блока преобразовывается из жидкости в газообразное состояние. Этот процесс происходит за счет того, что фреон может закипать даже при низких температурах.
Хладагент переходит из первого блока во второй, которым является компрессор: в нем газ сжимается, из-за чего происходит резкое повышение температуры.
Фреон падает в конденсатор при переходе в третий блок. В нем происходит передача высокой температуры от газа воде, которая находится в трубах домашней отопительной системы. После передачи газ теряет температуру, охлаждается и снова возвращается в жидкое состояние.
Фреон возвращается в первый блок. После этого процесс обогрева повторяется за счет отлаженной циркуляции системы.

Другие наши статьи в тему:

Тепловой насос для отопления дома своими руками: принцип действия, подробная инструкция по монтажу.
Разводка отопления от котла в частном доме: схема и инструкция для новичков.
Какие бывают типы отопительных приборов: http://ksportal.ru/26-tipy-otopitelnyx-priborov.html

Тепловой насос Френетта принцип работы и возможность самостоятельного изготовления

4в), создается устойчивый режим самогенерации универсальной генерирующей установки, что обеспечивает ее работу без внешнего источника питания.

Из емкости 1, по необходимости, горячая вода, пар или кислород и водород через выходной патрубок 3 поступают соответственно в системы горячего водоснабжения, отопления, пароснабжения, аккумуляции холода или сбора кислорода и водорода.

Наиболее эффективно универсальная генерирующая установка работает при выгнутой форме внутренней поверхности корпуса 6 при отношении максимального диаметра «Д» диска 7 (фиг.

2) к диаметру «д» полости вала 9 как 3:1, при отношении максимального диаметра «Д» диска 7 (фиг. 2) к высоте «Н» как 3:1, при пяти дисках 7, образующих четыре вакуумных зоны 11 с четырьмя круговыми выходами 12 в криволинейные каналы 10 прямоугольного сечения высотой 1,4 миллиметра и шириной 2 миллиметра.

Компоновка универсальной генерирующей установки может быть как горизонтальной, так и вертикальной, с верхним или нижним расположением привода, с установкой на одной или на двух подшипниковых опорах.

Создаваемое водонагревателем избыточное давление воды в емкости 1 позволяет универсальной генерирующей установке выполнять функции циркуляционного насоса.

Ну а теперь приведем некоторые наблюдения:

В соответствии с сущностью изобретения изготавливается универсальная генерирующая установка с числом оборотов до 13000 об/мин.

При этом водонагреватель включает в себя: корпус с выгнутой поверхностью нижней стороны и высотой «Н» — 70 мм, с криволинейным расположением каналов в количестве 73 шт., имеющих прямоугольное сечение высотой 1,4 мм и шириной 2,0 мм; 5 дисков с максимальным диаметром нижнего диска «Д» — 210 мм, образующих четыре вакуумные зоны с четырьмя круговыми выходами в каналы; вала с диаметром «д» полости вала — 70 мм.

Ожидаемые расчетные параметры изготавливаемой универсальной генерирующей установки:

При 7600 — 8000 оборотах в минуту происходит нагрев воды до 100oС;

При 8000-10000 оборотах в минуту происходит нагрев воды с парообразованием, 100oС и выше;

При 10000-13000 оборотах в минуту происходит парообразование с температурой пара до 400oС;

При 12500 оборотах в минуту устанавливается режим самогенерации.

При 15000 и выше оборотах в минуту происходит разложение воды на кислород и водород с температурой минус 60oС и ниже

2015-2018 poisk-ru.ru Все права принадлежать их авторам.

Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование. Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных

Изготовление теплогенератора своими руками

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.

Особенности оборудования

В семидесятые годы в Америке примечательный изобретатель Евгений Френетт показал миру свое создание – тепловой насос Френетта, названный в честь своего открывателя.

Примечателен он в первую очередь тем, что КПД превышает 100%. Некоторые верят и в 700 и 1000 процентов, но скептики, оперирующие физическими законами, не поддерживают их — это, все-таки, преувеличение.

Сфера применения насоса Френетта не ограничивается жилыми помещениями. Его с успехом применяют на производстве.

В свое время этот прибор был очень популярен, поэтому энтузиасты изучали его схему, все больше совершенствуя конструкцию теплового насоса.

Основной принцип все так же не изменился: создатель устройства предлагал простое, но гениальное в своей простоте изобретение. Все основывается на выделении тепла вследствие трения.

Когда он представлял впервые тепловой насос Френетта, схема была такова:

Два цилиндра отличного размера: меньший в большем. В небольшом промежутке между ними масло.
Малый мотор оборудован с одной стороны вентилятором, с другой – двигателем (электромотор).
Внешний корпус подразумевал пазы для воздуха, а оптимизировал работу установки термостат.

Теперь разберемся, как примерно функционировал данный агрегат, который по своей конструкции отличается от большинства привычных и знакомых нам климатических устройств.

За счет вращения малого цилиндра разогревается масло. Вентилятор распространяет теплый воздух в помещении.

Несмотря на то, что эта система называется тепловым насосом, с правильным представлением этого термина машина Френетта совпадает только в роли обогревателя.

Тепловой насос должен работать по обратному принципу Карно, преобразуя низкий потенциал окружающей среды в высокий потенциал энергии тепла. Здесь же такого нет.

Многие пытались преображать изобретение, в том числе и сам его создатель. Поэтому можно обнаружить разные виды насоса Френетта.

Конструктивные отличия от вышеописанных нюансов, например, могут быть следующими:

Барабан с цилиндрами находится в горизонтальном положении, по центру проходит вал, конец которого выступает наружу. Вентилятора нет, обычно его заменяет радиатор или же теплоноситель подается сразу в систему

Важно обеспечить герметичность установки. Вид из двух барабанов с крыльчаткой между ними

Разогретое масло выбрасывается из крыльчатки в зазор между ротором и корпусом насоса, обеспечивая максимальную производительность.
Нестандартный вид насоса Френетта, разработка хабаровских ученых. Масло заменено на воду, основа – грибовидный элемент. Образующийся при нагревании и кипении пар движется по каналам со скоростью до 135 метров в минуту. Эта конструкция способна существовать без подвода энергии извне. Применяют его только в промышленных целях.

Внутреннее устройство и принцип работы теплового насоса Френетта

Изобретённое американским инженером, и получившее в последующем его имя, тепловой насос Френетта, устройство произвело настоящую революцию в семействе тепловырабатывающего оборудования своим КПД, который составляет почти 1000%.

Основными элементами конструкции указанного насоса являются:

Статор (неподвижный цилиндр);
Ротор (подвижный цилиндр);
Вал;
Электровентилятор.

Роль первых двух элементов выполняют цилиндры. Причём ротор вставлен, внутрь статора. Последний заполняется маслом, нагревающимся в результате трения, возникающего при вращении ротора. Движение внутреннего цилиндра осуществляется валом, с закреплённой на его противоположном конце крыльчаткой вентилятора. Именно он передаёт нагревшийся воздух для обогрева комнаты. В дальнейшем схема теплового насоса Френетта была неоднократно усовершенствована.

Самое главное из них заключается в замене цилиндрического ротора несколькими дисками из стали и отказ от вентилятора.

Эффективность работы указанной модели насоса и его КПД обеспечиваются:

Отсутствием теплообменника;
Тем, что теплоноситель перемещается в закрытой системе;
Нагревание происходит с выработкой энергии большой мощности;
Базовая часть конструкции указанного насоса конусная, что способствует росту температуры и созданию зон вакуума.

Величина производимой устройством энергии, используемой для обогрева комнаты, многократно превосходит затраты потребляемой электроэнергии.

Изменение температуры используемого теплоносителя достигается за счёт трансформации энергии.

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.

Артем Б., 48 лет, Ростов:

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

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.

Стержень располагается по центру, на него предварительно нанизываются диски, разделенные гайками.

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 ТН Френетта своими руками

Вариант 1

Компрессор можно приобрести от старого кондиционера в сервисах по ремонту бытовой техники. Дело в том, что у качественного компрессора срок эксплуатации значительно дольше, нежели у кондиционера.

Алгоритм изготовления ТН Френетта на фреоне:

Закрепить к стене компрессор. Это будет легко выполнить с использованием L-образных кронштейнов или стальных уголков. Место для крепежа надо выбрать так, чтобы поместился весь тепловой насос.
Подготовить змеевик. Его делают из медных трубок, обматывая их вокруг цилиндра нужного внутреннего диаметра. Шаг намотки должен быть одинаковым.
Разрезать конденсатор напополам. Это нужно сделать для того, чтобы завести в него змеевик. В подготовленном баке с обеих сторон выполняются резьбовые входные отверстия. В них вводятся крайние трубки змеевика, а затем аккуратно сваривается по швам бак, тем самым возвращается его целостность.
Подготовить испаритель для этой конструкции. Это может быть простая пластиковая бочка или другая подходящая емкость. Главное, чтобы объем совпадал с вместительностью бака-конденсатора.
Подать к радиаторам воду, задействовав при этом обычные трубы ПВХ.
Заправить агрегат фреоном. Этот ответственный шаг лучше доверить специалистам.

Вариант 2

насос (для квартиры можно подобрать один из маломощных типов);
стальной цилиндр;
трубки квадратного сечения;
набор стальных дисков с отверстиями. Их диаметр должен быть на 5-10% меньше, чем размер цилиндра, в который они вставляются;
электродвигатель с удлиненным валом;
техническое масло.

Двигатель выбирается исходя из требуемой температуры, которая необходима системе для обогрева дома. Например, чтобы вода в радиаторе нагрелась до 100°C, нужно приобрести двигатель с показателем 8000 об./мин.

Алгоритм изготовления масляного ТН Френетта:

Поместить вал привода совместно с подшипниками внутри выбранного цилиндра из стали. Место вхождения вала в цилиндр уплотнить. Это необходимо для увеличения срока работы аппарата.
Произвести монтаж дисков на вал электродвигателя, а между ними расположить трубки квадратного сечения, собранные в коллекторы. Количество дисков должно быть достаточно, чтобы заполнить ими всю высоту цилиндра.
Просверлить отверстия вверху и внизу цилиндра. Через них провести крепеж трубы. Верхняя будет предназначена для подачи масла, а нижняя – для возврата используемого теплоносителя с радиаторов.
Закрепить полученное устройство на металлической раме.
Провести окончательную сборку агрегата: залить в его цилиндр масло, подвести трубы системы и провести герметизацию полученных соединений..

Этапы монтажа

Тепловой насос своими руками можно сделать полностью из старых запчастей, взятых, например, из нерабочего кондиционера.

Расходы, окупаемость, мощность

Заводской прибор стоит около 4000 евро и выше. Самодельный насос для отопления 100 м² площади окупится приблизительно по прошествии 2-х лет. Для домов с не очень хорошей теплоизоляцией мощность должна быть 75 Вт/м²., с хорошей теплоизоляцией достаточно — 50 Вт/м², а при использовании современных теплоизоляционных материалов — хватит и 30 Вт/м².

Идеальным вариантом будет, когда насос включается в проект для отопления дома с наличием теплого пола и плиточного покрытия.

Процесс создания

Сначала нужно достать компрессор от нерабочего кондиционера, необязательно нового. Дешевле будет приобрести его в мастерских по ремонту холодильников. Компрессор крепится к стене кронштейнами (подойдет L-300).

Для изготовления конденсатора подойдет бак из нержавейки на 100–120 л. Он разрезается пополам, внутри устанавливается змеевик. Змеевик можно изготовить самому из сантехнической медной трубки или от холодильника. Тут нужны толстые стенки – от 1 мм и больше. Трубка наматывается на обычный баллон (газовый, кислородный) с равномерным расстоянием между витками и фиксируется в таком положении перфорированным алюминиевым уголком (им оформляются углы под шпаклевкой). Он приматывается к змеевику, чтобы каждый виток располагался против дырки в уголке.

В результате будет ровный шаг витков и прочность конструкции. После создания змеевика половинки емкости свариваются. Резьбовые соединения также ввариваются. Затем создается испаритель. Для него может подойти обычная пластиковая емкость на 60–80 л. с вмонтированным внутри змеевиком из трубы диаметром ¾ дюйма. Простые трубы для водопровода используют для транспортировки воды.

Испаритель крепится на стене L-кронштейном. А вот закачку фреона должен сделать специалист по холодильному оборудованию: он сварит трубки и закачает в них фреон. После чего конструкцию подключают к системе отопления внутри дома, а затем – к наружному контуру.

Особенности для каждого вида

Вертикальный насос для отопления «грунт-вода» требует создания скважины на 50–150 м. В нее помещаются геотермальные зонды и подключаются к насосу. Зонды берут тепло из грунта, которое переносится с незамерзающей водой к насосу, а оттуда уже в систему отопления. Для маленьких участков подходят зонды, для больших – горизонтальный коллектор.

Для горизонтального аппарата типа «грунт-вода» нужно создать коллектор из системы труб. Его располагают ниже уровня промерзания (1–1,5 м) и выглядит он как своеобразный змеевик под землей. Снимается слой почвы, укладываются трубы и грунт засыпается обратно. Можно уложить трубы в отдельных траншеях.

Для агрегата по типу «вода-вода» собирается из ПНД-труб, которые заполняются носителем тепла и после этого переносятся к водоему. Трубы имеют вид большого змеевика на дне водоема. Желательно разместить их в его центре.

Аппарат типа «воздух-вода» не требует трудоемких земляных работ. Выбирается место около дома или на его крыше, где самодельный тепловой насос соединяется с внутридомовым отоплением. Тепло извлекается вентиляторами и испарителем.

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.

Принцип работы

Все окружающее нас пространство есть энергия — нужно только уметь ее использовать. Для теплового насоса нужно, чтобы температура окружающей среды была больше 1С°. Тут следует сказать, что даже земля зимой под снегом или на некоторой глубине сохраняет тепло. Работа геотермального или любого другого теплонасоса основывается на транспортировке тепла от его источника с помощью теплоносителя к контуру отопления дома.

Схема работы прибора по пунктам:

носитель тепла (вода, грунт, воздух) наполняет находящийся под грунтом трубопровод и нагревает его;
затем теплоноситель транспортируется в теплообменник (испаритель) с последующей передачей тепла на внутренний контур;
во внешнем контуре находится хладагент – жидкость с низкой точкой кипения под низким давлением. Например, фреон, вода со спиртом, гликолевая смесь. Внутри испарителя это вещество нагревается и становится газом;
газообразный хладагент направляется в компрессор, сжимается под высоким давлением и нагревается;
горячий газ попадает в конденсатор и там его тепловая энергия переходит к теплоносителю системы отопления дома;
завершается цикл превращением хладагента в жидкость, и она, вследствие потери тепла, возвращается назад в систему.

Тот же принцип используется для холодильников, поэтому тепловые насосы для дома можно применять как кондиционеры для охлаждения помещения. Проще говоря, тепловой насос – это такой холодильник с обратным действием: вместо холода вырабатывается тепло.

Тепловой насос Френетта своими руками чертежи

Нагреватель термального масла представляет собой стальную цилиндрическую обечайку, внутри которой размещены два коаксиально расположенных трубчатых теплообменника образующих трехконтурную камеру сгорания.

Теплообменник изготовлен из сертифицированных в системе API труб SCH 40, испытания которых проводятся под давлением 10 бар.
В конструкции нагревателя используются горелки фирмы Riello (Италия)
Передняя и задняя стенки изготовлены из огнеупорного материала, в случае необходимости демонтируются для проведения чистки и технического обслуживания.
В системе циркуляции термального масла предусмотрены фильтры грубой отчистки, предназначенные для улавливания примесей.
В конструкции нагревателя термального масла предусмотрена запорная арматура позволяющая производить техническое обслуживание без слива термального масла из системы нагрева.
Система контроля давления и температуры термального масла полностью автоматическая, основана на сигналах электронных датчиков давления и температуры на входе и выходи из теплообменника.

Так же предусмотрены приборы для визуализации показаний температуры и давления термального масла.
Пульт управления размещен внутри пылевлагонепроницаемой панели, высокой степени защиты.
Автоматическая система управления позволяет задавать время ежедневного запуска и остановки нагревателя жидкого теплоносителя, предусмотрен автоматический таймер поддерживающий циркуляцию теплоносителя после остановки горелки, эта система позволяет максимально эффективно использовать полученную тепловую энергию.
В конструкции предусмотрено смотровое окно из закаленного стекла, позволяющее визуально контролировать топочную камеру.
Теплоизоляция выполнена из огнеупорного материала толщиной исключающего теплопотери.

Технические характеристики нагревателей жидкого теплоносителя

Возможна поставка нагревателей жидкого теплоносителя следующих моделей:

Модель УНТ	CO 10	CO 15	CO 20	CO 25	CO 30	CO 40	СО 50
Мощность теплового потока.	кВт
Количество термального масла в системе.	л.
Установленная мощность.	Кв
Производительность насоса
Входной / выходной фланец.	мм.
Длинна	мм.
Ширина	мм.
Высота	мм.
Общая масса.	кг.
Мощность горелки	кВт