Насос френетт своими руками

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.

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.

1. Любопытна модель, где барабан котла размещается горизонтально, а по центру агрегата монтируется вал с частичным выходом наружу. В этой конструкции место контактирования корпуса с валом добросовестно заделывается, дабы не произошла утечка жидкости. Здесь нет вентилятора, а теплоноситель из насоса перетекает в теплообменник. Последним может выступить один обыкновенный радиатор отопления или даже система отопления целой единицы недвижимости.
2. Кроме того, разработан такой теплогенератор Френетта, где для разогрева теплоносителя внедрены два барабана вместо одного, а система дополнена еще одной деталью – крыльчаткой. Под гнетом центробежных сил из отверстий крыльчатки выталкивается разогретое масло. В итоге рабочая жидкость проникает в узкий промежуток меж ротором и корпусом устройства, что дает возможность использовать аппарат максимально эффективно.

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.

Источник

Самостоятельное устройство теплового насоса Френетта (фрикционный обогреватель)

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:

1. В корпусе проделывают два отверстия для труб отопления.
2. По центру корпуса устанавливают стержень с резьбой.
3. На резьбу навинчивают гайку, ставят диск, навинчивают следующую гайку и т. д.
4. Монтаж дисков продолжают до заполнения корпуса.
5. В систему заливают жидкое масло, например, хлопковое.
6. Корпус закрывают и фиксируют стержень.
7. К отверстиям подводят трубы радиатора отопления.
8. К центральному стержню присоединяют электродвигатель, который обеспечивает вращение.
9. Включают прибор в сеть и проверяют его работу.

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.

Источник

Насос френетт своими руками

Евросамоделки — только самые лучшие самоделки рунета! Как сделать самому, мастер-классы, фото, чертежи, инструкции, книги, видео.

Тепловой насос Френетта своими руками

В кругу СЕ сообщества тепловой насос Френетта является достаточно популярным устройством в силу своей простоты и КПД выше 1000%. Но мало кто знает, что сюрпризы и «чудеса», которые способно преподнести данное устройство, совсем не заканчиваются на его чрезвычайно высоком КПД, а пожалуй только начинаются!

Для тех, кто только начинает интересоваться темой свободной и альтернативной энергии, а также для тех, кто по каким-то причинам не успел познакомиться с данным устройством. Напомним, что в конце семидесятых годов прошлого века, американский изобретатель Евгений Френитт (Eugene Frenette) изобрел, собрал рабочий образец и запатентовал тепловой насос с КПД приблизительно равным 1000%. То есть данное устройство вырабатывало в десять раз больше тепла, чем потребляло электроэнергии.

В основе насоса Френетта лежат два цилиндра. Один из цилиндров большего диаметра внутри полый и служит статором, в него вставляется второй цилиндр, который является ротором. Нагрев залитого в большой цилиндр масла происходит за счет вращения цилиндра ротора. На валу, посредством которого приводится в движение ротор, также закреплен лопастной вентилятор, который за счет интенсивной циркуляции воздуха, обеспечивает отток тепла с внешнего цилиндра и нагревание помещения.

Впоследствие изобретатель неоднократно усовершенствовал и модернизировал конструкцию своего теплового насоса. На сегодняшний день известно более десяти различных моделей различающихся между собой конструктивными особенностями, но имеющие неизменный принцип нагрева жидкости, за счет вращения в ней, каких либо деталей. Представим Вашему вниманию наиболее удачную на наш взгляд модификацию теплового насоса Френнета, в основе которой лежит все тот же внешний полый цилиндр, в который также заливается масло, но вращаются в нем плоские, тонкие стальные диски в количестве восьми или более штук. Повышение эффективности в данном устройстве достигнутоза счет того, что масло циркулирует по замкнутой системе, состоящей из самого цилиндра, соединительных трубок и внешнего радиатора, который и является основным теплообменником в данной конструкции.

Хотя данная конструкция практически не содержит в себе скрытых нюансов, секретов и недоговорок автора и имеет очень простую для повторения в домашних условиях конструкцию, повального реплицирования ее мы увы пока не наблюдаем. Приведем Вашему вниманию некоторые из немногочисленных, доступных репликаций:

Также есть удачные репликации и среди зарубежных исследователей.

Также Вы без особого труда, при желании сможете найти еще несколько видеороликов показывающих удачные репликации насоса Френетта.

Серьезную работу над исследованием свойств данного устройства провели несколько российских ученых из Хабаровска. Назырова Наталья Ивановна, Сярг Александр Васильевич и Леонов Михаил Павлович. Предлагаемая ими конструкция выглядит следующим образом:

Универсальная генерирующая установка состоит из емкости 1 (фиг. 1), содержащей входной патрубок 2 для подачи холодной воды, выходного патрубка 3 для отвода, по необходимости, горячей воды, пара, кислорода и водорода, водонагревателя 4, опирающегося на подшипниковый узел 5 и приводящегося в высокооборотное вращение.

Водонагреватель 3 (фиг. 2) состоит из корпуса 6 и дисков 7 переменного диаметра, закрепленных гайкой 8 на валу 9.

Корпус 6 может иметь выгнутую (фиг. 2), коническую (фиг. 3а) или вогнутую (фиг. 3б) внутреннюю поверхность, на которой выполнены каналы 10 прямоугольного или квадратного сечения. Каналы 10 могут располагаться радиально (фиг. 4а), с наклоном (фиг. 4б) или криволинейно (фиг. 4в).

Конструкция дисков 7 предусматривает при установке их на вал 9 создание полостей 11, в которых при вращении водонагревателя 3 образуется вакуум при сбросе воды через круговые выходы 12 в каналы 10 корпуса 6.

Вал 9 (фиг. 2) имеет в верхней части полость 13 с диаметром «д», в нижней части которой выполнены отверстия 14, совпадающие числом и расположением с каналами 10 корпуса 6 при установке и закреплении последнего на вал 9.

Универсальная генерирующая установка работает следующим образом. При высокооборотном вращении водонагревателя 3 холодная вода, поступая через входной патрубок 2 в полость 13 вала 9, под действием центробежной силы с большой скоростью и под большим давлением выходит как из полости 13 вала 9 через отверстия 14 по каналам 10 в емкость 1, так и из полостей 11 через выходы 12 в каналы 10, при этом в полостях 11 образуется вакуум.

В моменты прохождения воды по каналам 10 через участки, сопрягаемые с выходами 12, со скоростью 80 — 95 метров в секунду на границах зон высокого давления и вакуума согласно известному явлению, имеющему место при адиабатических процессах, локальная температура в приграничных областях зон достигает 10 000oС и выше, что приводит к разогреву воды к моменту выхода ее из каналов 10 в емкость 1 до 100oС. При увеличении скорости прохождения воды по каналам 10 от 95 до 110 метров в секунду вода полностью превращается в пар. В интервале скоростей прохождения пара по каналам 10 от 110 до 165 метров в секунду происходит его разогрев до 400oС. При прохождении пара по каналам 10 со скоростью более 165 метров в секунду происходит разложение молекул воды на кислород и водород с большим поглощением тепла и понижением температуры водорода и кислорода на выходе из каналов 10 до минус 60oС и ниже.

При движении воды по каналам 10 со скоростью 135 метров в секунду и более за счет реактивной силы, создаваемой паром, выходящим из каналов 10, расположенных с наклоном (фиг. 4б) или криволинейно (фиг. 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.

Источник