Тепловой насос Френетта – принцип действия и изготовление своими руками

Тепловой насос Френетта – принцип работы и возможность самостоятельного изготовления

Стремление вложить поменьше и получить побольше всегда было сильно в нашем народе. Не обошла стороной эта особенность и такую практичную область, как эффективное теплоснабжение. Множество альтернативных установок было изобретено, но лишь единицы нашли реальное применение. В последние несколько лет активно обсуждается конструкция американского изобретателя Eugene Frenette, который в 1977 оформил патент на тепловой насос.

Как утверждают многие интернет-издания, КПД этой чудо машины может достигать 1000%, но так ли это в действительности? Прежде, чем опровергнуть или доказать это, необходимо разобраться в особенностях конструкции теплового насоса Френетта.

  1. Конструкция и принцип работы
  2. Факты
  3. Математические выкладки и результаты испытаний
  4. Мощность двигателя
  5. Частота вращения вала
  6. Группа ученых из Хабаровска

Конструкция и принцип работы

Согласно информации из патента № US 4143639 A, выданного 22 августа 1977, в основе работы тепловой установки лежит практическое применение повышения температуры жидкости при ее интенсивном движении.

Конструкция состоит из 2-х цилиндров, установленных друг в друга. Меньший из них находится на валу, который проходит через всю конструкцию и имеет привод к двигателю. Он также заполнен маслом, которое при вращении нагревается о стенки цилиндра. С помощью конвекции воздуха, проходящего через прослойку между цилиндрами передается тепловая энергия. Вентилятор обеспечивает быстрый отток нагретых воздушных масс в помещение.

Судя по сообщениям в прессе, изобретатель неоднократно совершенствовал свою конструкцию. Самый распространенный и известный вариант показан на рисунке.

В новой конструкции был убран вентилятор и внутренний цилиндр. Вместо него на ось установлены стальные диски, которые многократно увеличивают площадь контакта с жидкостью.

Путем вращения достигается эффект нагрева масла, которое из-за возникшего вихревого потока начинает поступать в верхний патрубок и дальше по системе отопления.

Основные элементы эффективности работы данной системы:

  • Закрытая циркуляция теплоносителя.
  • Отсутствие теплообменника как такового.
  • Энергия нагрева превышает в 10 раз мощность приводного двигателя, т.е. КПД – 1000%.

В качестве доказательства приводится совместная работа хабаровских ученых, которые долгие годы совершенствовали конструкцию теплового насоса Френетта.

В качестве основной емкости взята коническая конструкция, внутри которой располагаются диски. При их вращении жидкость начинает стремительное передвижение через отверстия, в результате чего создаются вакуумные зоны. Причем значение температуры в локальных граничных областях может достигать 10000°С.

В зависимости от скорости вращения, жидкость может переходить в следующие состояния:

Описание состоянии жидкости

Звучит очень заманчиво. Тем более, что в сети Интернет можно найти как минимум 1 видеоролик, демонстрирующий рабочую модель теплового насоса Френетта, сделанного своими руками (смотрите в конце статьи).

Факты

При более тщательном анализе предложенных схем возникает целый ряд вопросов, на которые ответа найти невозможно.

Математические выкладки и результаты испытаний

Это является фундаментальной основой при проведении научных и исследовательских работ. В данном случае оперируют лишь показателем КПД, который равен отношению полученной энергии к затраченной. Причем ни одна величина, ни другая не представлена в цифровом отображении.

Мощность двигателя

При увеличении площади контакта жидкости с дисками возрастает коэффициент сопротивления, что требует большей энергии для вращения вала. При средних оборотах стандартных электродвигателей 1000-1500 достичь эффекта нагрева воды без увеличения потребляемой энергии невозможно.

Частота вращения вала

Для третей схемы установки необходимая частота вращения вала должна быть не меньше 7000 об/мин. Такие параметры возможны лишь для специальных установок, которые изготавливаются под заказ. Финансовая целесообразность их закупки равна нулю.

Группа ученых из Хабаровска

Описание 3-е модели теплового насоса является лишь частичными выдержками из патента № RU2204089, выданного в ФГУ ФИПС 26 июля 2001г. В нем упоминается лишь об увеличении эффективности получения горячей воды или пара для коммунальных или промышленных служб. О совершенствовании теплового насоса Френетта не говорится ничего, так же как и о показателях КПД выше 100%. Интересным становится факт, что данный патент потерял свою силу из-за неуплаты взносов.

[divider]Вследствие невозможности проверить на практике эффективность теплового насоса Френетта следует с некоторой долей скептицизма относиться к данному изобретению. И если бы оно было по-настоящему действенно, то мы бы уже давно наблюдали выпуск теплового насоса в промышленных масштабах.

Тепловой насос Френетта: устройство и принцип работы + можно ли собрать самому?

Любители мастерить всегда найдут применение собственным силам, терпению и бросовым материалам. Из практически бесплатных комплектующих они запросто соорудят крайне полезную в быту вещь.

Например, смогут сделать эффективный тепловой насос Френетта своими руками, ничего не потратив. Зато пополнят багаж знаний и запас навыков, а это бесценно, ведь правда?

Представленная информация поможет разобраться в принципе действия агрегата. С нашей помощью вы сможете определиться с конструкцией и узнать, как изготавливается модель. Четкие инструкции по производству этого вида теплового насоса окажут действенную помощь самостоятельным домашним мастерам.

Мы приводим практические рекомендации по выпуску производительной самоделки и советы по эксплуатации такого оборудования.

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”, или “воздух-вода” и т.п.

Такой тепловой насос с устройством Френетта не имеет практически ничего общего. Кроме 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.

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.

Читайте также:  Штробление стен болгаркой без пыли

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 теплоносителя системы отопления специалисты настоятельно рекомендуют использовать масло, а не воду.

В процессе работы насоса эта жидкость 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.

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 для отопления, 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.

Во-первых, 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.

Во-вторых, 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.

Рекомендации по использованию прибора

Стоит отметить, что вариации насоса Евгения Френетта с использованием воды в качестве теплоносителя все же существуют. Но обычно это большие промышленные модели, которые используются на специализированных предприятиях.

Работа таких устройств строго контролируется с помощью специальных приборов. Обеспечить подобный уровень безопасности в домашних условиях практически невозможно.

Самая популярная версия насоса Френетта, в котором в качестве теплоносителя используется вода, а не масло, это устройство, разработанное учеными из Хабаровска: Назыровой Натальей Ивановной, Леоновым Михаилом Павловичем и Сярг Александром Васильевичем. В этой грибовидной конструкции вода специально доводится до кипения и превращается в пар.

Затем используется реактивная сила пара, чтобы повысить скорость перемещения жидкого теплоносителя по каналам насоса до 135 м/мин. В результате затраты энергии на перемещение теплоносителя минимальны, а отдача в виде тепловой энергии очень высокая.

Однако такой агрегат должен быть исключительно прочным, и его работу следует постоянно контролировать, чтобы избежать аварии.

Что же делать, если с помощью насоса Френетта предполагается организовать обогрев большого помещения или целого дома? Вода – традиционный теплоноситель, большинство отопительных систем рассчитаны именно на него. Да и заполнение целой отопительной системы подходящим жидким маслом может оказаться делом затратным.

Решается этот вопрос очень просто. Нужно дополнительно соорудить обычный теплообменник, в котором разогретое масло будет обогревать воду, циркулирующую по отопительной системе. Некоторое количество тепла будет при этом потеряно, но общий эффект останется достаточно ощутимым.

Интересной идеей может стать использование насоса Френетта в сочетании с системой теплого пола. Теплоноситель при этом пускают по узким пластиковым трубам, уложенным в бетонную стяжку.

Функционирует такая система обогрева так же, как и обычный водяной теплый пол. Разумеется, проект этого типа можно реализовать только в частном доме, поскольку для высотных многоквартирных домов разрешается использовать исключительно электрический теплый пол.

Практичный и удобный способ применения такого прибора – отопление небольшого помещения: гаража, сарая, мастерской и т.п. Насос Френетта позволяет эффективно и быстро решить проблему автономного отопления в таких местах.

Затраты электроэнергии для его работы невелики по сравнению с получаемым при этом тепловым эффектом, а соорудить такой агрегат не сложно из самых простых материалов.

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 – полый цилиндр больше диаметром и находится в статичном состоянии
  • внутренний – диаметр емкости немного меньше, чем размеры полости наружного цилиндра.

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 сильно, 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.

Читайте также:  Спальня 13 кв. м. - 70 фото дизайна

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.

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.

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.

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.

Самостоятельное изготовление устройства

Обзор вариантов устройства насоса Френетта позволяет понять, что принципы его работы с той или иной долей эффективности могут быть использованы в конструкциях различного типа и вида. Основная идея остается прежней: узкое пространство между элементами из металла, заполненное маслом, и вращение с помощью электродвигателя.

В домашних условиях чаще всего изготавливают насос Френетта, состоящий из ряда металлических пластин, разделенных узким просветом.

Чтобы изготовить такое устройство надо подготовить необходимые материалы:

  • полый цилиндр из металла;
  • набор одинаковых стальных дисков с отверстием по центру;
  • набор гаек высотой 6 мм;
  • стальной стержень с резьбой:
  • электродвигатель с удлиненным валом;
  • подшипник;
  • радиатор отопления;
  • соединительные трубы.

Размеры насоса могут быть больше или меньше. Но расстояние между дисками следует выдержать точно – 6 мм. В качестве разделителей используются стандартные гайки, а стальной стержень является центром конструкции.

Его толщина должна соответствовать диаметру гайки. Если стержня с резьбой под рукой не оказалось, ее придется просто нарезать.

Очевидно, что и отверстие в дисках должно быть таким, чтобы их можно было свободно надеть на осевой стержень. Наружный диаметр дисков должен быть меньше корпуса на несколько миллиметров. Если готовых элементов под рукой не оказалось, диски вырезают самостоятельно из листового металла или поручают эту работу токарю.

Цилиндрический корпус можно сделать из старой металлической емкости подходящей конфигурации или же сварить из металла. Подойдет и обрезок широкой металлической трубы.

К торцам цилиндра приваривают стенки. Корпус должен быть герметичным, чтобы масло не протекало. В верхнем и нижнем торце корпуса следует сделать дополнительные отверстия: для входа и выхода труб отопления, ведущих к радиатору.

Разумеется, все места соединения труб следует загерметизировать. Для резьбовых соединений используют специальные уплотнители: ФУМ-ленту, лен и т.п. Если решено использовать полипропиленовые трубы, понадобятся специальные фитинги и, возможно, паяльник для монтажа таких труб.

Для работы насоса Френетта высокопроизводительный электродвигатель не нужен. Подойдет устройство, снятое со старой или сломанной бытовой техники, например, с обычного вентилятора.

Главное назначение электродвигателя – вращать вал. Чрезмерно быстрое вращение может привести к некорректной работе устройства. Чем быстрее вращается конструкция, тем сильнее нагревается теплоноситель.

Чтобы стержень вращался свободно, нужен подходящий подшипник стандартных размеров. Когда все элементы подготовлены, можно начинать сборку устройства. Сначала на нижнюю часть внутри корпуса устанавливают центральную ось с подшипником. Затем на ось навинчивают разделительную гайку, затем надевают диск, снова – гайку, снова – диск и т.д.

Диски с гайками чередуют до тех пор, пока корпус не будет заполнен доверху. Еще на этапе подготовки можно сделать предварительные расчеты по количеству необходимых дисков и гаек.

Нужно к толщине гайки (6 мм) прибавить толщину диска. Высоту корпуса разделить на эту цифру. Полученное число даст сведения о нужном количестве пар “гайка+диск”. Последней устанавливают гайку.

После того, как корпус заполнен этими подвижными элементами, его заполняют жидким маслом. Тип масла значения не имеет, можно взять минеральное, хлопковое, рапсовое или любое другое масло, которое хорошо переносит нагрев и не застывает. После этого конструкцию накрывают верхней крышкой и аккуратно ее заваривают.

К этому моменту трубы радиатора уже обычно присоединены к крышкам. Для удобства во время дальнейшего монтажа и обслуживания устройства на трубах можно поставить два запорных крана. Теперь к валу двигателя нужно присоединить ось теплового насоса.

Систему включают в сеть, проверяют наличие протечек, оценивают характеристики работы устройства.

Если все сделано правильно, ось с дисками начнет раскручиваться, разогревая находящееся внутри устройства масло. Горячий теплоноситель станет перемещаться через верхнее отверстие по трубе в радиатор отопления. Остывшее масло будет возвращаться в корпус теплового насоса по нижней трубе для повторного нагрева.

Чтобы автоматизировать работу системы, можно использовать специальное реле с термодатчиком, который фиксирует нагрев корпуса теплового насоса и отключает двигатель или включает его по мере необходимости. Это позволит предотвратить перегрев системы, поломку электродвигателя и в целом увеличит ресурс работы устройства.

Выводы и полезное видео по теме

Интересный вариант насоса Френетта представлен в этом видеоматериале:

К сожалению, насос Френетта не нашел широкого признания в сфере отопления. Такое устройство промышленного изготовления для бытовых нужд сложно найти в магазинах техники для дома. Но немало народных умельцев успешно использовали наработки этого ученого и применили их в своих жилищах, банях, гаражах и т.п.

Читайте также:  Столешница для кухни ЛДСП и ДСП: в чем разница, фото, размеры

Возможно именно вы являетесь тем самым самоделкиным, которому удалось воплотить идею Френетта? Пожалуйста, поделитесь своим опытом – оставляете комментарии к статье и добавляете фото своих изделий. Форма для связи расположена ниже.

Тепловой насос Френетта своими руками

Данное изделие становится на российском рынке всё более востребованным, благодаря присущим ему высочайшим эксплуатационным характеристикам. Единственным ограничением увеличения объёмов продаж в настоящее время является высокая стоимость изделия.

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.

Разновидности теплового агрегата Френетта

В настоящее время тепловой насос Френетта представлен на рынке двадцатью различными конструкциями. Ротор вращается в масле, залитом в статор. Принцип работы взят за основу классификации существующих моделей. Согласно указанному критерию они делятся на следующие типы:

  • Абсорбционный. Требует для работы топливо, либо электрическую энергию;
  • Компрессионный. В основу работы положена энергия нашей планеты;
  • Воздушный. Тепло отбирается с использованием воздуха.

Такие изделия, как тепловой насос Френетта, принцип действия имеют единый, а по своему назначению подразделяется на две группы. Первыми обогревают малые помещения и дома. Они именуются частными. Вторые считаются промышленными и работают с использованием энергии фреона или атмосферного воздуха. Есть версии, функционирующие с использованием земли, либо воды.

Наибольшей популярностью у потребителей пользуются в настоящее время насосы следующих типов:

  1. Насосы промышленного типа (теплоноситель – вода). Внешне указанные изделия похожи на гриб. Самостоятельно изготовить подобную конструкцию практически невозможно.
  2. Насосы, обладающие большой эффективностью. Тепловой насос Френетта, схема данной версии конструктивно имеет крыльчатку и пару цилиндров, являющихся рабочими. Раскрученная жидкость под действием сил центробежного характера выбрасывается в стационарный внешний цилиндр. Указанное техническое решение даёт возможность повысить значение присущего изделиям КПД.
  3. Насосы горизонтальные. Имеют цилиндр статора, размещаемый параллельно поверхности грунта. Очень компактные изделия, упрощение которых достигнуто за счёт замены цилиндра – ротора на вал электродвигателя. Все элементы конструкции уплотнены стандартными манжетами и сальниками. Насосы указанных конструкций подогревают залитое масло, после чего подают теплоноситель в отопительные приборы (радиаторы).

Процесс сборки теплового насоса своими руками

Если принято решение сделать тепловой насос Френетта своими руками, то для этого потребуется приобрести:

  • Наружный цилиндр из металла, выполняющий роль статора;
  • Несколько стальных дисков, диаметр которых позволяет разместить их внутри статора;
  • Электродвигатель, имеющий вал удлинённых размеров;
  • Стационарную систему трубопроводов и радиатор.

Изготовление начинается с установки внутри статора на специальных подшипниках вала электродвигателя. Затем узлы крепления уплотняются сальниками и манжетами.

После этого на ось электродвигателя крепятся подготовленные диски из металла. Их общее количество и промежуток между их вешними кромками и цилиндром прямо влияют на КПД будущего насоса. Он прямо пропорционален количеству установленных дисков и обратно пропорционален упомянутому выше расстоянию.

Изготавливая тепловой насос Френетта своими руками, следует, накрутив очередной диск на несущую ось, в качестве прокладки установить гайку (5 мм).

Далее в цилиндре, выполняющем роль статора, выполняется два отверстия. Через верхнее масло подаётся в отопительную систему. Через нижнее – возвращается в цилиндр.

После завершения сборки в статор заливается масло, а рабочая ось подсоединяется к источнику электрического снабжения. Патрубки подачи и обратки подсоединяются к системе отопления.

Насос в сборе дополнительно герметизируется (при необходимости) и контролируется на утечку теплоносителя.

Для упрощения управления данным изделием дополнительно собирается АСК – система контроля, выполняемого в автоматическом режиме, запускающая насос при достижении в помещении температуры, величина которой опускается ниже минимально разрешённой.

Рекомендации и советы по устройству изделия

В зависимости от решаемых задач поверхность конуса в её внутренней части может выполняться конической, выпуклой, либо вогнутой. Имеющиеся каналы выполняются с разным сечением прямоугольной формы и размещаются с уклоном, в радиальном направлении, либо криволинейными.

Схема теплового насоса Френетта выглядит следующим образом. Диски нанизываются на вал с определённым зазором между их внешними кромками и внутренней поверхностью статора. При их вращении в зазорах формируется вакуум. Вращающиеся диски позволяют повысить температуру теплоносителя до значения, существенно превышающего точку кипения. Поэтому жидкость, попадающая в неподвижный цилиндр, мгновенно нагревается и вытесняется в подающую магистраль системы СО (отопления). Из каналов под давлением поступает пар. Присущая ему реактивная сила вращает диски нашего генератора. Дополнительного питания в указанном случае не нужно.

Решив собрать тепловой насос Френетта своими руками, необходимо понимать, что максимально эффективными являются изделия, имеющие внутренние поверхности выпуклой формы. Самым оптимальным соотношением диаметра статора (внутреннего) и встроенных дисков составляет 1:3.

Читайте также:  Столешница из керамогранита: плюсы и минусы

Значение, до которого разогревается теплоноситель, прямо задаётся количеством оборотов и может составлять:

  • 100 градусов при скоростях вращения дисков порядка 7800 в минуту;
  • Если скорость возрастёт до 9000 об/мин, то теплоноситель превратится в пар (если в качестве последнего выступает вода);
  • При скоростях от 10000 до 12000 об/мин температура теплоносителя может возрасти до 400 градусов;
  • Если повысить скорость вращения до 12500 оборотов, то устройство выйдет на режим самогенерации;
  • При скоростях более 15000 оборотов вода начинает химически разлагаться на кислород и водород.

Рекомендации

Лучшим теплоносителем для подобного устройства является масло (хлопок, либо рапс).
Диски должны заполнять всё пространство внутри статора.

Воду в насосах указанной конструкции использовать не рекомендуется, т.к. выделяющийся пар приведёт к созданию избыточного давления в тепловом контуре.

Обязательно установите на модель термодатчик и заведите на него автоматику включения и выключения.

Геотермальный тепловой насос для отопления дома отличается от тепловых насосов своей адаптацией к любым природным явлениям и температурным нагрузкам.

Байпас в системе отопления. Что это такое?

Байпас рекомендовано устанавливать недалеко от котла отопления, на обратной магистрали. В указанном месте фиксируется минимальная температура перемещаемого теплоносителя

Декоративная решетка для радиатора отопления

Декоративные решётки позволяют решить целый ряд вопросов, повышающих эффективность работы отопительных приборов и эстетическое восприятие помещения в целом

Насос для теплого водяного пола в частном доме

Насос для тёплого водяного пола имеет достаточно простую конструкцию. Корпус изделия и мотор (вариант, ротор), закреплённый на корпусе, а на валу двигателя установлена крыльчатка

не могли бы вы уточнить соотношение меду внутренним диаметром цилиндра статора и цилиндром ротора, либо между Dвнут. статора D дисков?

Инструменты

Тепловой насос Френетта набирает популярности, благодаря высочайшему коэффициенту полезного действия. Существует множество моделей тепловых насосов Френетта, которые имеют достаточно высокую стоимость. О том, как сделать насос Френетта своими руками поговорим в данной статье.

Оглавление:

  1. Общие сведения и устройство теплового насоса Френетта
  2. Физический аспект работы теплового насоса
  3. Разновидности теплового насоса
  4. Использование и преимущества теплогенератора Френетта
  5. Подготовка к сборке теплового насоса
  6. Создание универсальной генерирующей установки
  7. Рекомендации по устройству теплового насоса Френетта

Общие сведения и устройство теплового насоса Френетта

В конце семидесятых годов двадцатого века американским ученым Евгением Френитом было изобретено устройство, которое в последующем назвали тепловым насосом Френетта. Коэффициент полезного действия изобретения был равен тысяче процентов, что в десятки раз превышало потребление электроэнергии и КПД альтернативных устройств.

Устройство теплового насоса Френетта:

  • ротор;
  • статор;
  • лопастный вентилятор;
  • вал.

Насос Френетта основывается на работе двух цилиндров: статора и ротора. Статор – большой цилиндр – пустой внутри, ротор – цилиндр меньшего объема, который вставляется в статор. В большой цилиндр заливают масло, которое нагревается, под воздействием верчения малого цилиндра. Ротор движется, благодаря подключенному валу, на котором размещается лопастный вентилятор. Благодаря вентилятору нагретый воздух попадает в помещение и выполняет функцию обогрева. Это модель самого простейшего теплового насоса, в позднем времени ученый усовершенствовал устройство.

Усовершенствованная модель теплового насоса характеризуется отсутствием внутреннего цилиндра, который заменили стальными дисками. Также данная модель не имеет вентилятора.

Основные компоненты теплового насоса, которые обеспечивают эффективность работы и высокий КПД:

  • носитель тепла циркулирует в закрытой системе;
  • теплообменник отсутствует;
  • большая мощность энергии нагревания;
  • основная часть насоса имеет форму конуса, которая способствует образованию вакуумных зон и повышению температуры.

Тепловой насос Френетта отзывы имеет положительные, так как затраты на электричество намного меньше, чем энергия, производимая устройством, которая используется для обогрева помещений.

Физический аспект работы теплового насоса

Тепловой насос представляет устройство, которое обеспечивает перемещение энергии, путем нагрева теплообменной жидкости. Путем трансформации энергии тепловой насос способствует изменению температуры теплоносителя.

Коэффициент полезного действия в десятки раз превышает энергию, которая затрачивается на вращение вала теплового насоса.

Разновидности теплового насоса

Существуют более двадцати разновидностей тепловых насосов, которые имеют конструктивные и функциональные различия, но основываются на одном принципе работы: вращении цилиндра, который расположен в роторе, наполненном маслом.

В соотношении с принципом работы выделяют:

  • тепловые насосы абсорбционного типа, которые используют для работы электричество или топливо;
  • тепловые насосы компрессионного типа – работают благодаря энергии Земли;
  • тепловые насосы воздушного типа используют воздух в качестве отбора тепла.

Тепловые насосы разделяют на:

  • частные, которые используют для обогрева дома или небольших помещений;
  • промышленные, которые используют энергию грунта, воды, земли, воздуха или фреона.

Популярные разновидности тепловых насосов Френетта:

1. Горизонтальные тепловые насосы предполагают горизонтальное размещение рабочих цилиндров по отношению к земле. Такие насосы довольно компактные. Для упрощения конструкции горизонтального теплового насоса, в качестве внутреннего цилиндра, используют вал электрического двигателя. Все узлы в насосе уплотнены с помощью сальников и резиновых манжетов. Такой насос подогревает масло и подает в обычный радиатор.

2. Тепловой насос Френетта повышенной эффективности имеет два рабочих цилиндра и крыльчатку. Крыльчатка обеспечивает раскручивание жидкости, а центробежная сила выбрасывает жидкость в основной цилиндр. Такая конструкция позволяет увеличить уровень КПД.

3. Промышленные водяные теплонасосы используют для обогрева помещений не масляные растворы, а воду. Такой насос сконструировать самостоятельно очень тяжело. Внешне тепловой насос напоминает фигуру гриба.

Использование и преимущества теплогенератора Френетта

Тепловой насос Френетта получил широкое распространение среди обогрева частных жилых домов и больших предприятий.

Тепловые насосы используют для обогрева гаражных помещений или хозпостроек. При использовании насоса для обогрева жилого помещения, следует подключать устройство к обыкновенной отопительной системе. Для обогрева частного дома возможно подключение насоса к водяному теплому полу.

Читайте также:  Туалет в деревянном доме с канализацией — выбор варианта для дачи

Преимущества использования теплового насоса:

  • высокий уровень экономичности;
  • коэффициент полезного действия составляет от 70 до 100%;
  • низкие затраты на эксплуатацию устройства;
  • возможность использования насоса в летнее время года как кондиционера, а зимой – как обогревателя;
  • автоматическая работа, с минимальным участием человека;
  • возможность устройства насоса для каждого потребителя индивидуально;
  • компактность и бесшумность работы.

Подготовка к сборке теплового насоса

В данной статье рассмотрим как сделать модифицированный тепловой насос, который отличается от оригинала тем, что во внутренней поверхности цилиндра, который наполнен маслом происходит вращение стальных дисков, которые вырабатывают тепловую энергию.

Материалы для изготовления теплового насоса Френетта:

  • металлический внешний цилиндр;
  • диски из высококачественной стали, размер которых на несколько сантиметров меньше диаметра рабочего цилиндра;
  • электрический двигатель с наличием удлиненного вала;
  • трубопроводная система и радиатор.

Инструкция по изготовлению теплового генератора Френетта:

1. Во внутренней части цилиндра на подшипники установите вал электрического двигателя. Уплотните узлы с помощью резиновых манжетов или сальников.

2. Установите металлические диски на ось, которая располагается в цилиндре. От количества металлических дисков и зазора между цилиндром и дисками зависит КПД устройства. Чем больше дисков и чем меньше зазор, тем выше КПД,

3. После накручивания каждого диска, желательно устанавливать пятимиллиметровые гайки.

4. Сделайте два отверстия во внешнем цилиндре. Верхнее отверстие отвечает за подачу масла, и нижнее за возврат масла из системы отопления.

5. Когда все узлы насоса собраны, залейте масло и совершите подключение рабочей оси к источнику электроснабжения. Патрубки входа и выхода подключите к отопительной системе.

6. Проделайте дополнительную герметизацию насоса и осмотрите устройство на наличие утечек.

7. Для обеспечения простоты в управлении тепловым насосом, соберите автоматическую систему контроля работы устройства, которая обеспечивает включение насоса при снижении температуры в помещении.

Создание универсальной генерирующей установки

Основные составляющие универсального генерирующего устройства:

  • емкость;
  • патрубок входа;
  • патрубок выхода;
  • подшипники;
  • вал;
  • корпус устройства;
  • диски;
  • гайки.

Внутренняя поверхность конуса бывает: выгнутой, коничной или вогнутой с каналами в виде прямоугольного или квадратного сечения. Расположение каналов бывает: радиальным, уклонным или криволинейным, в зависимости от типа конструкции.

Диски устанавливают на вал, и таким образом, образовывается зазор между цилиндром и дисками. Когда водонагреватель начинает вращаться в зазорах образуется вакуумное пространство.

Принцип работы универсальной генерирующей установки состоит в быстром верчении водонагревателя и поступлении воды через вал во внутреннюю часть устройства. При вращении дисков температура внутри устройства составляет 10 000 °C, вода попадая в насос моментально нагревается и выходит в систему отопления, тем самым обеспечивая обогрев помещения. Из каналлов выходит пар, который создает реактивную силу для вращения дисков генерирующей установки. Таким образом, установка не требует дополнительного питания для работы.

Наиболее эффективная работа установки, достигается при использовании внутренней поверхности выгнутого типа. Наилучшее соотношение диаметра цилиндра и дисков 1:3.

Универсальная генерирующая установка бывает:

  • горизонтального устройства;
  • вертикального устройства.

По расположению привода выделяют:

  • установку верхнего привода;
  • нижнего привода.

По количеству подшипниковых опор выделяют устройства:

  • с одной опорой;
  • с двумя опорами.

Температура нагрева воды в зависимости от количества оборотов:

  • вода нагревается до температуры 100 °C при среднем количестве оборотов в минуту, которое составляет 7800 раз;
  • для превращения воды в пар понадобится более 9000 оборотов в минуту;
  • для достижения парообразования и температуры воды в 400 °C, количество оборотов должно быть в пределах 10000-12000;
  • количество оборотов в 12500 обеспечивает самогенерацию теплового устройства;
  • более 15000 оборотов разлагают воду на кислород и водород.

Рекомендации по устройству теплового насоса Френетта

1. В качестве теплоносителя лучше использовать масло: минеральное, рапсовое или хлопковое.

2. При установке дисков на ось внутри насоса, следите за тем, чтобы все пространство было заполнено дисками.

3. Не используйте воду для конструирования теплового насоса Френетта, так как в системе отопления появится избыток давления от выделения пара, в следствие нагрева воды.

4. В качестве электродвигателя используйте электрический двигатель от старых электроприборов, например, от вентилятора.

5. Рекомендуется устанавливать термодатчик, на корпус теплового насоса. Термодатчик регулирует автоматическое включение и выключение прибора.

Тепловой насос Френетта: всё, что нужно знать для сборки своими руками

Одним из альтернативных видов отопления является изобретение с 100% КПД под названием «насос Френетта». Существует несколько вариантов его исполнения – одни стоят очень дорого, а другие можно создать из недорогих деталей. В любом случае, тепловой насос Френетта своими руками собирается по алгоритмам, которые будут приведены в этой статье.

Виды насосов

Насосы различаются средой, из которой берут энергию для обогрева. Самыми распространенными являются следующие виды:

Вода-вода

Этот вид подразумевает, что тепло поступает извне через внешний контур насоса с искусственного или естественного водоема, который гарантировано не замерзает в зимний период. Именно поэтому чаще всего источниками тепла для таких конструкций становятся грунтовые воды. Их подъем осуществляется через специальные скважины. В них устанавливается внешний контур ТН (теплового насоса).

Такой вид отопительной установки наиболее трудоемкий и требует определенных финансовых вложений. Стоимость агрегата начинается от 500 долларов, и еще необходимо учесть затраты на его монтаж, который проводят специалисты. Он оправдан при обогреве бассейнов и небольших жилых помещений.

Воздух-вода

Этот аппарат черпает энергию с воздуха, и обогрев помещения происходит за счет его температуры. Следовательно, при температурных понижениях эффективность аппарата резко снижается. Это бюджетный вид ТН, который можно создать собственноручно, поскольку не требует сложного обустройства внешнего контура.

Рассол-вода

Рассолом называется незамерзающая жидкость, заливаемая в систему. Этот тип ТН предусматривает забор тепла из грунта, поэтому для его работы нужны коллекторы, если трубы внешнего контура размещены в горизонтальном положении, или скважины – если в вертикальном. Такой ТН используется не только для обогрева бассейнов, но и полного отопления всего дома.

Читайте также:  Шпаклевка углов стен своими руками

Масляный

Еще одним видом ТН Френетта является самодельный вариант, который состоит из двух цилиндрических емкостей – одна большого диаметра, а другая меньшего. Это дает возможность установить меньшую внутрь первой емкости, а оставшееся пространство заполнить маслом.

В этой конструкции больший цилиндр фиксируется, а внутренний – соединяется с валом, который при вращении приводит в движение малую емкость. Благодаря силе трения, создаваемой между двумя цилиндрами, масло нагревается, и температура становится максимально высокой. Она поступает к радиаторам, при этом самодельный аппарат демонстрирует высокий КПД.

Принцип работы ТН

Работа ТН по принципу очень схожа с функционированием простого холодильника. Морозильный прибор, чтобы создать внутри себя низкую температуру, выкачивает тепло из своих камер и через радиаторы передает ее наружу. ТН действует по аналогичному принципу: получает тепло из воды или грунта и передает его в радиаторы для отопления помещений или бассейна.

В системе ТН, как и в холодильнике, присутствует хладагент – аммиак или фреон. Он перемещается по внешнему и внутреннему контуру аппарата. В результате получается, что любая природная среда может быть поставщиком тепла, так как содержит в себе рассеянную тепловую энергию, которая захватывается хладагентом и передается по системе, осуществляя обогрев помещения.

Алгоритм работы ТН:

  1. Система запускается – теплообменник повышает внутри себя температуру на 5 градусов, а затем из наружного контура во внутренний поступает нагретый фреон или аммиак.
  2. Теплоноситель из первого блока преобразовывается из жидкости в газообразное состояние. Этот процесс происходит за счет того, что фреон может закипать даже при низких температурах.
  3. Хладагент переходит из первого блока во второй, которым является компрессор: в нем газ сжимается, из-за чего происходит резкое повышение температуры.
  4. 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.
  5. 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

Как сделать ТН Френетта своими руками

Вариант 1

Главным узлом системы является компрессор. Необходимо приобрести хороший экземпляр, и тогда не возникнет никаких неожиданностей при работе теплового насоса.

Конденсатором может служить металлический бак, выполненный из нержавейки. Оптимальным вариантом будет объем в 100 литров. В качестве контура применяются тонкие сантехнические трубки из меди.

Алгоритм изготовления ТН Френетта на фреоне:

  1. 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.
  2. Подготовить змеевик. Его делают из медных трубок, обматывая их вокруг цилиндра нужного внутреннего диаметра. Шаг намотки должен быть одинаковым.
  3. 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.
  4. Подготовить испаритель для этой конструкции. Это может быть простая пластиковая бочка или другая подходящая емкость. Главное, чтобы объем совпадал с вместительностью бака-конденсатора.
  5. Подать к радиаторам воду, задействовав при этом обычные трубы ПВХ.
  6. Заправить агрегат фреоном. Этот ответственный шаг лучше доверить специалистам.

После этого аппарат будет готов к эксплуатации.

Вариант 2

На приведенном ниже видео будет представлен еще один вариант теплового насоса Френетта, работающего на масле.

Для его создания потребуется:

  • 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.

Алгоритм изготовления масляного ТН Френетта:

  1. Поместить вал привода совместно с подшипниками внутри выбранного цилиндра из стали. Место вхождения вала в цилиндр уплотнить. Это необходимо для увеличения срока работы аппарата.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Закрепить полученное устройство на металлической раме.
  5. Провести окончательную сборку агрегата: залить в его цилиндр масло, подвести трубы системы и провести герметизацию полученных соединений..

Тепловые насосы Френетта своими руками выполнить несложно, главное, надо подобрать для них правильные составляющие. Из-за простого исполнения и большой экономии средств на отопление они нашли широкое применение. Ими пользуются вместо центральной системы обогрева в таких объектах, как гараж, бассейн, зимний сад и, конечно же, в жилых домах, а некоторые умельцы применяют их для квартир.

Тепловой насос своими руками: рабочие варианты изготовления из подручных средств

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.

Читайте также:  ТОП средств для обезжиривания поверхностей до начала обработки

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

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.

  1. К компрессору нужно сделать теплообменник. Медная трубка длиной 30 метров наматывается в форме змеевика на цилиндр. После чего эту конструкцию нужно поместить в стальную емкость, которая имеет патрубки для воды.
  2. Компрессор необходимо присоединить к нижнему вводу теплообменника, а к верхнему подключить регулирующий клапан.
  3. Заправить систему фреоном лучше всего поручить мастеру.
  4. Дальше следует всю конструкцию проверить и произвести пробный пуск ТН.
  5. После устранения недостатков система отключается от напряжения, все закрепляется, закрывается защитными кожухом и включается в работу.
Читайте также:  Что даёт отделка имитацией бруса: фото разных строений, показывающих результат

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. Циркуляционный насос grundfos вы найдете ответ по ссылке.

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.

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 22.11.2018

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

MTA-26HR переделка в теплонасос воздух – вода?

Porter
  • 2 Янв 2018

Информация Неисправность Прошивки Схемы Справочники Маркировка Корпуса Сокращения и аббревиатуры Частые вопросы Полезные ссылки

Справочная информация

Этот блок для тех, кто впервые попал на страницы нашего сайта. В форуме рассмотрены различные вопросы возникающие при ремонте бытовой и промышленной аппаратуры. Всю предоставленную информацию можно разбить на несколько пунктов:

  • Диагностика
  • Определение неисправности
  • Выбор метода ремонта
  • Поиск запчастей
  • Устранение дефекта
  • Настройка

Учитывайте, что некоторые неисправности являются не причиной, а следствием другой неисправности, либо не правильной настройки. Подробную информацию Вы найдете в соответствующих разделах.

Неисправности

Все неисправности по их проявлению можно разделить на два вида – стабильные и периодические. Наиболее часто рассматриваются следующие:

  • не включается
  • не корректно работает какой-то узел (блок)
  • периодически (иногда) что-то происходит

Если у Вас есть свой вопрос по определению дефекта, способу его устранения, либо поиску и замене запчастей, Вы должны создать свою, новую тему в соответствующем разделе.

  • О прошивках

    Большинство современной аппаратуры представляет из себя подобие программно-аппаратного комплекса. То есть, основной процессор управляет другими устройствами по программе, которая может находиться как в самом чипе процессора, так и в отдельных микросхемах памяти.

    На сайте существуют разделы с прошивками (дампами памяти) для микросхем, либо для обновления ПО через интерфейсы типа USB.

    • Прошивки ТВ (упорядоченные)
    • Запросы прошивок для ТВ
    • Прошивки для мониторов
    • Запросы разных прошивок
    • . и другие разделы

    По вопросам прошивки Вы должны выбрать раздел для вашего типа аппарата, иначе ответ и сам файл Вы не получите, а тема будет удалена.

  • Читайте также:  Что такое натуральный линолеум? Узнайте о положительных качествах отделочного материала для пола.
  • Схемы аппаратуры

    Начинающие ремонтники часто ищут принципиальные схемы, схемы соединений, пользовательские и сервисные инструкции. Это могут быть как отдельные платы (блоки питания, основные платы, панели), так и полные Service Manual-ы. На сайте они размещены в специально отведенных разделах и доступны к скачиванию гостям, либо после создания аккаунта:

    • Схемы телевизоров (запросы)
    • Схемы телевизоров (хранилище)
    • Схемы мониторов (запросы)
    • Различные схемы (запросы)

    Внимательно читайте описание. Перед запросом схемы или прошивки произведите поиск по форуму, возможно она уже есть в архивах. Поиск доступен после создания аккаунта.

  • Справочники

    На сайте Вы можете скачать справочную литературу по электронным компонентам (справочники, таблицу аналогов, SMD-кодировку элементов, и тд.).

    • Справочник по транзисторам
    • ТДКС – распиновка, ремонт, прочее
    • Справочники по микросхемам
    • . и другие .

    Информация размещена в каталогах, файловых архивах, и отдельных темах, в зависимости от типов элементов.

    Marking (маркировка) – обозначение на электронных компонентах

    Современная элементная база стремится к миниатюрным размерам. Места на корпусе для нанесения маркировки не хватает. Поэтому, производители их маркируют СМД-кодами.

    Package (корпус) – вид корпуса электронного компонента

    При создании запросов в определении точного названия (партномера) компонента, необходимо указывать не только его маркировку, но и тип корпуса. Наиболее распостранены:

    • DIP (Dual In Package) – корпус с двухрядным расположением контактов для монтажа в отверстия
    • SOT-89 – пластковый корпус для поверхностного монтажа
    • SOT-23 – миниатюрный пластиковый корпус для поверхностного монтажа
    • TO-220 – тип корпуса для монтажа (пайки) в отверстия
    • SOP (SOIC, SO) – миниатюрные корпуса для поверхностного монтажа (SMD)
    • TSOP (Thin Small Outline Package) – тонкий корпус с уменьшенным расстоянием между выводами
    • BGA (Ball Grid Array) – корпус для монтажа выводов на шарики из припоя

  • Краткие сокращения

    При подаче информации, на форуме принято использование сокращений и аббревиатур, например:

    Сокращение Краткое описание
    LED Light Emitting Diode – Светодиод (Светоизлучающий диод)
    MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor – Полевой транзистор с МОП структурой затвора
    EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory – Электрически стираемая память
    eMMC embedded Multimedia Memory Card – Встроенная мультимедийная карта памяти
    LCD Liquid Crystal Display – Жидкокристаллический дисплей (экран)
    SCL Serial Clock – Шина интерфейса I2C для передачи тактового сигнала
    SDA Serial Data – Шина интерфейса I2C для обмена данными
    ICSP In-Circuit Serial Programming – Протокол для внутрисхемного последовательного программирования
    IIC, I2C Inter-Integrated Circuit – Двухпроводный интерфейс обмена данными между микросхемами
    PCB Printed Circuit Board – Печатная плата
    PWM Pulse Width Modulation – Широтно-импульсная модуляция
    SPI Serial Peripheral Interface Protocol – Протокол последовательного периферийного интерфейса
    USB Universal Serial Bus – Универсальная последовательная шина
    DMA Direct Memory Access – Модуль для считывания и записи RAM без задействования процессора
    AC Alternating Current – Переменный ток
    DC Direct Current – Постоянный ток
    FM Frequency Modulation – Частотная модуляция (ЧМ)
    AFC Automatic Frequency Control – Автоматическое управление частотой

    Частые вопросы

    После регистрации аккаунта на сайте Вы сможете опубликовать свой вопрос или отвечать в существующих темах. Участие абсолютно бесплатное.

    Кто отвечает в форуме на вопросы ?

    Ответ в тему MTA-26HR переделка в теплонасос воздух – вода? как и все другие советы публикуются всем сообществом. Большинство участников это профессиональные мастера по ремонту и специалисты в области электроники.

    Как найти нужную информацию по форуму ?

    Возможность поиска по всему сайту и файловому архиву появится после регистрации. В верхнем правом углу будет отображаться форма поиска по сайту.

    По каким еще маркам можно спросить ?

    По любым. Наиболее частые ответы по популярным брэндам – LG, Samsung, Philips, Toshiba, Sony, Panasonic, Xiaomi, Sharp, JVC, DEXP, TCL, Hisense, и многие другие в том числе китайские модели.

    Какие еще файлы я смогу здесь скачать ?

    При активном участии в форуме Вам будут доступны дополнительные файлы и разделы, которые не отображаются гостям – схемы, прошивки, справочники, методы и секреты ремонта, типовые неисправности, сервисная информация.

    Полезные ссылки

    Здесь просто полезные ссылки для мастеров. Ссылки периодически обновляемые, в зависимости от востребованности тем.

    Porter
    • 2 Янв 2018
    Васисуалий
    • 2 Янв 2018

    Ну тогда вопрос к тебе.

    Что у блока с электроникой? Есть в принципе два варианта :
    1. Управление по четырем проводам, где отдельно подаются команды на вкл. компрессора, вентиляторов и клапана.
    2. Управление по 1 проводу (+ноль) где команды передаются цифрой.

    В зависимости от этого придется либо химичить с электроникой, либо не придется! В первом варианте в простейщем случае подать все сигналы т.е. включить клапан, вентили и компрессор и нагревалка готова.

    В качестве теплообменника можно использовать самопал. Я такие делал именно на 6 и 8 киловатт. Правда на охлаждение (чиллеры) но и на обогрев сойдут в принципе. Фотку могу показать, останется только распрямить его и запихать в трубу, дистанцировать трубы, что бы обеспечить более-менее равномерный поток ТН вокруг труб с фреоном и вуаля!

    Оттайка! Вот это тебя добьет! Нужен доп датчик или даже не один на теплообменник внешника, датчик внешней температуры и самое главное – алгоритм! Тут все очень не просто и определи заранее – способен ли блок электроники внешника включать компрессор на охлаждение без вентиляторов? При работе ниже градусов двадцати, а может и меньше, понадобится как то управлять потоком воздуха через внешник при ветре на оттайке. Не справится он при ветре даже с отключенным вентилятором. На крайняк сделать кожух. Конструкцию могу показать.

    По вопросу – куда вдувать горячую воду в твою систему – это к газовикам. Я не особенный спец по устройству котлов. В основном видел только электронику от них и в гидросхеме нибельмес!

    Читайте также:  Цековка: что это такое, требования ГОСТ

    Для управления вполне сойдут пром-контроллеры температуры а также таймеры. Из них можно слепить любой алгоритм, но получается громоздко и достаточно дорого. Дешевле и компактнее слепить на каком нибудь контроллере. Тут выбор огромен от Ардуины до Малинки лепи что хош!

    Я бы попоробовал сначала сделать на компе, например, под виндой на каком то языке типа васика и откатать на нем алгоритм оттайки и вообще адекватного управления и уже потом лепить все на контроллере или промке. Тут важен, ОЧЕНЬ ВАЖЕН, алгоритм, совершенный и надежный!

    • 2 Янв 2018
    Васисуалий
    • 2 Янв 2018

    Вот фотки теплообменника как раз на 8 кило. Работает очень хорошо, так хорошо, что заказчик после трех лет использования одного заказал еще одну копию, причем требовал исполнить точь в точь.

    • 2 Янв 2018
    Porter
    • 2 Янв 2018

    Васисуалий, Это старт-стопник. Управление релюхами. Родную электронику весьма возможно притащу (вопрос нужно ли?).
    Оттайка да. Как родная электроника делает оттайку – я хз. Но подогрев картера компрессора имеется. Как вариант – по таймеру методом тыка или спецэлектроника китайская (около 80 уй).
    Над кожухотрубником думал. Игратся много, надёжность под сомнением как и КПД, зато дёшево. Смотрю в сторону ППТО. Пока не могу определьться с мощностью (площадью).
    Говорят. нужно с хорошим запасом, двукратным. Тоесть, на мои 8 кВт около 2 квадрата площадь обмена нужна. Дорого, зараза. От 350уй с китая. Что-то типа 20KW (R22) B3-050B-38D
    Пока не понимаю как ГВС с бойлером прикрутить. Или ППТО сдвоенный + доп насос. Толи просто трёхходовый клапан (с последним без спецэлектроники никак, по ходу)

    Emoe, сто кубов бетона тёплых полов чем тебе не теплоакумулятор
    На фото у Васисуалий, по ходу “бритая” внутрянка родного блока

    Еще нужен кто-то, кто трассу кинет и спаяет, заправит грамотно.

    Васисуалий
    • 2 Янв 2018

    Emoe, да! 8 кило по теплу, но рассчитывал на охлаждение. Разность примерно 22-26 градусов на стабилизации, площадь сейчас не помню. Честно говоря это был мой первый реальный опыт рассчета. Получилось не совсем в те параметры, которые я считал. Должно было быть меньше 20 градусов, вышло существенно больше (ну тоесть в рассчеты я промазал), но по реальной работе в реальных условиях оказалось отлично. Труба 4 ветки стандартной двенашки длину щас не помню, но туда бухта 15 метров укладывается почти полностью, пол метра шестерки и крабик из девятнашки сантиметров пятнадцать длиной, на входе девятка, на выходе шестнашка в блок.

    Для закрытого теплообменника достаточно раскатаь эту конструкцию в длину и запихать в трубу потолще.

    Добавлено 02-01-2018 17:09

    Нет! Для контакта вода-фреон через медь можно сипользовать гораздо меньшую площадь и трубы надо меньше, чем в внутреннем блоке. По моим рассчетам получалось почти в два раза. В смысле мои рассчеты и реальные измерения параметров родного блока фреон-воздух. Но я сильно ошибся и не попал в искомые параметры! Хотя как выяснилось на практике эти параметры могут гулять очень сильно, работает замечательно!

    Добавлено 02-01-2018 17:25

    Да пофигу подогрев.

    Родная электроника там должна быть в блоке – внешнике. Она обеспечивает защиту компрессора. Еще должны быть датчики высокого и низкого давления, это для таких мощностей уже становится актуально, хотя может и не быть ни электроники ни датчиков, это же кЕтай!

    Родная электроника внутренника бесполезна.

    Оттайка это вопрос эротически – философский!

    Дело в том, что адекватно оттаять блок на морозе этот то еще искусство! Например, у Мицубиси при разных внешних температурах есть несколько вариантов оттайки и далеко не все они способны адекватно обеспечить растайку блока!

    Недооттаянный блок может выйти из строя потому, что происходит сжатие нижних труб радиатора и отрыв ребер от общей плоскости. Короче радиатор рвет, трубы гнет и плющит. Регулярная недооттатйка способна в течение одной зимы уничтожить блок! Настоятельно советую при отсутствии воткнуть в систему датчик нижнего давления т.к. его очень полезно контролировать и вырубить машину раньше, чем стечет фреон в случае порыва труб в внешнем радиаторе.

    Один из алгоритмов в Мицубиси выглядит так.

    При хорошем слое инея на внешнике (определяется как то из производительности блока по разностям температур) внезапно отключается внутренник! Совершенно сотанавливается вентилятор и блок начинает щелкать пластиком, при этом ракаляется внутренний радиатор не на шутку! Происходит запас тепла. Затем довольно быстро происходит останов компрессора, переключение клапана и включение компрессора, но уже на как бы охлаждение в нашем нормальном понимании. При этом стоят оба вентилятора и внутренника и внешника. Тепло очень быстро взрывом перекачивается из внутренника во внешник и лед быстро тает! В конце оттайки происходить включение вентилятора внешника залпом на максимальные обороты и из внешника вылетает столб пара и выглядит это как внезапный взрыв! Однажды мне в дверь постучал взволнованный сосед с криком, что у меня кондиционер горит! Пришлось обьяснить человеку, что это он так на обогрев работает!

    В общем оттайка это процесс очень коварный и сложный. Например при сильном ветре при температуре -15 в течение более суток у меня мицуб замерз так, что лед из поддона пришлось выколачивать резиновым молотком! А весь кондиционер спасли три ведра кипятка! Такая же картина наблюдалась на строенных ПУХах (PUH-х model) в кафе, которое грелось только кондиционерами.

    Короче адекватная оттайка при ветре не получается!

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: