Bomba de calor Frenetta: disseny i principi de funcionament + pots muntar-la tu mateix?
Aquells als qui els agrada jugar sempre trobaran ús per a la seva pròpia força, paciència i materials de rebuig.A partir de components pràcticament lliures, poden construir fàcilment una cosa extremadament útil a la vida quotidiana.
Per exemple, poden fer una bomba de calor Frenette eficient amb les seves pròpies mans sense gastar res. Però reompliran els seus coneixements i habilitats, i això no té preu, oi?
La informació presentada us ajudarà a comprendre el principi de funcionament de la unitat. Amb la nostra ajuda, podeu decidir el disseny i conèixer com es fa el model. Les instruccions clares per a la producció d'aquest tipus de bomba de calor proporcionaran una assistència eficaç als artesans casolans independents.
Oferim recomanacions pràctiques per produir productes casolans productius i consells per fer servir aquests equips.
El contingut de l'article:
Com funciona el dispositiu
Aquells que han entrat en contacte amb problemes de calefacció rendible coneixen el nom de "bomba de calor". Especialment en combinació amb termes com "aigua-terrestre", "aigua-aigua", o "aire-aigua" etcètera.
Aquesta bomba de calor no té pràcticament res en comú amb el dispositiu Frenette. A part del nom i el resultat final en forma d'energia tèrmica, que finalment s'utilitza per a la calefacció.
Les bombes de calor que funcionen segons el principi de Carnot són molt populars tant com a forma rendible d'organitzar la calefacció com com a sistema respectuós amb el medi ambient.
El funcionament d'aquest complex de dispositius està associat a l'acumulació d'energia de baix potencial continguda en els recursos naturals (terra, aigua, aire) i la seva conversió en energia tèrmica d'alt potencial.
L'invent d'Eugene Frenette està dissenyat i funciona de manera completament diferent.
El principi de funcionament d'aquest dispositiu es basa en l'ús de l'energia tèrmica, que s'allibera durant la fricció. El disseny es basa en superfícies metàl·liques situades no a prop les unes de les altres, sinó a certa distància. L'espai entre ells s'omple de líquid.
Parts del dispositiu giren entre si mitjançant un motor elèctric, el líquid situat a l'interior de la carcassa i en contacte amb els elements giratoris s'escalfa.
La calor resultant es pot utilitzar per escalfar el refrigerant. Algunes fonts recomanen utilitzar aquest líquid directament per al sistema de calefacció. Molt sovint, un radiador normal està connectat a una bomba Frenette casolana.
Com refrigerant del sistema de calefacció Els experts recomanen fer servir oli en lloc d'aigua.
Durant el funcionament de la bomba, aquest líquid tendeix a escalfar-se molt fortament. L'aigua en aquestes condicions pot simplement bullir. El vapor calent en un espai reduït crea un excés de pressió, i això sol provocar la ruptura de canonades o carcassa. És molt més segur utilitzar oli en aquesta situació, ja que el seu punt d'ebullició és molt més alt.
Hi ha l'opinió que l'eficiència d'aquest generador de calor supera el 100% i fins i tot pot ser del 1000%. Des del punt de vista de la física i les matemàtiques, aquesta no és una afirmació del tot correcta.
L'eficiència reflecteix la pèrdua d'energia gastada no en la calefacció, sinó en el funcionament real del dispositiu. Més aviat, les afirmacions fenomenals de l'eficiència increïblement alta de la bomba Frenette reflecteixen la seva eficiència, que és realment impressionant. El consum d'energia per fer funcionar el dispositiu és insignificant, però la quantitat de calor generada com a resultat és molt notable.
Escalfar el refrigerant a les mateixes temperatures utilitzant un element de calefacció per escalfar, per exemple, requeriria molt més electricitat, potser desenes de vegades més. Un escalfador domèstic ni tan sols s'escalfaria amb aquest nivell de consum d'electricitat.
Per què no tots els locals residencials i industrials estan equipats amb aquests dispositius? Els motius poden variar.
En primer lloc, l'aigua és un refrigerant més senzill i convenient que l'oli.No s'escalfa a temperatures tan altes, i eliminar les conseqüències de les fuites d'aigua és més fàcil que netejar l'oli vessat.
En segon lloc, quan es va inventar la bomba Frenette, ja existia un sistema de calefacció centralitzada i funcionava amb èxit. Desmuntar-lo per substituir-lo per generadors de calor hauria estat massa car i hauria causat moltes molèsties, així que ningú es va plantejar seriosament aquesta opció. Com diuen, el millor és l'enemic del bo.
Recomanacions per a l'ús del dispositiu
Val la pena assenyalar que encara existeixen variacions de la bomba Eugene Frenette que utilitza aigua com a refrigerant. Però normalment es tracta de grans models industrials que s'utilitzen en empreses especialitzades.
El funcionament d'aquests dispositius es controla estrictament mitjançant instruments especials. És gairebé impossible oferir un nivell similar de seguretat a casa.
La versió més popular de la bomba Frenette, que utilitza aigua en lloc d'oli com a refrigerant, és un dispositiu desenvolupat per científics de Khabarovsk: Natalya Ivanovna Nazyrova, Mikhail Pavlovich Leonov i Alexander Vasilyevich Syarg. En aquest disseny en forma de bolet, l'aigua es porta especialment a ebullició i es converteix en vapor.
La força reactiva del vapor s'utilitza llavors per augmentar la velocitat de moviment del líquid refrigerant a través dels canals de la bomba fins a 135 m/min. Com a resultat, els costos energètics per moure el refrigerant són mínims i el retorn en forma d'energia tèrmica és molt elevat.
Tanmateix, aquesta unitat ha de ser extremadament duradora i el seu funcionament s'ha de controlar constantment per evitar accidents.
Què heu de fer si teniu previst utilitzar una bomba Frenette per escalfar una habitació gran o una casa sencera? L'aigua és un refrigerant tradicional; la majoria dels sistemes de calefacció estan dissenyats específicament per a això. I omplir tot un sistema de calefacció amb l'oli líquid adequat pot ser costós.
Aquest problema es pot resoldre de manera molt senzilla. A més, és necessari construir un intercanviador de calor convencional en el qual l'oli escalfat escalfarà l'aigua que circula pel sistema de calefacció. Es perdrà una mica de calor, però l'efecte general es mantindrà força notable.
Una idea interessant podria ser utilitzar una bomba Frenette en combinació amb sistema de calefacció per terra radiant. En aquest cas, el refrigerant s'allibera a través de tubs de plàstic estrets col·locats en una regla de formigó.
Aquest sistema de calefacció funciona de la mateixa manera que un sòl escalfat per aigua convencional. Per descomptat, un projecte d'aquest tipus només es pot implementar en una casa privada, ja que els edificis d'apartaments de gran alçada només es poden utilitzar. terra radiant elèctric.
Una manera pràctica i còmoda d'utilitzar aquest dispositiu és escalfar una habitació petita: garatge, graner, taller, etc. La bomba Frenetta us permet resoldre de manera eficaç i ràpida el problema de la calefacció autònoma en aquests llocs.
El consum d'energia per al seu funcionament és petit en comparació amb l'efecte tèrmic resultant, i no és difícil construir aquesta unitat amb els materials més senzills.
Opcions de disseny de bomba Frenette
Eugene Frenette no només va inventar el dispositiu que porta el seu nom, sinó que també el va millorar repetidament, creant versions noves i més efectives del dispositiu.
La primera bomba, que l'inventor va patentar el 1977, utilitzava només dos cilindres:
- exterior - el cilindre buit té un diàmetre més gran i es troba en estat estàtic
- interior — el diàmetre del recipient és lleugerament inferior a les dimensions de la cavitat del cilindre exterior.
L'inventor va abocar oli líquid a l'espai estret resultant entre les parets dels dos cilindres. Per descomptat, la part de l'estructura on es trobava aquest líquid refrigerant es va segellar acuradament per evitar fuites d'oli.
El cilindre interior està connectat a l'eix del motor elèctric de manera que garanteixi la seva ràpida rotació en relació amb el cilindre gran estacionari. A l'extrem oposat de l'estructura es va col·locar un ventilador amb impulsor.
Durant el funcionament, l'oli s'escalfava i transferia calor a l'aire que envoltava el dispositiu. El ventilador va permetre distribuir ràpidament l'aire calent per tota l'habitació.
Com que aquest disseny s'escalfava amb força, per tal d'utilitzar-lo còmode i segur, l'estructura es va amagar en una funda protectora. Per descomptat, es van fer forats a la caixa per a la circulació d'aire.
Una addició útil al disseny va ser un termòstat, amb el qual es podia automatitzar fins a cert punt el funcionament de la bomba Frenette.
L'eix central d'aquest model de bomba de calor es troba verticalment. El motor està a la part inferior, després hi ha cilindres imbricats i hi ha un ventilador a la part superior. Posteriorment, va aparèixer una maqueta amb un eix central horitzontal.
Va ser aquest dispositiu el que es va utilitzar per primera vegada en combinació no amb un ventilador, sinó amb un radiador de calefacció. El motor es col·loca al costat i l'eix del rotor passa pel tambor giratori i surt.
Aquest tipus d'aparell no té ventilador. El refrigerant de la bomba es mou a través de canonades fins al radiador. De la mateixa manera, l'oli escalfat es pot transferir a un altre intercanviador de calor o directament a les canonades de calefacció.
Més tard, el disseny de la bomba de calor frenette es va canviar significativament. L'eix del rotor encara romania en posició horitzontal, però la part interior estava feta de dos tambors giratoris i un impulsor col·locat entre ells. L'oli líquid es torna a utilitzar com a refrigerant aquí.
Quan aquesta estructura gira, l'oli s'escalfa addicionalment a mesura que passa per forats especials fets a l'impulsor i després penetra a l'estreta cavitat entre les parets de la carcassa de la bomba i el seu rotor.Així, l'eficiència de la bomba Frenette va augmentar significativament.
No obstant això, val la pena assenyalar que aquest tipus de bomba no és gaire adequada per fer a casa. En primer lloc, haureu de trobar dibuixos fiables o calcular el disseny vosaltres mateixos, i només un enginyer experimentat pot fer-ho.
Aleshores, haureu de trobar un impulsor especial amb forats de la mida adequada. Aquest element de la bomba de calor funciona amb càrregues augmentades, per la qual cosa ha d'estar fet de materials molt duradors.
Autoproducció del dispositiu
Una revisió de les opcions de disseny de la bomba Frenette ens permet entendre que els principis del seu funcionament es poden utilitzar amb diferents graus d'eficiència en estructures de diversos tipus i tipus. La idea bàsica segueix sent la mateixa: un espai estret entre elements metàl·lics, ple d'oli i girat per un motor elèctric.
A casa, la bomba Frenette es fa més sovint, que consisteix en una sèrie de plaques metàl·liques separades per un buit estret.
Per fer aquest dispositiu, heu de preparar els materials necessaris:
- cilindre de metall buit;
- un conjunt de discos d'acer idèntics amb un forat al centre;
- conjunt de femelles de 6 mm d'alçada;
- vareta d'acer roscada:
- motor elèctric amb eix allargat;
- coixinet;
- Radiador;
- canonades de connexió.
Les dimensions de la bomba poden ser més grans o més petites.Però la distància entre els discos s'ha de mantenir exactament - 6 mm. Les femelles estàndard s'utilitzen com a separadors i una vareta d'acer és el centre de l'estructura.
El seu gruix ha de correspondre al diàmetre de la femella. Si no tens una vareta roscada a mà, només hauràs de tallar-la.
Òbviament, el forat dels discs ha de ser tal que es puguin posar lliurement a la vareta axial. El diàmetre exterior dels discos ha de ser uns quants mil·límetres més petit que la carcassa. Si no hi ha elements fets a mà, els discs es tallen tu mateix de xapa o el treball es confia a un torner.
El cos cilíndric es pot fer a partir d'un recipient metàl·lic antic d'una configuració adequada o soldat amb metall. També funcionarà un tros de tub metàl·lic ample.
Les parets estan soldades als extrems del cilindre. La carcassa s'ha de segellar perquè no hi hagi fuites d'oli. S'han de fer forats addicionals als extrems superior i inferior de l'habitatge: per a l'entrada i sortida de les canonades de calefacció que condueixen al radiador.
Per descomptat, totes les connexions de canonades s'han de segellar. Per a connexions roscades, s'utilitzen segelladors especials: cinta FUM, lli, etc. Si es decideix utilitzar canonades de polipropilè, necessitareu accessoris especials i, possiblement, un soldador per instal·lar aquestes canonades.
No cal un motor elèctric d'alt rendiment per fer funcionar la bomba Frenette.És adequat un dispositiu retirat d'un electrodomèstic vell o trencat, com ara un ventilador normal.
L'objectiu principal d'un motor elèctric és fer girar l'eix. La rotació excessivament ràpida pot provocar un mal funcionament del dispositiu. Com més ràpid gira l'estructura, més s'escalfa el refrigerant.
Perquè la vareta giri lliurement, necessiteu un coixinet adequat de mides estàndard. Quan tots els elements estiguin preparats, podeu començar a muntar el dispositiu. En primer lloc, s'instal·la un eix central amb un coixinet a la part inferior dins de la carcassa. A continuació, es cargola la femella separadora a l'eix, després es posa el disc, la femella de nou, el disc de nou, etc.
Els discos amb fruits secs s'alternen fins que la carcassa s'omple fins a la part superior. Fins i tot en l'etapa de preparació, podeu fer càlculs preliminars sobre el nombre de discos i fruits secs necessaris.
Cal afegir el gruix del disc al gruix de la femella (6 mm). Dividiu l'alçada del cos per aquesta xifra. El nombre resultant donarà informació sobre el nombre necessari de parells "nou + disc". La femella s'instal·la l'última.
Una vegada que la carcassa s'omple amb aquestes peces mòbils, s'omple d'oli líquid. El tipus d'oli no importa; pots prendre oli mineral, de cotó, de colza o qualsevol altre que toleri bé la calor i no s'endureixi. Després d'això, l'estructura es cobreix amb una tapa superior i es solda amb cura.
En aquest punt, les canonades del radiador normalment ja estan connectades als taps. Per a més comoditat durant la instal·lació i el manteniment posteriors del dispositiu, es poden instal·lar dues vàlvules de tancament a les canonades. Ara heu de connectar l'eix de la bomba de calor a l'eix del motor.
El sistema es connecta a la xarxa, es comprova la presència de fuites i s'avaluen les característiques de funcionament del dispositiu.
Si tot es fa correctament, l'eix amb discs començarà a girar, escalfant l'oli dins del dispositiu. El refrigerant calent es mourà pel forat superior a través de la canonada fins al radiador de calefacció. L'oli refrigerat tornarà a la carcassa de la bomba de calor a través del tub de baixada per reescalfar-lo.
Per automatitzar el funcionament del sistema, podeu utilitzar un relé especial amb un sensor de temperatura, que detecta l'escalfament de la carcassa de la bomba de calor i apaga el motor o l'encén segons sigui necessari. Això evitarà el sobreescalfament del sistema, danys al motor elèctric i, en general, augmentarà la vida útil del dispositiu.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
En aquest vídeo es presenta una versió interessant de la bomba Frenette:
Malauradament, la bomba Frenette no ha tingut una gran acceptació a la indústria de la calefacció. Aquest dispositiu industrial per a les necessitats domèstiques és difícil de trobar a les botigues de millores per a la llar. Però molts artesans van utilitzar amb èxit els èxits d'aquest científic i els van aplicar a les seves cases, banys, garatges, etc.
Potser sou la mateixa persona de bricolatge que va aconseguir fer realitat la idea de Frenette? Si us plau, comparteix la teva experiència: deixa comentaris a l'article i afegeix fotos dels teus productes. El formulari de contacte es troba a continuació.
Quan els mecanismes funcionen, sempre hi ha fricció, que en la gran majoria dels casos no és desitjable.En el motor d'un cotxe, per exemple, és d'un 10%. En altres dispositius hi pot haver un percentatge diferent, però a priori no pot superar el 100%, sinó tota l'energia es gastaria en calor. Fins i tot un escolar ho sap. Per tant, aquesta bomba és una estafa habitual. És més fàcil i senzill convertir l'electricitat en calor directament sense mecanismes estúpids.
Aquí ens referim a l'eficiència no en el sentit físic (en el qual, per descomptat, no pot ser superior al 100%), sinó en termes de l'energia gastada d'un tipus (electricitat) per extreure energia d'un altre tipus. Bé, per exemple, per encendre un lluminós, pegues una caixa, crees calor inicial mitjançant la fricció i, aleshores, el llumins comença a cremar-te i et "dona" molta més energia de la que has gastat. Des del punt de vista de la física, per descomptat, no hi ha una eficiència superior a una, però des del punt de vista del consumidor d'energia, una persona, va gastar molt menys del que va rebre. Sobretot si aquest partit comença un incendi.
És com encendre un foc amb escarra en comptes de llumins. La idea és interessant, però només pel que fa a l'ús com a conversió d'energia mecànica en energia tèrmica, per exemple, d'un molí de vent o una roda d'aigua, o esclaus :)
Convertir l'energia elèctrica en energia mecànica i després en energia tèrmica és ineficaç.
En marcar un partit, activeu el procés d'alliberament d'energia química, de manera que l'exemple és incorrecte.
En una bomba de calor Carnot, la calor es transfereix d'una part del sistema a una altra, de manera que allà es pot obtenir més calor al receptor que l'energia gastada en la seva transferència.
Aquí no hi ha "transferència" de calor: una transformació pura d'energia mecànica en energia tèrmica, de manera que no es pot parlar de "més del 100%".
L'exemple amb una coincidència no només és incorrecte, sinó que no és adequat en aquest cas. L'energia de fricció de l'aigua contra les parets d'aquesta estructura serà proporcional a l'energia gastada en girar l'eix, tenint en compte la viscositat del material abocat al dipòsit. L'energia de fricció no s'emmagatzema a l'aigua ni s'allibera, i no superarà el cost de l'alliberament, com en l'exemple del partit.
...o el bosc :))
Per tant, aquesta bomba és una estafa habitual. És més fàcil i senzill convertir l'electricitat en calor directament sense mecanismes estúpids.
Què passa amb una transmissió automàtica en un cotxe? No hi ha plaques, sinó impulsors i engranatges.. I tot passa per la refrigeració del radiador... Condueix un parell de quarts i toca la safata de la transmissió automàtica..
On són els discos estacionaris entre els que giren? Per què no hi ha paraules sobre ells?
Perquè l'article descriu el principi general de funcionament de la bomba Frenette i també parla de diagrames i algunes opcions casolanes. En general, amb aquesta bomba hi ha més molèsties que beneficis, per ser sincers: l'equip és inestable, no es recomana posar-lo en funcionament pel vostre compte, és possible que hi hagi accidents.
El nombre de vòrtex estacionaris en una bomba Frenette pot ser diferent, depèn dels indicadors que s'han d'aconseguir. Adjuntaré part del dibuix per mostrar amb més detall l'estructura d'aquest equip. En general, tots els projectes relacionats amb la bomba Frenette són experimentals. Si afegiu aigua i "s'excedeix" amb la velocitat, podeu descompondre-la en hidrogen i oxigen, i aquesta és una història completament diferent.
Em temo que no serà possible "excedir" la velocitat d'aquest tipus de convertidor d'energia a casa per descompondre l'oxigen i l'hidrogen, perquè caldrà aplicar energia com en un reactor nuclear. És més fàcil muntar una cèl·lula Meyer per a això i descompondre-la directament amb electricitat.
No hi haurà més calor que l'energia que consumeix el motor de la xarxa. El dispositiu, abans anomenat agitador Joule, no és més que un escalfador mecànic del líquid refrigerant. En lloc d'un motor elèctric, és millor utilitzar una roda eòlica. En aquest cas, les pèrdues desapareixeran en convertir l'energia mecànica en energia elèctrica, que després s'utilitza per a la calefacció.
Tota la informació. el mateix i no un dispositiu que funcioni, excepte *argó* al vídeo i després sense encendre-lo, si algú ha aconseguit fer un dispositiu que funcioni, ja està llest per comprar.
Jo personalment he tractat aquest tema. Conclusió: les lleis de la física del nostre sistema no han estat derogades. Calcula els costos i tot queda clar. Si fem servir esclaus com suggereix Pau, podem argumentar més. Unitats: aerogeneradors, turbines d'aigua, parlant seriosament, el període de recuperació és molt vague.
El dispositiu proporcionarà una mica menys de calor que un element calefactor, ja que es perdrà part de l'energia que escalfava el motor (bobinats, coixinets). El dispositiu és un "escalfador de líquid refrigerant mecànic". Es recomana utilitzar-lo per a la conversió directa de l'energia eòlica en calor. L'eficiència és propera al 100%. Quan s'utilitza un generador elèctric, l'eficiència disminuirà fins al 50%.
Bla, bla, bla. Senyors de la crítica. On són els teus projectes, muntatge, dimensions, resultats de proves
informació sobre la potència del motor elèctric, la velocitat, la capacitat de la bomba i l'emmagatzematge
recipients, temps de funcionament del motor per escalfar el líquid a una temperatura determinada, consum elèctric. Pràctiques. Ei, contesta'm.
Així és, Nikolai!
La majoria són murmurosos... ja sigui per enveja o per una altra cosa
vanitat