Autonomā Frenette siltumsūkņa ierīce (berzes sildītājs)

Ieteikumi ierīces lietošanai

Ir vērts atzīmēt, ka joprojām pastāv Eugene Frenette sūkņa varianti, kas izmanto ūdeni kā dzesēšanas šķidrumu. Bet parasti tie ir lieli rūpnieciskie modeļi, kurus izmanto specializētos uzņēmumos. Šādu ierīču darbība tiek stingri kontrolēta ar īpašu ierīču palīdzību. Nodrošināt šādu drošības līmeni mājās ir gandrīz neiespējami.

Populārākā Frenett sūkņa versija, kurā kā dzesēšanas šķidrums izmanto ūdeni, nevis eļļu, ir ierīce, ko izstrādājuši Habarovskas zinātnieki: Nazirova Natālija Ivanovna, Leonovs Mihails Pavlovičs un Sjargs Aleksandrs Vasiļjevičs. Šajā sēņu formas struktūrā ūdens tiek apzināti uzvārīts un pārvērsts tvaikā.

Pēc tam tvaika reaktīvā jauda tiek izmantota, lai palielinātu siltumnesēja kustības ātrumu pa sūkņa kanāliem līdz 135 metriem minūtē. Tā rezultātā enerģijas izmaksas dzesēšanas šķidruma pārvietošanai ir minimālas, un atdeve siltumenerģijas veidā ir ļoti augsta. Bet šādai vienībai jābūt ārkārtīgi izturīgai, un tās darbība ir pastāvīgi jāuzrauga, lai izvairītos no negadījuma.

Ko darīt, ja ar Frenette sūkņa palīdzību paredzēts organizēt lielas telpas vai visas mājas apkuri? Ūdens ir tradicionāls dzesēšanas šķidrums, lielākā daļa apkures sistēmu ir paredzētas tieši tam. Jā, un visas apkures sistēmas piepildīšana ar pareizo šķidro eļļu var būt dārgs bizness.

Šī problēma tiek atrisināta ļoti vienkārši. Nepieciešams papildus uzbūvēt parasto siltummaini, kurā uzkarsētā eļļa sildīs caur apkures sistēmu cirkulējošo ūdeni. Šajā gadījumā daļa siltuma tiks zaudēta, bet kopējais efekts paliks diezgan pamanāms.

Interesanta ideja būtu izmantot Frenett sūkni kombinācijā ar grīdas apsildes sistēmu. Tajā pašā laikā dzesēšanas šķidrums tiek izvadīts caur šaurām plastmasas caurulēm, kas ieliktas betona klonā. Šāda apkures sistēma darbojas tāpat kā parastā ūdens apsildāmā grīda.Protams, šāda veida projektu var īstenot tikai privātmājā, jo daudzstāvu daudzdzīvokļu ēkām ir atļauta tikai elektriskā grīdas apsilde.

Praktisks un ērts veids, kā izmantot šādu ierīci, ir nelielas telpas apsildīšana: garāža, šķūnis, darbnīca utt. Frenett sūknis ļauj efektīvi un ātri atrisināt autonomās apkures problēmu šādās vietās. Elektrības izmaksas tās darbībai ir nelielas, salīdzinot ar iegūto termisko efektu, un nav grūti izveidot šādu iekārtu no vienkāršākajiem materiāliem.

5 populārākās priekšrocības augu īpašniekiem

Apkures sistēmu ar siltumsūkņiem priekšrocības ir šādas:

1. Ekonomiskā efektivitāte. Izmaksājot 1 kW elektroenerģijas, jūs varat iegūt 3-4 kW siltuma. Tie ir vidējie rādītāji, jo. siltuma konversijas koeficients ir atkarīgs no iekārtas veida un konstrukcijas īpatnībām.
2. Vides drošība. Siltumiekārtas darbības laikā degšanas produkti vai citas potenciāli bīstamas vielas nenokļūst vidē. Aprīkojums ir drošs pret ozonu. Tās izmantošana ļauj iegūt siltumu, neradot mazāko kaitējumu videi.
3. Pielietojuma daudzpusība. Uzstādot apkures sistēmas, ko darbina tradicionālie enerģijas avoti, mājas īpašnieks kļūst atkarīgs no monopolistiem. Saules paneļi un vēja turbīnas ne vienmēr ir rentabli. Bet siltumsūkņus var uzstādīt jebkur. Galvenais ir izvēlēties pareizo sistēmas veidu.
4. Daudzfunkcionalitāte. Aukstajā sezonā instalācijas silda māju, bet vasaras karstumā tās spēj strādāt gaisa kondicionēšanas režīmā. Iekārtas tiek izmantotas karstā ūdens sistēmās, savienotas ar siltās grīdas kontūrām.
5. Ekspluatācijas drošība.Siltumsūkņiem nav nepieciešama degviela, tie darbības laikā neizdala toksiskas vielas, un iekārtu agregātu maksimālā temperatūra nepārsniedz 90 grādus. Šīs apkures sistēmas nav bīstamākas par ledusskapjiem.

Ideālu ierīču nav. Siltumsūkņi ir uzticami, izturīgi un droši, taču to izmaksas ir tieši atkarīgas no jaudas.

Kvalitatīva tehnika pilnvērtīgai apkurei un karstā ūdens apgādei mājai 80 kv.m. maksās aptuveni 8000-10000 eiro. Pašdarināti izstrādājumi ir mazjaudas, tos var izmantot atsevišķu telpu vai saimniecības telpu apsildīšanai.

Instalācijas efektivitāte ir atkarīga no mājas siltuma zudumiem. Iekārtas ir lietderīgi uzstādīt tikai tajās ēkās, kurās tiek nodrošināts augsts izolācijas līmenis, un siltuma zudumu rādītāji nav augstāki par 100 W / m2.

Siltumsūkņi var kalpot 30 vai vairāk gadus. To izmantošana ir īpaši izdevīga karstā ūdens apgādei, kā arī kombinētajās apkures sistēmās, tostarp apsildāmās grīdas.

Aprīkojums ir uzticams un reti sabojājas

Ja tas ir mājās gatavots, tad ir svarīgi izvēlēties augstas kvalitātes kompresoru, vislabāk - no ledusskapja vai uzticama zīmola gaisa kondicioniera.

Ierīces darbības princips

Tiem, kas ir saskārušies ar ekonomiskas apkures jautājumiem, nosaukums "siltumsūknis" ir labi zināms. Īpaši kombinācijā ar tādiem terminiem kā “zeme-ūdens”, “ūdens-ūdens” vai “gaiss-ūdens” utt.

Šādam siltumsūknim ar Frenette ierīci praktiski nav nekā kopīga. Papildus nosaukumam un gala rezultātam siltumenerģijas veidā, ko galu galā izmanto apkurei.

Siltumsūkņi, kas darbojas pēc Carnot principa, ir ļoti populāri gan kā ekonomiski izdevīgs apkures organizēšanas veids, gan kā videi draudzīga sistēma.

Šāda ierīču kompleksa darbība ir saistīta ar dabas resursos (zemē, ūdenī, gaisā) esošās zema potenciāla enerģijas uzkrāšanu un tās pārvēršanu siltumenerģijā ar augstu potenciālu.

Eugene Frenette izgudrojums ir sakārtots un darbojas pavisam citādi.

Šīs ierīces darbības princips ir balstīts uz siltumenerģijas izmantošanu, kas izdalās berzes laikā. Dizaina pamatā ir metāla virsmas, kas atrodas nevis tuvu viena otrai, bet noteiktā attālumā. Atstarpe starp tām ir piepildīta ar šķidrumu.

Ierīces daļas griežas viena pret otru ar elektromotora palīdzību, šķidrums korpusa iekšpusē un saskarē ar rotējošiem elementiem tiek uzkarsēts.

Iegūto siltumu var izmantot dzesēšanas šķidruma sildīšanai. Daži avoti iesaka izmantot šo šķidrumu tieši apkures sistēmai. Visbiežāk parastais radiators ir pievienots paštaisītam Frenett sūknim.

Eksperti stingri iesaka kā apkures sistēmas dzesēšanas šķidrumu izmantot eļļu, nevis ūdeni.

Sūkņa darbības laikā šim šķidrumam ir tendence ļoti spēcīgi uzkarst. Ūdens šādos apstākļos var vienkārši vārīties. Karsts tvaiks slēgtā telpā rada pārmērīgu spiedienu, un tas parasti noved pie cauruļu vai korpusa plīsumiem. Šādā situācijā ir daudz drošāk izmantot eļļu, jo tās viršanas temperatūra ir daudz augstāka.

Lai izgatavotu Frenette siltumsūkni, jums būs nepieciešams dzinējs, radiators, vairākas caurules, tērauda droseļvārsts, tērauda diski, metāla vai plastmasas stienis, metāla cilindrs un uzgriežņu komplekts (+)

Pastāv viedoklis, ka šāda siltuma ģeneratora efektivitāte pārsniedz 100% un var būt pat 1000%. No fizikas un matemātikas viedokļa tas nav pilnīgi pareizs apgalvojums.

Efektivitāte atspoguļo enerģijas zudumus, kas iztērēti nevis apkurei, bet gan faktiskajai ierīces darbībai. Drīzāk fenomenālie apgalvojumi par Frenette sūkņa neticami augsto efektivitāti atspoguļo tā efektivitāti, kas ir patiesi iespaidīga. Elektrības izmaksas ierīces darbībai ir niecīgas, bet rezultātā saņemtais siltuma daudzums ir ļoti jūtams.

Dzesēšanas šķidruma uzsildīšanai līdz tādām pašām temperatūrām, izmantojot sildelementu, piemēram, apkurei, būtu nepieciešams daudz lielāks elektroenerģijas daudzums, varbūt desmit reizes vairāk. Mājsaimniecības sildītājs ar šādu elektrības patēriņu pat nesasildītu.

Kāpēc visas dzīvojamās un ražošanas telpas nav aprīkotas ar šādām ierīcēm? Iemesli var būt dažādi.

Pirmkārt, ūdens ir vienkāršāks un ērtāks dzesēšanas šķidrums nekā eļļa. Tas nesasilst līdz tik augstām temperatūrām, un vieglāk ir attīrīt ūdens noplūdes sekas, nekā sakopt izlijušo eļļu.

Otrkārt, Frenette sūkņa izgudrošanas laikā centralizētā apkures sistēma jau pastāvēja un veiksmīgi darbojās. Tā demontāža nomaiņai pret siltuma ģeneratoriem izmaksātu pārāk dārgi un sagādātu daudz neērtības, tāpēc neviens šo iespēju pat nopietni neapsvēra. Kā saka, labākais ir labā ienaidnieks.

Siltumsūkņa iekšpuse

Klasiskā siltumsūknis sastāv no vairākas sastāvdaļas:

• rotors;
• vārpsta;
• lāpstiņu ventilators;
• stators.

Cilindru pāris - rotors un stators - nosaka TNF darbību.Stators ir liels un tukšs cilindrs no iekšpuses, un rotors ir mazāk apjomīgs cilindrs, kas uzstādīts statorā. Eļļu (dzesēšanas šķidrumu) ielej statorā, kur tā tiek uzkarsēta rotora iedarbībā. Pats rotors tiek darbināts ar vārpstu, uz kuras ir uzstādīts lāpstiņu ventilators. Pēdējais iepūš telpā karstu gaisu, kā rezultātā tiek veikta apkures funkcija.

Siltumsūkņa iekšpuse

Tā darbojās pirmais siltumsūknis. Nākotnē viņa darbs tika uzlabots. Mūsdienīgākos modeļos rotors vairs nebija vajadzīgs - tas tika aizstāts ar tērauda diskiem. Turklāt nav nepieciešams ventilators ar lāpstiņu.

Faktori, kas nodrošina siltumsūkņa augstu efektivitāti:

• dzesēšanas šķidrums atrodas slēgtā sistēmā;
• nav nepieciešams siltummainis;
• augsta apkures jauda;
• TNF galvenajai daļai ir koniska forma, kas veicina vakuuma zonu rašanos un temperatūras paaugstināšanos.

Instalācijas priekšrocības

Frenetta siltumsūkni var pieslēgt grīdas apsildes sistēmai

Frenetta siltumsūkņi, salīdzinot ar citiem šāda veida agregātiem, ir ļoti populāri. Instalācija tiek plaši izmantota apkures sistēmās.

Tāpat sūkni var pieslēgt modernām grīdas apsildes sistēmām.

Šāda siltumsūkņa izplatība ir izskaidrojama ar to, ka tam ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar citiem agregātiem.

Tie ietver:

• augsta produktivitāte;
• rentabilitāte;
• spēja darboties automātiskajā režīmā;
• sūkņa daudzpusība;
• vienkārša pielāgošana noteiktām vajadzībām;
• kompakti izmēri;
• klusa darbība un daudz kas cits.

Jaunu modifikāciju ieviešana sūkņa konstrukcijā uzlabo tā tehniskos parametrus.

Frenett siltumsūkņi tiek plaši izmantoti dažādās jomās. Visbiežāk tie tiek uzstādīti lauku mājās. Svarīga iekārtas priekšrocība ir tā, ka to var salikt ar rokām.

Siltumsūknis mājas apkurei, darbības princips

Siltumsūkņa, ledusskapja un gaisa kondicioniera darbības pamatā ir Karno cikls. Siltumsūknis apkurei nodod siltumu no zonas ar zemāku temperatūru patērētājam, kur šī parametra vērtībai jābūt lielākai. Šajā gadījumā tas tiek ņemts no ārpuses, kur tas tiek uzkrāts, un pēc dažām pārvērtībām tas nonāk mājā. Tas ir dabiskais siltums, nevis tradicionālā kurināmā sadegšanas laikā izdalītā enerģija, kas paaugstina dzesēšanas šķidruma temperatūru, kas iet cauri apkures sistēmas caurulēm.

Patiesībā sūkņa darbības princips ir daudz sarežģītāks. Tāpēc šīs klases ierīces bieži tiek salīdzinātas ar saldēšanas iekārtām, kas darbojas tikai pretējā virzienā. Bet vispārējā darbības kārtība ir identiska, neskatoties uz to, ka ir liela atšķirība gan inženiertehniskajā risinājumā, gan ierīču galveno daļu nolūkos. No tradicionālās apkures sistēmas uz siltumsūkņa samontētais kontūrs atšķiras ar ķēžu skaitu un to darba specifiku.

Ārējā ķēde ir uzstādīta ārpus privātmājas. Tas tiek likts vietā, kur uzkrājas siltums, kad virsmas tiek uzkarsētas saules gaismā vai cita iemesla dēļ. Enerģiju var uzņemt, piemēram, no gaisa, augsnes, ūdens. Pat no akas, ja māja atrodas uz akmeņainas augsnes vai ir ierobežojumi cauruļu uzstādīšanai.Tāpēc ir vairākas siltumsūkņu modifikācijas, neskatoties uz to, ka apkure tiek organizēta pēc viena veida shēmas.

Sūkņa darbības princips

Iekšējā ķēde (nejaukt ar apkuri mājā) ģeogrāfiski atrodas pašā vienībā. Ārpusē cirkulējošais atdzesētais dzesēšanas šķidrums vides ietekmē daļēji paaugstina tā temperatūru. Izejot cauri iztvaicētājam, tas nodod iegūto enerģiju aukstumaģentam, ar kuru ir piepildīta iekšējā ķēde. Pēdējais, pateicoties tā specifiskajām īpašībām, vārās un pāriet gāzveida stāvoklī. Tam pietiek ar zemu spiedienu un temperatūru virs -5°C. Tas ir, šķidrā vide pārvēršas gāzē.

Tālāk - uz kompresoru, kur tiek mākslīgi palielināts spiediens, kā rezultātā tiek uzkarsēts aukstumaģents. Tieši šajā konstrukcijas elementā, kas ir otrais siltummainis, siltumenerģija tiek pārnesta uz šķidrumu (ūdens vai antifrīzs), kas iet caur mājas apkures sistēmas atgaitas līniju. Diezgan oriģināla, efektīva un racionāla apkures shēma.

Siltumsūkņa darbībai nepieciešama elektrība. Bet tas joprojām ir daudz izdevīgāk nekā izmantot tikai elektrisko sildītāju. Tā kā elektriskais apkures katls vai elektriskais sildītājs tērē tieši tādu pašu elektroenerģijas daudzumu, cik tas ražo siltumu. Piemēram, ja sildītāja jauda ir 2 kW, tad tas tērē 2 kW stundā un saražo 2 kW karstums. Siltumsūknis saražo siltumu 3-7 reizes vairāk nekā patērē elektrību. Piemēram, kompresora un sūkņa darbināšanai tiek izmantoti 5,5 kWh, un tiek iegūts 17 kWh siltuma. Tieši šī augstā efektivitāte ir siltumsūkņa galvenā priekšrocība.

Atliek piebilst, ka ārējā ķēdē cirkulē sāls šķīdums vai etilēnglikols, un iekšējā ķēdē parasti cirkulē freons. Šādas apkures shēmas sastāvs ietver vairākas papildu ierīces. Galvenie no tiem ir vārstu reduktors un apakšdzesētājs.

Frenetta siltumsūkņa montāžas process pats: rasējumi

Pirmkārt, korpusā ir izveidoti divi caurumi apkures caurulēm, kas īpaši paredzētas apkures caurulēm. Vītņotais stienis ir uzstādīts korpusa centrā. Uzskrūvējiet uzgriezni uz šīs vītnes, ielieciet disku, pēc tam pieskrūvējiet nākamo uzgriezni utt. Un tā turpinās disku uzstādīšana, līdz korpuss ir pilnībā piepildīts.

Tad sistēmā ielej eļļu, piemēram, kokvilnas sēklas. Korpuss ir aizvērts un piestiprināts pie stieņa. Novietojiet radiatora caurules pie izveidotajiem caurumiem. Elektromotors ir piestiprināts pie centrālā stieņa, tas garantē rotāciju. Ierīci var pieslēgt tīklam un pārbaudīt tās darbību.

Frenette sūkņa dizaina iespējas

Eugene Frenette ne tikai izgudroja viņa vārdā nosaukto ierīci, bet arī vairākkārt to uzlaboja, izgudrojot jaunas, efektīvākas ierīces versijas. Pašā pirmajā sūknī, kuru izgudrotājs patentēja 1977. gadā, tika izmantoti tikai divi cilindri: ārējais un iekšējais. Dobajam ārējam cilindram bija lielāks diametrs un tas bija statiskā stāvoklī. Šajā gadījumā iekšējā cilindra diametrs bija nedaudz mazāks par ārējā cilindra dobuma izmēriem.

Šī ir pašas pirmās Frenette siltumsūkņa versijas diagramma. Rotējošā vārpsta atrodas horizontāli, dzesēšanas šķidrums tiek novietots šaurā telpā starp diviem darba cilindriem

Izgudrotājs ielēja šķidru eļļu iegūtajā šaurajā telpā starp abu cilindru sienām.Protams, konstrukcijas daļa, kurā bija šis siltuma pārneses šķidrums, tika rūpīgi noslēgta, lai novērstu eļļas noplūdi.

Iekšējais cilindrs ir savienots ar motora vārpstu tā, lai nodrošinātu tā ātru rotāciju attiecībā pret stacionāro lielo cilindru. Konstrukcijas pretējā galā tika novietots ventilators ar lāpstiņriteni. Darbības laikā eļļa uzkarsa un pārnesa siltumu uz gaisu, kas ieskauj ierīci. Ventilators ļāva ātri sadalīt silto gaisu visā telpas tilpumā.

Tā kā šis dizains diezgan daudz uzkarsa, ērtas un drošas lietošanas labad dizains tika paslēpts aizsargmaciņā. Protams, korpusā tika izveidoti caurumi gaisa cirkulācijai. Noderīgs dizaina papildinājums bija termostats, ar kuru varēja zināmā mērā automatizēt Frenett sūkņa darbību.

Centrālā ass šādā siltumsūkņa modelī atrodas vertikāli. Dzinējs atrodas apakšā, tad ir uzstādīti ligzdoti cilindri, un ventilators atrodas augšpusē. Vēlāk parādījās modelis ar horizontālu centrālo asi.

Frenette siltumsūkņa modelis ar horizontāli orientētu rotējošo vārpstu tika izmantots kopā ar apkures radiatoru, kura iekšpusē cirkulē sakarsēta eļļa.

Tā bija tāda ierīce, kas pirmo reizi tika izmantota kombinācijā nevis ar ventilatoru, bet gan ar apkures radiatoru. Motors ir novietots sānos, un rotora vārpsta iet cauri rotējošajam cilindram un ārā. Ierīcē šāda veida ventilators trūkst.Dzesēšanas šķidrums no sūkņa pārvietojas pa caurulēm uz radiatoru. Tādā pašā veidā uzkarsēto eļļu var pārnest uz citu siltummaini vai tieši apkures caurulēs.

Vēlāk frenet siltumsūkņa dizains tika būtiski mainīts. Rotora vārpsta joprojām palika horizontālā stāvoklī, bet iekšējo daļu veidoja divi rotējoši cilindri un starp tiem novietots lāpstiņritenis. Šeit atkal šķidrā eļļa tiek izmantota kā siltumnesējs.

Šajā Frenette siltumsūkņa versijā divi cilindri griežas blakus, tos atdala īpaši izstrādāts lāpstiņritenis, kas izgatavots no ļoti izturīga metāla.

Kad šis dizains griežas, eļļa papildus uzsilst, jo tā iziet cauri speciāliem caurumiem, kas izveidoti lāpstiņritenī, un pēc tam iekļūst šaurā dobumā. starp sūkņa korpusa sienām un tā rotoru. Tādējādi Frenett sūkņa efektivitāte ir ievērojami uzlabota.

Gar lāpstiņriteņa malām ir izveidoti nelieli caurumi Frenett siltumsūknim. Dzesēšanas šķidrums ātri un efektīvi uzsilst, izejot caur tiem

Tomēr ir vērts atzīmēt, ka šāda veida sūkņi nav īpaši piemēroti mājas ražošanai. Vispirms jums ir jāatrod uzticami rasējumi vai pašam jāaprēķina dizains, un to var izdarīt tikai pieredzējis inženieris. Tad jums jāatrod īpašs lāpstiņritenis ar piemērota izmēra caurumiem. Šis siltumsūkņa elements darbojas ar paaugstinātām slodzēm, tāpēc tam jābūt izgatavotam no ļoti izturīgiem materiāliem.

Kā darbojas siltumsūknis

Savā būtībā TNF darbības tehnoloģija ir līdzīga ledusskapja darbības principam.Saldēšanas iekārtas, lai pazeminātu temperatūru, ņem siltumu no kamerām un izlaiž to ārā ar radiatoru palīdzību. HNF darbojas tieši tāpat: lai ražotu siltumu, ņem to no augsnes vai šķidruma, apstrādā un nodod privātmājas, darbnīcas, siltumnīcas vai jebkuras citas telpas apkures sistēmai.

Kā darbojas siltumsūknis

Aukstumaģents, kas var būt amonjaks vai freons, pārvietojas ārējās un iekšējās ķēdes iekšpusē. Šajā gadījumā ārējā ķēde ir atbildīga par siltuma saņemšanu no atmosfēras, zemes vai ūdens.

Katras dabas vides sastāvā ir noteikts daudzums atšķirīgas siltumenerģijas. Aukstumaģents spēj to savākt un nosūtīt otrreizējai pārstrādei. Lai uzsāktu šo procesu, siltumnesēja temperatūrai jāpaaugstinās par 4-5 grādiem.

Pēc tam no ārējās ķēdes aukstumaģents tiek novirzīts uz iekšējo. Šeit iztvaicētājs pārvērš siltumnesēju no šķidruma uz gāzi. Process notiek tāpēc, ka freonam zemā apkārtējā spiedienā ir zems viršanas punkts.

Pēc iztvaicētāja freons gāzes veidā ieplūst kompresorā, kur notiek saspiešana un līdz ar to temperatūras paaugstināšanās. Tālāk gāze atrodas kondensatorā. Tur gāze dala savu temperatūru ar šķidrumu (siltumnesēju). Atdzesēšanas rezultātā gāze atgriežas šķidrā stāvoklī, un sistēmā sākas jauns cirkulācijas cikls.

Galvenais parametrs, kas nosaka TNF produktivitāti, ir konversijas koeficients. Šis rādītājs ir noteiktas TNF saražotās siltumenerģijas attiecības pret siltumenerģijas patēriņa apjomu rezultāts.

Ierīces darbības princips

Tiem, kas ir saskārušies ar ekonomiskas apkures jautājumiem, nosaukums "siltumsūknis" ir labi zināms. Īpaši kombinācijā ar tādiem terminiem kā “zeme-ūdens”, “ūdens-ūdens”, “ūdens-gaiss” utt. Šādam siltumsūknim ar Frenette ierīci praktiski nav nekā kopīga, izņemot varbūt nosaukumu un gala rezultātu siltumenerģijas veidā, kas galu galā tiek izmantota apkurei.

Siltumsūkņi, kas darbojas pēc Carnot principa, ir ļoti populāri gan kā ekonomiski izdevīgs apkures organizēšanas veids, gan kā videi draudzīga sistēma. Šāda ierīču kompleksa darbība ir saistīta ar dabas resursos (zemē, ūdenī, gaisā) esošās zema potenciāla enerģijas uzkrāšanu un tās pārvēršanu siltumenerģijā ar augstu potenciālu. Eugene Frenette izgudrojums ir sakārtots un darbojas pavisam citādi.

Attēlu galerija
Foto no
E. Freneta izstrādāto siltumenerģijas ražošanas sistēmu nevar bez ierunām attiecināt uz siltumsūkņu klasi. Pēc konstrukcijas un tehnoloģiskajām īpašībām šis ir sildītājs

Iekārta savā darbā neizmanto ģeo- vai saules enerģijas avotus. Eļļas dzesēšanas šķidrums tajā tiek uzkarsēts ar berzes spēku, ko rada rotējoši metāla diski.

Sūkņa darba korpuss ir ar eļļu pildīts cilindrs, kura iekšpusē atrodas rotācijas ass. Šis ir tērauda stienis, kas aprīkots ar paralēliem diskiem, kas novietoti aptuveni 6 cm attālumā viens no otra.

Centrbēdzes spēks iespiež uzkarsēto dzesēšanas šķidrumu spolē, kas savienota ar ierīci. Uzkarsētā eļļa iziet no instrumenta augšējā savienojuma punktā. Atdzesētais dzesēšanas šķidrums tiek atgriezts atpakaļ no apakšas

Frenette siltumsūkņa izskats

Ierīces uzsildīšana darbības laikā

Galvenās konstrukcijas sastāvdaļas

Viena modeļa faktiskie izmēri

Šīs ierīces darbības princips ir balstīts uz siltumenerģijas izmantošanu, kas izdalās berzes laikā. Dizaina pamatā ir metāla virsmas, kas atrodas nevis tuvu viena otrai, bet noteiktā attālumā. Atstarpe starp tām ir piepildīta ar šķidrumu. Ierīces daļas griežas viena pret otru ar elektromotora palīdzību, šķidrums korpusa iekšpusē un saskarē ar rotējošiem elementiem tiek uzkarsēts.

Iegūto siltumu var izmantot dzesēšanas šķidruma sildīšanai. Daži avoti iesaka izmantot šo šķidrumu tieši apkures sistēmai. Visbiežāk parastais radiators ir pievienots paštaisītam Frenett sūknim. Kā sildīšanas šķidrumu eksperti stingri iesaka izmantot eļļu, nevis ūdeni.

Sūkņa darbības laikā šim dzesēšanas šķidrumam ir tendence ļoti spēcīgi uzkarst. Ūdens šādos apstākļos var vienkārši vārīties. Karsts tvaiks slēgtā telpā rada pārmērīgu spiedienu, un tas parasti noved pie cauruļu vai korpusa plīsumiem. Šādā situācijā ir daudz drošāk izmantot eļļu, jo tās viršanas temperatūra ir daudz augstāka.

Lai izgatavotu Frenette siltumsūkni, jums būs nepieciešams dzinējs, radiators, vairākas caurules, tērauda droseļvārsts, tērauda diski, metāla vai plastmasas stienis, metāla cilindrs un uzgriežņu komplekts (+)

Pastāv viedoklis, ka šāda siltuma ģeneratora efektivitāte pārsniedz 100% un var būt pat 1000%. No fizikas un matemātikas viedokļa tas nav pilnīgi pareizs apgalvojums. Efektivitāte atspoguļo enerģijas zudumus, kas iztērēti nevis apkurei, bet gan faktiskajai ierīces darbībai.Drīzāk fenomenālie apgalvojumi par Frenette sūkņa neticami augsto efektivitāti atspoguļo tā efektivitāti, kas ir patiešām iespaidīga.

Elektrības izmaksas ierīces darbībai ir niecīgas, bet rezultātā saņemtais siltuma daudzums ir ļoti jūtams. Dzesēšanas šķidruma uzsildīšanai līdz tādām pašām temperatūrām ar sildelementa palīdzību, piemēram, būtu nepieciešams daudz lielāks elektroenerģijas daudzums, varbūt desmitreiz vairāk. Mājsaimniecības sildītājs ar šādu elektrības patēriņu pat nesasildītu.

Kāpēc visas dzīvojamās un ražošanas telpas nav aprīkotas ar šādām ierīcēm? Iemesli var būt dažādi. Tomēr ūdens ir vienkāršāks un ērtāks dzesēšanas šķidrums nekā eļļa. Tas nesasilst līdz tik augstām temperatūrām, un vieglāk ir attīrīt ūdens noplūdes sekas, nekā sakopt izlijušo eļļu.

Vēl viens iemesls var būt tas, ka laikā, kad tika izgudrots Frenette sūknis, centralizētā apkures sistēma jau pastāvēja un veiksmīgi darbojās. Tā demontāža nomaiņai pret siltuma ģeneratoriem izmaksātu pārāk dārgi un sagādātu daudz neērtības, tāpēc neviens šo iespēju pat nopietni neapsvēra. Kā saka, labākais ir labā ienaidnieks.

Ģeotermālās iekārtas izgatavošana

Ir pilnīgi iespējams veikt ģeotermālo instalāciju ar savām rokām. Tajā pašā laikā zemes siltumenerģija tiek izmantota mājokļa apkurei. Protams, tas ir darbietilpīgs process, taču ieguvumi ir ievērojami.

Ķēdes un sūkņa siltummaiņu aprēķins

ZS ķēdes laukums tiek aprēķināts ar likmi 30 m² uz kilovatu. Dzīvojamai telpai 100 m² ir nepieciešami aptuveni 8 kilovati stundā. Tātad ķēdes platība būs 240 m².

Siltummainis var būt izgatavots no vara caurules. Temperatūra pie ieejas ir 60 grādi, pie izejas 30 grādi, siltuma jauda ir 8 kilovati stundā. Siltuma apmaiņas laukumam jābūt 1,1 m². Vara caurule ar diametru 10 milimetri, drošības koeficients 1,2.

Apkārtmērs metros: l \u003d 10 × 3,14 / 1000 \u003d 0,0314 m.

Vara caurules skaits metros: L = 1,1 × 1,2 / 0,0314 = 42 m.

Nepieciešamais aprīkojums un materiāli

Daudzējādā ziņā panākumi siltumsūkņu ražošanā ir atkarīgi no paša būvuzņēmēja sagatavotības un zināšanu pakāpes, kā arī no visa siltumsūkņa uzstādīšanai nepieciešamā pieejamības un kvalitātes.

Pirms darba uzsākšanas jums jāiegādājas aprīkojums un materiāli:

• kompresors;
• kondensators;
• kontrolieris;
• polietilēna veidgabali, kas paredzēti kolektoru montāžai;
• caurule uz zemējuma ķēdi;
• Cirkulācijas sūkņi;
• ūdens šļūtene vai HDPE caurule;
• manometri, termometri;
• vara caurule ar diametru 10 milimetri;
• Cauruļvadu izolācija;
• blīvējuma komplekts.

Kā salikt siltummaini

Siltuma apmaiņas bloks sastāv no divām sastāvdaļām. Iztvaicētājs ir jāsamontē pēc principa "caurule caurulē". Iekšējā vara caurule ir piepildīta ar freonu vai citu ātri vārošu šķidrumu. Ārpusē cirkulē ūdens no akas.

Pirms kondensatora montāžas ir nepieciešams uztīt vara cauruli spirāles formā un ievietot metāla mucā ar ietilpību vismaz 0,2 m³. Vara caurule ir piepildīta ar freonu, un ūdens muca ir pievienota mājas apkures sistēmai.

Augsnes kontūras sakārtošana

Lai sagatavotu nepieciešamo laukumu augsnes kontūrai, nepieciešams veikt lielu zemes darbu apjomu, ko vēlams veikt mehāniski.

Varat izmantot 2 metodes:

viens.Pirmajā metodē ir nepieciešams noņemt augšējo augsnes slāni dziļumā, kas ir zem tā sasalšanas. Iegūtās bedres apakšā gulēja brīva čūska ārējās caurules daļa iztvaicētāju un rekultivējiet augsni.

2. Izmantojot otro metodi, vispirms ir jāizrok tranšeja visā plānotajā teritorijā. Tajā tiek ievietota caurule.

Pēc tam jums jāpārbauda visu savienojumu blīvums un jāpiepilda caurule ar ūdeni. Ja nav noplūžu, konstrukciju var aizpildīt ar zemi.

Degvielas uzpilde un pirmais starts

Pēc uzstādīšanas pabeigšanas sistēma ir jāuzpilda ar aukstumaģentu. Šo darbu vislabāk uzticēt speciālistam, jo ​​iekšējās ķēdes piepildīšanai ar freonu tiek izmantotas īpašas ierīces. Uzpildot, spiediens un temperatūra jāmēra plkst kompresora ieplūde un izplūde.

Kā pats izgatavot šādu ierīci?

Vispraktiskākais māju apkurei ir Frenette siltumsūkņa modelis, kuram trūkst ventilatora un iekšējā cilindra. Tā vietā tiek izmantoti daudzi metāla diski, kas griežas instrumenta iekšpusē. Dzesēšanas šķidruma lomu veic eļļa, kas nonāk radiatorā, atdziest un pēc tam atgriežas sistēmā. Šādas ierīces darbība ir pārliecinoši parādīta videoklipā:

Tiem, kas zina angļu valodu, šis video var būt noderīgs:

Mājās nav grūti izgatavot siltumsūkni pēc Eugene Frenette principa. Šim nolūkam jums būs nepieciešams:

• metāla cilindrs;
• tērauda diski;
• rieksti;
• tērauda stienis;
• neliels elektromotors;
• caurules;
• radiators.

Tērauda disku diametram jābūt nedaudz mazākam par cilindra diametru, lai starp korpusa sienām un rotējošo daļu būtu neliela atstarpe. Disku un uzgriežņu skaits ir atkarīgs no konstrukcijas izmēriem.Diski ir secīgi savērti uz tērauda stieņa, atdalot tos ar uzgriežņiem. Parasti tiek izmantoti uzgriežņi, kuru augstums ir 6 mm. Cilindram jābūt piepildītam ar diskiem līdz augšai. Tērauda stienim visā tā garumā tiek uzlikta ārējā vītne. Korpusā ir izveidoti divi caurumi dzesēšanas šķidrumam. Caur augšējo caurumu uzkarsētā eļļa ieplūdīs radiatorā, un no apakšas tā atgriezīsies sistēmā turpmākai sildīšanai.

Kā dzesēšanas šķidrumu ierīces izstrādātāji iesaka izmantot šķidru eļļu, nevis ūdeni, jo šādas eļļas viršanas temperatūra ir vairākas reizes augstāka. Ja ūdens ātri uzsilst, tas var pārvērsties tvaikā un radīt sistēmā pārspiedienu, kas var izraisīt konstrukcijas bojājumus.

Šī ir aptuvenā Frenette siltumsūkņa konstrukcijas diagramma, kuru nav grūti realizēt ar improvizētu līdzekļu un pieejamo materiālu palīdzību.

Lai uzstādītu vītņoto stieni, jums būs nepieciešams arī gultnis. Kas attiecas uz elektromotoru, tad jebkurš modelis, kas nodrošina pietiekamu apgriezienu skaitu, derēs, piemēram, strādājošam motoram no veca ventilatora.

Ierīces montāžas process ir šāds:

1. Korpusā ir izveidoti divi caurumi cauruļu sildīšanai.
2. Korpusa centrā ir uzstādīts vītņots stienis.
3. Uz vītnes tiek uzskrūvēts uzgrieznis, uzlikts disks, uzskrūvēts nākošais uzgrieznis utt.
4. Disku montāža tiek turpināta līdz korpusa piepildīšanai.
5. Sistēmā ielej šķidru eļļu, piemēram, kokvilnas sēklas.
6. Korpuss ir aizvērts un stienis ir fiksēts.
7. Apkures radiatora caurules tiek pievadītas caurumiem.
8. Pie centrālā stieņa ir piestiprināts elektromotors, kas nodrošina rotāciju.
9. Pievienojiet ierīci tīklam un pārbaudiet tās darbību.

Lai uzlabotu šāda veida siltumsūkņu veiktspēju un padarītu tā lietošanu ērtāku un ekonomiskāku, dzinējam ieteicams izmantot automātisko ieslēgšanas-izslēgšanas sistēmu. Šāda sistēma tiek kontrolēta, izmantojot temperatūras sensoru, kas ir uzstādīts tieši uz ierīces korpusa.

Secinājums

Protams, mājas apsildīšana ar siltumsūkni ir daudzu māju īpašnieku sapnis. Diemžēl instalāciju izmaksas ir pārāk augstas, un tikai daži var tikt galā ar savu produkciju. Un tad bieži vien jaudas pietiek tikai karstā ūdens apgādei, par apkuri nerunājam. Ja viss būtu tik vienkārši, tad mums katrā mājā būtu paštaisīts siltumsūknis, bet pagaidām tas paliek nepieejams plašam lietotāju lokam.

Bloku skaits: 15 | Kopējais rakstzīmju skaits: 28073
Izmantoto donoru skaits: 6
Informācija par katru donoru: