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:
- Насосы промышленного типа (теплоноситель – вода). Внешне указанные изделия похожи на гриб. Самостоятельно изготовить подобную конструкцию практически невозможно.
- 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.
- 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.
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.
тепловой насос из кондиционера своими руками
