Frenetta warmtepomp: ontwerp en werkingsprincipe + kun je hem zelf monteren?

Wie van knutselen houdt, kan altijd zijn eigen kracht, geduld en afvalmateriaal gebruiken.Van vrijwel gratis componenten kunnen ze gemakkelijk iets uiterst nuttigs bouwen in het dagelijks leven.

Ze kunnen bijvoorbeeld met hun eigen handen een efficiënte Frenette-warmtepomp maken zonder iets uit te geven. Maar ze zullen hun kennis en vaardigheden aanvullen, en dit is van onschatbare waarde, toch?

De gepresenteerde informatie zal u helpen het werkingsprincipe van het apparaat te begrijpen. Met onze hulp kunt u beslissen over het ontwerp en leren hoe het model wordt gemaakt. Duidelijke instructies voor de productie van dit type warmtepomp zullen onafhankelijke thuisvakmensen effectieve hulp bieden.

We geven praktische aanbevelingen voor het produceren van productieve zelfgemaakte producten en tips voor het bedienen van dergelijke apparatuur.

Hoe het apparaat werkt

Degenen die in aanraking zijn gekomen met kwesties rond kosteneffectief verwarmen zijn bekend met de naam ‘warmtepomp’. Zeker in combinatie met termen als “land-water”, "water water", of "lucht water" enzovoort.

Zo'n warmtepomp heeft vrijwel niets gemeen met het Frenette-apparaat. Afgezien van de naam en het eindresultaat in de vorm van thermische energie, die uiteindelijk wordt gebruikt voor verwarming.

Warmtepompen die werken volgens het Carnot-principe zijn erg populair, zowel als kosteneffectieve manier om de verwarming te organiseren als als milieuvriendelijk systeem.

De werking van een dergelijk complex van apparaten houdt verband met de accumulatie van energie met een laag potentieel in natuurlijke hulpbronnen (aarde, water, lucht) en de omzetting ervan in thermische energie met een hoog potentieel.

De uitvinding van Eugene Frenette is compleet anders ontworpen en werkt.

Het werkingsprincipe van dit apparaat is gebaseerd op het gebruik van thermische energie, die vrijkomt bij wrijving. Het ontwerp is gebaseerd op metalen oppervlakken die niet dicht bij elkaar liggen, maar op enige afstand. De ruimte ertussen is gevuld met vloeistof.

Delen van het apparaat roteren ten opzichte van elkaar met behulp van een elektromotor, waarbij de vloeistof die zich in de behuizing bevindt en in contact staat met de roterende elementen, opwarmt.

De resulterende warmte kan worden gebruikt om het koelmiddel te verwarmen. Sommige bronnen raden aan deze vloeistof rechtstreeks voor het verwarmingssysteem te gebruiken. Meestal wordt een gewone radiator bevestigd aan een zelfgemaakte Frenette-pomp.

Als koelvloeistof verwarmingssysteem Experts raden ten zeerste aan om olie te gebruiken in plaats van water.

Tijdens bedrijf van de pomp heeft deze vloeistof de neiging zeer sterk op te warmen. Water in dergelijke omstandigheden kan eenvoudig koken. Hete stoom in een besloten ruimte zorgt voor overdruk, wat meestal leidt tot het scheuren van leidingen of behuizingen. In deze situatie is het veel veiliger om olie te gebruiken, omdat het kookpunt veel hoger is.

Om een ​​Frenette warmtepomp te maken heb je een motor, een radiator, enkele leidingen, een stalen vlinderklep, stalen schijven, een metalen of plastic staaf, een metalen cilinder en een moerenset nodig (+)

Er is een mening dat het rendement van een dergelijke warmtegenerator groter is dan 100% en zelfs 1000% kan zijn. Vanuit het oogpunt van natuurkunde en wiskunde is dit niet een geheel correcte bewering.

Efficiëntie weerspiegelt het energieverlies dat niet wordt besteed aan verwarming, maar aan de daadwerkelijke werking van het apparaat. Integendeel, de fenomenale claims van het ongelooflijk hoge rendement van de Frenette-pomp weerspiegelen de efficiëntie ervan, die werkelijk indrukwekkend is. Het energieverbruik voor de bediening van het apparaat is verwaarloosbaar, maar de hoeveelheid warmte die daardoor wordt gegenereerd, is zeer merkbaar.

Het opwarmen van de koelvloeistof tot dezelfde temperaturen met behulp van bijvoorbeeld een verwarmingselement voor verwarming zou aanzienlijk meer elektriciteit vergen, misschien wel tientallen keren meer. Een huishoudelijke verwarming zou bij dit elektriciteitsverbruik niet eens opwarmen.

Waarom zijn niet alle residentiële en industriële gebouwen uitgerust met dergelijke apparaten? De redenen kunnen variëren.

Ten eersteWater is een eenvoudiger en handiger koelmiddel dan olie.Het warmt niet op tot zulke hoge temperaturen en het elimineren van de gevolgen van waterlekken is gemakkelijker dan het opruimen van gemorste olie.

ten tweedeTegen de tijd dat de Frenette-pomp werd uitgevonden, bestond er al een gecentraliseerd verwarmingssysteem dat met succes functioneerde. Het ontmantelen om het te vervangen door warmtegeneratoren zou te duur zijn geweest en veel ongemak hebben veroorzaakt, dus niemand heeft deze optie serieus overwogen. Zoals ze zeggen: het beste is de vijand van het goede.

Aanbevelingen voor het gebruik van het apparaat

Het is vermeldenswaard dat er nog steeds variaties bestaan ​​op de Eugene Frenette-pomp die water als koelmiddel gebruikt. Maar meestal zijn dit grote industriële modellen die worden gebruikt in gespecialiseerde ondernemingen.

De werking van dergelijke apparaten wordt strikt gecontroleerd met behulp van speciale instrumenten. Het is vrijwel onmogelijk om thuis een vergelijkbaar niveau van beveiliging te bieden.

Algemeen diagram van een industriële warmtegenerator ontwikkeld door Khabarovsk-wetenschappers: 1 - capaciteit; 2 — inlaatpijp; 3 — uitlaatpijp; 4 - boiler; 5 - lageras. Water wordt gebruikt als koelmiddel

De meest populaire versie van de Frenette-pomp, die water in plaats van olie als koelvloeistof gebruikt, is een apparaat ontwikkeld door wetenschappers uit Khabarovsk: Natalya Ivanovna Nazyrova, Mikhail Pavlovich Leonov en Alexander Vasilyevich Syarg. In dit paddenstoelvormige ontwerp wordt water speciaal aan de kook gebracht en omgezet in stoom.

Vervolgens wordt de reactiekracht van stoom gebruikt om de bewegingssnelheid van de koelvloeistof door de pompkanalen te verhogen tot 135 m/min. Hierdoor zijn de energiekosten voor het verplaatsen van de koelvloeistof minimaal en is het rendement in de vorm van thermische energie zeer hoog.

Een dergelijke eenheid moet echter extreem duurzaam zijn en de werking ervan moet voortdurend worden gecontroleerd om ongelukken te voorkomen.

Wat moet u doen als u van plan bent een Frenette-pomp te gebruiken om een ​​grote kamer of een heel huis te verwarmen? Water is een traditioneel koelmiddel; de meeste verwarmingssystemen zijn er speciaal voor ontworpen. En het vullen van een volledig verwarmingssysteem met de juiste vloeibare olie kan kostbaar zijn.

Dit probleem kan heel eenvoudig worden opgelost. Het is bovendien noodzakelijk om een ​​conventionele warmtewisselaar te bouwen waarin de verwarmde olie het water zal verwarmen dat door het verwarmingssysteem circuleert. Er gaat wat warmte verloren, maar het algehele effect blijft behoorlijk merkbaar.

De Frenette warmtepomp kan succesvol worden toegepast in combinatie met waterverwarmde vloersystemen. Maar in plaats van water moet je vloeibare olie in de leidingen gieten

Een interessant idee zou kunnen zijn om een ​​Frenette-pomp te gebruiken in combinatie met vloerverwarmingssysteem. In dit geval wordt het koelmiddel vrijgegeven via smalle plastic buizen die in een betonnen dekvloer zijn gelegd.

Dit verwarmingssysteem werkt op dezelfde manier als een conventionele waterverwarmde vloer. Natuurlijk kan een dergelijk project alleen in een privéwoning worden geïmplementeerd, aangezien hoogbouwappartementen alleen mogen worden gebruikt elektrisch verwarmde vloer.

Een praktische en handige manier om een ​​dergelijk apparaat te gebruiken is het verwarmen van een kleine kamer: garage, schuur, werkplaats, enz. Met de Frenetta-pomp kunt u het probleem van autonome verwarming op dergelijke plaatsen effectief en snel oplossen.

Het energieverbruik voor de werking ervan is klein in vergelijking met het resulterende thermische effect, en het is niet moeilijk om zo'n eenheid te bouwen uit de eenvoudigste materialen.

Ontwerpopties voor Frenette-pompen

Eugene Frenette heeft niet alleen het naar hem genoemde apparaat uitgevonden, maar het ook herhaaldelijk verbeterd en nieuwe, effectievere versies van het apparaat bedacht.

De allereerste pomp, die de uitvinder in 1977 patenteerde, gebruikte slechts twee cilinders:

• buitenste - de holle cilinder heeft een grotere diameter en bevindt zich in een statische toestand
• interieur — de diameter van de houder is iets kleiner dan de afmetingen van de holte van de buitencilinder.

De uitvinder goot vloeibare olie in de resulterende smalle ruimte tussen de wanden van de twee cilinders. Uiteraard werd het deel van de constructie waarin deze koelvloeistof zich bevond zorgvuldig afgedicht om olielekken te voorkomen.

Dit is een schema van de allereerste versie van de Frenette-warmtepomp. De roterende as bevindt zich horizontaal, de koelvloeistof bevindt zich in een smalle ruimte tussen twee werkcilinders (+)

De binnencilinder is zodanig met de elektromotoras verbonden dat een snelle rotatie ten opzichte van de stilstaande grote cilinder wordt gegarandeerd. Aan het andere uiteinde van de constructie werd een ventilator met een waaier geplaatst.

Tijdens bedrijf warmde de olie op en bracht warmte over naar de lucht rondom het apparaat. De ventilator maakte het mogelijk om warme lucht snel door de hele kamer te verspreiden.

Omdat dit ontwerp behoorlijk sterk opwarmde, werd de structuur omwille van gemakkelijk en veilig gebruik verborgen in een beschermhoes. Uiteraard zijn er gaten in de behuizing gemaakt voor luchtcirculatie.

Een nuttige toevoeging aan het ontwerp was een thermostaat, waarmee de werking van de Frenette-pomp enigszins geautomatiseerd kon worden.

De centrale as bij dit warmtepompmodel bevindt zich verticaal. De motor bevindt zich onderaan, er zijn geneste cilinders en er zit een ventilator bovenop. Later verscheen er een model met een horizontale centrale as.

Er werd een Frenette-warmtepompmodel met een horizontaal georiënteerde roterende as gebruikt samen met een verwarmingsradiator, waarin verwarmde olie circuleerde (+)

Het was dit apparaat dat voor het eerst werd gebruikt in combinatie, niet met een ventilator, maar met een verwarmingsradiator. De motor wordt op de zijkant geplaatst en de rotoras gaat door de roterende trommel en komt naar buiten.

Dit type apparaat heeft geen ventilator. Het koelmiddel van de pomp beweegt via leidingen naar de radiateur. Op vergelijkbare wijze kan de verwarmde olie worden overgebracht naar een andere warmtewisselaar of rechtstreeks naar de verwarmingsbuizen.

Later werd het ontwerp van de Frenette-warmtepomp aanzienlijk gewijzigd. De rotoras bleef nog steeds in een horizontale positie, maar het binnenste deel bestond uit twee roterende trommels en een daartussen geplaatste waaier. Ook hier wordt vloeibare olie als koelvloeistof gebruikt.

In deze versie van de Frenette-warmtepomp draaien twee cilinders naast elkaar, ze worden gescheiden door een speciaal ontworpen waaier van zeer duurzaam metaal (+)

Wanneer deze structuur roteert, warmt de olie bovendien op terwijl deze door speciale gaten in de waaier stroomt en vervolgens doordringt in de smalle holte tussen de wanden van het pomphuis en de rotor.Zo werd de efficiëntie van de Frenette-pomp aanzienlijk verhoogd.

Voor de Frenette-warmtepomp zijn langs de randen van de waaier kleine gaten gemaakt. De koelvloeistof warmt snel en efficiënt op wanneer deze er doorheen stroomt (+)

Het is echter vermeldenswaard dat dit type pomp niet erg geschikt is om thuis te maken. Eerst moet u betrouwbare tekeningen vinden of het ontwerp zelf berekenen, en alleen een ervaren ingenieur kan dit doen.

Dan moet u een speciale waaier vinden met gaten van de juiste maat. Dit element van de warmtepomp werkt onder verhoogde belasting en moet daarom van zeer duurzame materialen zijn gemaakt.

Zelfproductie van het apparaat

Een overzicht van de ontwerpopties voor de Frenette-pomp stelt ons in staat te begrijpen dat de principes van de werking ervan met verschillende mate van efficiëntie kunnen worden gebruikt in constructies van verschillende typen en typen. Het basisidee blijft hetzelfde: een smalle ruimte tussen metalen elementen, gevuld met olie, en rondgedraaid door een elektromotor.

Het diagram toont een versie van de Frenette-warmtepomp, die meestal wordt gebruikt voor de zelfproductie van het apparaat. De basis van het ontwerp zijn metalen schijven gescheiden door moeren (+)

Thuis wordt de Frenette-pomp meestal gemaakt, bestaande uit een reeks metalen platen, gescheiden door een smalle opening.

Om zo'n apparaat te maken, moet je de benodigde materialen voorbereiden:

• holle metalen cilinder;
• een set identieke stalen schijven met een gat in het midden;
• set moeren 6 mm hoog;
• stalen staaf met schroefdraad:
• elektromotor met verlengde as;
• handelswijze;
• Radiator;
• aansluitende leidingen.

De pompafmetingen kunnen groter of kleiner zijn.Maar de afstand tussen de schijven moet precies worden aangehouden - 6 mm. Standaardmoeren worden gebruikt als afstandhouders en een stalen staaf is het midden van de constructie.

De dikte moet overeenkomen met de diameter van de moer. Als je geen draadstang bij de hand hebt, hoef je deze alleen maar af te knippen.

Metalen schijven voor een Frenette-warmtepomp moeten iets kleiner zijn dan de diameter van het cilindrische lichaam om een ​​vrije rotatie en een efficiëntere verwarming van de koelvloeistof te garanderen

Uiteraard moet het gat in de schijven zodanig zijn dat ze vrij op de axiale stang kunnen worden geplaatst. De buitendiameter van de schijven moet enkele millimeters kleiner zijn dan de behuizing. Als er geen kant-en-klare elementen voorhanden zijn, worden de schijven zelf uit plaatmetaal gesneden of wordt het werk toevertrouwd aan een draaier.

Stalen schijven voor een Frenette-warmtepomp kunnen thuis worden gesneden als u over de juiste apparatuur beschikt

Het cilindrische lichaam kan worden gemaakt van een oude metalen container met een geschikte configuratie of van metaal worden gelast. Een stuk brede metalen pijp zal ook werken.

De wanden zijn aan de uiteinden van de cilinder gelast. De behuizing moet worden afgedicht zodat er geen olie lekt. Er moeten extra gaten worden gemaakt in de boven- en onderkant van de behuizing: voor de in- en uitgang van verwarmingsbuizen die naar de radiator leiden.

Uiteraard moeten alle leidingaansluitingen afgedicht zijn. Voor schroefdraadverbindingen worden speciale afdichtingsmiddelen gebruikt: FUM-tape, vlas, enz. Indien besloten gebruik polypropyleen buizenVoor het installeren van dergelijke buizen heeft u speciale fittingen en eventueel een soldeerbout nodig.

Voor de aandrijving van de Frenette-pomp is geen krachtige elektromotor nodig.Geschikt is een apparaat dat uit een oud of kapot huishoudelijk apparaat is verwijderd, zoals een gewone ventilator.

Het hoofddoel van een elektromotor is het roteren van de as. Als u te snel draait, kan het apparaat defect raken. Hoe sneller de structuur draait, hoe meer het koelmiddel opwarmt.

Een kleine motor voor het draaien van de as van een Frenette-warmtepomp kan uit beschadigde huishoudelijke apparaten worden verwijderd of in een winkel worden gekocht

Om de stang vrij te laten draaien, heb je een geschikt lager van standaardmaten nodig. Wanneer alle elementen zijn voorbereid, kunt u beginnen met de montage van het apparaat. Eerst wordt op het onderste deel in de behuizing een centrale as met lager geïnstalleerd. Vervolgens wordt de afstandsmoer op de as geschroefd, vervolgens de schijf erop, weer de moer, weer de schijf, enz.

Schijven met moeren worden afgewisseld totdat de behuizing tot de bovenkant gevuld is. Zelfs in de voorbereidingsfase kunt u voorlopige berekeningen maken over het aantal benodigde schijven en moeren.

Het is noodzakelijk om de dikte van de schijf op te tellen bij de dikte van de moer (6 mm). Deel de hoogte van het lichaam door dit cijfer. Het resulterende getal geeft informatie over het vereiste aantal “moer + schijf”-paren. De moer wordt als laatste geïnstalleerd.

Zodra de behuizing gevuld is met deze bewegende delen, wordt deze gevuld met vloeibare olie. Het soort olie maakt niet uit; je kunt minerale olie, katoenzaadolie, raapzaadolie of een andere olie nemen die de hitte goed verdraagt ​​en niet uithardt. Hierna wordt de structuur bedekt met een bovendeksel en zorgvuldig gelast.

Op dit punt zijn de radiatorleidingen meestal al aan de doppen bevestigd. Voor gemak tijdens verdere installatie en onderhoud van het apparaat kunnen er twee afsluiters op de leidingen worden geïnstalleerd. Nu moet u de warmtepompas op de motoras bevestigen.

Het systeem is verbonden met het netwerk, de aanwezigheid van lekken wordt gecontroleerd en de werkingskenmerken van het apparaat worden beoordeeld.

Een zelfgemaakte Frenette-warmtepomp kan worden aangesloten op een conventionele gietijzeren of bimetaalradiator, wat voor het nodige verwarmingseffect zorgt

Als alles goed is gedaan, begint de as met schijven te draaien, waardoor de olie in het apparaat wordt verwarmd. Het hete koelmiddel stroomt door het bovenste gat door de buis naar de verwarmingsradiator. De gekoelde olie keert via de standpijp terug naar het warmtepomphuis en wordt daar opnieuw verwarmd.

Om de werking van het systeem te automatiseren, kunt u een speciaal relais met een temperatuursensor gebruiken, dat de verwarming van het warmtepomphuis detecteert en de motor uitschakelt of indien nodig inschakelt. Dit voorkomt oververhitting van het systeem, schade aan de elektromotor en verlengt in het algemeen de levensduur van het apparaat.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Een interessante versie van de Frenette-pomp wordt in deze video gepresenteerd:

Helaas heeft de Frenette-pomp geen brede acceptatie gevonden in de verwarmingsindustrie. Een dergelijk industrieel apparaat voor huishoudelijke behoeften is moeilijk te vinden in bouwmarkten. Maar veel ambachtslieden gebruikten met succes de prestaties van deze wetenschapper en pasten deze toe in hun huizen, badhuizen, garages, enz.

Misschien ben jij dezelfde doe-het-zelver die het idee van Frenette heeft weten te realiseren? Deel uw ervaring - laat commentaar achter op het artikel en voeg foto's van uw producten toe. Het contactformulier vindt u hieronder.