Ve snaze snížit náklady na vytápění svého domu si mnoho majitelů domů dokázalo vyrobit vlastní tepelné čerpadlo Frenette. Jednotliví nadšenci, ale i optimističtí tvůrci reklam ujišťují, že pomocí vylepšeného modelu této jednotky je možné dosáhnout účinnosti 700, nebo dokonce 1000 %. Skeptici si pamatují základní ustanovení zákonů termodynamiky a pochybují. Přesto Frenettův vynález, patentovaný před téměř čtyřmi desetiletími a několikrát předělaný, úspěšně funguje jak ve formě podomácku vyrobených zařízení, tak jako solidní průmyslové modely.
Princip činnosti a zařízení jednotky
Každý student dobře ví, že intenzivní tření vede k zahřívání povrchů nebo médií. Eugene Frenette vytvořil překvapivě jednoduché topné zařízení, které využívá tento fyzikální jev. Vynálezce použil dva válce různých velikostí. Válec s menším průměrem byl umístěn uvnitř dutého válce o větším průměru. Mezi vnějším povrchem prvního a vnitřní stěnou druhého válce byl naplněn olej. Z jedné strany byl malý válec spojen s elektromotorem a z druhé strany k němu bylo připevněno oběžné kolo ventilátoru.
Jedná se o schéma tepelného čerpadla, které si nechal patentovat Eugene Frenette v roce 1977. Později byl model opakovaně předěláván a vylepšován.
Při intenzivní rotaci vnitřního válce se olej nalévaný do zařízení zahříval na dostatečně vysoké teploty. Oběžné kolo ventilátoru umožňovalo rychlou distribuci tepla v prostoru místnosti. Pro snadné použití byly pracovní válce umístěny ve skříni se vzduchovými otvory. Provoz zařízení bylo možné optimalizovat pomocí termostatu.
Přes podobný název nemá zařízení Frenette a jeho obdoby nic společného s tepelným čerpadlem, ve kterém se na základě inverzního Carnotova principu přeměňuje nízkopotenciální energie prostředí (voda, země, vzduch) na vysoko- potenciální tepelnou energii. Jediné, co je spojuje, je fakt, že oba systémy se úspěšně používají k vytápění domů.
Variace na téma “Frenette”.
Jak samotný vynálezce, tak jeho následovníci v průběhu let opakovaně zdokonalovali tepelné čerpadlo frenette. Zajímavý model, ve kterém je buben umístěn vodorovně a ve středu systému je hřídel, jejíž část je umístěna venku. Tato konstrukce musí být provedena velmi pečlivě, aby se zabránilo úniku kapaliny v místě spojení skříně s hřídelí.
U tohoto modelu tepelného čerpadla Frenette je pohyblivý hřídel vysunut a osa otáčení je posunuta ze svislé polohy do vodorovné.
V tomto případě není žádný ventilátor a chladicí kapalina z tepelného čerpadla vstupuje do výměníku tepla, jehož roli může hrát běžný radiátor vytápění nebo dokonce systém ústředního vytápění doma.
V tomto modelu čerpadla Frenett se používají dva bubny současně a chladicí kapalina se pohybuje uzavřeným systémem přes výměník tepla nebo radiátor
Později byl vyvinut projekt tepelného čerpadla Frenette, ve kterém byly k ohřevu chladicí kapaliny použity dva bubny. Systém byl doplněn o oběžné kolo. Vlivem odstředivých sil byl z otvorů tohoto oběžného kola vytlačován zahřátý olej. Tím se kapalina dostala do malé mezery mezi rotorem a tělem zařízení, což umožnilo použít takové čerpadlo s velmi vysokou účinností.
Použití vysokopevnostního oběžného kola v tepelném čerpadle Frenette zlepšuje výkon zařízení. Chladicí kapalina vystupuje úzkými otvory umístěnými podél okrajů
Za nejoriginálnější verzi lze považovat verzi chabarovských vědců Nazyrova Natalya Ivanovna, Syarg Alexander Vasilievich a Leonov Michail Pavlovič. Pracovní část tohoto zařízení vypadá jako houba. Jako pracovní tekutina se používá voda, která se dostává do varu a mění se ve velmi horkou páru. Při působení reaktivní síly páry se voda pohybuje kanály zařízení rychlostí 135 m/min, což umožňuje obejít se bez externího zdroje energie.
Přibližné schéma univerzálního generátoru vyvinutého v Chabarovsku: 1 – kapacita; 2 – přívodní potrubí; 3 – výstupní potrubí; 4 – ohřívač vody; 5 – ložisková hřídel
Poznámka! Neměli byste se snažit zopakovat zkušenosti vědců z Chabarovsku a vytvořit podobný univerzální generátor pro domácí použití. Tento design byl vyvinut výhradně pro průmyslové aplikace.
Po pochopení principů čerpadla Frenette může každý vynálezce provést vlastní úpravy jeho konstrukce, aby zlepšil provoz zařízení nebo zjednodušil jeho instalaci.
Jak si takové zařízení vyrobit sami?
Nejpraktičtější pro vytápění domácností je model tepelného čerpadla Frenette, kterému chybí ventilátor a vnitřní válec. Místo toho se používá mnoho kovových disků, které rotují uvnitř nástroje. Roli chladicí kapaliny plní olej, který vstupuje do chladiče, ochlazuje a poté se vrací do systému. Fungování takového zařízení je přesvědčivě demonstrováno na videu:
Pro ty, kteří umí anglicky, může být užitečné toto video:
Vyrobit si tepelné čerpadlo podle principu Eugene Frenette doma není nic složitého. K tomu budete potřebovat:
- kovový válec;
- ocelové disky;
- ořechy
- ocelový prut;
- malý elektromotor;
- trubky;
- chladič.
Průměr ocelových kotoučů by měl být o něco menší než průměr válce, aby mezi stěnami pouzdra a rotační částí byla malá mezera. Počet kotoučů a matic závisí na rozměrech konstrukce. Kotouče jsou postupně navlečeny na ocelové tyči, která je odděluje maticemi. Obvykle se používají matice, jejichž výška je 6 mm. Válec by měl být naplněn kotouči až nahoru. Na ocelovou tyč je po celé její délce nanesen vnější závit. V tělese jsou vytvořeny dva otvory pro chladicí kapalinu. Horním otvorem bude ohřátý olej proudit do chladiče a zespodu se vrátí do systému k dalšímu ohřevu.
Jako chladicí kapalinu doporučují vývojáři zařízení používat tekutý olej, nikoli vodu, protože bod varu takového oleje je několikrát vyšší. Pokud se voda rychle ohřeje, může se změnit na páru a přetlakovat systém, což může vést k poškození konstrukce.
Jedná se o přibližné schéma návrhu tepelného čerpadla Frenett, které není obtížné realizovat pomocí improvizovaných prostředků a dostupných materiálů.
K montáži závitové tyče budete potřebovat také ložisko. Pokud jde o elektromotor, každý model, který poskytuje dostatečný počet otáček, udělá například funkční motor ze starého ventilátoru.
Proces montáže zařízení je následující:
- V tělese jsou vytvořeny dva otvory pro topné trubky.
- Ve středu těla je instalována závitová tyč.
- Na závit se našroubuje matice, nasadí se kotouč, našroubuje se další matice atd.
- Montáž disků pokračuje, dokud není pouzdro naplněno.
- Do systému se nalévá kapalný olej, například bavlníkový olej.
- Pouzdro je uzavřeno a tyč je upevněna.
- Do otvorů jsou přivedeny trubky topného radiátoru.
- K centrální tyči je připevněn elektromotor, který zajišťuje rotaci.
- Připojte zařízení k síti a zkontrolujte jeho provoz.
Aby se zlepšil provoz tohoto typu tepelného čerpadla a jeho použití bylo pohodlnější a ekonomičtější, doporučuje se použít systém automatického zapínání a vypínání motoru. Takový systém je řízen pomocí teplotního čidla, které je namontováno přímo na těle zařízení.
Kde lze toto čerpadlo použít?
Nejjednodušší způsob, jak toto zařízení použít, je přeměnit ho na pokojový ohřívač. Takové tepelné čerpadlo je také perfektní pro vytápění garáže, vany nebo jiné malé místnosti. Ale ve velkém domě řemeslníci navrhují použití čerpadla Frenette v kombinaci se systémem “teplé podlahy”.
V tomto případě nebude chladicí kapalina cirkulovat přes chladič, ale přes plastové trubky položené v podlahovém potěru. Má regulovat provoz tohoto systému pomocí teplotního čidla, které je instalováno na skříni čerpadla a není namontováno v potěru, jak se to dělá při instalaci tradiční vodou vyhřívané podlahy.
