Thiết bị bơm nhiệt Frenette khép kín (lò sưởi ma sát)

Khuyến nghị sử dụng thiết bị

Điều đáng chú ý là các biến thể của máy bơm Eugene Frenette sử dụng nước làm chất làm mát vẫn tồn tại. Nhưng thông thường đây là những dòng máy công nghiệp lớn được sử dụng trong các xí nghiệp chuyên dụng. Hoạt động của các thiết bị như vậy được kiểm soát chặt chẽ với sự trợ giúp của các thiết bị đặc biệt. Để cung cấp một mức độ an ninh như vậy ở nhà là gần như không thể.

Phiên bản phổ biến nhất của máy bơm Frenett, sử dụng nước thay vì dầu làm chất làm mát, là một thiết bị được phát triển bởi các nhà khoa học từ Khabarovsk: Nazyrova Natalya Ivanovna, Leonov Mikhail Pavlovich và Syarg Alexander Vasilyevich. Trong cấu trúc hình nấm này, nước được cố tình đun sôi và chuyển thành hơi nước.

Sau đó, công suất phản kháng của hơi nước được sử dụng để tăng tốc độ chuyển động của chất lỏng truyền nhiệt qua các kênh bơm lên đến 135 mét / phút. Kết quả là, chi phí năng lượng để di chuyển chất làm mát là tối thiểu, và sự trở lại dưới dạng nhiệt năng là rất cao. Nhưng một thiết bị như vậy phải cực kỳ bền và hoạt động của nó phải được giám sát liên tục để tránh tai nạn.

Phải làm gì nếu với sự trợ giúp của máy bơm Frenette, nó được cho là tổ chức việc sưởi ấm cho một căn phòng lớn hoặc toàn bộ ngôi nhà? Nước là chất làm mát truyền thống, hầu hết các hệ thống sưởi đều được thiết kế riêng cho nó. Có, và đổ đầy dầu lỏng phù hợp vào toàn bộ hệ thống sưởi có thể là một công việc kinh doanh tốn kém.

Vấn đề này được giải quyết rất đơn giản. Cần phải xây dựng thêm một thiết bị trao đổi nhiệt thông thường, trong đó dầu được đốt nóng sẽ làm nóng nước lưu thông qua hệ thống sưởi ấm. Một số nhiệt sẽ bị mất trong trường hợp này, nhưng hiệu quả tổng thể sẽ vẫn khá đáng chú ý.

Một ý tưởng thú vị sẽ là sử dụng máy bơm Frenett kết hợp với hệ thống sưởi sàn. Đồng thời, chất làm mát được cho phép đi qua các ống nhựa hẹp được đặt trên nền bê tông. Hệ thống sưởi như vậy hoạt động theo cách tương tự như sàn đun nước nóng thông thường.Tất nhiên, một dự án kiểu này chỉ có thể được thực hiện trong một ngôi nhà riêng, vì chỉ được phép sử dụng hệ thống sưởi sàn bằng điện đối với các khu chung cư cao tầng.

Một cách thực tế và thuận tiện để sử dụng một thiết bị như vậy là sưởi ấm một căn phòng nhỏ: nhà để xe, nhà kho, xưởng, v.v. Máy bơm Frenett cho phép bạn giải quyết vấn đề sưởi ấm tự động ở những nơi như vậy một cách hiệu quả và nhanh chóng. Chi phí điện cho hoạt động của nó là nhỏ so với hiệu ứng nhiệt tạo ra, và không khó để chế tạo một thiết bị như vậy từ những vật liệu đơn giản nhất.

5 lợi ích hàng đầu cho chủ sở hữu nhà máy

Những ưu điểm của hệ thống sưởi với máy bơm nhiệt bao gồm:

1. Hiệu quả kinh tế. Với chi phí 1 kW năng lượng điện, bạn có thể nhận được 3-4 kW nhiệt. Đây là các chỉ số trung bình, bởi vì. hệ số chuyển đổi nhiệt phụ thuộc vào loại thiết bị và tính năng thiết kế.
2. An toàn môi trường. Trong quá trình vận hành hệ thống lắp đặt nhiệt, các sản phẩm cháy hoặc các chất độc hại tiềm ẩn khác không được xâm nhập vào môi trường. Các thiết bị là ozone an toàn. Việc sử dụng nó cho phép bạn lấy nhiệt mà không gây hại cho môi trường.
3. Tính linh hoạt của ứng dụng. Khi lắp đặt hệ thống sưởi được cung cấp bởi các nguồn năng lượng truyền thống, chủ nhân của ngôi nhà trở nên phụ thuộc vào các nhà độc quyền. Các tấm pin mặt trời và tuabin gió không phải lúc nào cũng tiết kiệm chi phí. Nhưng máy bơm nhiệt có thể được lắp đặt ở bất cứ đâu. Điều chính là chọn đúng loại hệ thống.
4. Đa chức năng. Vào mùa lạnh, các thiết bị sưởi ấm ngôi nhà, và vào mùa hè nóng bức, chúng có thể hoạt động ở chế độ điều hòa không khí. Thiết bị được sử dụng trong hệ thống nước nóng, được kết nối với các đường viền của hệ thống sưởi dưới sàn.
5. An toàn vận hành. Máy bơm nhiệt không cần nhiên liệu, không thải ra chất độc hại trong quá trình hoạt động và nhiệt độ tối đa của thiết bị không vượt quá 90 độ. Những hệ thống sưởi ấm này không nguy hiểm hơn tủ lạnh.

Không có thiết bị lý tưởng. Máy bơm nhiệt đáng tin cậy, bền và an toàn, nhưng chi phí của chúng phụ thuộc trực tiếp vào nguồn điện.

Thiết bị chất lượng cao cho hệ thống cấp nước nóng và sưởi ấm chính thức của ngôi nhà 80 mét vuông. sẽ có giá khoảng 8000-10000 euro. Các sản phẩm tự chế có công suất thấp, chúng có thể được sử dụng để sưởi ấm các phòng riêng lẻ hoặc các phòng tiện ích.

Hiệu quả của việc lắp đặt phụ thuộc vào sự mất nhiệt của ngôi nhà. Chỉ nên lắp đặt thiết bị trong những tòa nhà có mức độ cách nhiệt cao và tỷ lệ thất thoát nhiệt không cao hơn 100 W / m2.

Máy bơm nhiệt có thể kéo dài 30 năm hoặc hơn. Việc sử dụng chúng đặc biệt có lợi cho việc cung cấp nước nóng, cũng như trong các hệ thống sưởi kết hợp, bao gồm cả hệ thống sưởi dưới sàn.

Thiết bị đáng tin cậy và hiếm khi bị hỏng

Nếu đó là máy tự chế, thì điều quan trọng là phải chọn một máy nén chất lượng cao, tốt nhất - từ tủ lạnh hoặc máy điều hòa không khí của một thương hiệu đáng tin cậy.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị

Đối với những người đã tiếp xúc với các vấn đề về sưởi ấm hiệu quả về chi phí, cái tên "máy bơm nhiệt" đã được biết đến nhiều. Đặc biệt là kết hợp với các thuật ngữ như “đất-nước”, “nước-nước” hoặc “nước-không khí”, v.v.

Một máy bơm nhiệt như vậy thực tế không có điểm chung nào với thiết bị Frenette. Ngoài tên gọi và kết quả cuối cùng ở dạng nhiệt năng, cuối cùng được sử dụng để sưởi ấm.

Máy bơm nhiệt hoạt động theo nguyên lý Carnot rất phổ biến vừa là một cách hiệu quả về chi phí để tổ chức hệ thống sưởi vừa là một hệ thống thân thiện với môi trường.

Hoạt động của một tổ hợp thiết bị như vậy gắn liền với việc tích lũy năng lượng tiềm năng thấp trong tài nguyên thiên nhiên (đất, nước, không khí) và chuyển hóa nó thành nhiệt năng có tiềm năng cao.

Sáng chế của Eugene Frenette được sắp xếp và hoạt động theo một cách hoàn toàn khác.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị này dựa trên việc sử dụng nhiệt năng, nhiệt năng được giải phóng trong quá trình ma sát. Thiết kế dựa trên các bề mặt kim loại nằm không gần nhau mà ở một khoảng cách nào đó. Khoảng trống giữa chúng chứa đầy chất lỏng.

Các bộ phận của thiết bị quay tương đối với nhau với sự trợ giúp của động cơ điện, chất lỏng bên trong vỏ và tiếp xúc với các bộ phận quay được làm nóng.

Nhiệt thu được có thể được sử dụng để làm nóng chất làm mát. Một số nguồn khuyến nghị sử dụng chất lỏng này trực tiếp cho hệ thống sưởi ấm. Thông thường, một bộ tản nhiệt thông thường được gắn vào một máy bơm Frenett tự chế.

Các chuyên gia đặc biệt khuyên bạn nên sử dụng dầu thay vì nước làm chất làm mát của hệ thống sưởi.

Trong quá trình hoạt động của máy bơm, chất lỏng này có xu hướng nóng lên rất mạnh. Nước trong điều kiện như vậy chỉ có thể sôi. Hơi nước nóng trong một không gian hạn chế tạo ra áp suất dư thừa và điều này thường dẫn đến vỡ đường ống hoặc vỏ. Sẽ an toàn hơn nhiều nếu sử dụng dầu trong tình huống như vậy, vì nhiệt độ sôi của nó cao hơn nhiều.

Để chế tạo một máy bơm nhiệt Frenette, bạn sẽ cần một động cơ, một bộ tản nhiệt, một số đường ống, một van bướm bằng thép, đĩa thép, kim loại hoặc nhựa thanh, trụ kim loại và bộ đai ốc (+)

Có ý kiến ​​cho rằng hiệu suất của một máy phát nhiệt như vậy vượt quá 100% và thậm chí có thể là 1000%. Theo quan điểm của vật lý và toán học, đây không phải là một nhận định hoàn toàn đúng.

Hiệu quả phản ánh tổn thất năng lượng không phải để sưởi ấm, mà là hoạt động thực tế của thiết bị. Thay vào đó, những tuyên bố phi thường về hiệu suất cực kỳ cao của máy bơm Frenette phản ánh hiệu quả của nó, điều này thực sự ấn tượng. Chi phí điện năng cho hoạt động của thiết bị là không đáng kể, nhưng nhiệt lượng nhận được là rất đáng chú ý.

Ví dụ, làm nóng chất làm mát đến cùng nhiệt độ bằng cách sử dụng một bộ phận làm nóng để sưởi ấm, sẽ yêu cầu một lượng điện lớn hơn nhiều, có thể gấp mười lần. Một lò sưởi gia đình với mức tiêu thụ điện như vậy thậm chí sẽ không nóng lên.

Tại sao không phải tất cả các khu dân cư và khu công nghiệp đều được trang bị các thiết bị như vậy? Các lý do có thể khác nhau.

Thứ nhất, nước là chất làm mát đơn giản và tiện lợi hơn dầu. Nó không nóng lên đến nhiệt độ cao như vậy, và dễ dàng làm sạch hậu quả của rò rỉ nước hơn là làm sạch dầu tràn.

Thứ hai, vào thời điểm máy bơm Frenette được phát minh, một hệ thống sưởi ấm tập trung đã tồn tại và hoạt động thành công. Việc tháo dỡ nó để thay thế bằng máy phát nhiệt sẽ quá tốn kém và mang lại nhiều bất tiện, vì vậy không ai thậm chí còn cân nhắc nghiêm túc đến phương án này. Như người ta nói, điều tốt nhất là kẻ thù của điều tốt đẹp.

Nội thất bơm nhiệt

Cổ điển máy bơm nhiệt bao gồm một số thành phần:

• rôto;
• trục;
• quạt cánh;
• stato.

Một cặp xi lanh - rôto và stato - xác định hoạt động của TNF. Stato là một hình trụ lớn và rỗng từ bên trong, và rôto là một hình trụ nhỏ hơn được lắp trong stato. Dầu (chất làm mát) được đổ vào stato, nơi nó được làm nóng dưới tác dụng của rôto. Bản thân cánh quạt được cung cấp năng lượng bởi một trục có gắn một quạt có cánh. Loại thứ hai thổi không khí nóng vào phòng, do đó chức năng sưởi ấm được thực hiện.

Nội thất bơm nhiệt

Đây là cách máy bơm nhiệt đầu tiên hoạt động. Trong thời gian tới, công việc của anh được cải thiện. Trong các mô hình hiện đại hơn, rôto không còn cần thiết nữa - nó được thay thế bằng các đĩa thép. Ngoài ra, không cần quạt có cánh.

Các yếu tố đảm bảo hiệu quả cao cho máy bơm nhiệt:

• chất làm mát nằm trong một hệ thống kín;
• không cần thiết bị trao đổi nhiệt;
• công suất sưởi ấm cao;
• phần chính của TNF có hình nón, tạo điều kiện cho sự xuất hiện của các vùng chân không và sự gia tăng nhiệt độ.

Ưu điểm của việc cài đặt

Máy bơm nhiệt Frenetta có thể được kết nối với hệ thống sưởi ấm dưới sàn

Máy bơm nhiệt Frenetta, so với các đơn vị khác của loại này, đặc biệt phổ biến. Việc lắp đặt được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống sưởi ấm.

Ngoài ra, máy bơm có thể được kết nối với hệ thống sưởi sàn hiện đại.

Máy bơm nhiệt được sử dụng rộng rãi như vậy là do nó có nhiều ưu điểm vượt trội so với các đơn vị khác.

Bao gồm các:

• năng suất cao;
• khả năng sinh lời;
• khả năng hoạt động ở chế độ tự động;
• tính linh hoạt của máy bơm;
• dễ dàng tùy biến cho các nhu cầu nhất định;
• kích thước nhỏ gọn;
• hoạt động im lặng và nhiều hơn nữa.

Sự ra đời của các sửa đổi mới đối với thiết kế của máy bơm dẫn đến việc cải thiện các đặc tính kỹ thuật của nó.

Máy bơm nhiệt Frenett được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau. Thông thường chúng được lắp đặt trong các ngôi nhà ở nông thôn. Một lợi thế quan trọng của thiết bị là nó có thể được lắp ráp bằng tay.

Máy bơm nhiệt sưởi ấm gia đình, nguyên lý hoạt động

Hoạt động của máy bơm nhiệt, tủ lạnh và máy điều hòa không khí dựa trên chu trình Carnot. Máy bơm nhiệt để sưởi ấm sẽ truyền nhiệt từ vùng có nhiệt độ thấp hơn đến người tiêu dùng, nơi giá trị của thông số này phải cao hơn. Trong trường hợp này, nó được lấy từ bên ngoài, nơi nó được tích tụ, và sau một số biến đổi, nó sẽ đi vào nhà. Đó là nhiệt tự nhiên, chứ không phải năng lượng được giải phóng trong quá trình đốt cháy nhiên liệu truyền thống, làm tăng nhiệt độ của chất làm mát đi qua các đường ống của hệ thống sưởi.

Trên thực tế, nguyên lý hoạt động của máy bơm phức tạp hơn nhiều. Do đó, các thiết bị thuộc lớp này thường được so sánh với các đơn vị điện lạnh, chỉ hoạt động ngược lại. Nhưng trình tự hoạt động chung là giống hệt nhau, mặc dù thực tế là có sự khác biệt lớn cả về giải pháp kỹ thuật và mục đích của các bộ phận chính của thiết bị. Từ hệ thống sưởi truyền thống mạch được lắp ráp trên máy bơm nhiệt khác nhau về số lượng mạch và các chi tiết cụ thể về hoạt động của chúng.

Mạch bên ngoài được gắn bên ngoài một ngôi nhà riêng. Nó được đặt ở nơi nhiệt tích tụ khi các bề mặt được làm nóng bởi ánh sáng mặt trời hoặc vì một lý do khác.Ví dụ, có thể lấy năng lượng từ không khí, đất, nước. Ngay cả từ giếng, nếu ngôi nhà trên đất đá hoặc có những hạn chế trong việc lắp đặt đường ống. Do đó, có một số sửa đổi của máy bơm nhiệt, mặc dù thực tế là hệ thống sưởi được tổ chức theo cùng một loại sơ đồ.

Nguyên lý hoạt động của máy bơm

Mạch điện bên trong (không nên nhầm lẫn với hệ thống sưởi trong nhà) được đặt theo vị trí địa lý trong chính thiết bị. Chất làm mát được làm mát lưu thông ở bên ngoài làm tăng nhiệt độ của nó một phần do tác động của môi trường. Đi qua thiết bị bay hơi, nó truyền năng lượng chiết xuất đến chất làm lạnh mà mạch bên trong được làm đầy. Loại thứ hai, do tính chất cụ thể của nó, sôi và chuyển sang trạng thái khí. Áp suất thấp và nhiệt độ trên -5 ° C là đủ cho việc này. Tức là môi trường lỏng biến thành chất khí.

Xa hơn - tới máy nén, nơi áp suất được tăng lên một cách giả tạo, do đó chất làm lạnh được làm nóng. Chính trong phần tử cấu trúc này, là bộ trao đổi nhiệt thứ hai, năng lượng nhiệt được truyền sang chất lỏng (nước hoặc chất chống đông), đi qua đường trở lại của hệ thống sưởi của ngôi nhà. Một chương trình sưởi ấm khá nguyên bản, hiệu quả và hợp lý.

Máy bơm nhiệt cần điện để hoạt động. Nhưng nó vẫn có lợi hơn nhiều so với việc chỉ sử dụng một lò sưởi bằng điện. Vì một nồi hơi điện hoặc lò sưởi điện tiêu thụ chính xác một lượng điện năng như nó tạo ra nhiệt. Ví dụ, nếu một lò sưởi có công suất 2 kW, thì nó tiêu tốn 2 kW mỗi giờ và tạo ra 2 kW nhiệt. Máy bơm nhiệt tạo ra nhiệt lượng gấp 3-7 lần lượng điện tiêu thụ.Ví dụ, 5,5 kWh được sử dụng để vận hành máy nén và máy bơm, và thu được 17 kWh nhiệt. Chính hiệu suất cao này là ưu điểm chính của máy bơm nhiệt.

Vẫn phải nói thêm rằng dung dịch muối hoặc ethylene glycol lưu thông ở mạch ngoài, và freon, theo quy luật, lưu thông trong mạch bên trong. Thành phần của sơ đồ sưởi ấm như vậy bao gồm một số thiết bị bổ sung. Những cái chính là một van giảm tốc và một bộ làm mát phụ.

Quy trình lắp ráp máy bơm nhiệt Frenetta tự làm: bản vẽ

Đầu tiên, hai lỗ được tạo trong vỏ cho ống sưởi chuyên dụng cho ống sưởi. Thanh ren được lắp vào chính giữa thân máy. Vặn đai ốc vào sợi này, đặt đĩa, sau đó vặn đai ốc tiếp theo, v.v. Và cứ thế việc lắp đặt các đĩa tiếp tục cho đến khi vỏ được lấp đầy hoàn toàn.

Sau đó, dầu được đổ vào hệ thống, ví dụ, hạt bông. Vỏ được đóng và cố định trên thanh. Đưa các ống tản nhiệt đến các lỗ đã làm. Động cơ điện được gắn vào thanh trung tâm, nó đảm bảo quay. Thiết bị có thể được kết nối với mạng và có thể kiểm tra hoạt động của thiết bị.

Tùy chọn thiết kế bơm Frenette

Eugene Frenette không chỉ phát minh ra thiết bị mang tên mình mà còn nhiều lần cải tiến nó, phát minh ra các phiên bản mới hiệu quả hơn của thiết bị. Trong chiếc máy bơm đầu tiên, được nhà phát minh cấp bằng sáng chế vào năm 1977, chỉ có hai xi lanh được sử dụng: một bên ngoài và một bên trong. Hình trụ rỗng bên ngoài có đường kính lớn hơn và ở trạng thái tĩnh. Trong trường hợp này, đường kính của hình trụ bên trong nhỏ hơn một chút so với kích thước của khoang của hình trụ bên ngoài.

Đây là sơ đồ của phiên bản đầu tiên của máy bơm nhiệt Frenette.Trục quay nằm ngang, chất làm mát được đặt trong khoảng hẹp giữa hai xilanh làm việc

Nhà phát minh đã đổ dầu lỏng vào khoảng không gian hẹp giữa các bức tường của hai xi lanh. Tất nhiên, phần kết cấu chứa chất lỏng truyền nhiệt này đã được bịt kín cẩn thận để tránh rò rỉ dầu.

Xylanh bên trong được nối với trục động cơ sao cho đảm bảo nó quay nhanh hơn so với xylanh lớn đứng yên. Một quạt có cánh quạt được đặt ở đầu đối diện của cấu trúc. Trong quá trình hoạt động, dầu nóng lên và truyền nhiệt cho không khí xung quanh thiết bị. Quạt có khả năng nhanh chóng phân phối không khí ấm trong toàn bộ thể tích của căn phòng.

Do thiết kế này nóng lên khá nhiều nên để sử dụng thuận tiện và an toàn, thiết kế này đã được giấu trong hộp bảo vệ. Tất nhiên, các lỗ đã được tạo ra trong trường hợp để không khí lưu thông. Một bổ sung hữu ích cho thiết kế là một bộ điều nhiệt, nhờ đó hoạt động của máy bơm Frenett có thể được tự động hóa ở một mức độ nào đó.

Trục trung tâm trong mô hình máy bơm nhiệt như vậy được đặt theo phương thẳng đứng. Động cơ ở dưới cùng, sau đó lắp các xi lanh lồng vào nhau, và quạt ở trên cùng. Sau đó, một mô hình có trục trung tâm nằm ngang đã xuất hiện.

Một mô hình máy bơm nhiệt Frenette với trục quay định hướng theo chiều ngang được sử dụng kết hợp với bộ tản nhiệt sưởi ấm với dầu được làm nóng lưu thông bên trong.

Đây là một thiết bị lần đầu tiên được sử dụng kết hợp không phải với quạt mà với bộ tản nhiệt sưởi ấm. Động cơ được đặt ở bên cạnh, và trục rôto đi qua trống quay và ra ngoài. Trong thiết bị loại quạt này còn thiếu. Chất làm mát từ máy bơm di chuyển qua các đường ống đến bộ tản nhiệt. Theo cách tương tự, dầu đã được làm nóng có thể được chuyển sang một bộ trao đổi nhiệt khác hoặc trực tiếp vào các đường ống gia nhiệt.

Sau đó, thiết kế của máy bơm nhiệt frenet đã được thay đổi đáng kể. Trục rôto vẫn ở vị trí nằm ngang, nhưng phần bên trong được làm bằng hai trống quay và một cánh quạt đặt giữa chúng. Ở đây một lần nữa dầu lỏng được sử dụng như một chất mang nhiệt.

Trong phiên bản này của máy bơm nhiệt Frenette, hai xi lanh quay cạnh nhau, chúng được ngăn cách bởi một cánh quạt được thiết kế đặc biệt làm bằng kim loại rất bền.

Khi thiết kế này quay, dầu sẽ nóng lên thêm khi nó đi qua các lỗ đặc biệt được làm trên bánh công tác, và sau đó thâm nhập vào một khoang hẹp. giữa các bức tường của vỏ máy bơm và rôto của nó. Do đó, hiệu quả của bơm Frenett đã được cải thiện đáng kể.

Các lỗ nhỏ được tạo dọc theo các cạnh của cánh quạt cho máy bơm nhiệt Frenett. Chất làm mát nóng lên nhanh chóng và hiệu quả, đi qua chúng

Tuy nhiên, điều đáng chú ý là loại máy bơm này không thích hợp lắm cho việc sản xuất gia đình. Đầu tiên bạn cần tìm những bản vẽ đáng tin cậy hoặc tự tính toán thiết kế, và chỉ có kỹ sư có kinh nghiệm mới có thể làm được việc này. Sau đó, bạn cần phải tìm một cánh quạt đặc biệt với các lỗ có kích thước phù hợp.Phần tử này của máy bơm nhiệt hoạt động dưới tải trọng tăng lên, vì vậy nó phải được làm bằng vật liệu rất bền.

Cách thức hoạt động của máy bơm nhiệt

Về cốt lõi, công nghệ hoạt động của TNF tương tự như nguyên lý hoạt động của tủ lạnh. Thiết bị làm lạnh, để hạ nhiệt độ, lấy nhiệt từ các khoang và thải ra bên ngoài với sự trợ giúp của bộ tản nhiệt. HNF hoạt động theo cách giống hệt nhau: để tạo ra nhiệt, nó lấy nhiệt từ đất hoặc chất lỏng, xử lý và chuyển nó đến hệ thống sưởi của nhà riêng, xưởng, nhà kính hoặc bất kỳ phòng nào khác.

Cách thức hoạt động của máy bơm nhiệt

Chất làm lạnh, có thể là amoniac hoặc freon, di chuyển bên trong các mạch bên ngoài và bên trong. Trong trường hợp này, mạch bên ngoài có nhiệm vụ nhận nhiệt từ khí quyển, trái đất hoặc nước.

Mỗi môi trường tự nhiên đều có trong thành phần của nó một lượng nhiệt năng khác nhau. Chất làm lạnh có thể thu thập và gửi đi tái chế. Để bắt đầu quá trình này, cần phải tăng nhiệt độ của chất mang nhiệt lên 4-5 độ.

Sau đó, từ mạch bên ngoài, chất làm lạnh được dẫn đến mạch bên trong. Tại đây dàn bay hơi chuyển chất mang nhiệt từ chất lỏng sang chất khí. Quá trình xảy ra do freon ở áp suất môi trường thấp có nhiệt độ sôi thấp.

Sau dàn bay hơi, freon ở dạng khí sẽ lao vào máy nén, nơi xảy ra quá trình nén và kết quả là nhiệt độ tăng lên. Tiếp theo, khí ở trong bình ngưng. Ở đó, chất khí chia sẻ nhiệt độ của nó với chất lỏng (chất mang nhiệt). Kết quả của việc làm mát, khí trở lại trạng thái lỏng, và một chu trình tuần hoàn mới trong hệ thống bắt đầu.

Tham số chính xác định năng suất của TNF là hệ số chuyển đổi. Chỉ số này là kết quả của một tỷ lệ nhất định giữa nhiệt năng do TNF sản xuất với thể tích nhiệt năng tiêu thụ.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị

Đối với những người đã tiếp xúc với các vấn đề về sưởi ấm hiệu quả về chi phí, cái tên "máy bơm nhiệt" đã được biết đến nhiều. Đặc biệt là kết hợp với các thuật ngữ như “đất-nước”, “nước-nước”, “nước-không khí”, v.v. Một máy bơm nhiệt như vậy thực tế không có điểm chung nào với thiết bị Frenette, có lẽ ngoại trừ tên gọi và kết quả cuối cùng ở dạng nhiệt năng, cuối cùng được sử dụng để sưởi ấm.

Máy bơm nhiệt hoạt động theo nguyên lý Carnot rất phổ biến vừa là một cách hiệu quả về chi phí để tổ chức hệ thống sưởi vừa là một hệ thống thân thiện với môi trường. Hoạt động của một tổ hợp thiết bị như vậy gắn liền với việc tích lũy năng lượng tiềm năng thấp trong tài nguyên thiên nhiên (đất, nước, không khí) và chuyển hóa nó thành nhiệt năng có tiềm năng cao. Sáng chế của Eugene Frenette được sắp xếp và hoạt động theo một cách hoàn toàn khác.

thư viện hình ảnh
Ảnh từ
Hệ thống tạo nhiệt do E. Frenett phát triển không thể được quy cho loại máy bơm nhiệt một cách vô điều kiện. Theo thiết kế và tính năng công nghệ, đây là máy sưởi

Đơn vị không sử dụng các nguồn năng lượng địa lý hoặc năng lượng mặt trời trong công việc của mình. Chất làm mát dầu bên trong nó được làm nóng bởi lực ma sát tạo ra bởi các đĩa kim loại quay.

Cơ quan làm việc của bơm là một xylanh chứa đầy dầu, bên trong có trục quay. Đây là một thanh thép được trang bị các đĩa song song đặt cách nhau khoảng 6 cm.

Lực ly tâm đẩy chất làm mát được làm nóng vào cuộn dây kết nối với thiết bị. Dầu nóng ra khỏi thiết bị tại điểm kết nối trên cùng. Chất làm mát được làm mát được trả lại từ bên dưới

Sự xuất hiện của máy bơm nhiệt Frenette

Làm nóng thiết bị trong quá trình hoạt động

Các thành phần cấu trúc chính

Kích thước thực tế của một trong các mô hình

Nguyên lý hoạt động của thiết bị này dựa trên việc sử dụng nhiệt năng, nhiệt năng được giải phóng trong quá trình ma sát. Thiết kế dựa trên các bề mặt kim loại nằm không gần nhau mà ở một khoảng cách nào đó. Khoảng trống giữa chúng chứa đầy chất lỏng. Các bộ phận của thiết bị quay tương đối với nhau với sự trợ giúp của động cơ điện, chất lỏng bên trong vỏ và tiếp xúc với các bộ phận quay được làm nóng.

Nhiệt thu được có thể được sử dụng để làm nóng chất làm mát. Một số nguồn khuyến nghị sử dụng chất lỏng này trực tiếp cho hệ thống sưởi ấm. Thông thường, một bộ tản nhiệt thông thường được gắn vào một máy bơm Frenett tự chế. Là một chất lỏng làm nóng, các chuyên gia đặc biệt khuyên bạn nên sử dụng dầu chứ không phải nước.

Trong quá trình hoạt động của máy bơm, chất làm mát này có xu hướng nóng lên rất mạnh. Nước trong điều kiện như vậy chỉ có thể sôi. Hơi nước nóng trong một không gian hạn chế tạo ra áp suất dư thừa và điều này thường dẫn đến vỡ đường ống hoặc vỏ. Sẽ an toàn hơn nhiều nếu sử dụng dầu trong tình huống như vậy, vì nhiệt độ sôi của nó cao hơn nhiều.

Để chế tạo một máy bơm nhiệt Frenette, bạn sẽ cần một động cơ, một bộ tản nhiệt, một số đường ống, một van bướm bằng thép, đĩa thép, một thanh kim loại hoặc nhựa, một xi lanh kim loại và một bộ đai ốc (+)

Có ý kiến ​​cho rằng hiệu suất của một máy phát nhiệt như vậy vượt quá 100% và thậm chí có thể là 1000%. Theo quan điểm của vật lý và toán học, đây không phải là một nhận định hoàn toàn đúng. Hiệu quả phản ánh tổn thất năng lượng không phải để sưởi ấm, mà là hoạt động thực tế của thiết bị. Thay vào đó, những tuyên bố phi thường về hiệu suất cực kỳ cao của máy bơm Frenette phản ánh hiệu quả của nó, điều này thực sự ấn tượng.

Chi phí điện năng cho hoạt động của thiết bị là không đáng kể, nhưng nhiệt lượng nhận được là rất đáng chú ý. Ví dụ, làm nóng chất làm mát đến cùng nhiệt độ với sự trợ giúp của bộ phận làm nóng sẽ cần một lượng điện lớn hơn nhiều, có thể gấp mười lần. Một lò sưởi gia đình với mức tiêu thụ điện như vậy thậm chí sẽ không nóng lên.

Tại sao không phải tất cả các khu dân cư và khu công nghiệp đều được trang bị các thiết bị như vậy? Các lý do có thể khác nhau. Tuy nhiên, nước là một chất làm mát đơn giản và tiện lợi hơn dầu. Nó không nóng lên đến nhiệt độ cao như vậy, và dễ dàng làm sạch hậu quả của rò rỉ nước hơn là làm sạch dầu tràn.

Một lý do khác có thể là vào thời điểm máy bơm Frenette được phát minh, một hệ thống sưởi ấm tập trung đã tồn tại và hoạt động thành công. Việc tháo dỡ nó để thay thế bằng máy phát nhiệt sẽ quá tốn kém và mang lại nhiều bất tiện, vì vậy không ai thậm chí còn cân nhắc nghiêm túc đến phương án này. Như người ta nói, điều tốt nhất là kẻ thù của điều tốt đẹp.

Sản xuất lắp đặt địa nhiệt

Bạn hoàn toàn có thể thực hiện lắp đặt địa nhiệt bằng chính tay của mình. Đồng thời, nhiệt năng của trái đất được sử dụng để đốt nóng nhà ở.Tất nhiên, đây là một quá trình tốn nhiều công sức, nhưng lợi ích mang lại rất đáng kể.

Tính toán mạch và bộ trao đổi nhiệt bơm

Diện tích mạch cho HP được tính theo tỷ lệ 30 m² trên kilowatt. Đối với không gian sống 100 m², cần năng lượng khoảng 8 kilowatt / giờ. Vì vậy, diện tích của mạch sẽ là 240 m².

Bộ trao đổi nhiệt có thể được làm từ một ống đồng. Nhiệt độ ở đầu vào là 60 độ, ở đầu ra là 30 độ, nhiệt năng là 8 kilowatt / giờ. Diện tích trao đổi nhiệt phải là 1,1 m². Ống đồng có đường kính 10 mm, hệ số an toàn 1,2.

Chu vi tính bằng mét: l \ u003d 10 × 3,14 / 1000 \ u003d 0,0314 m.

Số ống đồng tính bằng mét: L = 1,1 × 1,2 / 0,0314 = 42 m.

Thiết bị và vật liệu cần thiết

Theo nhiều cách, thành công trong việc chế tạo máy bơm nhiệt phụ thuộc vào mức độ chuẩn bị và kiến ​​thức của bản thân nhà thầu, cũng như sự sẵn có và chất lượng của mọi thứ cần thiết cho việc lắp đặt máy bơm nhiệt.

Trước khi bắt đầu công việc, bạn cần mua thiết bị và vật liệu:

• máy nén;
• tụ điện;
• bộ điều khiển;
• phụ kiện polyetylen dùng để lắp ráp các bộ phận thu gom;
• ống vào mạch đất;
• máy bơm tuần hoàn;
• ống nước hoặc ống HDPE;
• áp kế, nhiệt kế;
• ống đồng có đường kính 10 li;
• cách nhiệt cho đường ống;
• bộ niêm phong.

Cách lắp ráp bộ trao đổi nhiệt

Khối trao đổi nhiệt gồm hai thành phần. Dàn bay hơi phải được lắp ráp theo nguyên tắc "ống trong ống". Ống đồng bên trong chứa đầy freon hoặc chất lỏng sôi nhanh khác. Bên ngoài lưu thông nước từ giếng.

Trước khi lắp ráp bình ngưng, cần cuốn ống đồng theo dạng xoắn và đặt vào thùng kim loại có dung tích ít nhất là 0,2 m³.Ống đồng chứa đầy freon, và thùng nước được nối với hệ thống sưởi trong nhà.

Bố trí đường viền đất

Để chuẩn bị diện tích cần thiết cho đường viền đất, cần phải thực hiện một lượng lớn công việc đào đắp, điều này mong muốn được thực hiện bằng cơ giới.

Bạn có thể sử dụng 2 phương pháp:

1. Trong phương pháp đầu tiên, cần phải loại bỏ lớp trên cùng của đất đến độ sâu dưới mức đóng băng của nó. Dưới đáy hố kết quả là một con rắn tự do một phần của đường ống bên ngoài thiết bị bay hơi và xới đất.

2. Trong phương pháp thứ hai, trước tiên bạn phải đào một rãnh trên toàn bộ khu vực quy hoạch. Một đường ống được đặt trong đó.

Sau đó, bạn cần kiểm tra độ kín của tất cả các kết nối và đổ đầy nước vào đường ống. Nếu không có rò rỉ, bạn có thể lấp đầy cấu trúc bằng đất.

Tiếp nhiên liệu và bắt đầu lần đầu tiên

Sau khi lắp đặt xong, hệ thống phải được nạp đầy môi chất lạnh. Công việc này tốt nhất nên được giao cho một chuyên gia, vì các thiết bị đặc biệt được sử dụng để lấp đầy mạch bên trong bằng freon. Khi nạp đầy, áp suất và nhiệt độ phải được đo ở đầu vào và đầu ra của máy nén.

Làm thế nào để tự làm một thiết bị như vậy?

Thiết thực nhất để sưởi ấm ngôi nhà là mô hình máy bơm nhiệt Frenette, không có quạt và một xi lanh bên trong. Thay vào đó, nhiều đĩa kim loại được sử dụng quay bên trong nhạc cụ. Vai trò của chất làm mát được thực hiện bởi dầu đi vào bộ tản nhiệt, làm mát và sau đó quay trở lại hệ thống. Hoạt động của một thiết bị như vậy được chứng minh một cách thuyết phục trong video:

Đối với những người biết tiếng Anh, video này có thể hữu ích:

Không khó để tự chế một chiếc máy bơm nhiệt theo nguyên lý của Eugene Frenette tại nhà. Đối với điều này, bạn sẽ cần:

• hình trụ kim loại;
• đĩa thép;
• quả hạch;
• cốt thép;
• một động cơ điện nhỏ;
• ống dẫn;
• bộ tản nhiệt.

Đường kính của các đĩa thép phải nhỏ hơn một chút so với đường kính của hình trụ để có một khoảng cách nhỏ giữa các thành của vỏ và bộ phận quay. Số lượng đĩa và đai ốc phụ thuộc vào kích thước của kết cấu. Các đĩa được xâu chuỗi liên tiếp trên một thanh thép, ngăn cách chúng bằng các đai ốc. Thông thường các loại hạt được sử dụng, chiều cao của nó là 6 mm. Xylanh phải được lấp đầy bằng các đĩa ở phía trên. Một sợi bên ngoài được áp dụng cho thanh thép dọc theo toàn bộ chiều dài của nó. Hai lỗ được tạo trên thân cho chất làm mát. Thông qua lỗ phía trên, dầu được làm nóng sẽ chảy vào bộ tản nhiệt, và từ phía dưới nó sẽ trở lại hệ thống để làm nóng thêm.

Là chất làm mát, các nhà phát triển thiết bị khuyên bạn nên sử dụng dầu lỏng, không phải nước, vì nhiệt độ sôi của loại dầu này cao hơn nhiều lần. Nếu nước nóng lên nhanh chóng, nó có thể chuyển thành hơi nước và gây quá áp cho hệ thống, có thể dẫn đến hư hỏng cấu trúc.

Đây là một sơ đồ gần đúng về thiết kế của một máy bơm nhiệt Frenett, không khó để thực hiện bằng cách sử dụng các phương tiện ứng biến và vật liệu sẵn có.

Để gắn một thanh ren, bạn cũng sẽ cần một ổ trục. Đối với động cơ điện, bất kỳ mô hình nào cung cấp đủ số vòng quay sẽ làm được, ví dụ như động cơ hoạt động từ một chiếc quạt cũ.

Quy trình lắp ráp của thiết bị như sau:

1. Trên thân có khoét hai lỗ để làm ống sưởi.
2. Một thanh ren được lắp vào giữa thân máy.
3. Một đai ốc được vặn vào ren, một đĩa được đặt, đai ốc tiếp theo được vặn vào, v.v.
4. Việc gắn các đĩa được tiếp tục cho đến khi hộp được lấp đầy.
5. Dầu lỏng được đổ vào hệ thống, ví dụ, hạt bông.
6. Vỏ được đóng lại và thanh cố định.
7. Các đường ống của bộ tản nhiệt sưởi ấm được đưa đến các lỗ.
8. Một động cơ điện được gắn vào thanh trung tâm, cung cấp chuyển động quay.
9. Kết nối thiết bị với mạng và kiểm tra hoạt động của thiết bị.

Để nâng cao hiệu suất của loại bơm nhiệt và sử dụng tiện lợi và tiết kiệm hơn, nên sử dụng hệ thống tự động bật tắt cho động cơ. Hệ thống như vậy được điều khiển bằng cách sử dụng cảm biến nhiệt độ, được gắn trực tiếp trên thân thiết bị.

Sự kết luận

Tất nhiên, sưởi ấm ngôi nhà của bạn với một máy bơm nhiệt là mơ ước của nhiều chủ nhà. Thật không may, chi phí lắp đặt quá cao và chỉ một số ít có thể tự sản xuất. Và sau đó thường chỉ có đủ điện để cung cấp nước nóng, chúng ta không nói đến việc sưởi ấm. Nếu mọi thứ chỉ đơn giản như vậy, thì chúng ta sẽ có một chiếc máy bơm nhiệt tự chế trong mỗi ngôi nhà, nhưng hiện tại nó vẫn chưa thể tiếp cận được với nhiều người dùng.

Số khối: 15 | Tổng số ký tự: 28073
Số lượng nhà tài trợ được sử dụng: 6
Thông tin cho từng nhà tài trợ: