Frenetta 열 펌프 : 설계 및 작동 원리 + 직접 조립할 수 있습니까?

땜질하는 것을 좋아하는 사람들은 항상 자신의 힘, 인내, 폐기물을 활용하게 될 것입니다.실질적으로 무료인 구성 요소를 사용하여 일상 생활에서 매우 유용한 것을 쉽게 만들 수 있습니다.

예를 들어, 그들은 돈을 쓰지 않고도 자신의 손으로 효율적인 프레네트 열 펌프를 만들 수 있습니다. 하지만 그들은 지식과 기술을 보충할 것이고 이것은 매우 귀중한 것입니다. 그렇죠?

제시된 정보는 장치 작동 원리를 이해하는 데 도움이 됩니다. 우리의 도움으로 귀하는 디자인을 결정하고 모델 제작 방법을 배울 수 있습니다. 이러한 유형의 열 펌프 생산에 대한 명확한 지침은 독립적인 가정 장인에게 효과적인 지원을 제공할 것입니다.

우리는 생산적인 수제 제품을 생산하기 위한 실용적인 권장 사항과 그러한 장비 작동에 대한 팁을 제공합니다.

장치 작동 방식

비용 효율적인 난방 문제를 접한 사람들은 "히트 펌프"라는 이름에 익숙합니다. 특히 '육지수'와 같은 용어와 결합하면 "물-물", 또는 “공기-물” 등등.

이러한 열 펌프는 Frenette 장치와 사실상 공통점이 없습니다. 이름과 최종 결과는 열 에너지 형태와는 별개로 궁극적으로 가열에 사용됩니다.

카르노 원리에 따라 작동하는 열 펌프는 난방을 구성하는 비용 효율적인 방법과 환경 친화적인 시스템으로 매우 인기가 있습니다.

이러한 복잡한 장치의 작동은 천연 자원(지구, 물, 공기)에 포함된 낮은 전위 에너지의 축적 및 높은 잠재력을 가진 열 에너지로의 변환과 관련됩니다.

Eugene Frenette의 발명품은 완전히 다르게 설계되고 작동합니다.

이 장치의 작동 원리는 마찰 중에 방출되는 열 에너지의 사용을 기반으로 합니다. 디자인은 서로 가깝지 않고 어느 정도 떨어진 곳에 위치한 금속 표면을 기반으로 합니다. 그 사이의 공간은 액체로 채워져 있습니다.

장치의 부품은 전기 모터를 사용하여 서로에 대해 회전하며 하우징 내부에 있고 회전 요소와 접촉하는 액체가 가열됩니다.

생성된 열은 냉각수를 가열하는 데 사용될 수 있습니다. 일부 소식통에서는 이 액체를 난방 시스템에 직접 사용할 것을 권장합니다. 대부분의 경우 일반 라디에이터가 수제 Frenette 펌프에 부착됩니다.

처럼 난방 시스템 냉각수 전문가들은 물보다는 기름을 사용할 것을 강력히 권장합니다.

펌프 작동 중에 이 액체는 매우 강하게 가열되는 경향이 있습니다. 이러한 조건의 물은 단순히 끓을 수 있습니다. 제한된 공간의 뜨거운 증기는 과도한 압력을 생성하며 이는 일반적으로 파이프나 하우징의 파열로 이어집니다. 이 상황에서는 끓는점이 훨씬 높기 때문에 오일을 사용하는 것이 훨씬 더 안전합니다.

프레네트 열 펌프를 만들려면 모터, 라디에이터, 일부 파이프, 강철 버터플라이 밸브, 강철 디스크, 금속 또는 플라스틱 막대, 금속 실린더 및 너트 세트(+)가 필요합니다.

이러한 열 발생기의 효율은 100%를 초과하고 심지어 1000%가 될 수도 있다는 의견이 있습니다. 물리학과 수학의 관점에서 볼 때 이것은 완전히 정확한 진술은 아닙니다.

효율성은 가열이 아닌 장치의 실제 작동에 소비되는 에너지 손실을 반영합니다. 오히려 프레네트 펌프의 믿을 수 없을 정도로 높은 효율에 대한 경이로운 주장은 그 효율성을 반영하며, 이는 정말 인상적입니다. 장치 작동을 위한 에너지 소비는 미미하지만 결과적으로 발생하는 열의 양은 매우 눈에 띕니다.

예를 들어 가열용 가열 요소를 사용하여 냉각수를 동일한 온도로 가열하려면 훨씬 더 많은 전력이 필요하며 아마도 수십 배 더 많은 전력이 필요할 것입니다. 가정용 히터는 이 정도의 전력 소비량으로는 가열되지도 않습니다.

모든 주거 및 산업 시설에 이러한 장치가 설치되어 있지 않은 이유는 무엇입니까? 이유는 다양할 수 있습니다.

첫째로, 물은 기름보다 간단하고 편리한 냉각수입니다.그렇게 높은 온도까지 가열되지 않으며 누수로 인한 결과를 제거하는 것이 유출된 기름을 청소하는 것보다 쉽습니다.

둘째프레네트 펌프가 발명되었을 당시에는 중앙 난방 시스템이 이미 존재했고 성공적으로 작동하고 있었습니다. 그것을 분해해서 열발생기로 교체하는 것은 너무 비용이 많이 들고 많은 불편을 초래할 것이기 때문에 누구도 이 옵션을 진지하게 고려하지 않았습니다. 그들이 말했듯이 최고는 선의 적입니다.

장치 사용에 대한 권장 사항

물을 냉각수로 사용하는 Eugene Frenette 펌프의 변형이 여전히 존재한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 그러나 일반적으로 이들은 전문 기업에서 사용되는 대규모 산업 모델입니다.

이러한 장치의 작동은 특수 장비를 사용하여 엄격하게 제어됩니다. 집에서 비슷한 수준의 보안을 제공하는 것은 거의 불가능합니다.

하바롭스크 과학자들이 개발한 산업용 열 발생기의 일반 다이어그램: 1 - 용량; 2 — 입구 파이프; 3 — 출구 파이프; 4 - 온수기; 5 - 베어링 샤프트. 물은 냉각수로 사용됩니다.

냉각수로 기름 대신 물을 사용하는 Frenette 펌프의 가장 인기 있는 버전은 하바롭스크의 과학자인 Natalya Ivanovna Nazyrova, Mikhail Pavlovich Leonov 및 Alexander Vasilyevich Syarg가 개발한 장치입니다. 이 버섯 모양의 디자인에서는 특별히 물을 끓여서 증기로 변합니다.

그런 다음 증기의 반력을 사용하여 펌프 채널을 통한 냉각액의 이동 속도를 135m/min으로 높입니다. 결과적으로 냉각수 이동에 드는 에너지 비용은 최소화되며 열 에너지 형태의 회수율은 매우 높습니다.

그러나 이러한 장치는 내구성이 매우 뛰어나야 하며 사고를 방지하기 위해 작동을 지속적으로 모니터링해야 합니다.

Frenette 펌프를 사용하여 넓은 방이나 집 전체를 난방할 계획이라면 어떻게 해야 합니까? 물은 전통적인 냉각수이며 대부분의 난방 시스템은 이를 위해 특별히 설계되었습니다. 그리고 전체 난방 시스템을 올바른 액체 오일로 채우는 데는 비용이 많이 들 수 있습니다.

이 문제는 매우 간단하게 해결할 수 있습니다. 가열된 오일이 가열 시스템을 통해 순환하는 물을 가열하는 기존 열교환기를 추가로 구축해야 합니다. 일부 열은 손실되지만 전체적인 효과는 상당히 눈에 띄게 유지됩니다.

Frenette 열 펌프는 온수 바닥 시스템과 함께 성공적으로 사용할 수 있습니다. 하지만 물 대신 액체 기름을 파이프에 부어야 합니다.

흥미로운 아이디어는 Frenette 펌프를 다음과 함께 사용하는 것입니다. 바닥 난방 시스템. 이 경우 냉각수는 콘크리트 스크리드에 놓인 좁은 플라스틱 파이프를 통해 방출됩니다.

이 난방 시스템은 기존의 온수 바닥과 동일한 방식으로 작동합니다. 물론 이러한 유형의 프로젝트는 개인 주택에서만 구현할 수 있습니다. 고층 아파트 건물은 사용이 허용되기 때문입니다. 전기 온열 바닥.

이러한 장치를 사용하는 실용적이고 편리한 방법은 차고, 헛간, 작업장 등 작은 방을 가열하는 것입니다. Frenetta 펌프를 사용하면 이러한 장소의 자율 난방 문제를 효과적이고 신속하게 해결할 수 있습니다.

작동을 위한 에너지 소비는 결과적인 열 효과에 비해 적으며 가장 단순한 재료로 이러한 장치를 만드는 것이 어렵지 않습니다.

프레네트 펌프 설계 옵션

Eugene Frenette는 그의 이름을 딴 장치를 발명했을 뿐만 아니라 이를 반복적으로 개선하여 새롭고 더 효과적인 버전의 장치를 내놓았습니다.

발명가가 1977년에 특허를 낸 최초의 펌프는 두 개의 실린더만 사용했습니다.

• 밖의 - 중공 실린더는 더 큰 직경을 가지며 정적 상태에 있습니다.
• 내부 - 용기의 직경은 외부 실린더의 공동 크기보다 약간 작습니다.

발명가는 두 실린더 벽 사이의 좁은 공간에 액체 오일을 부었습니다. 물론, 이 냉각액이 위치한 구조물 부분은 오일 누출을 방지하기 위해 꼼꼼하게 밀봉되었습니다.

이것은 Frenette 열 펌프의 첫 번째 버전에 대한 다이어그램입니다. 회전축이 수평으로 위치하며, 두 개의 작동 실린더(+) 사이의 좁은 공간에 냉각수가 배치됩니다.

내부 실린더는 고정된 대형 실린더에 대해 빠른 회전을 보장하는 방식으로 전기 모터 샤프트에 연결됩니다. 임펠러가 있는 팬이 구조물의 반대쪽 끝에 배치되었습니다.

작동 중에 오일이 가열되어 장치 주변 공기로 열이 전달되었습니다. 팬을 사용하면 따뜻한 공기를 방 전체에 빠르게 분배할 수 있습니다.

이 디자인은 매우 강하게 가열되었으므로 편리하고 안전한 사용을 위해 구조를 보호 케이스에 숨겼습니다. 물론 공기 순환을 위해 케이스에도 구멍이 뚫려 있었습니다.

설계에 유용한 추가 사항은 Frenette 펌프의 작동을 어느 정도 자동화할 수 있는 자동 온도 조절 장치였습니다.

이 히트펌프 모델의 중심축은 수직으로 위치합니다. 엔진이 아래쪽에 있고, 실린더가 중첩되어 있고, 위쪽에 팬이 있습니다. 나중에 수평 중심축을 갖춘 모델이 등장했습니다.

수평 회전축을 갖는 프레네트 히트펌프 모델과 내부에 가열된 오일이 순환(+)되는 난방 라디에이터를 사용하였다.

팬이 아닌 난방 라디에이터와 함께 처음으로 사용된 것은 바로 이 장치였습니다. 모터가 측면에 배치되어 있으며, 회전하는 드럼을 로터축이 통과하여 나옵니다.

이 유형의 장치에는 팬이 없습니다. 펌프의 냉각수는 파이프를 통해 라디에이터로 이동합니다. 비슷한 방식으로 가열된 오일은 다른 열교환기로 전달되거나 가열 파이프로 직접 전달될 수 있습니다.

나중에 프레네트 히트펌프의 설계가 크게 변경되었습니다. 로터 샤프트는 여전히 수평 위치를 유지했지만 내부 부분은 두 개의 회전 드럼과 그 사이에 배치된 임펠러로 구성되었습니다. 여기에서는 액체 오일이 다시 냉각수로 사용됩니다.

이 버전의 Frenette 히트 펌프에서는 두 개의 실린더가 나란히 회전하며 내구성이 매우 뛰어난 금속(+)으로 제작된 특별히 설계된 임펠러로 분리됩니다.

이 구조가 회전하면 오일이 임펠러에 만들어진 특수 구멍을 통과한 후 펌프 하우징 벽과 로터 사이의 좁은 공간으로 침투하면서 추가로 가열됩니다.따라서 Frenette 펌프의 효율이 크게 향상되었습니다.

프레네트 히트펌프의 경우 임펠러 가장자리를 따라 작은 구멍이 뚫려 있습니다. 냉각수는 통과할 때 빠르고 효율적으로 가열됩니다. (+)

그러나 이러한 유형의 펌프는 집에서 만드는 데 적합하지 않다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 첫째, 신뢰할 수 있는 도면을 찾거나 직접 설계를 계산해야 하며, 이는 숙련된 엔지니어만이 수행할 수 있습니다.

그런 다음 적절한 크기의 구멍이 있는 특수 임펠러를 찾아야 합니다. 히트펌프의 이 요소는 증가된 부하에서 작동하므로 내구성이 매우 뛰어난 재료로 제작되어야 합니다.

장치 자체 생산

Frenette 펌프의 설계 옵션을 검토하면 작동 원리가 다양한 유형 및 유형의 구조에서 다양한 효율성 수준으로 사용될 수 있음을 이해할 수 있습니다. 기본 아이디어는 동일합니다. 금속 요소 사이의 좁은 공간에 오일을 채우고 전기 모터로 회전시키는 것입니다.

다이어그램은 일반적으로 장치 자체 제조에 사용되는 Frenette 열 펌프 버전을 보여줍니다. 디자인의 기본은 너트(+)로 분리된 금속 디스크입니다.

집에서는 좁은 간격으로 분리된 일련의 금속판으로 구성된 Frenette 펌프가 가장 자주 만들어집니다.

이러한 장치를 만들려면 필요한 재료를 준비해야 합니다.

• 중공 금속 실린더;
• 중앙에 구멍이 있는 동일한 강철 디스크 세트;
• 6mm 높이의 너트 세트;
• 나사산 강철 막대:
• 샤프트가 확장된 전기 모터;
• 베어링;
• 라디에이터;
• 연결 파이프.

펌프 크기는 더 크거나 작을 수 있습니다.그러나 디스크 사이의 거리는 정확히 6mm로 유지되어야 합니다. 스페이서로는 표준 너트가 사용되며, 강철 막대가 구조의 중심입니다.

그 두께는 너트의 직경과 일치해야 합니다. 손에 나사산 막대가 없다면 그냥 잘라야 합니다.

프레네트 열 펌프용 금속 디스크는 자유로운 회전과 냉각수의 보다 효율적인 가열을 보장하기 위해 원통형 본체의 직경보다 약간 작아야 합니다.

분명히 디스크의 구멍은 축 방향 로드에 자유롭게 놓일 수 있어야 합니다. 디스크의 외경은 하우징보다 몇 밀리미터 작아야 합니다. 기성품 요소가 없으면 판금에서 디스크를 직접 잘라내거나 작업을 터너에게 맡깁니다.

적절한 장비가 있으면 프레네트 열 펌프용 강철 디스크를 집에서 절단할 수 있습니다.

원통형 본체는 적합한 구성의 오래된 금속 용기로 만들거나 금속으로 용접할 수 있습니다. 넓은 금속 파이프도 작동합니다.

벽은 실린더 끝 부분에 용접됩니다. 오일이 새지 않도록 하우징을 밀봉해야 합니다. 라디에이터로 연결되는 가열 파이프의 입구와 출구를 위해 하우징의 상단과 하단에 추가 구멍을 만들어야 합니다.

물론 모든 파이프 연결은 밀봉되어야 합니다. 나사 연결의 경우 FUM 테이프, 아마 등 특수 밀봉재가 사용됩니다. 결정된 경우 폴리프로필렌 파이프를 사용하다, 이러한 파이프를 설치하려면 특수 피팅과 납땜 인두가 필요할 수 있습니다.

Frenette 펌프를 작동하는 데 고성능 전기 모터가 필요하지 않습니다.일반 선풍기 등 오래되거나 고장난 가전제품에서 제거한 장치가 적합합니다.

전기 모터의 주요 목적은 샤프트를 회전시키는 것입니다. 지나치게 빠르게 회전하면 기기가 오작동할 수 있습니다. 구조물이 빠르게 회전할수록 냉각수가 더 많이 가열됩니다.

프레네트 히트펌프의 샤프트를 회전시키는 소형 모터는 손상된 가전제품에서 분리하거나 매장에서 구입할 수 있습니다.

로드가 자유롭게 회전하려면 표준 크기의 적합한 베어링이 필요합니다. 모든 요소가 준비되면 장치 조립을 시작할 수 있습니다. 먼저 하우징 내부 하부에 베어링이 장착된 중심축을 설치한다. 그런 다음 스페이서 너트를 축에 나사로 고정한 다음 디스크를 장착하고 너트를 다시 끼우고 디스크를 다시 끼우는 등의 작업을 수행합니다.

너트가 있는 디스크는 하우징이 상단까지 채워질 때까지 교대로 사용됩니다. 준비 단계에서도 필요한 디스크와 너트 수를 미리 계산할 수 있습니다.

너트의 두께(6mm)에 디스크의 두께를 더해야 합니다. 이 숫자로 몸의 높이를 나눕니다. 결과 숫자는 필요한 "너트 + 디스크" 쌍 수에 대한 정보를 제공합니다. 너트는 마지막에 설치됩니다.

하우징이 이러한 움직이는 부품으로 채워지면 액체 오일로 채워집니다. 기름의 종류는 중요하지 않으며 미네랄, 목화씨, 유채 또는 열에 잘 견디고 굳지 않는 기타 기름을 섭취할 수 있습니다. 그 후 구조물을 상단 뚜껑으로 덮고 조심스럽게 용접합니다.

이 시점에서 라디에이터 파이프는 일반적으로 캡에 이미 부착되어 있습니다. 장치의 추가 설치 및 유지 관리 시 편의를 위해 파이프에 두 개의 차단 밸브를 설치할 수 있습니다. 이제 히트펌프 축을 모터 샤프트에 부착해야 합니다.

시스템이 네트워크에 연결되어 누출 여부를 확인하고 장치의 작동 특성을 평가합니다.

자체 제작한 Frenette 열 펌프는 기존 주철 또는 바이메탈 라디에이터에 연결하여 필요한 난방 효과를 제공할 수 있습니다.

모든 작업이 올바르게 완료되면 디스크가 있는 축이 회전하기 시작하여 장치 내부의 오일이 가열됩니다. 뜨거운 냉각수는 파이프를 통해 상부 구멍을 통해 가열 라디에이터로 이동합니다. 냉각된 오일은 다운 파이프를 통해 히트 펌프 하우징으로 돌아가 재가열됩니다.

시스템 작동을 자동화하려면 열 펌프 하우징의 가열을 감지하고 필요에 따라 엔진을 끄거나 켜는 온도 센서가 있는 특수 릴레이를 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 시스템 과열, 전기 모터 손상을 방지하고 일반적으로 장치의 서비스 수명을 늘릴 수 있습니다.

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

이 비디오에는 Frenette 펌프의 흥미로운 버전이 나와 있습니다.

불행하게도 Frenette 펌프는 난방 산업에서 널리 받아들여지지 않았습니다. 이러한 가정용 산업용 장치는 주택 개조 매장에서 찾기가 어렵습니다. 그러나 많은 장인들이 이 과학자의 업적을 성공적으로 활용하여 집, 목욕탕, 차고 등에 적용했습니다.

아마도 당신은 Frenette의 아이디어를 실현한 DIY 사람일까요? 귀하의 경험을 공유해 주세요. 기사에 댓글을 남기고 제품 사진을 추가하세요. 문의 양식은 아래에 있습니다.