В кругу СЕ сообщества тепловой насос Френетта является достаточно популярным устройством в силу своей простоты и КПД выше 1000%. Но мало кто знает, что сюрпризы и «чудеса», которые способно преподнести данное устройство, совсем не заканчиваются на его чрезвычайно высоком КПД, а пожалуй только начинаются!
Для тех, кто только начинает интересоваться темой свободной и альтернативной энергии, а также для тех, кто по каким-то причинам не успел познакомиться с данным устройством. Напомним, что в конце семидесятых годов прошлого века, американский изобретатель Евгений Френитт (Eugene Frenette) изобрел, собрал рабочий образец и запатентовал тепловой насос с КПД приблизительно равным 1000%. То есть данное устройство вырабатывало в десять раз больше тепла, чем потребляло электроэнергии.
В основе насоса Френетта лежат два цилиндра. Один из цилиндров большего диаметра внутри полый и служит статором, в него вставляется второй цилиндр, который является ротором. Нагрев залитого в большой цилиндр масла происходит за счет вращения цилиндра ротора. На валу, посредством которого приводится в движение ротор, также закреплен лопастной вентилятор, который за счет интенсивной циркуляции воздуха, обеспечивает отток тепла с внешнего цилиндра и нагревание помещения.
Впоследствие изобретатель неоднократно усовершенствовал и модернизировал конструкцию своего теплового насоса. На сегодняшний день известно более десяти различных моделей различающихся между собой конструктивными особенностями, но имеющие неизменный принцип нагрева жидкости, за счет вращения в ней, каких либо деталей. Представим Вашему вниманию наиболее удачную на наш взгляд модификацию теплового насоса Френнета, в основе которой лежит все тот же внешний полый цилиндр, в который также заливается масло, но вращаются в нем плоские, тонкие стальные диски в количестве восьми или более штук. Повышение эффективности в данном устройстве достигнутоза счет того, что масло циркулирует по замкнутой системе, состоящей из самого цилиндра, соединительных трубок и внешнего радиатора, который и является основным теплообменником в данной конструкции.
Хотя данная конструкция практически не содержит в себе скрытых нюансов, секретов и недоговорок автора и имеет очень простую для повторения в домашних условиях конструкцию, повального реплицирования ее мы увы пока не наблюдаем. Приведем Вашему вниманию некоторые из немногочисленных, доступных репликаций:
Также есть удачные репликации и среди зарубежных исследователей.
Также Вы без особого труда, при желании сможете найти еще несколько видеороликов показывающих удачные репликации насоса Френетта.
Серьезную работу над исследованием свойств данного устройства провели несколько российских ученых из Хабаровска. Назырова Наталья Ивановна, Сярг Александр Васильевич и Леонов Михаил Павлович. Предлагаемая ими конструкция выглядит следующим образом:
Универсальная генерирующая установка состоит из емкости 1 (фиг. 1), содержащей входной патрубок 2 для подачи холодной воды, выходного патрубка 3 для отвода, по необходимости, горячей воды, пара, кислорода и водорода, водонагревателя 4, опирающегося на подшипниковый узел 5 и приводящегося в высокооборотное вращение.
Водонагреватель 3 (фиг. 2) состоит из корпуса 6 и дисков 7 переменного диаметра, закрепленных гайкой 8 на валу 9.
Корпус 6 может иметь выгнутую (фиг. 2), коническую (фиг. 3а) или вогнутую (фиг. 3б) внутреннюю поверхность, на которой выполнены каналы 10 прямоугольного или квадратного сечения. Каналы 10 могут располагаться радиально (фиг. 4а), с наклоном (фиг. 4б) или криволинейно (фиг. 4в).
Конструкция дисков 7 предусматривает при установке их на вал 9 создание полостей 11, в которых при вращении водонагревателя 3 образуется вакуум при сбросе воды через круговые выходы 12 в каналы 10 корпуса 6.
Вал 9 (фиг. 2) имеет в верхней части полость 13 с диаметром «д», в нижней части которой выполнены отверстия 14, совпадающие числом и расположением с каналами 10 корпуса 6 при установке и закреплении последнего на вал 9.
Универсальная генерирующая установка работает следующим образом. При высокооборотном вращении водонагревателя 3 холодная вода, поступая через входной патрубок 2 в полость 13 вала 9, под действием центробежной силы с большой скоростью и под большим давлением выходит как из полости 13 вала 9 через отверстия 14 по каналам 10 в емкость 1, так и из полостей 11 через выходы 12 в каналы 10, при этом в полостях 11 образуется вакуум.
В моменты прохождения воды по каналам 10 через участки, сопрягаемые с выходами 12, со скоростью 80 — 95 метров в секунду на границах зон высокого давления и вакуума согласно известному явлению, имеющему место при адиабатических процессах, локальная температура в приграничных областях зон достигает 10 000oС и выше, что приводит к разогреву воды к моменту выхода ее из каналов 10 в емкость 1 до 100oС. При увеличении скорости прохождения воды по каналам 10 от 95 до 110 метров в секунду вода полностью превращается в пар. В интервале скоростей прохождения пара по каналам 10 от 110 до 165 метров в секунду происходит его разогрев до 400oС. При прохождении пара по каналам 10 со скоростью более 165 метров в секунду происходит разложение молекул воды на кислород и водород с большим поглощением тепла и понижением температуры водорода и кислорода на выходе из каналов 10 до минус 60oС и ниже.
При движении воды по каналам 10 со скоростью 135 метров в секунду и более за счет реактивной силы, создаваемой паром, выходящим из каналов 10, расположенных с наклоном (фиг. 4б) или криволинейно (фиг. 4в), создается устойчивый режим самогенерации универсальной генерирующей установки, что обеспечивает ее работу без внешнего источника питания.
Из емкости 1, по необходимости, горячая вода, пар или кислород и водород через выходной патрубок 3 поступают соответственно в системы горячего водоснабжения, отопления, пароснабжения, аккумуляции холода или сбора кислорода и водорода.
Наиболее эффективно универсальная генерирующая установка работает при выгнутой форме внутренней поверхности корпуса 6 при отношении максимального диаметра «Д» диска 7 (фиг. 2) к диаметру «д» полости вала 9 как 3:1, при отношении максимального диаметра «Д» диска 7 (фиг. 2) к высоте «Н» как 3:1, при пяти дисках 7, образующих четыре вакуумных зоны 11 с четырьмя круговыми выходами 12 в криволинейные каналы 10 прямоугольного сечения высотой 1,4 миллиметра и шириной 2 миллиметра.
Компоновка универсальной генерирующей установки может быть как горизонтальной, так и вертикальной, с верхним или нижним расположением привода, с установкой на одной или на двух подшипниковых опорах.
Создаваемое водонагревателем избыточное давление воды в емкости 1 позволяет универсальной генерирующей установке выполнять функции циркуляционного насоса.
Ну а теперь приведем некоторые наблюдения:
В соответствии с сущностью изобретения изготавливается универсальная генерирующая установка с числом оборотов до 13000 об/мин. При этом водонагреватель включает в себя: корпус с выгнутой поверхностью нижней стороны и высотой «Н» — 70 мм, с криволинейным расположением каналов в количестве 73 шт., имеющих прямоугольное сечение высотой 1,4 мм и шириной 2,0 мм; 5 дисков с максимальным диаметром нижнего диска «Д» — 210 мм, образующих четыре вакуумные зоны с четырьмя круговыми выходами в каналы; вала с диаметром «д» полости вала — 70 мм. Ожидаемые расчетные параметры изготавливаемой универсальной генерирующей установки:
При 7600 — 8000 оборотах в минуту происходит нагрев воды до 100oС;
При 8000-10000 оборотах в минуту происходит нагрев воды с парообразованием, 100oС и выше;
При 10000-13000 оборотах в минуту происходит парообразование с температурой пара до 400oС;
При 12500 оборотах в минуту устанавливается режим самогенерации.
При 15000 и выше оборотах в минуту происходит разложение воды на кислород и водород с температурой минус 60oС и ниже