Расчёт массы заправки фреона

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Теперь, чтобы известным массовым расходом хладагента отнять некоторое количество теплоты и затем передать его другому телу нам потребуются две разделительные поверхности определённой площади. Эмпирические зависимости теплоотдачи для каждого типа теплообменника нам известны, дальше на нас накладываются ограничения по скорости потока х. а. из соображений возврата масла, перегрева в исп. и переохлаждения в конд. К заветному объёму заправки стали немножко ближе... Спасибо, Decabrino, внимательно слушаем дальше...

 

Насколько он может быть минимален?
Как уже говорилось выше, теплота испарения/конденсации при 0 по Цельсию R22 составляет 205 кДж/кг, а R410 несколько больше - 228 кДж/кг.
Из этого следует, что для обеспечения холодопроизводительности 10 кВт по контуру надо прокачивать как минимум 176 кг/час одного или 158 кг/час другого.
С учетом переохлаждения жидкой фазы хладагента не до температуры кипения, то процентов на 20-30 больше, то есть около 200 кг/час, это где-то 50-60 грамм в секунду.
То есть каждую секунду требуется испарять в испарителе 60 грамм (0,05 литра) жидкого хладагента, получать при этом 2 литра пара при 0 С, перекачивать компрессором эти 2 литра пара ежесекундно, попутно сжимая в 3-4 раза до 0,5-0,7 литров и через нагнетательный трубопровод переправлять в конденсатор, там конденсировать и получать исходные 60 грамм жидкого хладагента.
Вот и прикиньте, с учетом плотностей жидкой и паровой фаз этих газов, тоже указанных постом выше, до какого минимального внутреннего объёма теплообменников можно снижать и также до каких диаметров трубопроводов, чтобы гидравлические потери контура оставались в приемлемых рамках.
В восходящих паровых трубопроводах нельзя при этом снижать скорость газа ниже нескольких метров в секунду из-за масла, хотя это и увеличивает гидравлические потери.
В жидкостных и нисходящих паровых трубопроводах особых ограничений по максимальному диаметру нет, кроме экономических и прочностных.

Для фреонов никак не получится, может только разве для СО2 или других подобных газов при работе установки в надкритическом диапазоне, да и то надо посчитать.

 

Площади то примерно известны, по кипящему фреону теплоотдача превышает 10 квт/м2, другое дело, что при кипении там внутри такая смесь пузырей, плёнок и пр, что учесть всё непросто.
Но упрощает ситуацию то, что со стороны воды теплоотдача в идеальном случае не превышает 5 кВт/(м2*К), а так как теплообменники не идеальны, то теплоотдача по воде в 3-5 раз меньше средней теплоотдачи кипящего фреона, что нивелирует неравномерность процессов кипения и при дельте по воде 4-5 градусов позволяет считать нужные теплообменные площади по воде и кипящему фреону примерно равными.

 

Исходя из сложившихся стандартных диаметров трубопроводов, размеров теплообменников, скорости кругооборота фреона в контуре на простейший кондей холодопроизводительностью 2-3 кВт требуется заправка 0,5-1,0 кг хладагента, для 10 кВт около 2 кг.
Но с учетом длины магистралей в более продвинутых машинах, применения докипателей, ресиверов, дополнительных теплообменников для впрыска, регенерации, предконденсации, переохлаждения и прочего эта цифра может варьироваться в сторону увеличения в очень широких пределах

 

Очень познавательная статья, спасибо.
Уважаемый Dekabrino , ответьте пожалуйста на вопросы, которые так волнуют потребителя.

1) Есть возможность взять один и тот же ТН на R22 или на R410a

Какой всё таки надёжней и долговечней, чисто с потребительской точки зрения?

2) Есть возможность взять ТН стандартный или с увеличенными теплообменниками.
Грубо говоря 10квт ТН но с ТО от 12кВт.

Производитель утверждает что сор в таком случае на 20% больше.
Особенно в краевом режиме типа 0/+35.

Есть тут какие нибудь подводные камни?

 

Один и тот-же ТН на этих разных фреонах работать не может.
Может название у них одинаковое, кроме какой буквы, но внутренности должны быть разными.
Это относится к фреоновой части агрегата - к компрессору, теплообменникам, ТРВ и пр.

Нет, конечно можно сделать универсальную машину для R22 и R410а, но характеристики её будут плохими и при работе и на том и на другом газе в допустимом возможном диапазоне, ограниченном слишком разными свойствами хладагентов.

Для R410а требуется компрессор с более мощным электродвигателем, чем для R22 при той же объёмной производительности, а для R22 будет нехватка объёмной производительности при тех же оборотах.

Можно попробовать приспособить инверторный компрессор от R410а, расчитанный на более высокие рабочие давления, но он может оказаться не приспособлен к более высоким температурам нагнетания, присущих R22.
При одинаковой мощности теплообменники для R410а могут быть несколько меньше по площади, но зато должны быть рассчитаны на более высокое давление.
Ещё наверняка некоторые нюансы возможны, так сразу и не соображу какие.
Ну и такие "мелочи", как ЭТРВ, контроллер со специфической прошивкой, позволяющий работать при неоптимальных режимах убьют всю экономику при достаточно скромных получаемых характеристиках.

Так, что такие штуки в условиях производства на продажу никто в здравом уме делать не станет.

А если ТН грамотно сделаны под конкретный хладагент с одинаково добросовестным подходом на стадии проектирования и изготовлены одним и тем же производителем из разных, но одинаково качественных деталей, то с потребительской точки зрения разницы в надёжности и долговечности быть просто не должно.
Как не должно быть особо заметной разницы в экономичности и сезонной эффективности при одинаковом подходе к расчёту и выбору теплообменников.
Про цену сказать того-же не могу, для R410а всё стоит подороже, хотя по массе получается меньше

То, что если теплообменники поставить мощнее на 20% вовсе не значит, что СОР вырастет тоже на 20%
Смотря от какого размера увеличивать.
Дело в том, что СОР зависит от температуры кипения, температуры конденсации и КПД компрессора.
При одном и том же компрессоре СОР действительно можно несколько увеличить, попытавшись повысить температуру кипения и снизить температуру конденсации.
Не изменяя температуру теплоносителя на входе в испаритель и на выходе из конденсатора, остается только снизить температурные напоры испарителя и конденсатора.
Это можно сделать путем увеличения площади теплообменников.
Если до этого стояли слишком недоразмеренные теплообменники, то даже небольшая прибавка площади в сторону оптимальной заметно увеличивает СОР, который тоже был до этого неоптимальным.
То есть на прирост 20% площади теплообменников СОР может отреагировать приростом и на все 40-50%
Если изначально теплообменники по площади были подобраны более менее терпимо, то ещё увеличив их площадь на 20% можно получить прирост СОР, но уже не такой заметный, как в первом случае.
Если установленные теплообменники были уже с некоторым запасом, то увеличение площади всего на 20% не дадут явно ощущаемого увеличения СОР, чтобы заметить прибавку, потребуется увеличить площадь теплообмена раза в 1,5-2, а это уже не совсем приемлемо по стоимости.
Зависимость обратно-логарифмическая, размер теплообменников будет стремиться к бесконечности, а температурный напор на них к нулю.
Но при оптимальном размере теплообменников напор на них и так около 4-5 К и снижение еще на пару градусов таким способом экономически просто неоправдано.
Как абсолютно неправильно слишком сильно экономить на теплообменникак, повышая температурный напор на них до 10-15 К, что иногда встречается в совсем отстойных аппаратах. Экономия в сравнении с общими затратами будет небольшая, а СОР в результате будет вообще ниже плинтуса.
Для жидкостных теплообменников экономически оптимальная величина температурного напора около 5 К, для воздушных около 10-12.

 

Спасибо за ссылки оказалось я в своём макете недоразмерил рессивер.

 

Значит все-таки можно приспособить! Если изначально выкинуть штатные теплообменники а вместо них изготовить под r22! Тоесть подогнать под компрессор ? С испарителем я думаю будет проще, контур сделать по максимому длинным в 2 петли. И конденсатор сделать побольше в раза 2. Компрессор я думаю не так уж сильно много будет кушать. Но и ресурс у него будет больше. Может я чет не догоняю, но идею приспособить инверторный lg r410 под dx на r22 возникла прочитав ваши рассуждения в этой теме. А вы как серпом по ... "А потом выбросить". Компрессором управляют всего два датчика ва внешнем и внутреннем блоках. Они и будут поддерживать оптимальный режим? Инвертор на 22 достать намного труднее чем на 410. А на 410 вот он! Все-таки если не трудно разжуйте если не трудно?

 

А 410 тоже можно использовать зачем Вам 22?

 

@Dekabrino,

Конечно можно кто спорит. Просто условия изготовления, монтажа, запуска гораздо труднее и требуют навыков и спец оборудования. Одно вакумирование как будет происходить ? Ведь часть контура будет закапываться после полного пуска. А на улице уже далеко за минус. Продуть азотом или фрзерном врятли получится сквозь трв. Да и масло насосет влаги с того же самого контура. Чет вобщем я очкую

 

Я для себя теперь зарекся, делать проще. Во первых POE с любым фреоном работает. Во вторых я компрессор впаиваю последним в систему, на это уходит 10 мин и в регламент укладываюсь. Опрессовку провожу без компрессора тупо запаиваю перемычку или затыкаю затычки (от компрессора остались затычки которые весьма плотно затыкают трубки).

Просто я сильно помучился когда минералку из собранного агрегата выливал, и то не факт что там не осталось минералки, 100-200 мл не хватило по объему - где-то засело.

Оказалось проще из компрессора все вылить и залить масло в конце перед фреоном - это самый удобный вариант на мой взгляд.

 

@RuslanGu, йМасло по маему проще менять просверлив отверстие в корпусе компрессора, промыть потом заварить. Для вакумирования я приспособил какой-то старый огромный копеланд, припояв Шредер на всас. Весит правда килограм под 40 но сосет отменно.

 

Может быть, но дырявить или отпаивать компрессор что-то мне не захотелось. А так в принципе верно, но дырявить буду следующий компрессор там это отверстие пригодится.

 

А для чего оно может пригодится?

 

Это будет двухстадийный агрегат. Это отверстие пригодится для уравнивания уровня масла между ступенями (стадиями).