Тепловой насос самому полностью (фоторепортаж)

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Спасибо, достаточно доходчиво для среднего инженера. Идеи понятны. Буду переваривать информацию.
Вы считаете основной ошибкой Апарата2 в защите компессора от поломки отсутствие соленоида на всасывающей магистрали компрессора? Поэтому жидкая фаза фреона сломала кольца или клапана гидроударом?

 

Наверное нет смысла идти опытным путем в этом вопросе.

Надо спросить у Salemа и дед мароса как решается эта проблемма, они ведь собирают ТН, надеюсь поделятся!

 

Бегло просмотрел конструкцию Апарата2. Жаль что длго не проработало. Но в принципе все расчеты и основные параметры оказались верны. Конструкция работала и выдавала довольно неплохие результаты. На мой взгляд было несколько ошибок, которые могли стаь причиной поломки компрессора.
1.У Апарата2 вход фреона в испаритель расположен снизу, а всасывание на компрессор идёт из верхней части. Компрессор находится выше испарителя. При такой конструкции масло будет скапливаться в нижней части змеевика испарителя и возврат его в комрессор будет сильно затруднён. В результате это может привести к работе компрессора с недостатком масла и как следствие этого - поломки. Так же из-за образования масляной пробки в испарителе ухудшатся условия испарения фреона и теплообмна. Компрессор нужно поместить ниже испарителя, а вход фреона сдедать в верхней части, а не снизу. На теплообмене это ни коим образом не скажется. Зато улучшатся условия циркуляции масла в смстеме.
2.Всётаки не стоит пренебрегать необходимыми мерами защиты и регулировки. Схему включения компрессора я бы посоветовал изменить по типу той, что я описал в предыдущем сообщении. Добавить соленоид перед ТРВ, прессостат на всасывании, который управляет компресором. Желательно установить подогреватель картера. Манометр всасывания для контроля температуры испарения тоже желательно иметь. Компрессор самая дорогая и ответственная часть системы и его защите и правильному монтажу необходимо уделить должное внимание.
Если в испарителе Апарата2 во время стоянки сконденсировался жидкий фреон, то клапана компрессора могли повредиться во вемя пуска.
Ещё одна рекомендация по поводу испарителя феон-вода. Температуру испарения хладагента нужно поддерживать не ниже 0 оС. Фреону 22 соответствует примерно 4 кг. Если давление всвсывания будет понижаться, то испарение будет при минусовой температуре и на внешней поверхности змеевика образуется ледяная корка, которая значительо ухудшит телообмен. Весь фреон не сможет испариться в испарителе и будет продолжать испаряться во всасывающей магистрали и даже в картере компрессора, вспенивая масло. ТРВ конечно прикроется, уменьшая подачу фреона в испаритель, но в результате этого давление всасывания и температура испарения ещё более упадут. КОП компрессора снизится до минимума. Вывод - необходимо регулировать производительность компрессора, изменяя обороты. Или добиться такой регулировки системы, при которой вышеуказанние параметры будут изменятся минимально. Хорошо, что режим охлаждения испарителя водой более менее стабилен и можно добиться правильной регулировки изменяя проток воды и регулируя ТРВ.
Продолжу исследование конструкции Апарата2 и если возникнут ещё какие либо мысли по поводу поломки компрессора - поделюсь.
В перспективе тоже планирую отапливать хозблок от ТН с охлаждением от скважны и переливом в другую скважину. Две скважины на участке имеются так что грех не восползоваться.

 

ТКИ - спасибо за подробный разбор! Сам придерживался примерно такого же мнения относительно своих ошибок. Единственное, при расчёте труб был двойной запас по скорости тока фреона, необходимый для успешной миграции масла.

А по поводу соленойда. У Wiesmann он есть, у Vaillant нет. Может просто поставить рессивер побольше?

 

ТКИ, малоопытному человеку проще будет понять если вы нарисуете на схеме-чертеже конструкции Апарата2 исправление ошибок, которые возможно привели к поломке почти нового компрессора.
Многим будет полезно и интересно.
Спасибо.

 

Коллеги, давайте может сообща сгенерируем оптимальное колличество устройств в холодильном контуре!?
Взять туже систему Vaillanta:



Есть фильтр-осушитель, и ТРВ.
Если ставить соленойдный клапан, то он ставится как можно ближе к ТРВ. Вот, так его изобразил на схеме:



Алгоритм работы видется следующим:
1. При достижении установленой температуры теплоносителя, контроллер размыкает контакт привода контактора компрессора, контактора скважинного насоса и соленойдного клапана (нормально-закрытый).
2. Контактор компрессора запитан от реле времени, выставленной на выбег копрессора, для откачки фреона из испарителя (1-2мин). После срабатывания контактора, ответные контакты замыкают цепь обогрева картера компрессора.
3. Контактор скважинного насоса также запитан через реле времени отключения, для конечного испарения остатков жидкого фреона в испарителе (3-4мин).
Отключение по пресостату кажется более изящным, но осуществимо ли на практике? Тем более специальные контроллеры для ТН имеют програмируемые функции выбега насоса и компрессора на нужный интервал времени. Или всётаки?

По схеме Vaillanta присутствует перегреватель (регенеративный теплообменник).
Вопрос 1: оптимально ли он запитан с точки зрения расположения входов и выходов. Вход пара с верху и жидкости снизу?



Вопрос 2: Также вопрос о необходимости рессивера и смотрового окошка? Вещи не дорогие, но рессивером может служить сам корпус фильтра, ведь он что-то вмещает. Окошко надо бы, ведь оно ещё имеет и индикатор влажности. где оптимальней его ставить, его и рессивер если нужны? Можно отметить на схеме.

3: ТРВ визуально отдалён от испарителя сантиметров на 30. Для чего?


4. Термобаллон ТРВ крепится на всасывающем трубопроводе сразу за испарителем или за регенеративным теплообменником? Судя по фото, за последним.

5. Испаритель всё же запитан снизу...

Какие могут быть ещё замечания, предложения?

 

Vaillant солидная фирма и по видимому набор устройств, который присутствует в их ТН оптимален. Я работаю с установками большой мощности и в основном с классическими схемами кондиционирования и рефрижерации. Но принцип всеравно один и тот же. На их схеме отсутствует соленоид. Пока не понятно как решена проблема с возможной конденсацией фреона в ипарителе во время стоянки компрессора. Возможно этому не придается особого значения. Не знаю как устроен изнутри спиральный компрессор. Есть ли у него клапаны и маслонасос, или герметизация между всасыванием и нагнетанием осуществляется за щет минимальных зазоров ротора и статора, как у скажем винтовых насосов. В тком случае в принципе отпадает необходимость в клапанах и всасывание жидкой фазы особого веда компрессору не принесёт. Даже маслонасос и картер в принципе не нужны. По идее ротор должен смазываться фреоно-масляной смесью. В таком случае компрессору не страшна конденсация фреона в картере, и подогрев компрессора возможно не нужен, или картер греть для облегчения пуска компресора и уменьшения стартовых токов. Тогда схема серьёзно упрощется. Без соленоида можно обойтись, отключение компрессора с помощью прессостата всасывания не нужно.
Перегреватель, или доохадитель - кому как удобней в схеме запитан правильно. Среды имеют противоток - при этом теплообмен максимально эффективен. Если рессивер и смотровое окшко стоит не дорого, то лучше поставить сразу после конденсатора перед доохладителем. Почему ТРВ отделён от испарителя на 30 см. - возможно , что после прохода через дроссель ТРВ жидкость не сразу превращается в пар, а разделяется на микро капельки после срыва с конуса клапана. Чтобы эти капельки образовали смесь для кипения и начали кипеть, еобходимо какое-то время - около 30 см трубы.
Не совсем понятно, почему термобаллое ТРВ крепится после перегревателя. ТРВ регулирует перегрев паров в испарителе, и в классической схеме термобаллон крепится непосредственно после испарителя. В этой схеме ТРВ будет открываться максимально, т. к. пары фреона в перегревателе нагреваются силнее и ТРВ дополнительно открывается, добавляя увеличенную порцию фреона в испаритель. При такой схеме скорее всего увеличится КОП системы и все остатки масла будут выдуваться из испаритея в компрессор. То что испаритель запитан снизу в данной схеме уже не важно. Алгоритм работы схемы нормальный, только без соленоида.

 

Зачем вообще охлаждать дополнительно жидкий фреон, если проще увеличить съём тепла от конденсатора или выключить насос при перегреве выхода холодного жидкого фреона на выходе конденсатора? Разве ТРВ не может работать как в классическом варианте без доохладителя?
Солидная фирма не будет без нужды тупо уменьшать КПД установки.
И в каких случаях может холодный газообразный фреон после ТРВ выпасть в росу? Ведь для росы нужно давление 16 кг и охлаждение.
При ответах прошу учесть мою малоопытность в теплотехнике.

 

В инструкции по экспулуатации спирального Копеланда для кондиционеров серия ZR не рекомендуется использовать цикл откачки. Но в спиральниках для холодильных систем ZB такая возможность подтверждается. По компрессорам для ТН пока не подскажу, инструкция только на англ.яз.

Между жидким фреоном на выходе из конденсатора (+30с) и температурой кипения (допустим 0с) около 30 градусов полезного тепла. Снимать дополнительно у 14 киловатной модели получается около 1-1,2 киловата (7-8%). Да и пару хорошо, попадает в компрессор более тёплым и заведомо без частичек жидкого фреона.

Да подавляющее большенство ТН как раз работает без доохладителей. ТРВ работает нормально. Доохладитель стоит около 100 долларов, и сей девайс повышает цену котла. Поэтому тут противоречие: купить дешевле, но менее эффективный, либо наоборот.

До конца не уверен, но это больше относится к апаратам кондиционирования и охлаждения где контуры могут быть при разных температурах. Скажем, внутренний блок кондиционера в помещении (+20с), наружный блок на улице (-20с). Тогда при неработающей системе (8бар) фреон сконденсирует на более холодной стенке картера компрессора. Для ТН это не столь актуально. Он стоит в отапливаемом помещении около +18с, на мой взгляд.


Прикрепил внизу схему с добавленными ресивером и смотровым окошком. Надеюсь, не перепутал их местами!?
Оп, заметил ещё нюанс: фильтр стоит после доохладителя, а не до.
Странно, так бы он мог выполнять хоть какую-то роль резервной ёмкости. Впрочем, так как у доохладителя выход жидкости сверху, пузырьки газа могут всёже проскакивать, а фильтр таким образом, будет ещё и отделять несконденсировавший фреон. Наверно...

 

Спасибо Апарату2.
Теперь понял функцию доохладителя- повышать КПД. Поначалу показалось что КПД может понизиться. Ошибался.

 

Параметры работы кондиционеров отличаются от параметров работы холодильных установок тем, что у первых давление всасывания поддерживается не ниже температуры кипения хладагента равной 0 оС, чтобы избежать образования корки инея на испарителе и падения КОП. У вторых температура кипения хладагента поддерживается как можно ниже, в зависимости от требуемой температуры в камере. Температура в холодильной камере регулируется изменением давления всасывания (температурой кипения хладагента). Вообще давление всасывания - самый важный параменр работы любой установки, и ТН в том числе.
Думаю что поэтому в установках кондиционирования не рекомендуют откачку паров после остановки - чтобы не понижать давление всасывания. Тем более, если нет соленоида, откачку не произвести. А вот в холодильных установках рекоменуют - потому что когда в испарителе повышенное давление, то при низкой температуе хладагент обязятельно сконденсируется и тем самым вызовет рзличные проблемы. Втаких системах соленоид должен присутствовать, иначе пары не откачать. ТН с отбором тепла скважинной воды имеет особенные параметры работы - линия испарения и всасывания у него имеет смешанне параметры работы установок кондиционирования и холодильных установок. С одной стороны нельзя понижать давление всасывания ниже кипения хладагента ниже 0 оС, чтобы на змеевике не образовывался лед. С другой стороны нежелательно, чтобы в системе выравнивалось давление после остановки компрессора. Если допустим давление в испарителе будет 7 - 8 кг. то при температуре воды +5 оС фреон сконденсируерся однозначно. Смотрите таблицу конденсации хладагентов. К сожалению при себе нет и точные цифры назвать не могу. Так что всётаки лучше сленоид установить и применять откачку паров после остановки компрессора. Алгоритм использовать тот что предложил aparat2, но дополнительно предусмотреть включение компрессора для откачки паров во время стоянки системы, когда давление будет повышаться из-за неплотностей внутри системы. Компрессор по видимому лучше использовать спиральный, так как он менее восприимчив к жидкой фазе и масляному голоданию, чем поршневой. Также рекомендую установить манометр на всасывании.
В фильтре - осушителе внсь объём занимает осушительный патрон, и лишнего места там скорее всего нет, поэтому в качестве ресивера он не подойддёт. Ресивер нужно установить ниже конденсатора, чтобы жидкая фаза стекала туда гравитационно. Пузырьков нескондесировавшегося газа там быть не может, так как в жидкостную линию он не попаёт, весь останется в конденсаторе.

 

Под словом "кондиционер", уважаемый ТКИ , вы имели в виду работу кондея в режиме генерации холода?
А в режиме генерации тепла кондиционер по режимам и прочему ближе к тепловому насосу если я правильно понимаю?
Этот режим мне более важен чем охлаждение. Поэтому и вопросы специфические.

 

Вы поняли правильно. Испаритель с конденсатором всего лишь меняются местами. Испаритель ( НБ) по принципу работы в этом случае аналогичен работе холодильной установки при охлаждении камеры -10 оС. Давление всасывания поддерживается ниже температуры кипения хладагента при температуре прокачиваемого через испаритль наружного воздуха. Особое внимание при этом уделите режиму оттайки испарителя.
Запаралелить всасывающие магистрали, как вы хтите - одну от непосредственного испарения в земле а вторую от НБ можно следующим образом. На подачу перед каждым испарителем установите соленоид и ТРВ. Каждый ТРВ надо будет регулировать отдельно. Проблема с недостатком или избытком хладагента в системе решается просто. Установите ресивер после конденсатора достаточного объёма для большей ветки т. е. земляного контура. Тройники врежьте после ресивера на подачу и перед компрессором на всасывании. Вакуумировать истему желательно перед заполнением хладагентом. В процессе работы просто преключаете ветки испарения с помощью соленоидов. При этом обе ветки всегда соединены со стороны всасывания и давление всасывания одинаковое в обеих ветках. При чем еси в земле трубопроводы испарения имеют прямой контакт с водой, то давление всасывания не должно быть ниже кипения хладагента при 0 оС. При расположении НБ в гараже сделайте всасывающий и отводящий воздуховоды с хорошей изоляцией. Эта схема с использованием одного компрессора и нескольких испарителей, причём работающих на разные температуры испарения относится к классическим схемам работы холодильных установок. Как собираетесь решать проблему возврата масла из длинных трубопроводов непосредственного испарения. Достаточна ли будет производительность компрессора и ТРВ для скорости протока паров через контур.

 

С рессивером разобрались, самое время обсудить расчёт заправки фреоном. В интернете обнаружил два метода отличающихся друг от друга:

И второй:

Чем они отличаются: первый не использует коэфициент заколнения конденсатора хладогентом. Второй использует со степенью заполнения 0,25-0,35. Но во втором случае видно также большой коэфициент заполнения испарителя 0,8. Прямо затопленый какой-то. А как правильно? Какой метод более верный и почему они так различаются? ТКИ вопрос больше вам, как практику с опытом.

 

Две линии испарения- это не точно поставленная мною задача.
Не две сразу, а вначале воздушный родной испаритель кондея, а потом во вторую очередь после постройки водяной магистрали и водяной из под земли.
Может дешевле выйдет и надёжнее чем лепить самому?
На практике планирую вначале закупить кондеи для обогрева на осень-весну, а в развитие системы постепенно решить вопрос со второй линией испарения с подогревом от воды.
Анализирую возможность устойчивой и эффективной работы кондеев в режиме Теплового насоса за небольшие деньги.
Цены на кондеи втрое-впятеро дешевле чем на ТН.
Вот и спрашиваю мнения уважаемых практиков. Есть ли смысл городить огород переводя кондей на водяной подогрев? На Сахалине готовых ТН в продаже нет, а кондеев море и труба медная есть в продаже по 350р за метр.
Да и непосредственное испарение кажется мне малонадёжным по причине маслоснабжения и длинным магистралям испарителя. Реальнее теплообменник. Короче фреоновые змеевики.