РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС Вы намекаете, что может менятся параметр S (то есть реальная площадь теплообмена)? Типа по интегральному типу, где-то холодно, где-то теплее, где-то горячо, в результате средняя интегральная температура заметно плавает при изменениии пропускной способности дросселя? Может быть и такое, для этого конденсатор должен быть переразмерен относительно возможностей компрессора. Хотя, компрессор от Оки против замурованного в холодную плиту перекрытия змеевика... Да ещё изобутан... Может быть поэтому всё так и происходит. Не потому, что... А вопреки...
Итак удалил весь р600 и заправил r22, ток компрессора вырос до 1.6а при 15 бар на нагенетающей линии и стал зависеть от перепада давлений. Производительность макета значительно выросла, это сразу стало видно по теплому выходу из конденсатора после включения. Есть неясность с количеством необходимого фреона. Заправил газовой фазой в отвакуумированную систему до тех пор пока давления баллона и системы не выровнялись. Но баллон был с температурой около 20, а в испарителе плюс 12. Во время работы компрессор немного "постукивал", но не грелся! Его температура была около плюс 15.!. На входе в испаритель плюс 10 гр, на выходе плюс 8, давление 5,8. На входе в конденсатор около 45, на выходе 24, температура плиты 20, давление в конденсаторе 13,3 бар по манометру. Все это натолкнуло на мысли об избыточной заправке, стравил некоторое количество, вышло во так: Давление в испарителе 5,3 бар, в конденсаторе немного приподнял до 15 бар, на входе в испаритель +10 градусов, на выходе тоже +10! На входе в конденсатор около +60 (там нет градусника), на выходе +28,5. Все цифры замерял через 20-30 минут работы. Прокомментируйте пожалуйста полученный результат, особенно в плане количества заправленного фреона.
Я бы сказал, что имеет место быть избыточная производительность испарителя, но если компрессор не вышел за рамки, то пофиг, а так можно дроссельнуть компрессор по всасу. а конденсатор, похоже, затоплен, может еще слить? то что компрессор холодный - плохо, значит идет влажным ходом, что странно, так как испаритель явно избыточен.
Что говорит о затопленном конденсаторе? Вот я тоже подумал, раз постукивает и холодный, значит частично жидкость хватает. После того как часть стравил, он стал со стороны всаса прохладным, со стороны выпуска теплым. Судя по всему испаритель заполнился полностью жидкой фазой потому что баллон был плюс 20, а испаритель плюс 12, я минут десять ждал заполнения. Еще мне не понятно, почему вход и выход испарителя имеют одинаковую температуру.
О затопленном конденсаторе - низковатая температура на выходе конденсатора, слишком большое переохлаждение. вообще странно, вроде высокое давление в испарителе - переразмеренный испаритель, но и жидкость на всасе = нет перегрева, малая производительность испарителя.
Погонял макет в разных режимах, всё работает. Но как-то не сходится теория с практикой. Напомню, что компрессор самый обычный, от холодильника Ока, регулирование давления в конденсаторе производилось обычным кондиционерным краном, фреон R-22. По теории COP=Tout/(Tout-Tin)= P (отданная в конденсаторе)/P (потреблённая из сети). Не знаю, в какой именно точке должны быть измерены Tin и Tout, поэтому я взял температуру конденсации и испарения при соответствующих давлениях в испарителе и конденсаторе. Замеры производил в двух режимах: 1. Pисп=5,4 атм, Pконд=14,2 атм (везде будут указаны избыточные давления относительно атмосферного); tисп вход=+7,7, tисп выход=+8; tконд выход=+27,9. Перегрев в испарителе: меньше 1 гр. Переохлаждение в конденсаторе: 12 гр. Ток потребляемый компрессором I rms=1.635А; Активная мощность потребляемая из сети W=280 Вт. Теоретически возможный COP=Tout/(Tout-Tin)=15 Тепловой напор от конденсатора к плите перекрытия с темп 20 гр составляет 40 гр-20 гр=20 градусов. (Здесь температура 40 соответствует температуре конденсации при 14,2 атм.) 2. Pисп=5 атм; Pконд=20 атм. tисп вход=+6,7, tисп выход=+8; tконд выход=+39. Перегрев в испарителе: 2 гр. Переохлаждение в конденсаторе: 14 гр. Ток потребляемый компрессором I rms=1.83 А; Активная мощность потребляемая из сети W=330 Вт. Теоретически возможный COP=Tout/(Tout-Tin)=10 Тепловой напор от конденсатора к плите перекрытия с темп 20 гр составляет 54-20=34 градусов. (Здесь температура 54 соответствует температуре конденсации при 20 атм.) Таким образом тепловой напор, а соответственно и пропорциональная ему отдаваемая конденсатором мощность во втором случае выше в 1,7 раза, а потребляемая из сети электрическая мощность выше всего в 1.18 раз. Как же так? Мощность выросла всего в 1.18 раз, а выдаваемая мощность в 1.7 ! Выходит что СОР насоса с увеличением разницы входящей и выходящей температур увеличился вопреки формуле COP=Tout/(Tout-Tin) ? И ещё. При частичном закрытии крана (во втором случае для поднятия давления до 20 атм) массовый расход фреона по логике вещей должен уменьшиться. А в реальности выходная мощность увеличивается! Не понимаю.
Вы очевидно мерили потребляемый ток, а нужно мерить активную мощность. Есть такая китайская приблуда (с розеткой) вставляется в розетку, а в нее вставляете нагрузку она считает активную нагрузку. Когда двигатель не нагружен в нем циркулирует ток холостого хода - реактивный ток его вы и меряете клещами. Когда даете нагрузку косинус фи увеличивается и доля реактивного тока уменьшается и растет доля активного тока. А клещи всегда показывают сумму токов. Кроме всего этого есть еще КПД двигателя и КПД сжатия. По таблицам древним максимум КПД сжатия приходится на 4-5 степень сжатия (как в кондиционере). КПД электродвигателя имеет максимум в 75% от номинальной мощности примерно. Общий КПД есть произведение этих КПД. Меняя нагрузку и степень сжатия меняется и КПД компрессора в целом. Если интересно то рассуждения на тему что будет если компрессор недогружен по нагрузке с графиками тут.
Нет, я указал именно активную мощность, замеренную счётчиком электроэнергии. По показаниям тока и мощности видно как меняется косинус фи с изменением нагрузки. То есть вы хотите сказать, что с увеличением давления в конденсаторе растёт кпд компрессора, и этот рост превышает уменьшение COP за счёт бОльшей разницы температур? А как на счёт: "И ещё. При частичном закрытии крана (во втором случае для поднятия давления до 20 атм) массовый расход фреона по логике вещей должен уменьшиться. А в реальности выходная мощность увеличивается! Не понимаю."
При увеличении давления нагнетания растет температура нагнетания (фреона) и растет электропотребление. Отсюда повышение давления конденсации (уменьшение) влияет слабо на тепло отдаваемое в конденсатор. Давление конденсации сильнее влияет на холодопроизводительность чем на теплопроизводительность. В некоторых случаях да. Максимум КПД сжатия компрессора при степени сжатия 4-5 раз. Замерьте давление всаса и нагнетания если их отношение близко к 4...5 то это один из максимумов КПД (компрессора). Если в этом случае Вам еще повезет в том, что потребление электродвигателя компрессора будет в районе 75-80% от номинальной мощности электродвигателя, то это даст наибольший возможный КПД системы компрессор-электродвигатель. Обычно в эту точку рассчитываю штатный режим компрессора. К примеру кондиционерный компрессор оптимизируют к режиму +7/+55, но т. к. требуется запас по мощности электродвигателя то максимум общего КПД для спиральников ZR лежит в режиме +15/+45 (степень сжатия примерно 2.3).
Наверное именно из-за своеобразного компрессора с увеличением дельты испаритель-конденсатор теплоотдача растёт быстрее потребляемой из сети мощности. Ведь если подойти к этому вопросу с другой стороны, то уменьшая давление в конденсаторе открытием крана-дросселя потребляемая мощность компрессора должна уменьшится сильнее чем падает отдача по теплу. Но из-за древней конструкции и использования компрессора не по назначению, этого не происходит, и он продолжает есть электричество с прежним аппетитом. Остался один не решённый вопрос. Почему при уменьшении массового расхода фреона (путём закрытия крана) теплоотдача ТН растёт.
Увеличивается температура нагнетания и растет потребление компрессора в сумме они дают некоторый прирост теплопроизводительности. Когда кран закрываете, то по идее растет давление конденсации, а это в свою очередь влияет на количество пропускаемого фреона через кран. Есть формула которая связывает скорость потока, сечение дросселя и разность давлений, вот не помню но какой-то параметр под корнем стоит. Может поэтому уменьшение сечения не пропорционально уменьшает количество проходящего фреона.
Всё должно быть как-то проще. Как ни крути, а в конце предыдущего сообщения ты всё равно пришёл к тому, что закрытие крана уменьшает (пропорционально или нет, не важно) количество проходящего фреона. А чем меньше массовый расход в единицу времени, тем меньше выходная тепловая мощность. А на самом деле выходная мощность увеличивается. Два дня уже голову ломаю, а надо бы и работу работать)
Да, сложному там просто быть нечему. Где-то есть ошибки. Или в вычислениях или в измерениях... Да, теоретический посыл верен, для тех случаев, где мерилом абсолютной внутренней энергии является абсолютная температура. Для начала некоторые поправки к теоретическим вычислениям: Теоретический СОР будет не 15, а несколько меньше, Эти вещи к термодинамическому циклу отношения не имеют, для вычисления теоретического СОР не учитываются. 313/(313-280,7)=9,7 Так же и во втором случае: 327/(327-279,7)=6,9 Но это, в принципе, особого значения не имеет, теоретический СОР от практического слишком далёк... Оставим теорию и вернёмся к практике. На практике холодопроизводительность ХМ определяется количеством (массовым расходом) хладагента через испаритель и его теплотой испарения, которая для разных температур кипения отличается. Массовый расход, в свою очередь, зависит от объёмной производительности применяемого компрессора и плотности паров хладагента при заданном давлении кипения. Что там у нас в первом случае? Температура кипения +7,7 С при давлении 5,4 бар (изб), конденсация +40 С, 14,2 бар (изб0 Во втором случае, прикрывая кран имеем кипение пониже, +6,7 С при давлении 5 бар (изб), конденсация +54 С давление 20 бар (изб) Если компрессор один и тот же, обороты не меняются, то при снижении температуры кипения массовый расход уменьшается (если давлении конденсации не изменилось) Так как снижается плотность паров в испарителе. И наоборот, при повышении температуры кипения, массовый расход растёт. Это понятно. Если же давление конденсации растёт, а температура кипения не меняется, то массовый расход снижается из-за снижения коэффициента подачи компрессора. В нашем случае и температура кипения снизилась и давление конденсации выросло, стало быть массовый расход упал однозначно, можно примерно предположить, что на 5-7% от первоначального. Холодопроизводительность испарителя при этом само-собой уменьшилась, при таком снижении массового расхода и температуры кипения на 1 градус, примерно на 15-20%, чудес, к сожалению, не бывает. А потребление компрессора должно подрасти, так как давление конденсации увеличилось. И вырасти должно, при таком раскладе, примерно на 30-35% В вашем случае 330/280 выросло только на 18%, сочтём это погрешностью измерений мощности, давлений и температур. Если подитожить, то для этого уровня температур, при снижении производительности испарителя на 15-20% и повышении мощности потребления компрессором на 30-35% СОР должен упасть в 1,5 раза, реальный где-то со значений 4,5-5,0 до 2,5-3,0, а тепловая мощность, выделяемая в конденсаторе, в сумме от сниженных поступлений от испарителя, но увеличившегося вклада от компрессора, должна снизиться примерно на 10%. С чего вы взяли, что мощность, отдаваемая конденсатором увеличилась? По тепловому напору? А с чего решили, что плита в месте контакта с конденсатором имеет постоянную температуру +20 С? Одинаковую и в первом и во втором случае? Пусть коэффициент теплоотдачи от конденсатора к бетону постоянен. Но не такая уж и большая теплопроводность бетона 2 Вт/(м*К) не даст эффективно отводить от конденсатора тепло, бетон будет в месте контакта нагреваться, температурный напор падать. Если бы теплоотвод от конденсатора был очень хороший, то просто не удалось бы поднять температуру в нём до 54 С, как бы кран не прикрывали. Фреон бы конденсировался при более низкой температуре. Для него это более естественное дело - конденсироваться при низкой температуре и низком давлении, чем при высоком. А высокое давление и температура получаются именно при ограниченном отборе тепла, а не наоборот. На самом деле мощность по конденсатору снижается, так как прирост мощности компрессора для указанных параметров не сможет компенсировать падение холодопроизводительности испарителя, как не крути. Для опытного подтверждения требуется более корректно оценить мощность конденсатора.
Я к тому что трехходовый кран все таки не капилярка и уменьшая проходное сечение скажем на 20% может и не вызвать уменьшение потока фреона также на 20%. Там достаточно сложные процессы. Повышение температуры конденсации сразу тянет увеличение давления, а повышение давления вызывает увеличение количества проходящего фреона. И еще чем выше температура конденсации тем горячее проходящий через кран фреон и его теплосодержание выше. Поэтому однозначно утверждать как там меняется количество проходящего фреона трудно слишком много там всяких параметров и процессов.
Dekabrino, cпасибо что поправили неточности. Температура на входе в конденсатор увеличилась, на выходе из конденсатора тоже увеличилась. Ну и простите, телом чувствую) А какое это имеет значение в данном случае? Если температура бетона в каком-то его слое и увеличилась, то это тоже говорит о бОльшей излучаемой мощности, разве не так? Где-то на пути от фреона до керамической плитки температура в 54 градуса всё таки должна быть. Ведь фреон из компрессора выходит в виде перегретого пара и начинает конденсироваться (а значит и отдавать энергию) при 54 градусах. При лучшем теплообмене 54 градуса будут ближе к трубке конденсатора (может даже в ней самой?), хуже теплопроводность - эта точка уйдёт в глубь бетона. Но конструкцию конденсатора и плиты как вы понимаете, в процессе закрытия крана я не менял. Значит о выделяемой мощности можно судить по температуре плиты в какой либо точке (за пол часа-час, в течении которых проводились замеры, она не сильно изменится) и температуре конденсатора. Чтобы остыть до этой температуры, ему надо пройти точку 54 градуса и отдать энергию, сконденсировавшись. Вы же чувствуете примерно какую мощность отдаёт электический обогреватель, вот и я так же, находясь рядом с конденсатором в подвале, чувствую примерно на сколько он больше даёт тепла, и пятками чувствуется на полу с другой стороны плиты, и приборы (градусники) показывают. Можно по выходящей температуре посчитать, можно по температуре конденсации, можно по входящей (к сожалению градусника на входе конденсатора не было). Ну не могу я себя убедить в обратном тому что вижу и чувствую. Достаточно знать, что его количество уменьшилось, не вдаваясь в подробности, на сколько. Кстати Руслан, ты получается в некотором роде вдохноситель этого макета. Читал твои записи в блоге о тепловом насосе фреон-фреон. После 3 дней раздумий мысли улеглись, устаканились. Решил прикинуть, как всё ДОЛЖНО работать в идеальной модели. Мысли вслух которые можно пропустить, перейдя сразу к полученным мной выводам: Пусть испаритель будет огромным с бесконечным количеством пара одинаковой температуры. А компрессор с электродвигателем иметь КПД близкий к 100% и работающим с одинаковой скоростью вращения вала. И током на холостом ходу близким к нулю. Оставлю свою плиту с её конечной теплопроводностью в покое. Тогда получится, что при уменьшении давления с 20,75 бар в первом случае до 14,3 бар во втором, мне понадобится взять из сети в 1,45 раза (20,75 бар/14,3 бар) меньшую мощность. (цифры давлений округлил до ближайших в таблице температур и давлений конденсаций для удобства подсчёта). В тоже время теоретически возможный COP=Tout/(Tout-Tin) при уменьшении давления с 20 до 14 бар увеличится в 1.39 раза (313/(313-280) / (328/(328-280)=1,39 А поскольку COP=P (отданная в конденсаторе)/P (потреблённая из сети), то выходная мощность Pout при снижении давления в конденсаторе до 14 бар упадёт всего лишь в 1.045 раз. Если бы температура в испарителе была 0 градусов по цельсию, то аналогично посчитав выходную мощность получим её уже в 1.08 раз меньшую... и т. д вплоть до абсолютного нуля (если такое вообще возможно), при котором во сколько раз мы из сети меньше потребим энергии, во столько раз меньшую мощность в конденсаторе и получим. Собственно при такой температуре вся энергия в конденсаторе это энергия взятая из розетки) 1. В идеальном тепловом насосе снимаемая с конденсатора мощность почти не зависит от давления в нём в разумных рабочих температурных диапазонах. 2. В случае с моим макетом при понижении давления в конденсаторе сильно падает кпд компрессора древней конструкции, поэтому потребляемая им из сети мощность уменьшается не так активно как давление. И ухудшается теплосъём с конденсатора при меньшей его температуре за счёт ограниченной теплопроводности плиты, на которой находится конденсатор. Чем при этом занят несконденсировавшийся фреон, мне не совсем понятно. И как он мог не сконденсироваться при таком переохлаждении (12 градусов). Чтобы более детально изучить что там происходит действительно нужен и глазок для фреона и как-то более корректно оценить съём тепла с конденсатора. Но у меня зреет уже другая затея с тепловым насосом воздух-вода киловатт на 6. На макете я пощупал основной процесс, спасибо всем кто помог в этом, пора приступить к более полезному варианту.