Подсказки для самостоятельного изготовления теплового насоса - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Извиняюсь, с @dreadlokon, перепутал.

 

Холодная жидкость тоже вскипит, ибо давления разные.
Датчик, установленный сразу за вентилем, легко может показывать температуру ниже давления кипения.
Это одна из причин, отказа от РТО в переливной схеме. Ибо гарантированный минус на входе в ПТО.

Если уже сильно хочется обойтись без потерь, выход не в распределителе, выход в многоходовочке - несколько ПТО.

Например, для перелива, отличный результат дают два мелких ПТО, верхний в противотоке, нижний в прямотоке.
Есть другие варианты, но пока не делал, озвучивать не стану.

Для гликоля, РТО обязательно. Раз есть РТО, значит весь газ после испарителя перемешается, сопротивление каналов испарителя должно быть мизерным, испаритель придется залить - т. е. толк от распределителя стремиться к 0.

 

Испаритель залить не получится, так что бы из него жидкарь не вылетал порциями, я же выкладывал фотки у себя в теме, всеравно немного не равномерно заливается испаритель даже с прямотоком.

Сейчас видео выложу то чего я добился с докипателем в итоге.

 

Где-то так и есть. Но, после ПТО весь фреон сходится в единственную трубу, затем докипает в РТО.

Если на то пошло, то и проток через ПТО должен быть диагональным.

 

Проток какраз

таки затапливает без проблем пто, не думаю что это важно.
проблема фреоном заполнить пто шире 30 пластин, ибо компрессор высасывает кипящий фреон из пто а не давит в него. В этом и корень проблемы.
Вполне может быть что подав парожидкостную смесь после вентиля в ПТО в дальний край ПТО все будет работать хорошо, жаль я не додумался проверить это когда переделывал свой ТН летом

 

Женя, пока мне в руки (на компьютер) не попала программа от Данфосс по расчету ПТО, я тоже пытался мыслить ...
Распределитель, создаст потери давления, эквивалентные 0.1-0.4К. Любые потери - преодолевает компрессор. Что эквивалентно потерям возможной температуры кипения.
Да, при большом количестве пластин есть такая проблема, но с большой долей вероятности, просто подобран ПТО с неоптимальной термической длиной.
Например, тот же в52, который полметра, можно применить с пластинами Н, М, L типа. И, тем самым, подобрать нужную термическую длину. Соответственно, потери на прокачку и неравномерность заполнения - абсолютно связанные вещи. При росте потерь давления на прокачку ПТО - растет равномерность заполнения. Эти потери измеряются уже сотыми долями градуса. Что гораздо выгоднее.
При малых потерях - начинает работать сила тяжести. Собственно, это экстремально переразмерянный теплообменник.

В общем случае, смысл в распределителе появляется, если использовать ПТО на тепловом напоре 5К, когда площадь теплообменника ставится во главу угла.
Для себя, любимого, это не вариант. 3-4К, это ещё бюджетно и окупаемо.
Экстрим 2.5-3К, это ещё можно купить.
2К и ниже - это уже просто неподъемное решение, в прямом и переносном смысле.
Так что забей на распределитель...который работает только от потери давления, и не парь себе мозг.

 

Как это?
Там ведь давление выше (чем в испарителе) как минимум на величину гидравлических потерь...
Сам же, через один свой пост пишешь:

 

Это смотря с какой стороны посмотреть.
Ведь кипящий фреон попадает из ПТО в компрессор лишь потому, что компрессор "давит" фреон в ПТО с другой стороны, создавая там избыточное давление.
Движущей силой является избыток давления перекачиваемой среды с одной стороны, а не его отсутствие с другой.
Как бы компрессор не старался, без перепада давления ничего он в себя он не засосёт, даже если у него внутри будет абсолютный вакуум.

 

Вот так. Если фреон после нормально рассчитанного РТО, то фреон на входе в ЭРВ 5-10 градусов.
Расширяясь после ЭРВ - забирает тепло. Соответственно легко уходит в минус от температуры кипения. До ПТО, газу ещё добраться надо.
Ровно так, как газ может быть перегрет, он может быть переохлажден.
Понятно, сильно далеко не переохладится, но -2-4К от кипения показать может.
Слишком быстро происходит расширение, чтобы "устаканиться". Страдает, в данном случае, вход в ПТО испарителя. Если для гликолевого контура это не важно, то для перелива - это очаг возможного начала заморозки.

Собственно, очень рад услышать вновь.
Хоть я и не вижу смысла в распределителе, но меня терзают смутные сомнения по поводу отношения потерь к кипению и компрессору. Ведь этот распределитель - скорее часть вентиля. Т. е. давление после вентиля упадет не до кипения, а чуть меньше. Это "чуть" - доберет распределитель.

 

Да, давление после вентиля упадёт не до давления кипения, а чуть меньше...упадёт меньше.
Меньше-больше, вот только смотря что понимать в смысле "меньше" в этом случае
Меньше упадёт, в том смысле, что упадёт, но не не до уровня давления кипения.

На выходе испарителя давление кипения будет чуть ниже, чем на входе испарителя, но выше, чем давление на всасывании компрессора. В свою очередь в картере компрессора давление будет ещё чуть ниже, а непосредственно на входе в спираль или в цилиндр ещё чуть ниже.
По этому самому низкому давлению и определяется температура кипения для компрессора, по этой температуре следует считать СОР установки. В самом испарителе реальное давление и температура кипения всегда выше, чем в компрессоре. На входе испарителя (сразу после ТРВ и распределителя) максимально возможное в системе давление кипения и максимальная температура кипения хладагента.

Как бы он там не расширялся, температура двухфазной смеси (жидкость/газ) всегда соответствует давлению на линии насыщения. Какое давление в данной точке, такая будет и температура. Тепломассообмен происходит практически мгновенно. Это только однофазную среду можно перегреть или переохладить. При этом насыщенный газ можно только перегреть, а переохладить не получится - сконденсируется. Жидкий фреон, наоборот, можно только переохладить, а перегреть нельзя - закипит. В докритическом диапазоне температур, само-собой разумеется.

При расширении давление только растёт от уровня первоначального, соответственно температура тоже растёт от первоначальной. Температура не может опускаться ниже той температуры, которая была изначально. Для этого давление в этой точке должно упасть ниже первоначального. Но давление может понизить только компрессор, а он далековат от этой точки, аж через испаритель...

 

@Dekabrino, а можно резюме для самодельщиков, загонятсья нам распределителями жидкости для испарителя на 30+ пластин?

 

Хорошо. Чего же всё же обмерзает?
Всё очень просто - давление упало, газ расширился, испарившись. 22 фреон. Если на входе в вентиль при 10бар, температура жидкости была 0С, то после испарения будет -10С при 4 бар давления. Эти 4 бар давления соответствуют давлению в испарителе.
Или испарения не будем наблюдать совсем? Жидкость просто перетечет из зоны высокого давления в зону низкого? Совсем без попытки расшириться?
Куда денется работа, создаваемая разностью давлений?

 

А что обмерзает?
Вода?
Конденсат на трубах?
Так потому замерзает, что температура ниже нуля, а для воды желательно плюсовую...

Зона низкого давления в испарителе создаётся с помощью компрессора, который непрерывно откачивает парообразный хладагент. Этот же компрессор создаёт зону высокого давления, собственно там, куда он этот пар откачивает, в конденсаторе.
Дросселирующее устройство (ТРВ, ЭТРВ и т. п.) разделяет эти 2 зоны между собой, при этом в зону низкого давления из зоны высокого давления подаётся жидкий хладагент, опять же непрерывно.
Чтобы эта конструкция работала стабильно, необходимо согласовать между собой пропускную способность дросселирующего устройства и объёмную производительность компрессора, в соответствии со свойствами используемого хладагента. Именно на этом этапе закладывается тип ХМ, низкотемпературный, средне или высокотемпературный. В зависимости от пропускной способности дросселирующего устройства при заданной номинальной объёмной производительности компрессора получится морозильник, холодильник или кондиционер. С учётом свойств выбранного хладагента, естественно. Чем меньше отверстие дросселя, тем более низкотемпературное устройство получится на одном и том же компрессоре, так как этот компрессор сможет до более низкого давления откачивать зону низкого давления (при подаче туда меньшего количества хладагента в единицу времени)
Чем меньше отверстие дросселя, тем меньше хладагента через него будет проходить при прочих равных условиях и меньше будет холодопроизводительность устройства.
Следующий этап - подобрать теплообменники, исходя из холодопроизводительности устройства и перепада температур между охлаждаемыми и нагреваемыми средами.
Это так сказать основы проектирования ХМ, я просто напомнил...
Теперь конкретика.

Жидкий фреон R22 при давлении 10 бар и температуре 0 С подаётся в дросселирующее устройство.
Судя по температуре, жидкий хладагент после конденсатора ещё переохладили в дополнительном переохладителе.
Температура жидкого хладагента на выходе из переохладителя может быть как угодно низкой, лишь бы была не выше +23 С, чтобы не было преждевременного вскипания в трубах до дросселирующего устройства.
Давление будем считать в абсолютных единицах.
Давление с другой стороны дросселирующего устройства будет определяться его пропускной способностью и количеством проходящего через него хладагента в зависимости от объёмной производительности компрессора при установившемся режиме работы. Если после дросселя держится давление 4 бар (абс), то тогда температура парожидкостной смеси на выходе из дросселирующего устройства будет -6,7 С, но никак не -10С.
Температура -10 С может быть где-то дальше по ходу в испарителе, там где давление парожидкостной смеси упадёт до 3,5 бар (абс). Потери 0,5 бар (3,3К) вполне возможны в длинном и узком испарителе. Давление парожидкостной смеси и её температура падает по мере приближения к компрессору на величину гидравлических потерь по длине испарителя.

Какая работа? Механическая?
Создаваемая разностью давлений?
Перепад давления 6 бар, расход хладагента для 10 киловаттного испарителя 60 г/с,
механической работы хладагента для этого расхода будет около 35 Ватт, мелочь, вызовет изменение удельной энтальпии хладагента всего около 0,6 кДж/кг от 200 кДж/кг, это изменение на 0,3%, что сравнимо с погрешностью измерений.
Если идёт речь про энтальпию парожидкостной смеси, то при прохождении дросселирующего устройства и снижении давления с 10 бар на входе до 4 бар на выходе, энтальпия хладагента практически не меняется, если не считать несущественного изменений от механической работы, меняется % состав парожидкостной смеси и её температура.
В данном случае энтальпия жидкого R22 при 10 бар (абс) и 0 С составлявшая 200 кДж/кг, на выходе останется то же 200 кДж/кг, но состав изменится, около 3,5% жидкости испарится, превратившись в пар, охладив при этом парожидкостную смесь до -6,7 С.
Возникает резонный вопрос, а что будет, если в этом же примере жидкий хладагент с давлением 10 бар перед подачей в дроссель, переохладить до -10 С, например?
В этом случае, R22 при -10 С и давлении 10 бар при снижении давления после прохождения дросселя до 4 бар так и останется в испарителе жидкой фазой 100% с температурой -10С. Изменения температуры за счёт механической работы при дросселировании составят 0,3% .Чтобы хладагент достиг точки кипения при давлении в испарителе 4 бар, требуется его предварительно нагреть с -10 С до -6,7 С с помощью внешнего подвода теплоты. Каждый килограмм хладагента потребует 4 кДж для нагрева на 3,3К, только потом он начнёт испаряться, но уже при постоянной температуре -6,7 С.

 

Даже не знаю, что и сказать.
Думаю, что для ППТО на 30-40 пластин, с нижней подачей фреона, с небольшой величиной перегрева, характерной для тепловых насосов, не стоит особо заморачиваться с самодельными распределителями. Тем более, что хотя заводские встроенные в ППТО дистрибьютеры устроены достаточно примитивно, распределение нормальное. Наверно и без них тоже будет нормально.

 

Энтальпию не считал, -10 это образно. -6.7С уже может хватить, чтобы вход в ПТО начал обмерзать. И кто его знает, когда дверь "захлопнется" окончательно. Именно поэтому отказался от РТО в переливной схеме...А кипеть без потерь, ой как хочется.

Собственно, выходит, датчик, установленный на куске медной трубы...между испарителем и ЭРВ...всё же может показать температуру ниже температуры=давления кипения?