Тепловой насос самому полностью - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Смотря по каким параметрам компрессоры сравнивать.
В некоторых случаях поршневой МТ может оказаться даже лучше спиральника.
При работе на низких температурах кипения, например в воздушных тепловых насосах.
В Москве МТ-36 стоит где-то 400-450 евро (17-20 тыс. руб)
Спиральник ZR34 в полтора раза дороже, ZH наверно в 2 раза.
Наверно при такой разнице в цене лучше в самодельном ТН использовать компрессор МТ.
Разницы кардинальной по характеристикам нет.
Какой смысл тогда переплачивать?
Хотя можно попытаться поискать неликвиды или распродажные акции компрессоров на R22.
Из-за высоких цен на спиральные Копланды народ теперь больше смотрит в сторону спиральных Данфосов (и других фирм).

 

Еще вопрос MT-36 это поршневой?
Имеет ли ему значение чередование фаз напряжения?
на клемной коробке всего три вывода, интересно он звездой и на 380 наших вольт (меж фазных) рассчитан?

 

Поршневым компрессорам все равно в какую сторону вращаться, во всяком случае это справедливо для маломощных моделей, где смазка происходит путем разбрызгивания.
В более мощных компрессорах, с масляным насосом, вопрос возможности обратного вращения решается производителем в зависимости от устройства системы смазки.
Для МТ-36 лучше посмотреть документацию, но скорее всего направление вращения возможно произвольное.

 

И снова здравствуйте!
Хочу попросить помощи в прикидке конденсатора (теплообменник вода-фреон)
Был у меня БК 2500, я его конденсатор в самодельную ёмкость из оцинковки утопил, заправил на 10 градусов кипения и вот так год отработал
в комнатах висят внутренние блоки от сплитов с моей электроникой
есть два циркуляционных насоса от стиралки и один от насоса охл жидкости какого-то трактора...

прошлый год прошел без эксцессов, но хочется сделать нормальный теплообменник для конденсатора.
мощность примерно 2-3 киловатта не больше
скорость протока либо 19 либо 30-40 грамм/с - тоесть очень медленно
хочу прикинуть сколько надо длины трубки медной и её диаметр (ну понятно что такой каким сделать родной воздушный конденсатор ) поверх трубы намотаю медного одножильного оголенного провода шагом 1 сантиметр 0.2 квадрата сечением и пропаяю для механическогоо и теплового контакта...
трубка наружная или ПНД или металлопластик 20-ка

смотрел пром конденсаторы кожухотрубные - нужно 0.4 квадратных метра площади... это выходит в 20 метров трубы...многовато как-то на такую мощность ? Или это минимум и надо с запасом делать?

 

Уважаемые форумчане, у меня есть вопрос по поводу формулы aparata 2 для расчёта площади змеевика в эпопее с первым насосом.
Там он приводит следующую формулу: M2=kW/0,8 x ∆t.
Мне непонятно происхождение коэффициента 0,8. Decabrino пояснил, что «Это средний коэффициент теплопередачи от R22 кипящего внутри медной трубы к воде омывающей эту самую трубу со скоростью 1 м/сек», но скорость воды в его импровизированном теплообменнике из металлического бака явно много меньше 1 м/сек.
Давайте прикинем. Судя по фото, диаметр бака из нержавейки никак не больше 40 см. Тогда скорость воды в баке w=q/σA (, где w– скорость воды в баке, q– расход воды в системе отопления, σ– плотность воды (1000 км/м3), A– площадь поперечного сечения бака, которая при диаметре в 0,4 м равна = 0,1256 м2.
Расход воды в системе вычисляется по формуле q=Q/c∆t, где Q– теплопроизводительность тн, c– теплоёмкость воды (4,2 КДж/кг*С), ∆t температурный напор между отапливаемым помещением и средней температурой системы отопления ((30+35)/2 - 19 = 13,5). Тогда q=9,5/4,2*13,5=0,168 кг/с. Отсюда w=0,168/1000*0,1256=0,00134 м/с, что явно меньше заявленного 1 м/с и коэффициент теплоотдачи должен быть куда меньше.
Появляется вопрос как в таком случае работал его теплообменник? Или я что-то не понимаю?

 

Если теплообменник состоит из змеевика просто опущенного в большой объем воды, то коэффициент
теплопередачи даже в стоячей воде будет не совсем нулевым, как Вы наверно подумали, взяв за отправную точку вышеуказанный коэффициент 0,8 кВт/(м2*К) при скорости воды 1 м/с.
В стоячей воде суммарный коэффициент теплопередачи от внутритрубного кипения/конденсации фреона к воде будет в районе 0,15-0,3. Он определяется характером и скоростью естественных конвективных потоков, омывающих трубу, которые возникают по мере нагрева/охлаждения воды, следовательно сильно зависит от расположения труб друг относительно друга (шахматный, рядный и т. п), вязкости, температуры и т. д.
Разбежка значений может получаться большой, в два и более раз.
Кроме того, внутри трубы фреон по мере кипения или конденсации претерпевает фазовые изменения. Он поочередно может быть жидкостью, паром, смесью жидкости и пара, переходить из одного состояния в другое и обратно, перемещаясь по трубе в виде струй, пузырей, пленки. Эти состояния неравномерно распределены при движении в трубе, у стенки трубы возникают пограничные зоны, мешающие теплообмену. У каждого фазового состояния своя теплопроводность, у газообразного фреона очень плохая. Модель довольно непростая для просчета.
Зависимость суммарной теплопередачи от скорости воды, омывающей трубу достаточно нелинейная, носит ориентировочный характер, замешаны как я показал выше много факторов, и это ещё далеко не все, кроме возникновения турбулентности вокруг труб, которой в свою очередь присущ ещё и некоторый гистерезис.

Вычисляется все это сложно, проще измерить теплопередачу экспериментальным методом и выбрать лучший вариант компоновки.
Что часто и делается.
И лишь затем придумывается теоретическое обоснование полученным на практике результатам.
А не наоборот, - от теории к практике, как многие думают.

Так вот, вернемся к вопросу:

Вот так и работал.

Так как циркуляция все же была, то коэффициент находился где-то в диапазоне от 0,3 до 0,5 максимум, скорее даже до 0,4 (в зависимости от вышеперечисленных факторов).
Ну и никак не 0,8.
Как я говорил зависимость сильно нелинейная, зависит от многих факторов, иногда играющих друг против друга и чтобы добиться прироста теплопередачи недостаточно просто повышать скорость воды.

Полностью моя фраза в том сообщении звучала так:

https://www.forumhouse.ru/threads/78350/page-22#post-2354195

Да и ещё.
Про скобки не забывайте, в приведенной формуле M2=kW/0,8 x ∆t их забыли поставить.
Должно быть так M2=kW/(0,8 x ∆t)
И цифру 0,8 для змеевика в бочке поменять на 0,5.
Да и то много будет, где-то 0,4 в самый раз.

 

Сегодня, пока ехал в трамвае, таки разобрался с противоречием в формуле aparata2, мучавшем меня всю неделю.

Рассчитаем сколько это метров медной трубы d=0,0127 мм
S теплообменника при k=0,8 рана 9,5/0,8*5=2,375 м2
l=S/pi*d=2,375м2/3,14*0,0127м=59 м

Однако, у aparata2 совсем другая цифра – 30 м, и кажется, что теплообменник недоразмерен в 2 раза.
Но это только на первый взгляд, его первый тн, поистине родился в рубашке. Не знаю как, но aparat2 допустил 2 ошибки и всё равно получил правильное значение длины медной трубы для теплообменника. Собственно, поэтому, его тепловой насос, не смотря на неверные расчэёты, всё-таки работал.
https://www.forumhouse.ru/threads/19779/

1. В формуле M2=kW/0,8 x ∆t, ∆t – это не разница в температуре между теплоносителем (водой) на входе и выходе, а температурный напор между циркулирующей в импровизированном теплообменнике водой и кипящем внутри спиральной трубы фреоном. В таком случае, (температура конденсации равна +55 С), ∆t=55-(35+30)/2=22,5
2. В формуле коэффициент теплопередачи равен не 0,8, а 0,4, как исправил в предыдущем посте Decabrino.

Тогда M2=9,5/0,4*22,5=1,06 м2,
А длина трубки l=S/pi*d=1,06м2/3,14*0,0127м=27 м

У аппарата 2, если помните, длина трубки конденсатора была 35 метров. Но это не есть проблема для системы: переразмерив конденсатор, мы тем самым, с одной стороны, даём возможность жидкому фреону охладиться на пару градусов, тем самым отойти от линии насыщения перед входом в ТВР, а с другой – охладиться парообразному фреону, только что вышедшему из компрессора до линии насыщения (начала конденсации). Decabrino где-то хорошо писал об переразмере выше, помню там было что-то про то, что сильно переразмерить - жаба не позволит

А вообще, может быть всё то о чём я писал абзацем выше не имеет места быть, а дело в том, что коэффициент теплопередачи равен, скажем, не 0,4, а 0,3, тогда M2=1,41 м2, и длина трубки равна как раз 35, 25 м.

p. s. я склоняюсь к версии, что k=0,3, но, опять же, нужно считать, не хватаем одной формулы:

Всем-всем: где можно найти формулу для расчёта свободной (естественной) конвекции для вертикального пучка горизонтальных труб (см. прикреплённый рисунок).

Формулы для вынужденной конвекции есть везде, и для большинства случаев для горизонтальной тоже (см. Уонг, Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров), но вот этого конкретного случая (для вертикального пучка горизонтальных труб), с которым мы как раз имеем дело – нигде нет.


Иллюстрация к процессу нагрева воды в теплообменнике aparata2. В результате естественной конвекции, вода нагревается при омывании трубы с фреоном, свёрнутой в спираль.


Качество рисунка оставляет желать лучшего, но сейчас совсем нет времени рисовать что-то более читабельное и удобоваримое.

 

Конечно теплообменник получился недоразмерен и намного, даже не в 2 раза, а в 3 или даже 4.
А чего ему (ТН) не работать даже с недоразмеренным теплообменником?
Ведь какой никакой, а теплообменник был.
Другое дело, что из-за недоразмеренности первым делом начинает страдать тепловой напор, значение которого лезет в гору. И только потом, когда напор дальше увеличиваться уже не может, из-за предела по давлению конденсации, начинаются основные проблемы.
И какая это правильная длина трубы, если средний температурный напор получился 22,5 К ?
Сделал бы он длину трубы в 4 раза больше, метров 150 скажем, получил бы напор 5 К - почти как у ППТО.
Но столько меди запихнуть в бочку, 150 метров по 150 руб. за метр - жаба как раз и не допустит, так как цена будет выше чем ППТО такой же мощности.
А тепловой напор и дельту по теплоносителю очень часто путают, потому что в нормально подобранных теплообменниках эти величины примерно равны - около 5К.
А при недоразмеренном конденсаторе дельту по теплоносителю поддерживать на уровне 5 градусов не составляет особых трудов - она зависит от скорости теплоносителя и теплоотдачи отопительных приборов.
А вот тепловой напор между фреоном и теплоносителем зависит от правильного подбора теплообменной площади к производительности компрессора.

А кто ж его знает какой коэффициент там в этом змеевике получился?
Может даже и 0,3.
Можно проверить только экспериментальным путем.
Такие штуки со свободной конвекцией или с очень маленькими скоростями теплоносителя математическому моделированию поддаются очень плохо, поэтому погрешность +/- 100%
Оно такое (предварительное вычисление) очень нужно Вам?
Я и без вычислений сказал, что в стоячей воде от 0,15 до 0,3

Можно найти у многих авторов подобные формулы, но точность результата ведь будет зависить от точности подставляемых в эти формулы данных.
Да и все эти формулы эмпирические.

Ну вот, для начала:

 

Эти формулы я знаю, они есть в любом учебнике и висят в интернете.
Меня интересует формула для расчёта свободной (естественной) конвекции для вертикального пучка горизонтальных труб.
Так что вопрос остаётся открытым.

 

Это как?

 

Нужен коэфициент нуссельта для системы, изображённой на рисунке.

 

Люблю считать, иногда даже деньги.
Решил определить, что по чем стоит. Сходил в местный магазин и узнал цену на трубку медную 6.35мм - 800 рублей бухта, а в ней утверждают 15 метров. Теперь из инета для примера узнал стоимости других диаметров. Теперь можно вывести таблицу стоимости 1 м2 медной трубки.

трубка медная_диаметр,мм_цена за метр_площадь 1 м длины_длина 1 м2_стоимость 1 м2

цена оренбург_6,35_53,3_0,019949_50,13_2673,47
цена инет_6,35_72_0,019949_50,13_3609,19
цена инет_9,53_119_0,029939_33,40_3974,70
цена инет_12,7_164_0,039898_25,06_4110,46
цена инет_15,88_228_0,049888_20,04_4570,20
цена инет_19,05_298_0,059847_16,71_4979,34
цена инет_22,23_424_0,069838_14,32_6071,23

лидер по стоимости 1 м2 медной трубки 6.35мм в Оренбурге стоит 2673 рубля при длине 50м.
если обеспечить скорость потока воды в 1 м/с то для 10кВт теплообмена нужно 2.5м2 трубки. что составит (6.35мм) и сумму 6683 рубля за медь. Примем теплоотдачу 800 Вт на градус на квадрат при скорости 1 м/с и среднюю разность температур 5 градусов. Плюс необходима внешняя труба диаметром 19,63мм, также длиной 125м.
Грабля в том, что такую длину смотать непросто да и сопротивление потока будет значительное. Как вариант предлагаю взять параллельный пучок из 8 трубок (6.35мм), тогда длина косички станет 15.7м, соответственно диаметр внешней трубы будет где-то 24.7мм, длина станет 15,7м - это уже как бы не так страшно и сопротивление потоку существенно меньше. Другая грабля как все это засунуть, не могу найти отводы и тройники чтобы они залезли в 24.7мм трубы - еще раз надо поискать.
Косичка в трубе по идее не должна дать потоку воды установиться, а пока поток не установился скорость воды по сечению потока распределена одинаково. Если в косичку подбросить пластинки для разбиения потока, то можно улучшить параметр теплообмена.
Теперь деньги 6,35мм обойдется 6683 рубля надо еще 14 тройников и 14 отводов 2 перехода если предположить стоимость 30 руб за штуку то надо еще 900 рублей. Труба МП диаметр примерно 30мм стоит в районе 60 руб за метр плюс пару фитингов за 100 составит 16*60=960+200=1160 руб. Итого без стоимости забытых мелочей и работы 6683+900+1160=8743 округляем до 9000 рублей за теплообменник на 2.5 м2 с ожидаемой разностью температур (средней) 5 градусов. По интернет ценам выходит примерно на 3000 дороже. Теплообменник B3-052-40-3,0-H в СПС-Холод стоит 16880 рублей (площадь более 1.9м2).
Есть о чем поразмыслить. Хотя разница цен уже невелика по сравнению с заводской. Нашел местных изготовителей (или представителей) разборных теплообменников посмотрим что они насчитают.

 

Дык разборные нельзя вроде как... В конденсаторе точно не покатит из-за давления... Там же как-никак 20-25 атм.

 

Да, изготовители разборных теплообменников гарантируют давление 16 атм. Насчет цены то она в районе 25 тыс рублей за один теплообменник.

 

Гуру, кто подскажет, вникаю пока в тему ТН...есть вопрос один, имею старый внешний блок от кондиционера на 7 кВт большой такой...весит кг 60-70...а снего на ТН можно компрессор использовать, или у ТН свои какие то компрессора? если принципиально, то внешний блок daikin 72-й