Подсказки для самостоятельного изготовления теплового насоса

Добрый всем день
Очень поучительная тема! Dekabrino Спасибо огромное за ликбез
есть вопрос, строю насос, пластинчатые теплообменники, имеют входы под хладогент разного диаметра, подскажите, как правильно подключить (какой (больший или меньший) диаметр на вход, а какой на выход,
и еще, планирую поставить теплообменники вертикально, в связи с этим еще вопрос, подключать как обычно, вход с верху -выход с низу?
заранее благодарен за поддержку

 

Доброго всем времени суток...
Планирую сделать так... В качестве низкопотенциального тепла вода из скважины. То есть забираем воду из скважины, отнимаем у нее 2-3 градуса и загоняем обратно. Планируется две пары скважин подача+обратка. Есть, конечно, определенные трудности с приемистостью скважин, то есть я возьму полкуба в час, а обратно пласт не примет, но это проблемы не этой темы, тем более скважины по дебеду с большим запасом, с 2 кубов воды можно взять до 10кВт, но мне надо максимум 5...
Есть пара древних кондеев Де Лонги, кто что про них может сказать, есть ли смысл с ними связываться, или нет...
Т. к этот старый сплит является системой воздух-воздух, то появляется закономерный вопрос- как подружить воду из скважины с наружним блоком.
Так как уже неоднократно была высказана идея о том, что оребрение воздушника в водной среде будет мешать, то только что появилась идея комбинированной системы.
Берем несколько распрыскивателей из душа и собираем из них батарею, которая на определенном расстоянии, скажем, 20-30см, дает покрытие брызгами всей площади теплообменника. Мне трудно посчитать интенсивность теплообмена, но согласитесь, когда очень замерзли, самый быстрый способ согреться- горячий душ.
Можно также применить другую вариацию - теплообменник все же погружен в воду, но к нему максимально близко все та же батарея из душевых леек, буквально в 3-5см... Так контрацептивнее, не обмерзнет.
Правда, чтобы сами лейки не забивались, придется ставить хороший фильтр тонкой очистки, но... Я и так морально готов к 2кВт потребляемой ими мощности добавить почти киловатт насосов, благо, что все тепло от них будет оставаться в помещении... Все равно КОП будет не менее 2, рассчитываю, что температура воды будет от +5 до +2, таким образом режим работы фреона будет где-то -5...+50, меньше по конденсатору не представляется возможным, ибо хочу воздушное отопление, и здесь действительно, нужна дельта в 15-20С, чтобы получать воздух в 30-40С...
Как идея?

 

Горячая ванна все равно позволит согреться быстрее, чем душ.
Вы все думаете как бы приспособить старые, ненужные кондеи под несвойственные им функции

Да засуньте, если так уж хочется, воздушный теплообменник в воду. Будет работать, куда он денется, будет давать такую-же мощность как и на воздухе, может даже поболее, если воду вовремя отводить.
То что густое оребрение мешает теплообмену в воде - это не чья либо идея, а обычный факт.
Попробую объяснить популярно.
Оребрение со стороны воздуха на трубе делается с коэффициентом 40-60, для того чтобы увеличить площадь теплоотдачи, ну и саму теплоотдачу соответственно, к воздуху или от воздуха.
Потому что теплоотдача фреона или воды к трубе внутри, в 40-60 раз интенсивнее теплоотдачи той же трубы к воздуху снаружи, только и всего то.
Если внутри трубы пустить тоже воздух, то такое оребрение снаружи с коэффициентом 40-60 будет бессмысленно, если не сделать и внутри такое же оребрение. Но там для этого просто нет места.
То же самое и в случае с водой, если вы будете омывать ею снаружи это оребрение.
Так как внутри труба гладкая, то площадь теплообмена внутри намного меньше, чем снаружи.
И бессмысленно наращивать площадь снаружи в 40-60 раз относительно внутренней.
В этом случае среды, обменивающаяся теплом и внутри и снаружи трубы практически с одинаковой теплоотдачей.
Даже средняя теплоотдача со стороны фреона поменьше будет, так как не везде он там внутри кипящий омывает поверхность теплообмена. Имеется и жидкий и парообразный.
Вот про это и речь.
Используя оребренный теплообменник от кондея в воде Вы не получите от него прироста мощности.
Она в воде будет практически такой же как и на воздухе. Можно даже ободрать оребрение, чтобы удобнее было организовать обтекание трубы водой.
Ограничивать мощность в данном случае будет теплоотдача внутри трубы.

 

Практически на всей территории Кубани, особенно вдоль самой реки, очень насыщенный грунт. Это очень хорошо для использования теплового насоса. А температура как упадет с 10 (такая у Вас температура первого теплосьема будет вначале) до 8, так и будет держаться до конца отопительного сезона. Только надо правильно размерить скважины.

 

Разновидностей пластинчатых теплообменников превеликое множество, и присоединительные патрубки бывают разных диаметров и типов. Да и под испарители-конденсаторы выпускаются разные модели.
Так, что поподробнее опишите, или укажите маркировку.

 

Не дождался потепления, а если точнее, то побоялся упустить шанс сделать замеры в самых плохих условиях. На Кубани эта зима очень холодная (по нашим меркам), грунт промерз более 0.5м, температура воздуха с января была -25 (в среднем -18 две недели) и сейчас держится -10 .. 0, а это считается очень плохими условиями для грунтовых вод. Для замеров использовал три скважины вдоль направления течения. Расстояние от 1ой 8м и 45м. Термометр использовался ртутный с ценой деления 0.2гр. В качестве индикатора какой то флуоресцирующий под УФ краситель (порошок оранжевого цвета не знаю названия, брал очень давно у геофизиков). Данные замеров: температура воды после 10и минут слива - 14.8гр. с глубины около 15м., индикатор показался в скважине удаленной на 8м через18час. А отсюда скорость воды около 0.5м\ч. Третья скважина не потребовалась, да и думаю, что концентрация красителя будет очень малой для обнаружения визуально. Как бы использовать рациональнее этот источник? Хочется узнать мнение профессионалов.

 

Не подскажете состав грунта, глина, галечник? 0,5м\час это вероятно глина или аналогичные.

 

спасибо за быстрый ответ
http://www.apexltd.com.ua/products/prodsection:teploobmen/vendor:ThermoKey/product:P7_P15
вот взял
P7-14 EVF на испаритель
P7-20 EVF на конденсатор
на обеих одинаковые размеры присоеденений
Хладагент вход, ODS 7/8"
выход, ODS 1 3/8"

компрессор от кондиционера (точнее кондиционер бу) 24ка самсунг марка на роботе написана, сейчас точно не скажу, что-то около 7.5киловатт по теплу

 

Dekabrino,у меня к вам такой вопрос, собрал я на скорую руку свой тепловой насос и пробно его запустил но он не работает нормально, такое ощущение что происходит ненормальная циркуляция фреона компрессор перегревается и при ручном выключении его давление на входе и на выходе компрессора не уравновешивается после чего не может запустится компрессор, я думаю что проблемы с ТРВ, использовал я ТРВ марки HONEYWEL TMV00001 картриджная вставка N3 здесь его характеристики http://products.ecc.emea.honeywell.com/europe/pdf/ru3h0375ge23r0309.pdf, теплообменники я купил вот эти http://www.dieterhoeven.de/index.php?site=products/wt/52_30_wp01 компрессор ты знаешь CHX33SC4-U ,мощность19300 бту, 5659,824 квт, Cil. cc. 33,6

 

А вопрос то какой был мне задан?
Если "почему не работает нормально?", то давайте разбираться вместе.
Для начала расскажите как он работает:
-какие давления кипения/конденсации
-какие уровни температур воды на входе/выходе испарителя и конденсатора
-какие расходы воды через конденсатор, через испаритель
-через какое время начинается перегрев компрессора и до какой температуры, какие в этот момент параметры кипения/конденсации
-обмерзают ли какие либо элементы конструкции
-сколько времени проходит между выключением и попыткой запуска и какое давление в этот момент перед компрессором (в испарителе) и после компрессора (в конденсаторе)
-наконец какой фреон использовали и сколько заправили, меняли ли масло в компрессоре, есть ли доп. оборудование, типа ресивера, отделителя, фильтров, стекол, эл. клапанов, датчиков.

Надо хотя бы примерно представить что у Вас получилось.

Меньший диаметр на вход хладагента, больший на выход.
Предпочтительно устанавливать вертикально.

В конденсаторе вход хладагента должен быть сверху, выход снизу.
Вода противотоком, соответственно вход снизу, выход сверху.

Испаритель ставят и так и так.
Для лучшего возврата масла в компрессор вход хладагента должен быть сверху.
Для более полного "затопления" вход хладагента делают снизу, но тогда надо тщательнее просчитывать конструкцию для возврата масла (скорость пара в испарителе и т. п.)
Вода должна подаваться противотоком обязательно.

 

Итак сделал я кое какие замеры температур ну в общем т. н. работает, то что компрессор перегревается это скорей всего мне показалось, так как на выходе из компрессора после примерно 15-20 мин имею около 60гр., после конденсатора у меня 29гр.после трв примерно 2-3 гр. но трубка почему-то замерзает снаружи, и на выходе из испарителя 13-14гр.,теперь что касается давлений на всасывании компрессора примерно 60psi а на выходе 200psi но непонятно как получается на выходе 60гр.при 200psi имея фреон R22? ничего лишнего в сети фреона не имею компрессор, конденсатор, трв со вставкой на 8,5-8,8KW ,испаритель.Tеперь можно и написать про воду, через конденсатор проходит примерно 1200лит/ч с температурой входа при замере 28гр.и выхода 34гр., на испарителе проходит около1800лит/ч с температурой на входе 16гр и на выходе 14гр,теперь здесь вопрос не слишком много воды проходит через испаритель может стоит уменьшить? измерения делал лабораторным термометром вставляя его под теплоизоляцию на трубах чтобы было как меньше погрешность, после всего этого что я на измерял если можешь что-нибудь понять скажи мне мой насос нормально работает или нет или может изменить количество фреона? так как я его заправил примерно как в 18000бту .компрессор я вынес на улицу примерно 4метра от теплообменников которые поставил в котельной, во избежания замерзания при низких температурах зимой трубы использовал от компрессора до теплообменников 5/8, от конденсатора до трв 3/8, после трв до испарителя 1/2

оставил на минут 15-20 давление уравнялось это значит нужно делать контроллер запуска с задержкой времени после остановки примерно на 20-25 мин?

 

Да, задержка необходима, хотя бы минут 10.

Потребляемый компрессором ток замеряли?

А то что-то не сходится тепловой баланс.

Давление кипения 60 psi (манометрическое) = 5,1 бар (абсол)
Для R22 температура кипения получается немного выше нуля

Давление конденсации 200 psi = 14,8 бар (абс)
Температура конденсации немного ниже 40 град С.
Температура нагнетания 60 градусов после компрессора вполне нормальна для R22.

При указанных расходах воды через испаритель и конденсатор холодопроизводительность испарителя получается 4 кВт, а на конденсаторе выделяется 8 кВт.
Но 4 кВт электроэнергии этот компрессор физически потреблять не в состоянии, скорее всего неточные измерения протока воды.
В конденсаторе из-за этих погрешностей измерения показатели скорее всего завышены на пару кВт, а в испарителе занижены на 1 Квт.
Так как такой компрессор в этом режиме не может обеспечит этих величин.

Скорее всего в испарителе 4,5-5 кВт, в конденсаторе 6-6,5 кВт, потребление не должно быть более 1,5 кВт. Если больше, то перезаправили.
СОР выходит больше 4.

При такой температуре (+16) входящей воды в испаритель неплохо бы постараться сделать температуру кипения повыше, градусов +7 например.
А то у Вас перегрев излишний, целых 13 градусов, половина испарителя можно сказать не используется эффективно.
ТРВ (несмотря на 8 кВт дюзу) почему-то не обеспечивает необходимого расхода хладагента, а должен давать больше. Даже при такой высокой температуре входящей воды в испаритель и приличном расходе при дельте всего 2 градуса тепловой напор почти 15 градусов, а температура кипения всего 0.
Плохо работает ТРВ, поэтому и обмерзает.

При кипении +7 и конденсации +40 испаритель должен давать 6 кВт холодопроизводительности, для этого надо чтобы ТРВ пропускал побольше жидкого фреона.
В конденсаторе будет выделяться 7 кВт, при потреблении компрессором 1,2 кВт.
СОР будет очень хорош, гораздо выше 5.
А чтобы в конденсаторе получить 8 кВт на этом компрессоре, надо сделать так, чтобы кипение было выше +10, а конденсация +35.
Может давления до и после компрессора измерены неточно, а не расходы и температура воды?
Тогда другое дело.
Теплообменники хорошие, с полуторным запасом, по конденсатору видно, что могут обеспечить небольшой перепад температур. Могут легко потянуть более сильный компрессор.
Сейчас, при входящей воде +28, фреон выходит +29. При конденсации +39 град. переохлаждение 10 град. Если конечно верные измерения температур.
Добиться чтобы и испаритель так же хорошо работал и будет Гуд!
Расход воды через испаритель конечно можно уменьшить, можно отнимать градусов 10, а не 2 всего.
СОР в этом случае будет немного поменьше, но все равно останется больше 5.

 

Оставил я его поработать 1,5часа потребление тоже замерил 1,3KW/h.. на испарителе также с 16 на 14 градусов а то что касается конденсатора то вход фреона достиг 70градусов и поставил я счётчик для замера количества воды проходящей через него и получилось у меня 1500литров в час но только в предыдущем замере температуры воды произошла ошибка которую ты и нашёл был не полностью закрыт кран от печки и пропускал поэтому и получилось у тебя 8 KW по конденсатору, на самом деле при входе воды 28 градусов у меня выход 31 градус итого около 5,3kw и как я понимаю тогда все расчёты сходятся но COP маленький около 4.И как я понимаю проблема в ТРВ? но теперь подскажи какую дюзу мне поставить к этому ТРВ есть номер3,5 который даёт примерно 11KW и номер 4 на 16KW ?а погрешность давлений до и после компрессора может быть из за использования трубы 5/8?так как я замерял манометрами для холодильщиков!

 

[quote="Dekabrino]
Меньший диаметр на вход хладагента, больший на выход...
[/quote]
спасибо за помощь!

 

Нормально, так и должно быть.
Подведем итог:
Испаритель 4,5 кВт
Компрессор 1,3 квт
Конденсатор 5,3 кВт
0,5 кВт теряется в окружающую среду при охлаждении компрессора, трубок и т. п.
СОР=4
Теперь задача - повысить температуру кипения до максимально возможной величины, но чтобы перегрев был не менее 5-6 градусов.
Думаю +7 град. кипение будет как раз.
Тогда испаритель даст 6 кВт, компрессор будет потреблять по прежнему 1,3 кВт, а в конденсаторе появится уже 7 кВт тепла.
СОР станет 5,4 при конденсации 40 гр.
Если ТРВ с дюзой на 8 кВт выдает менее 5 кВт холодопроизводительности, то может виновата и не дюза, а сам ТРВ. Но нужно сначала попробовать заменить дюзу на большую, кто его знает, может и поможет, так как для нужной производительности может не хватать перепада давлений до и после ТРВ.
Надо искать характеристики этого ТРВ, при каком перепаде достигается максимальная холодопроизводительность, а можно просто попробовать поменять дюзу на большую.
Если перегрев не уменьшится после замены дюзы, тогда надо будет менять ТРВ в сборе.