Подсказки для самостоятельного изготовления теплового насоса

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Проверил, не совпадает ничего. Или я не то жму в кулпаке. У меня для пропана получается при кипении 3.5 и перегреве 5 плотность 11.15, перегрев 20 - 10.34. У них 13,29 и 12,33. Никому нельзя верить.

 

@ВиталикД,

 

Ну это время нужно и refcalc не умеет с миром общаться через командную строку.

А это пожалуйста. Вставляем 6 циферок из кулпака, получаем холодопроизводительность.
Получается для пропана на 10 кубах в час 0/35 с перегревом 20 8.27кВт, без перегрева 8.11.

 

Это да!
Кстати они-то пропен считали, а не пропан.

 

В этот файлик ещё бы вставить типовой график холодильного цикла чтобы было понятно что за точки подставлять в ячейки и где они были и стали после установки рто. У меня где-то даже документ лежал с энтальпиями) многих холодильных газов. Их можно вставить на другие листы. Было бы удобно.

 

Да, вот они все
https://ivancovs.com/wp-content/uploads/2010/10/Freon_Thermodinamic_diagrams_i_lgP. doc
Пробел перед doc убрать.

 

Ну да, еще тепловые напоры теплообменников добавить и назвать кулпак. В маткаде можно сделать, чтобы только тип фреона и температуры вводить - там справочные библиотеки фреонов есть. Только кому оно надо. Не думаю, что кто-то будет это считать. СОР 28, носом чую и ура! Разводят тут, понимаешь, теории с абстракциями.

Есть оно у меня. Вчера честно минут 10 втычил в эти картинки и параллельно в кулпак. Со вторым получилось быстрее.

 

Если это будет понятно и наглядно, думаю многим поможет.
Я давно хотел нарисовать холодильные диаграммы, где отобразить, как они меняются при увеличении (уменьшении) перегрева, переохлаждения, конденсации, испарения, наличии рто, впрыска.
где там потери и где полезная работа. Да вот всё никак, как ты сказал, время надо.

 

Вы наверно об этом моём тексте?

Сейчас перечитал, отдельно взятая фраза "При перегреве паров увеличивается их плотность" на первый взгляд имеет явно неверный смысл.
Как известно, при нагреве плотность снижается. Правда не всегда.
Чаще это происходит в изобарном процессе.
В изохорном процессе (при постоянном объёме) плотность паров не увеличивается, но зато и не снижается, при этом растёт давление. Но это так, частный случай, на всасе компрессора всё постоянно меняется - и давление и температура и объём. Чаще всего, конечно, давление падает, а перегрев ведёт к снижению плотности пара и уменьшению массовой производительности.
Конечно, теоретически возможны такие условия, когда даже несмотря на снижение плотности из-за перегрева, динамический поток газа на входе в некоторых случаях будет улучшать наполнение. Для этого должны быть конструктивно согласованы длина впускного участка, частота вращения компрессора, учтены объём, плотность (давление) и пр. параметры.
Как в впускных трактах ДВС современных автомобилей.
Для больших компрессоров с постоянной частотой вращения это возможно и учитывается, а для небольших уж вряд ли, - как получится.
Впрочем, и в самом контексте та моя фраза тоже вызывает непонимание.
Не только, у @SergCh тогда, но и меня самого сейчас

Честно говоря, я уже точно не вспомню, что именно хотел сказать тогда...
Может про то, что у поршневых компрессоров повышение перегрева вплоть до 30-40 К, да и выше на некоторых хладагентах, способствует приличному увеличению массовой производительности.
Правда побочно слишком уж растёт температура нагнетания, поэтому для аммиака и R22 в низкотемпературных режимах это не применяется. В поршневиках конденсация паров недостаточно перегретого в испарителе хладагента на стенках цилиндров компрессора в самом начале всасывания и последующее испарение внутри цилиндра снижает коэффициент подачи компрессора. Получается, что при испарении этого хладагента внутри компрессора отнимается часть полезного объёма, который предназначен для паров, поступающих из испарителя, работающего на охлаждение какой либо нужной среды, а вовсе не для паров, получающихся внутри самого компрессора, хотя и охлаждающих его при при этом. А коэффициент подачи и так не очень приличный у поршневых, особенно при большой степени сжатия, которая характерна для низких температур кипения.
Спиральники этим не страдают, коэффициент подачи у них довольно высокий и мало зависит от степени сжатия. Поэтому для спиральников высокий перегрев не ведёт к повышению массовой производительности, а наоборот начинает снижать производительность уже с некоторого невысокого значения. Но и при чрезмерном снижении перегрева, при явном заливе компрессора производительность может резко упасть.
До фатального гидроудара, как в поршневике дело не дойдёт, но из-за попадания жидкости между спиралей возможны перетоки хладагента с всаса на выход через межспиральное уплотнение. Спирали при микрогидроударах просто отжимаются друг от друга, в высокотемпературных моделях осевая разгрузка происходит при гораздо меньших значениях давлений, чем в низкотемпературниках.
Думаю, что оптимальный перегрев для спирального герметичного компрессора где-то около 5-10 К, не стоит забывать, что свою долю ещё добавят обмотки электродвигателя. В поршневых полугерметиках оптимальный перегрев поболее будет, особенно в высокотемпературных, где не грозит высокая температура нагнетания.
Ну а в старых поршневых компрессорах, там где движок отдельно и обмотки не подогревают пары, перегрев в испарителе или РТО возможен ещё значительнее.
Кстати, есть случаи, когда без РТО или какого другого перегревателя паров просто не обойтись.
Например, требуется прецизионный воздухоохладитель с небольшим полным температурным напором, а при минимальном допустимом перегреве 5 К, да ещё 5 К температурного напора на теплообменнике дадут 10 К полного напора минимум. А 10 К полного температурного напора может в некоторых случаях сильнее необходимого влиять на влажность выходящего воздуха (пересушивать).
Это для спиральника. А для поршневика перегрев 5 К вообще маловат будет. Вот и получается, что нужный перегрев возможно получить только в отдельном теплообменнике, а какой он будет - РТО или какой иной, дело второе. То же самое и с водоохладителем вблизи точки замерзания воды, когда нужный перегрев получить нереально без ухода в отрицательные температуры кипения, что не всегда бывает допустимо по техническим условиям.

Про "полезный" перегрев.
В различных программах подбора оборудования, битцеровских или Селект от копланда,
слово "полезный" обозначает лишь то, что перегрев происходит в испарителе.
"Полезный" перегрев в испарителе и "неполезный" в соединительных трубопроводах, фильтрах, вентилях, клапанах, осушителях, отделителях и пр. устройствах на участке от испарителя до компрессора можно задавать по раздельности. Также можно задавать и падение давления на этих участках.
Не только в ТН и холодильниках используются компрессоры, иногда от испарителя до компрессора десятки метров, и на этом участке тоже нужно учесть "неполезный" перегрев.
А если трасса короткая, то просто ставят галочку "100% полезный перегрев" и считается, что всё происходит в испарителе...

 

@Dekabrino, я рад что вы снова подключились к обсуждению в этой ветке! Пока не прочел ветку эту - даже не начинал писать ибо в голове была каша. Спасибо Вам за грамотные статьи.

Не скажу что после прочтения я стал гуру построения ТН, много вопросов осталось. Будем решать =)

Например, касаемо перегрева в ТН на 4 кВт по холоду с DX-испарителем (допустим 2х100 метров метапола) и DX-конденсатором (400 метров медной трубы 1/4) на 22 газе:
Испаритель лучше делать затопленным ?
Стоит ли ставить РТО? Или просто связать всасывающую линию и жидкостную (как рекомендует @Gaunt) на протяжении метра например?
Какой лучше брать ЭТРВ: шиговый или ШИМ?
Как решить проблему возврата масла? (предлагается решение залить АВ масло и все само станет хорошо)

 

Если бы только это, я бы, может, и не заметил. Ведь не раз было:

Вот я и взял на веру. А в этом случае рто давал бы весьма существенный прирост производительности.

 

Прошу прощения, если невольно вводил в заблуждение, недостаточно чётко объясняя причины и следствия. Можно немного обсудить почему это произошло.

В случае использования поршневого компрессора, действительно РТО даёт очень существенный прирост производительности. Практически всё тепло от дополнительно переохлаждаемого хладагента, выходящего из конденсатора можно смело пускать на дополнительный перегрев после испарителя. Раньше, когда практически все компрессоры в холодилке были поршневыми (а это всего то каких то 30-40 лет назад, в методической литературе при декларировании этого эффекта даже не уточняли тип компрессора. Зачем, и так ясно о чём речь.
Иногда это бездумно переносилось и на другие типы компрессоров, появляющиеся спиральники, винты, ротационники.
Кстати и в турбокомпрессорах хорошо перегретый сухой пар тоже предпочтительнее.
Тексты гласили, что мол, дополнительный перегрев значительно улучшает подачу и наполнение компрессора, увеличивая его массовую производительность. Также всегда оговаривалось, что кроме аммиака и R22 в низкотемпературных установках. И это в принципе правда. Книги по холодилке 70-80 годов, не говоря об учебниках термодинамики тех лет вызывают наибольшее доверие. К тому времени уже всё было изучено, исследовано и описано.
Это уже потом, начиная с 80 годов пошли писать всякие глупости про всемирное похолодание (сначала), потом про всемирное потепление. Нет, конечно похолодание и потепление не глупости, подобные циклические процессы в природе на самом деле существуют, глупости - как это всё объясняли народу.
Тут и хлорсодержащие хладагенты попали под раздачу, пугающее слово "хлор" народ молча скушал, даже не задумываясь особо, про то, что вещество NaCl окружает его практически везде, есть в пище, в морской воде, в собственном организме...
Какие транснациональные корпорации заработали на "озоновом" деле и подмяли под себя мировой рынок хладагентов всем известно.
Их всего три.
Одна корпорация американская, одна английская и одна французская.
Троица стран всё та же, кто бы сомневался.
Нет, страны то хорошие, руководящие люди в тех ТНК жуликоватые...
Хотя, как говорится - ничего личного, бизнес есть бизнес...
Вот с этих лет выпускаемые новые книги по холодилке надо читать по диагонали и между строк.
Те, кто учился в советское время, знает это на примере политических и экономических дисциплин.
Сдал экзамены по истории партии и марксизму-ленинизму, тупо зазубрив конспекты в ночь перед экзаменом и забыл всё на следующий же день
Кстати, все технические дисциплины преподавались в наших вузах совсем иначе, время это подтвердило.

Затем, через десяток лет, войдя во вкус, ТНК взялись за "потепление" и парниковые газы. Но так, как достойных заменителей хладагентам так и не смогли придумать, решили теперь торговать не самими хладагентами, а разрешениями на использования любых парниковых газов. То есть торговать квотами, попутно влияя на рынки и держа за горло промышленность других стран.
Правда штаты не дураки, сами то от парниковых дел отошли, а вот европейцы до сих пор дурят, форумы всякие климатические в парижах собирают. Руководители сотен стран съезжаются, даже тех стран, которые формально не подписались, зато попутно другие делишки решая.
Вот теперешние учебники по климату точно между строк читать следует...

Кстати вот эта фраза вполне корректна:

В закрытом объёме, при перегреве давление естественно должно расти.
Процесс изохорический с подводом тепла, а в формуле кроме объёма, давления и температуры других переменных то и нет.

А вот про объёмную производительность не всё так прямолинейно.
С одной стороны описывемый объём компрессора величина постоянная, можно сказать геометрическая характеристика рабочих элементов компрессора.
А вот реальная объёмная производительность компрессора величина не постоянная, она снижается с ростом степени сжатия.
Реальная объёмная производительность равна описываемому объёму, умноженному на коэффициент подачи. Именно коэффициент подачи имеет падающую характеристику.

На малых степенях сжатия коэффициент подачи любого компрессора почти равен единице.
А вот дальше поршневой и спиральный идут каждый своей дорогой.
У средненького спиральника коэффициент подачи плавно падает до 0,9 при довольно больших степенях
сжатия 15 и выше. У хорошего низкотемпературного спиральника коэффициент подачи и на степенях сжатия 20 остаётся выше 0,95.
При этом, даже самый хороший поршневой компрессор на таких высоких степенях сжатия имеет коэффициент подачи ниже 0,5.
А в самых благоприятных режимах не поднимается выше 0,8.
Что там говорить о средненьких поршневых компрессорах?
Падение производительности поршневого компрессора в 2 раза в низкотемпературном режиме это не шутки.
Само собой, чем суше всасываемый пар, тем ближе он к идеальному газу и тем меньше он будет влиять на коэффициент подачи. Хотя плотность его падает с перегревом.
Где тот предел, после которого лишний перегрев начинает снижать массовую производительность поршневых компрессоров?
Массовая производительность в свою очередь является функцией от объёмной производительности с учётом изменяющейся плотности газа.
Этот предел значительно дальше, чем у спиральников...

Вот например, посмотрите сравнение характеристик трёх битцеровских компрессоров, спиральника высокотемпературного, спиральника низкотемпературного и поршневого.
Изоэнтропный КПД наоборот, у поршневых компрессоров выше, поэтому замена поршневика на спиральник не всегда в подобных случаях приносит положительный результат.
Так что не всё так однозначно в этом деле.
На одних режимах и определённых газах одни компрессоры будут выигрывать, на других - другие.

В одних режимах и газах пойдёт на пользу РТО, на других - нет.

 

Но за счет чего? Для газа перед компрессором какая разница в его типе? Коэффициент подачи влияет при разнице давлений, чего практически нет.

Согласен, если рассматривать без второй. А они по контексту связаны. Вот вторая, получается, не соответствует действительности. Нельзя за счет перегрева увеличить массовую производительность ни в каком случае.

Ну да, я считалку для рто выше выкладывал, чтоб не на бумажке складывать. В режимах теплового насоса получается рто не имеет особого смысла. На r22 и так греть практически некуда, пропан дает мизерный прирост при максимальном теплообмене. Даже 404 дает всего процентов 5.

 

Холодопроизводительности...если и дает.
По уму, если всасывающий тракт не расчитан на эффект "турбонаддува" на конкретной частоте - по типу ДВС с длинным впускным коллектором "Москвич" и коротким "Жигули", то ни о каком приросте не может быть и речи.
Поршневой компрессор как раз всасывает газ с переменным давлением, практически по синусоиде. Отсюда растут ноги лучшего заполнения цилиндров.

Если всасывающий трубопровод короткий и малого диаметра = современный ТН вода-вода (ПТО-компрессор-ПТО= в губы и десна), то при перегреве газа просто уменьшится его плотность. Т. е. массовый расход упадет.

Да и смысла особого переохлаждать=перегревать нет, ибо нужно тепло...и самым слабым звеном является геоконтур.
Т. е. деньги, потраченные на РТО выгоднее вложить в контур, если РТО не несет каких-то других целей.

Таблички, конечно интересные, только в теплонасосном (0/35) применении степени сжатия скорее 2-4 ...
Хотелось бы глянуть на недостающую 1-5 часть графика...

 

Кстати интересен опыт shoky в вопросе необходимости рто. Если датчики не сильно врут, то выходящий из рто газ имеет даже более низкую температуру чем входящий в него. А всё из за падения давления.