вторник, 27 ноября 2012 г.

Разность температур в теплообменнике (дельта) с чем ее едят?


Дельты по разному считать можно. (Сразу оговариваюсь я далеко не спец.)

Для справки, речь идет о среднелогарифмической разности температур

LMDT= (dT- dT2) / ln (dT/ dT2),

 где dT1 и dT2 разность температур между теплоносителем и фреоном (хладоном) на входе и выходе из теплообменника. 

Например: фреон кипит при -10, теплоноситель на входе имеет температуру +4, а на выходе из теплообменника -5 градусов. Тогда dT1=(4-(-10))=14, dT2=(-5-(-10))=5. 
LMDT=7.8
TD=dT1=14
упрощенная средняя температура теплоносителя (+4+(-5))/2=-0.5 отсюда упрощенная разность (упрощенный тепловой напор) -0.5-(-10)=9.5 градусов.

   Вывод мы видим, что упрощенный подсчет приводит к завышению теплового напора и дает завешенное значение коэффициента теплообмена. LMDT=7.8, TD=14, а "наше упрощение"=9.5 градусов. Для расчетов нужно использовать LMDT - чем меньше значение LMDT тем качественнее теплообменник. 
  При покупке теплообменников требуйте указать мощность теплообменника и также указать для каких температур измерялось и какая дельта температур использовалась.

Например надо 10 кВт.
Вода на 10 кВт при потоке 1 куб. м в час будет иметь дельту в 10 / 1 / 1,18 = 8,47 градуса, при 2 куб. м в час дельта 10 / 2 / 1,18 = 4,23 градуса. Эта дельта контура охлаждения или нагрева кому как угодно.

Есть еще так называемая средняя температура.
Пусть, входной поток воды 10 градусов при дельте охлаждения 4 градуса выходной поток будет 6 градусов. Средняя температура воды (10 + 6) / 2 = 8 градусов, но это грубая оценка на самом деле считают по другому по сложнее, но для нас сгодиться.

Дельта между водой и фреоном определяется разностью между средней температурой воды и температурой кипения фреона, кажись она называется тепловой напор.
Пусть температура кипения у нас 3 градуса, тогда из предыдущих условий получим.
Вода приходит 10 градусов уходит 6 градусов средняя 8 градусов, кипение 3 градуса, следовательно тепловой напор у нас получается 8-3=5 градусов.

Что будет если увеличить циркуляцию воды в 2 раза, получиться вода приходит 10 уходит 8 средняя станет 9 градусов, если тепловой напор в 5 градусов сохраниться то получим температуру кипения в 4 градуса (было 3). Увеличение Ткип на 1 градус.

Что будет если уменьшит тепловой напор в 2 раза, получиться вода приходит 10 градусов уходит 6, средняя 8 градусов Ткип= 8-2,5= 5,5 градусов (было 3). Увеличение на 2.5 градуса. Но потребуется теплообменник более чем в 2 раза больше. А КОП измениться с 4,017 до 4,39 (при Тконд 40), выигрыш в 4,39 / 4,017 = 1,09 раз около 9%.

Грабли улучшений. Если будет маленькой дельта воды и маленький тепловой напор то,

вода приходит 10 градусов уходит 8 градусов средняя 9 градусов. Ткип=9-2,5=6,5 градусов. Вроде неплохо получилось. Но для работы ТРВ надо чтобы фреон перегрелся на 2-5 (а лучше побольше) градусов. 6,5 градусов + 5 градусов перегрева получим 11.5 градусов необходимой температуры, а откуда ее взять, вода-то имеет только 10 градусов, да еще дельта теплообмена 5 градусов получается, что нужно иметь подогреватель с температурой не менее 6,5 + 5 +5 = 16,5 градусов. Вот здесь то и пригодиться РТО.

РТО нужен где маленькие тепловые напоры и маленькие дельты воды.


Если не ошибаюсь на R407C будет похуже с дельтами там температурный "глайд" около 5 градусов и попытка уменьшить тепловой напор не так успешно наверно решиться. Если я все верно понял то R407C кипит в интервале 5 градусов, отсюда сделать тепловой напор менее 5 градусов скорее всего будет проблемно. Тут точно РТО нужен.

Теплообменник наверно можно рассчитать с минимальным перегревом, но догреть с помощью РТО - это даст возможность использовать теплообменник поменьше (подешевле), если R22.

5 комментариев:

  1. Есть в сети , можно скачать даже бесплатно обалденная книжка Патрика Котзаогланиана !!!
    На русском с классными картинками цветными и очень понятными объяснениями ! Советую !

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Есть такое дело. Не читал, все что пишу либо сам дошел либо выудил у холодильщиков. Не такая сложная тема ТН.

      Удалить
  2. Сам долго мучался с холодной водой которая проходя через конденсатор охлаждала фреон до температуры той же воды 8-10 градусов.
    Давление кипения(то бишь) нагнетания была низкая 5-8 бар . И соответственно и всасывание (испарение) толкалось возле вакуума 0,1 бар.от этого исапритель жутко обмерзал покрывался тоолстенной шубой льда и снега , феном монтажным приходилось по часу оттаивать испарители в морозильных камерах. Что я сделал . просто душнул клапан забортной воды на входе в конденсатор (просто еле еле подорвал)с гулькин носик и сразу давление выросло 12-14 бар нагнетание , всасывание 3-5 бар. теплый фреон 25-30 градусов идет до ТРВ там кипит и выходит тоже теплым ну 5-10 сельсия . и приходит на всасывание компрессора теплым 10 сельсия плюс. и весь цикл по новой. Так что не заморачивайся прикрой водичку на конденсатор и причем сильно прикрой давление конденсации на компрессоре сразу вырастет ну у мненя можно максимум 19 бар и все дальше защита сработает . и все у тебя наладится ! Удачи ! я сам наблатыкался , тоже раньше возле компрессора таны с бубном устраивал а щас цитирую как там пишут в книжке одной : "Холодильная техника не выносит формального к ней отношения" И я эту фразу теперь через себя прочувствовал читал ночами бегал в камеры, бегал к компрессору, сверялся, мерил температуры и.т.д. и в итоге вся проблема сильно не охлаждай в конденсаторе фреон и добавляй его в систему почаще (у меня есть утечки и устранить нет возожности) и все будет работать и компрессор вкл./выкл / как часы и в камерах -22 .

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Повышение давления конденсации приводит к повышенному потреблению ЭЭ компрессором, но холодильщикам пофиг, а нам строителям ТН это ни к чему. Нужно искать решение и управлять ТРВ.

      Удалить
  3. Что хорошо для холодильника не есть гуд для ТН. Причина в том что холодильщикам надо получить холод причем любой ценой. Простой пример если запускать холодильную камеру на морозе то ТРВ из-за своей тупой конструкции будет вредить. Давление испарение упадет, а в конденсаторе давление не растет из-за малого количества поступающего фреона. Холодильщики отключают вентилятор от конденсатора или уменьшают отдачу тепла другим способом. Давление в конденсаторе повышается и ТРВ начинает пропускать больше фреона, давление испарения растет и повышается производительность компрессора, система начинает работать. Причина в ТРВ, которое пропускает мало фреона при маленькой разности давлений и от этого падает давление испарения.

    ОтветитьУдалить