Обмерзание теплообменника. Опции

[M.Mar]

Уважаемые коллеги,
Такая проблема.
12 куб.м/час воды (максимум) надо охладить с 25°С до 4°С пропилен-гликолем 30% входящим в теплообменник при -10°С.
Когда расход воды снижается, теплообменник начинает обмерзать. Для того чтобы это предотвратить, на линии гликоля установлен трех-ходовой клапан, настроенный так, чтобы при снижении расхода охлаждаемой воды уменьшался и расход гликоля входящего в теплообменник.
А он, теплообменник, гад, все равно обмерзает.
И правильно делает, потому как трехходовой клапан, даже если каплю гликоля в теплообменник пропустит, она будет при -10°С.
Проблема, явно в клапане, его местположении, регулировке и направлении потоков в теплообменнике (вражеском).
Но проектировщик отчаялся привести систему в порядок и придумал создать промежуточный буферный контур гликоля 2°С=>12°С, например, с дополнительным теплообменником, насосом и, возможно, частотником.
Мы бы и рады продать лишний теплообменник, да не верю я, что это решит проблему, не говоря уже о энергетической абсурдности этого решения. При низкой нагрузке этот контур с нулевым, практически, объемом быстро охладится до -9.9°С.
А ехать бесплатно за 150 км и смотреть, что на самом деле происходит, неохота.
А нужному человеку (проектировщику) хочется помочь.
Есть у кого-нибудь идея, как не заморозить воду гликолем (-10°С) без трехходового клапана?
Заранее благодарю.

[M.Mar]

Уважаемые коллеги,
Такая проблема.
12 куб.м/час воды (максимум) надо охладить с 25°С до 4°С пропилен-гликолем 30% входящим в теплообменник при -10°С.
Когда расход воды снижается, теплообменник начинает обмерзать. Для того чтобы это предотвратить, на линии гликоля установлен трех-ходовой клапан, настроенный так, чтобы при снижении расхода охлаждаемой воды уменьшался и расход гликоля входящего в теплообменник.
А он, теплообменник, гад, все равно обмерзает.
И правильно делает, потому как трехходовой клапан, даже если каплю гликоля в теплообменник пропустит, она будет при -10°С.
Проблема, явно в клапане, его местположении, регулировке и направлении потоков в теплообменнике (вражеском).
Но проектировщик отчаялся привести систему в порядок и придумал создать промежуточный буферный контур гликоля 2°С=>12°С, например, с дополнительным теплообменником, насосом и, возможно, частотником.
Мы бы и рады продать лишний теплообменник, да не верю я, что это решит проблему, не говоря уже о энергетической абсурдности этого решения. При низкой нагрузке этот контур с нулевым, практически, объемом быстро охладится до -9.9°С.
А ехать бесплатно за 150 км и смотреть, что на самом деле происходит, неохота.
А нужному человеку (проектировщику) хочется помочь.
Есть у кого-нибудь идея, как не заморозить воду гликолем (-10°С) без трехходового клапана?
Заранее благодарю.

[LordN]

ответ очевиден -
1. не менять расход воды через т/о + не позволять воде быстро остывать.
2. использовать нормальный регулирующий узел с учётом всех ньюансов по автоматике и гидравлике.

[Lex]

А если сделать обвязку на гликолевой стороне, как на водяных калориферах (трехходовой+насос).
Тогда при уменьшении расхода воды, клапан будет закрываться, будет подмешиваться обратка и подача вырастет выше -10,
например до 0.

[M.Mar]

ответ очевиден -
1. не менять расход воды через т/о + не позволять воде быстро остывать.

Потребитель работает с переменным расходом воды.

ответ очевиден -
2. использовать нормальный регулирующий узел с учётом всех ньюансов по автоматике и гидравлике.

О нем, узле, и вопрос.

"А если сделать обвязку на гликолевой стороне, как на водяных калориферах (трехходовой+насос).
Тогда при уменьшении расхода воды, клапан будет закрываться, будет подмешиваться обратка и подача вырастет выше -10,
например до 0."

Я правильно понял Вашу мысль - см.схему?
По-моему, это решает проблему.
Спасибо.
 DSC04085.JPG ( 35,05 килобайт ) Кол-во скачиваний: 122

[Alex_]

Сервопривод трехходовика и ПИ - регулятор не забудьте. Подбираестя это оборудование исходя из скорости изменения расхода Вашей воды. Удачи!!!

[M.Mar]

Сервопривод трехходовика и ПИ - регулятор не забудьте. Подбираестя это оборудование исходя из скорости изменения расхода Вашей воды. Удачи!!!

Спасибо за дополнение.
Должен же наверное быть готовый модуль - трехходовик с сервоприводом, ПИ-регулятором, датчиком температуры. Да еще с толковой инструкцией по подбору.
Что-то никак ни в Данфосе ни в Алко, да и вообще в Гугле не могу найти ничего, кроме обрывков информации.
Если готовая ссылочка есть, не затруднит? Заранее благодарю.

[narkom]

А если автор темы принципиально не хочет использовать трехходовой клапан, можно использовать схему с двухходовым.
Смысл на рисунке.

Прикрепленные файлы

 post_6_1168783865.jpg ( 50,18 килобайт ) Кол-во скачиваний: 91

 

[M.Mar]

А если автор темы принципиально не хочет использовать трехходовой клапан, можно использовать схему с двухходовым.
Смысл на рисунке.

Спасибо.
С графическими обозначениями клапанов у меня пробел в общем образовании. В Smartdraw таких обозначений не нашел. Если б можно было ссылку на библиотеку элементов, был бы очень благодарен.
Пара вопросов:
- Можно пояснить байпас 120°С/120°С слева?
- На линии нагнетания от системы перед точкой соединения "правого" байпаса не нужен-ли обратный клапан? Насос, вместо того, чтобы гонять воду по кругу через теплообменник, не попытается ли продавить ее обратно в систему (если выбран неудачно, например).

[Alex_]

Должен же наверное быть готовый модуль - трехходовик с сервоприводом, ПИ-регулятором, датчиком температуры. Да еще с толковой инструкцией по подбору.

Не, все в отдельности подбирается... Но проблем нет.
Главное, найти такой регулятор, чтобы предусматривал режим постоянной Т=4С
Местное представительство Данфосса поспрошайте.

Сообщение отредактировал Alex_ - 19.1.2008, 20:32

[LordN]

Потребитель работает с переменным расходом воды.

О нем, узле, и вопрос.

"А если сделать обвязку на гликолевой стороне, как на водяных калориферах (трехходовой+насос).
Тогда при уменьшении расхода воды, клапан будет закрываться, будет подмешиваться обратка и подача вырастет выше -10,
например до 0."

Я правильно понял Вашу мысль - см.схему?
По-моему, это решает проблему.
Спасибо.
 DSC04085.JPG ( 35,05 килобайт ) Кол-во скачиваний: 122

почти правильно, за одним исключением - узел с трехходовыиком стоит не на той стороне и отсутствует бак. на стороне гликоля хватит двухходовика. когда я говорю

не менять расход воды через т/о

то понимать это следует буквально. то что расход воды у потребителя переменный - не имеет никакого отношения к решению проблемы.

[M.Mar]

почти правильно, за одним исключением - узел с трехходовыиком стоит не на той стороне...

"Не на той стороне" - имеется в виду, трехходовик должен быть на стороне подачи гликоля или на стороне воды?
Если на стороне подачи, гликоля, то в чем разница? Может бывают трехходовики с функцией обратного клапана по одной из линий? Тогда понятно.

...и отсутствует бак...

Не знаю, есть ли у них бак. Если есть, я бы расход воды увеличил раза в два-три и падения давления на теплообменнике до 1-1.5 бар. Тогда не успеет замерзнуть. И насос придется менять.
Пока исхожу из предположения, что нет бака и не будет.

...на стороне гликоля хватит двухходовика...

Имеется в виду двухходовик на байпасной линии? Не будет ли сложно регулировать такой узел? Если по моей схемке, даже при полностью открытом клапане сопротивление линии до возвратной магистрали будет малым и большая часть гликоля будет убегать туда, а не возвращаться в теплообменник.
У narkoma, выше, показано решение с двухходовиком. Вы видимо его подразумеваете?

[narkom]

Cхема, которую я привел, взята из обсуждения
http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=8369&st=40
Там же разжевывается назначение каждого компонента.
Она применяется при обвязке калорифера, поэтому должна отвечать определенным требованиям. Например, не завышать температуру обратки и обеспечивать постоянный проток через т\о. Для Вашей задачи схему можно упростить. Как-решать Вам.

Сообщение отредактировал narkom - 20.1.2008, 16:25

[jota]

Мне кажется, всё проще

[M.Mar]

Мне кажется, всё проще

Проблема в том, что пуская в теплообменник гликоль при -10°С, да еще при противотоке, я получаю температуру пластины со стороны воды ниже нуля. Низкая скорость воды, даже при максимальном расходе в 12 куб.м/ч, и велична Shear Stress (напряжение среза?) могут не предотвратить обмерзание.
Это потому, что такой теплообменник традиционно рассчитывается на dT по гликолю 5-10°С. Он получается резко ассиметричным и скорости потока воды, как следствие, низки.
Предположим, рассчитаю я теплообменник на 12 куб.м/ч гликоля (-10°С=>+11°С). Конструкция симметричная, скорости воды терпимые, падение давления 1 бар, напряжение среза хорошее, минимальная температура пластины +0.1°С. А как только сокращаю расход воды, ее температура все равно падает ниже нуля.
Вывод - гликоль -10°С в такой теплообменник в стационарном режиме не пускать.

[vadim999]

Об что дискусс, господа! Кто Вас водит вокруг "3-х сосен" классической задачки, которая решается на счет три? Делай, раз- организация направлений рабочих тел в Т\О -правильно, Mr. LordN--прямоток \особые условия: исключить замерзание воды\. Делай, два - выбор способа ОХЛАЖДЕНИЯ воды: решение одно-теплообмен при постоянной температуре \в данном случае т-ре Gl на входе в Т\О \. Осюда: а. Обвязка Т\О по Gl 3-х ходовой клапан по схеме разделения потоков на входе в Т\О и байпасом в обратку; б. балансировочный клапан на обратки после байпаса. Делай. три - подбор Kvs рег.клапана. Задание автоматчикам: датчик темтературы на выходе охл.воды \никаких контактных- только погружные\ ; закон регулирования -прямолинейный ; защиты и др. штучки - на Ваш вкус, и .... Победа с Вами.