Производительность теплообменника-испарителя., Как ее посчитать для существующего узла? Опции

[Гость_Сергей В._*]

Уважаемые специалисты! Нужен Ваш совет.
Как посчитать производительность секции теплообменника-испарителя в центральном кондиционере? Нечто подобное нашел в заметке ув. kroudion (http://www.aircon.ru/useful/publications/details.php?item_num=22) "Оценка явной и скрытой теплоты, поглощаемой испарителем". Но автор рассматривает производительность теплообменника как величину, известную заранее.
Причина вопроса: для замены компрессорно-конденсаторного блока хочу перепроверить данные поставщика оборудования (есть причины для сомнений).

[Гость_Сергей В._*]

Уважаемые специалисты! Нужен Ваш совет.
Как посчитать производительность секции теплообменника-испарителя в центральном кондиционере? Нечто подобное нашел в заметке ув. kroudion (http://www.aircon.ru/useful/publications/details.php?item_num=22) "Оценка явной и скрытой теплоты, поглощаемой испарителем". Но автор рассматривает производительность теплообменника как величину, известную заранее.
Причина вопроса: для замены компрессорно-конденсаторного блока хочу перепроверить данные поставщика оборудования (есть причины для сомнений).

[kroudion]

Без данных изготовителя испарителя оценить производительность можно весьма приблизительно. Обычно данные изготовителя - это параметрическое семейство кривых q=q(t0,Dt), t0 - температура кипения, Dt- параметр, так называемый температурный напор.
Можно попробовать посчитать с помощью гюнтнеровской проги, о которой говорил Андронов на аирконе, говорят, выложена на Везе.

Совсем уж на пальцах, с точностью +-50%:
q=a*F*(tвозд-tисп), F - м2, а = 5.5 + 3.5v Вт/м2К, v - скорость м/с

Лучше же просто в лоб измерить расход воздуха и перепад температур и получить явную производительность.
Она будет разной в зависимости от параметров воздуха на входе.
Параллельно замерять давления кипения/конденсации, перегрев и переохлаждение, и по табличным данным компрессора определить его холодопроизводительность. Это и будет полная производительность испарителя.

[Гость_Сергей В._*]

TO kroudion.
Центральный кондиционер с рециркуляцией воздуха. Производительность по воздуху - величина известная: 5500 м.куб/ час. Температуру на входе, в принципе, можно застабилизировать играясь пропорциями наружного и рециркуляционного воздуха. А вот параметры tкип и перегрев с 1999г. так и не удалось вогнать в рекомендуемые пределы. Подозрение: мощность ККБ "с рождения" не соответствовала испарителю. Теперь, при реконструкции, не хотелось бы наступать на те же грабли (если и этим летом в комнатах будет жарко, то до осени я не доживу). Естественно, что за эти годы фирма-поставщик занялась другим, и ворошить прошлое не желает. Вот и маюсь.

[kroudion]

Судя по расходу производительность агрегата должна быть не выше 20 кВт на кипении/конденсации +5/+40 С
А ккб можно идентифицировать, что за зверь? и как расположен относительно испарителя - насколько выше/ниже далеко/близко. tисп ниже +5? Перегрев какой?
С помошью графика зависимости Нуссельта от Рейнольдса, который я отсканировал у Алексеева, можно вычислить коэффициент альфа и оценить производительность испарителя по приведённой в прошлом сообщении формуле, особо не заморачиваясь по поводу конденсации влаги (Иван Сергеевич, прости...). Правда, существует проблема выбора характерного размера для получения Рейнольдса - то ли это шаг между ребрами, то ли толщина испарителя. Всё равно посчитайте, и если на Dt=20С получится около 20 кВт то вроде как ккб и испаритель друг другу соответствуют.

[Гость_Сергей В._*]

Совершенно верно, паспортная производительность ККБ - 20кВт. Блоки (их два по 10кВт ) Trane TWK-536NB, расположены выше испарителя на 13м, Trane обозначил максимум - 15м, горизонтальный участок - 3м. Маслосборные петли присутствуют, хотя и были вварены позже по нашему требованию. Характеристики на момент ввода в эксплуатацию: Тнаружного возд=+22С, Ткип=-5С, Тиспарителя=+4С, Тконденсации=+36С. После длительного обмена мнениями, переходящего на личности, температуру кипения загнали в область положительных значений, при этом Тиспарителя=+6,5С, Тконденсации=+36С, и к тому же при темп. наружного воздуха более 30С начало выбивать по максимальному давлению.
А прямые измерения делали и даже с учетом влажности, дали они результат - 8 кВт, и если я правильно понял, что Dt это разность температур вохдуха на входе и выходе кондиционера, то она при этих измерениях составила 4С.

[LordN]

похоже вы просто задавили ТРВ или перелили фреона. а почему -5*С вам не понравилось? обмерзание было?
и еще - укажите, плз, перегрев/переохлаждение...

[kroudion]

Dt - температурный напор - разница между температурой воздуха на входе в испаритель и температурой кипения хладагента. У холодильщиков она обычно 8 - 10С.

Я привык оперировать характеристиками испарителя, которые изготовители дают для холодильщиков. Поскольку в холодилке в основном рециркуляция, в установившемся режиме на конденсацию/обмерзание уходит не так уж много холодопроизводительности, главное что бы поверхность теплообмена не зарастала инеем. В кондиционировании характеристики испарителя выглядят несколько иначе, соотношение скрытой и явной теплоты выходит на первый план.

То, что у вас температура кипения очень низкая (а должна она быть в районе +5), означает снижение холодопроизводительности агрегата. Надо проверить оба ТРВ, те ли в них вставки. Но сначала проверить зарядку хладагента. Хорошо, если есть перед ТРВ смотровые стёкла, тогда это легко узнать. Иначе придется шупать испарители на предмет равномерности охлаждения при работающей приточке - ой как неприятно.
Весьма вероятно, что у вас недозаправка.

[Гость_Сергей В._*]

Обмерзание действительно имело место особенно при Тнаруж=+18 - +20. К тому же теория почему-то называет оптимальной Ткип=+5С (интересную для себя информацию нашел в "Мир климата" №26 "Проектирование прямоточного центрального кондиционера с фреоновым охладителем").
При Ткип=-5С перегрев был приблизительно +8С, переохлаждение назвать не смогу т.к. в протоколах этих данных не сохранилось (возможно что и не меряли).

To kroudion.
Я тут по свободе "вывернул" Ваши формулы, при принятых допущениях и абстрагируясь от влажности получил следующее:

q0=2 Cp W r a F(t1-t0)/(2 Cp W r + a F),

где W - производительность по воздуху, Мкуб/сек
r - плотность воздуха,
остальные переменные, как в Вашей заметке.
Анализировать зависимости пока не пытался, на данном этапе необходимо еще разобраться с коэффициентом конвективного теплообмена.

[Гость_Сергей В._*]

Смотровых окошек, к сожалению, нет, как нет и сервисных вентилей непосредственно возле испарителя. Приглашенные специалисты при осмотре "на вскидку" признали, что ТРВ вроде бы соответствующего типа (но заняться реконструкцией системы правда отказались).
Первоначальная заправка производилась "как обычно": по давлению нагнетания и с контролем тока компрессора. Что получилось см. ранее.
Затем для повышения Ткип дозаправили фреон, после этого в жаркие дни стало выбивать по высокому.
А вообще, насколько я понял, причин ненормальной работы системы может быть довольно много, поэтому и решил плясать "от печки" - проверить расчетную производительность испарителя при теоритически-нормальных режимах работы холодильной машины.

[Гость_Сергей В._*]

To kroudion.

В начале произвел расчет по упрощенной формуле, получилось при w=2 м/с и Dt=17C: а=12,5 и q0=5500 Вт.

Затем попытался определить "а" более точно. Кстати, в формуле для критерия Прандтля необходимо уточнить, что "р" это плотность воздуха (пришлось отыскать старый учебник за 1965г.). Что касается характерного размера то попробовал оба варианта: и шаг между ребрами и толщину испарителя. Если принять, что "I" это толщина испарителя, то "а" и, следовательно, "q0" получаются очень уж маленьким - примерно 3300 Вт. Если "I" это шаг между ребрами, то а=27 (по семейству кривых) и q0=9500 Вт (для Dt=27C -- q0=15000 Вт), при этом для t1=+22C -- t2 расчетно =+16C что я всегда и наблюдал на практике..

Т.е., если нигде не ошибся в расчетах, получается, что испаритель таки не соответствует ккб.

[kroudion]

Всё-таки я бы не торопился с выводами.
Надо дождаться сезона и на работающей машинке понять, чо это она так низко кипит. Может просто недозаправлена? Поскольку компрессоры высоко стоят, залить их будет сложно, так что добавить хладагента можно... Если при этом давление кипения не поднимется, начнет вышибать по высокому, нужно смотреть ТРВ.
А что, на обоих контурах такая картина -5С кипения? Как расположены испарители в канале: параллельно или последовательно? При последовательном температура кипения обычно разная.

[kroudion]

Глянул в каталог, TWK-536 это, оказывается, наружный блок реверсивного сплита. Стало быть зимой блок работает на тепло? И где у него дроссель, не в наружном ли блоке?

[Гость_Сергей В._*]

В том-то и дело, пока не начался сезон надо принять решение: или пытаться довести до ума центральник; или выкинуть его и заменить на высоконапорные канальники (такое предложение нам уже делали); или к существующей системе смонтировать мульти-сплит на "дотяжку".

Змеевики испарителей встроены в общие пластины "вперемешку", так что, наверное, паралельно.

Зимой -- это громко сказано. При заявленых -15С уже при -5С на улице процесс размораживания становился практически непрерывным. Пришлось ограничить его работу в "тепловом насосе" до +0,5С, правда с нагревом помещений система справляется не в пример лучше чем с охлаждением.

В ккб есть ТРВ, но, насколько я понимаю, при работе на холод он шунтируется. Других управлямых элементов во фреоновом контуре ккб нет.

[kroudion]

Маслосборные петли присутствуют, хотя и были вварены позже по нашему требованию.

Упустил из виду. Поподробней насчёт петель: сколько их и на какой трубе? неужто на обеих? ( приходилось такое встречать )
Затрудняюсь сказать, нужны ли петли при плюсовых режимах кипения, тем более на реверсивных машинах. В холодилке, где кипение минусовое, вопросов нет, нужны. В плюсовых машинах они, по-моему, только мешаются.

[Гость_Гость_kord_*]

Что то в исходных данных не сходится...
Посчитаем еще раз:
Наружный блок производительностью 10кВт
По вашим расчетам на рабочем режиме он дает 8кВт
Факторы, снижающие производительность:
- температура на входе в воздухоохладитель +22С
- маслоподъемные петли
- подьем трассы на 13м

Итого: навскидку при этих условиях снижение производительности ККБ должно быть около 20%. Это мое субъективное мнение. пусть любители точности поднимут мануалы на ККБ и точно посчитают.

И в чем вопрос?

Интересно другое: если на подаче жидкого фреона нет ТРВ, то как можно поднять температуру кипения? Залить конденсатор жидким фреоном, тем самым увеличив Тконденсации?
Но ведь автор поста пишет, что Т конденсации не изменилась...
И хтелось бы знать конструктивные особенности воздухоохладителя: сколько ходов по фреону в нем?
Михаил

[Гость_Сергей В._*]

Действительно на обеих!
Петель четыре: возле испарителя (уровнем чуть ниже); возле ккб; и две по трассе. Шаг в среднем 5м.
Что касается их необходимости, то Weiss Klimatechnik на свои прецезионники ставит в обязательном порядке (естественно, только на "газовую" трубу ).
А вот как быть в случае реверсивных машин -- вопрос интересный. Может ли быть, что при работе "на тепло" испаритель заполнился маслом, которое так потом и не ушло?

[Гость_Сергей В._*]

Михаил.

Измеренная производительность 8кВт -- при двух работающих ккб, т.е. теоритически 2х10кВт. На подаче жидкого фреона ТРВ установлен.

И, извините за безграмотность, что имеется в виду "сколько ходов по фреону в нем" ?

[kroudion]

А где стоят ТРВ? непосредственно перед испарителями или в ккб наверху?
Возможно в петлях на жидкосной начинается кипение, отчего производительность и падает.

[Гость_Сергей В._*]

ТРВ стоят непосредственно возле испарителя.

А вот что касается второго вопроса... Во-первых, я представить не мог, что петли вварены в обе трубы , а для осмотра трасса не очень удобна: закрыта ограждением (после прочтения Вашего вопроса потратил час на установление истины). Ну и естественно, в прошлом сезоне не пришла в голову мысль промерить температуру трубы по трассе.