Помогите пожалуйста в общем виде спроектировать холодильный контур:

Суть такая, есть некий объем 13 кубов. В данном объеме характериситики воздуха:
температура +80, влажность 99 %.
Необходимо при миниальном снижении температуры - осушить воздух. ( в пределе - до относит. влажности в 30%)
Циркуялция воздуха по объему осуществляется центробежными вентиляторами. Скорость потока : 0,7 м/с.
Что хотел: в испарителе использовать плоскую пластину (необходимо расщитать площадь), к пластине приварены или как угодно - это не принципиально на данной стадии присоединены трубы, по которым идет фреон. Влажный воздух попадая на пластину, конденсируется и осушается.
Необходимая температура пластины (исходя из минимальной точки росы при +20, 30%) +1 град. цел.

Посоветуйте , пожалуйста, фреон который наиболее подходит в этом случае.
Плюс, было бы очень здорово, если бы подсказали, как рассчитать хладопроизводительность, а также необходимые диаметры труб испарителя (или его объем? ), плюс что лучше использовать в качестве конденсатора, воздушного или водяного охлаждения?
Если водяного, то как подобрать параметры труб (хотя бы ориентировочно)
Как рассчитать необходимые давления, на всех стадиях хололодильного цикла:?
как выбрать компрессор:?
Примерный объем фреона:?

Вообщем получается примерный пошаговый проектировочный расчет холодильного контура.
Я не очень хорошо пока во всем этом разбираюсь, поэтому буду благодарен любой помощи
Заранее спасибо!

Тепловлагоизбытки в этом объеме есть?

А зачем снижать температуру при осушении? После испарителя поставить нагреватель и он будет подогревать охлажденный и уже осушенный воздух. Вот только это достаточно неплохая инженерная задача сделать так, чтобы в реальности это работало так, как нужно.

При таких параметрах (давление принимаем 1 бар) имеем 544 г воды на кг воздуха, в объёме примерно 7 кубов воздуха (7 кг) и 6 кубов пара (3.76 кг);
для +80, 30% соответственно 101 г/кг, в объёме примерно 11.8 кубов воздуха (11.8 кг) и 1.2 кубов воды (1.92 кг).
Необходимо убрать из воздуха лишние 1.84 кг воды, т.е. отвести как минимум 4600 кДж тепла, при этом неизбежна инфильтрация наружного воздуха (примерно 4 куба).
Исходя из этого нужно подбирать охладитель с нагревателем. Думаю, наиболее оптимальный хладагент здесь - вода, холодильная машина - градирня. Градирню подбирать по уносу, превышающему процентов на 10 1.84 кг воды за необходимый промежуток времени (кстати, какой? в постановке задачи не прозвучало).

Я наверное просто плохо обрисовал суть задачи:
Есть объем с воздухом, 13 кубов. Объем замкнутый, никаких притоков извне нет. Циркуляция идет вентиляторами со скоростью 0,7 метра в сек.
Физически:
Есть оборудование, которое в полезном объеме в 13 кубов может создавать температуру от +20 (окруж среды) до +80.
Для этого в оборудовании есть система ТЭНов.
Также оборудование может увлажнять воздух ( тип увлажнения - испарение с поверхности воды)
самый примитивный, но есть существенный минус. При таком методе увлажнения, влажность не контролируется -(. То есть если надо получить влажность 93 проц, то на нее реально выйти, регулируя испарение, но если влажность поплывет и станет больше , к примеру 95, то вернуться к 93 уже не представляется возможным -(. Либо надо смешивать с наружным потоком, что нарушить герметичность, либо поднимать температуру, что нарушит ход испытания.
Какая идея:
Вместо такого увлажнения - использовать парогенератор. Рассчитал, подобрал. Таким образом рост влажности - регулируется свободно.
Теперь нужно как-то создавть возможность регулирования обратного процесса.
То есть, в определенный момент времени ( на критическом режиме) имеем температуру +80, влажность 99 проц, внутри объема.
Нужно получть другие условия: влажность скажем 30 (в пределе), температуру оставить +80.

Что хочу сделать:
Мне не надо охлаждать объем. Мне надо лишь осушить воздух. Поэтому испарителем я хочу охлаждать не объем!, а некоторую пластину, которая имея определенную температуру поверхности , которая будет являться точкой росы (в пределе для режима +20, 31%) будет конденсатором. Другими словами, если охладить поверхность пластины до точки росы режима +20, 31%, а эта температура если не ошибаюсь около +1 град цельсия, то воздух , имея темпер. +20, влажность 31%, попадая на пластину будет терять влагу - то есть осушаться. А дальше, как правильно было сказано, он попадает на ТЭНы, где подогревается до нужно температуры.
Такой круговой процесс будет идти до тех пор, пока не будет получен заданный режим.

Вопрос: как можно рассчитать площадь пластины - площадь поверхности конденсирования, но только не в зависимости от фреона, а в зависимости от объема и характеристик попадающего на него воздуха.
Иными словами, какова должна быть площадь пластины, чтобы осушить воздух объемом 13 куб метров, с влажности 99 проц. до 30 проц. за время 30 минут? начал. температура воздуха +80.

И второй вопрос: какой должен быть испаритель, и какой фреон , чтобы охладить пластину!!!!!, а не объем, от +80 до +1 , за тоже время - 30минут.
И еще, но это конечно в идеале:
Я вчера пытался подобрать что-то и пришел к выводу, что наиболее подходящим вариантом будет купить копмрессорно конденсаторный блок, а испаритель и пластину сделать самим.
Но чтобы выбрать компресср.-конденсат. блок, надо знать хладопроизводительность. Которую надо посчитать, вопрос, как:?

Извиняюсь,что так много всего понаписал, просто , поток мыслей. Если кто-то сумеет в этом разобраться и как-то помочь, буду очень очень благодарен.
Заранее спасибо!

Может быть это поможет
http://www.aircon.ru/useful/publications/d...php?item_num=46
Количество влаги, которое необходимо удалить, любезно подсчитал kroudion.
Насчет компрессорно-конденсаторного блока все не так просто. Представьте нагрузку на компрессор,
конденсатор и рабочие давления при пуске с температурой испарителя +80С! Так что охлаждать фреоном не получится. Используйте, повторюсь, воду или антифриз. На первом этапе охлаждение
градирней (окружающим воздухом), затем водоохлаждающей машиной (чиллером) до +1С. Можно и
напрямую чиллером, но с обязательным байпассированием, чтобы огранисчить давление всасывания компрессора.

Не, не поможет.
Кто-нибудь заглядывал в i-d диаграмму в диапазоне (+80С, 99%) - (+80С, 30%)? Эмпирика, предоставленная vvs, случаю, когда на 1 кг воздуха приходится полкило пара, никак не соответствует.
Более полезна, в таком случае, ссылка на меня, любимого ( http://www.aircon.ru/forum/read.php?FID=27&TID=32204), где я представил элементарный мат.аппарат процесса конденсации (ещё могу сослаться на себя же: http://www.aircon.ru/forum/read.php?FID=25&TID=31305, но там ошибка в рассуждениях - всё слишком упрощено).

Реально же необходимо понимать, что ежели вы при одном баре герметично заперли объём 13 м3 с открытой емкостью воды и стали этот объём нагревать до +80С, то вы никогда не достигните точки (+80С, 99%) при том давлении, которое в результате нагревания получится. Влажность будет заведомо ниже. Вообще же точка (+80С, 99%) при давлении 1 бар - это состояние воздуха над открытой кипящей кастрюлей на высоте 2 - 4 см от поверхности кипятка. Если за нулевую точку теплосодержания (энтальпии) принять теплосодержание сухого воздуха при 0С и давлении 1 бар , то в точке (+80,99%, 1 бар) удельная энтальпия будет 1520 кДж/кг, в точке (+80, 30%, 1 бар) - 350 кДж/кг; расчитать теплоотвод, как обычно - произведение разницы энтальпий на массу паровоздушной смеси - нельзя, поскольку масса паровоздушной смеси в этих точках существенно различается (в случае же герметичного объёма нужно помнить о разности между изобарной и изохорной теплоёмкостями).

Короче, Гость_Сергей, самый тяжёлый случай есть тот, который я вам оценил в предыдущем сообщении. 4600 кДж за 30 минут это 2.55 кВт или ХМ производительностью 3 - 4 кВт. Размеры охлаждающего теплообменника точно вам никто из здесь присутствующих оценить не сможет (зело задача теплообмена сложна), но, думаю, самый плюгавый водяной теплообменник типа WWN 60-30 c водой 20/25 будет вполне достаточен.

Я правильно понял:

чтобы перейти от +80 , 99 к + 80 30 за полчаса, нужно овтести 4600 кДж, но у меня тогда совсем глупый вопрос ( я чайник, полный) -(
почему чтобы овтести столько тепла нужно 2,55 кВт, а холодильная машина должна иметь производ. 3- 4 кВт,
и еще вопрос, если я хочу использовать компрес. конденс. блок, то его мощность должна быть при таком раскладе ориетнировочно какой:? и почему?

я поставлю вопрос совсем просто -)))

http://www.bitzer.ru/?context=products&action=detail&id=98

этого хватит:?

и еще, что такое объемная производительность данной системы:?
4,06 м3/час:? как это можно увязать с тем расчетом который мне нужен:?

Сергей явно где-то ошибается. При тех параметрах, что он задает, нужна не просто герметичность, а барокамера. Давление водяного пара будет почти пол-атмосферы. при таком объеме даже на шар будет действовать нехилая нагрузка.
Сергей, хватит темнить, рассказывайте подробности не вдаваясь в детали.

Такая страшная путаница, зачем Гость_Сергей хочет создать такой аппарат, почему поручили именно ему а не специалисту, если он полный чайник. Как можно снижать влажность, если нет отвода сконденсировавшейся влаги, она всеравно вернется в воздух если камера герметична. Любой контакт с окружающей средой внесет поправки в этот опыт. Человек просто не понимает что он хочет, а если и понимает то не знает каким путем этого можно добиться. Да уж теперь это даже интересно.

Откачка насосом

Это интересно как изменится давление в камере после откачки конденсата? Опять же условия изменятся.

Упадет до абсолютного вакуума и наступит тепловая смерть вселенной!!!

Мне кажется проект вполне можно реализовать. Я бы рассмотрел вопрос использования градирни в качестве основного источника холодной воды. Вода 25гр. в градирне - реально. Теплообменник не так уж и обязательно рассчитывать. Можно изначально перезаложиться по поверхности и расходу воды, а регулировать расходами(вентилятора или насоса). В сущности это повлияет только на время. Рассчитать тоже можно (разумеется с погрешностями) если производитель теплообменника представляет расчетные зависимости для ручного счета. Ну например как Костромской калориферный завод K = Ax(ωxρ)^mx(vxγ)^n.; Q = KFΔtср.л.;
Проблемы только с "А" - коэффициент учитывающий влияние пленки конденсата и "y" - удельный вес в-ха. А - принять по рекомендациям, "y" - посчитать для начальной и конечной точки(зависимость скорее всего линейная по времени) и принять среднее.
В любом случае расчет воздухоохладителей осуществляется по эмперическим зависимостям составленным на основе проводимых производителями испытаний. Т.е погрешности неизбежны.

Я не темню -(. процесс действительно реальный.
зачем здесь нужна барокамера ??????. Корпус полезного объема - нержавеющая сталь.
что же касается стока конденсата, то разумеется он есть. Иначе зачем мне считать пластину -)?
Откачку можно насосом, а можно и самотеком. Весь конденсат (почти весь) будет на вертикально поставленной пластине. Вода будет скапливаться в нижней точке пластины.
Объем 13 куб как был так и остается. Меняется лишь содержание паров воды в воздухе. Уменьшается - за счет конденсации на пластине. Если надо увеличить - за счет увлажнения через парогенератор.
Все что нужно - рассчитать - как добиться температуры поверхности пластины заданной площади в 1 град, на худой конец в 5 град. И все.
Я же писал, что с помощью холодильного контура хочу охлаждать пластину, а не объем. Это все, что нужно.
Стоит пластина, к ней приделан испаритель, который закрыт теплоизолятором. Все.
Да, вокруг испарителя будет локальная область пониженной температуры по сравнению с другим объемом, но не более того.
Вентиляторы , обеспечивают равномерную циркуляцию воздуха в полезном объеме и по рубашке камеры. Рубашка камеры - специально предусмотренный контур для циркуляции вокруг полезного объема. Расположен между стенками и потолком внутреннего объема и наружним корпусом камеры.
Воздух попадая на пластину будет конденсироваться и осушаться. Все, вот весть процесс. Я еще раз повторюсь, холодильный контур направлен на охлаждение пластины, а не на охлаждение/осушение полезного объема. Фреон охлаждает пластину, пластина собирает конденсат, воздух попадая на пластину - осушается.
Воть -)

To Сергей
У Вас очень сложная конструкция камеры получается, и мне кажется, что Вы не до конца понимаете суть процессов тепломассообмена в ней. Ведь влага должна удаляться именно из ОБЪЕМА камеры, и соответсвенно температура в ней должна понижаться.
Имхо: попробуйте следующее -
- графически смоделируйте различные процессы в объеме камеры: нагрев, увлажнение, осушение . Для каждого процесса - своя каринка, причем в начале процесса и на стационарном режиме. отсюда получите скорости воздуха и мощности нагревателей и осушителей.
- фреон не подойдет для этой задачи. только вода.
- все виды устройств (нагреватель, увлажнитель, осушитель) проектируйте с возможностями глубокой регулировки - доводить придется при наладке
- система контроля и управления должна обеспечивать требуемую точность и быстродействие
Удачи.
Михаил

Что за бред здесь описан?!, какой фреон, значения не имеет раз, ставь 22 и все - он дешевле, холодопроизводительность КМ определяется - нужно охладить объем (только охладить пластину не удасться, бедет охлаждаться весь объем), продукта нет, только пластина - два, открой каталог Техноблока и в тупую подбери холодопроизводительность, КМ возмешь по ней. Для осушки воздуха у величь дельту - разницу на сипарителе между Т в камере и воздухом, поступающим на испаритель, чем больше дельта, тем меньше влажность, все, чего огород городить

клоп,
вы хоть поняли, о чём идёт речь? Совать испаритель в +80С - да ни один компрессор такого издевательства не снесёт, через пять минут застрелится.

Гость_Сергей,
вы слабо себе представляете, что значит из герметичного сосуда убрать значительную часть газа (пар воды). В вашем случае это составит примерно 20000 Па потери давления, на вашу 13-кубовую камеру из-за разницы давлений будет действовать суммарная сила примерно в 170 килоньютон, что эквивалентно весу 17 тонн.

За давление спасибо, учел, предусмотрю какую-нибудь мембрану, которая, открываясь под давлением будет уравновешивать давление в полезном объме камеры.При этом с точки зрения потерь температуры я думаю это будет несущественно, да и влажности тоже. Я думаю, что для расчета увлажнения, коэфф. воздухообмена можно взять 0,05.
А вот по поводу испарителя неясно -(:
почему температура +80 является критичной:? что произойдет:?

З.Ы Спасибо за предоставленную информацию и помощь -).

Гость_Сергей
Да ничего не произойдет, и КМ, если просчитать как надо все будет, ок)
kroudion плохо знаком с технологией интенсивного охлаждения, так вот существуют камеры воздушного интенсивного охлаждения колбас деликатесных, как известно вареная колбаса, сырокопченая охлаждается предварительным душированием по классическим схемам, но карбонат скажем или копченое мясо душировать нельзя, т. к. идет потеря качества, так вот в этом случае применяется воздушное охлажедние с 70 до 10, и все работает номано..., помимо КМ охлаждения в камере еще устанавливается вентиляция, в этом случае так же мона сделать, предположим установить интенсивную вентиляцию, до определенное температуры охлаждает вент. устнаовка, потом включается КМ.
Могу еще добавить что на охлаждение 3 т. колбасы с 70 до 10 требуется порядка 50 кВт. И компрессор захлебываться не будет если он подобран с нормальным запасом - 1, а 2 если нет постоянного теплопритока, т. е. загрузили один раз, и далее охлаждается

Клоп, какое отношение имеет интенсивное охлаждение колбасы к обсуждаемой здесь теме?

Ровным счётом никакого.

Ещё раз напомню.
Считаем давление постоянным, равным 1 бар.
Начало процесса: температура паровоздушной смеси +80С, отн.влажность 99%, содержание воды 544 г в килограмме воздуха (!!!)
Конец процесса: температура паровоздушной смеси +80С, отн.влажность 30%, содержание воды в килограмме воздуха 101 грамм, температура точки росы +53С.
Разность удельных энтальпий между началом и концом процесса 1170 кДж/кг (!!!!)

Вы думаете, что такая паровоздушная смесь (что в начале, что в конце процесса), поступив в охладитель с температурой +80, выйдет из него +30С и температура хладагента на всасе не превысит +20С? Фигушки! На поверхности охладителя будет чудовищная конденсация воды, температура паровоздушной смеси на выходе из охладителя вряд ли будет ниже +80С в начале процесса и +50С в конце. В этих условиях удержать температуру хладагента на всасе ниже +40С не представляется возможным стандартной автоматикой, стандартной ХМ. Придётся из паровоза мастерить самолёт.

Посему самый лучший хладагент здесь вода, причем с температурой 35/40, а это как раз градирня

Вода это не хладагент, а хладонаситель, ну это так, к слову)))

Добавлено - 12:19
если температура должна быть постоянной, в пределах 80 градусов, то согласен, установка холодильная здесь не нужна, в приниципе этот процесс можно реализовать вентиляционной установкой. если нужно поставить осушитель, если нужно увлажнитель)

Совершенно верно, одно дело разогреть испаритель до +80С, что соответствует примерно 35 bar для R22 и 25 bar для
R 134а, а другое-поместить в работающую холодильную камеру нагретую колбасу. Кроме того, по условиям задачи никакая вентиляция не допускается!
Стандартная температура васасывания для компрессоров, которая используется при указании мощности +20С, потребляемая мощность прямо пропорциональна температуре всасывания...

Да нет, именно хладагент. Хладоноситель - это посредник между хладагентом и потребителем холода. В данном случае холодильный контур открытый, холодильная машина - градирня.

"Холодильный агент (хладагент) является рабочим телом холодильной машины, изменяющим в различных частях холодиьного контура свое агрегатное состояние" (Польман, стр. 981), в градирнях как таковых этого не происходит...
Градирня - это слишком примитивная х. м., чтобы воду в ней называть хладагентом.

Предлагаю сначала договориться о схеме кондиционирования.
Как насчет небольшого оребренного теплообменника, обдуваемого "слабым" вентилятором(едва обеспечивающим циркуляцию в пом.), + штатные тены(для поддержания средней т-ры в пом.). Градирня - источник Х.В.
Таким образом процесс в помещении - изотерма.

Дааа...
Блин, никогда не читайте Польманна, он вам противопоказан.
Вихревая труба - столь же "примитивная" холодильная машина, как и градирня, хладагентом там выступает обычный воздух, не "изменяющий в различных частях холодиьного контура свое агрегатное состояние". (Правда, в градирне часть воды "изменяет свое агрегатное состояние" - испаряется то есть.)

почему вода не является холодильным агентом
вакуум-испарительные установки - вода является холодильным агентом.
Примеров много.
В печьку этого Польмана- книга абсолютно бесполезная.

Он выразился однобоко и применительно к конкретному примеру, а вы его уже в печку

Господа! От темы то уклонились.

Да тут уже обсуждать нечего.
Водяной охладитель типа WLO 40-20, к нему UPS 25-40 и самый плюгавый драйкулер на 4 - 5 кВт. Если таковой не найдется, то просто конденсатор.
Ну ТЭН ещё на полтора-два кило, так, на всякий случай.
Фсё.

Я в сущности хотел услышать о тенах. Если Вы согласны то Все.