2012sillybilly (2012sillybilly) wrote,
2012sillybilly
2012sillybilly

Параход №70 тепловой насос...

heat pump
...теперь вечерами голова занята обдумыванием системы теплового насоса(ТН) Для Нево (порядка 10квт, "вода-вода") -тема не быстрая...



Тут  http://2012sillybilly.livejournal.com/77361.html    рассказал кое-что о подобной системе установленной в Доме, но там только сам компрессор стоит порядка 10.000евро! Поэтому и попробую смастерить все сам, хотя не факт, что доведу проект до конца... да и никому такое не нужно-остались в этой жизни одни жопорукие)))... ладно-хоть самому будет полезно тут систематезировать, замечу, что данный ТН может будет использовать как в условиях водной поверхности, так и без изменений просто закопать контур в землю....

Постановка задачи-сделать систему максимально дешовой, простой и "самодельной", если кто что-то толковой подскажет, спасибо!

Этапы-
#1 Расчет основных параметров....
princip-raboty-teplovogo-nasosa
...для чайников-простенькая схемка поясняет принцип работы...
Общие положения-
- каждый градус снижения температуры в подаваемый из озера охлаждающей жидкости приводит к потере кпд на 5%(или отношению  СОР- затраченной электрической мощности на входе и тепловой на выходе-"Coefficient of performance"= СОР=Твых/(Твых-Твх), Твых-температура на выходе ТН в Кельвинах,Твх-температура на входе окхлажд.жидкости.
Или в стандартном случае температура кипения фреона-5гр С=268Кельвина, а в конденсаторе  40гр С=313гр Кельвина, тогда СОР=6.5-это идеал. В реальности кпд самого компрессора + потери в ситеме=0.6-0.7 и СОР= 4-4.5

- каждый градус повышения температуры в батареях приводит к потери кпд. Конкретнее, при ТН=10квт и охлажд.жидкости из озера 0гр, батареи отопления +55гр,  СОР будет =2.4, т.е потребляем 4квт электроэнергии. При 0гр и батареи в +35гр СОР=4 и потребляет 2.5квт.
Именно исходя из этого я и собираюсь применить ТН только для поддержания тепла, пиковые нагнрузки будут обеспечиваться теперешним котлом на солярке, а именно заменить установленные сегодня ТЭНы(2-8квт), на ТН мощностью эффективной мощностью 0.5-2квт. Сбереженная мощность будет использовано для высокотехнологических доп.установок на НЕВО.

- водяная помпа прокачки спиртового состава в "водяном" контуре(ВК)- не менее 200литров/час на квт полезной можности(при 10квт-2м.куб/час)-это данные по аналогии с действующим в моем Доме "ТН". Используя же теорию получим=  1кВт требует 1м.куб/час при дельте в температуре=1 гр С.  Так при дельте=5гр, нужно 10квт х 1 м.куб/ 5 гр=2 м.куб/час. Это минус 250вт из КПД системы.

- длинна водяного контура (ВК) исходя не менее 50вт/м.п для скважин (при 10квт= 200м.п). Это линейная длинна дна/скважины, при скважине=ее глубине(труба=две эти длинны), а при "озере"  длинна  выкладки трубы на дно(длинна трубы значительно больше). При траншейном способе порядка 10-20вт/мп
Самое дешовое и надежное-это трубы ПНД(как и у меня в Доме), диаметры(20,25,32,40,50, 63мм), один метр такой трубы может отнять из грунта в антифриз 11вт/К. Это справедливо для любого диаметра, который выбирают только исходя из гидросопротивления(зависит и от длинны трубы), при 10квт , 100мп х2(ведь это контур) приемлимый диаметр 50мм(так у в моем Доме).
...
...

#2 Выбор и покупка компрессора, и причиндалов (трубочки, фильтры, клапан)
- компрессор, подбирается по мощности(в моем случае порядка 8-10квт), цене, кпд(сильно различаются), вида фреона.
Тут пригодится эта табличка...
...
...
- дроссель(перепускной клапан- фигня в нижней части схемки вверху), он регулирует режим работы потока фреона (меняет в автоматическом и ручном варианте свое проходное сечение). Этот дивайс предназначен для регулировки потока фреона-идеально если им добиться почти полного заполнения испарителя кипящим жидким фреоном, а газообразное состоянние которого будет уже на выходе из испарителя, эти повышаем эффективность системы (ведь газообразное состояние хуже нагревается по отношению с жидкостью). Лучше если температура на входе клапана будет близка к точке кипения данного типа фреона. В этой штуковине есть термобаллон-обеспечивает отрицательную обратную связь, если температура фреона поступающего из конденсора падает, то он закрыватеся. Термобаллон дросселя ставиться на выходе испарителя, обычный температурный режим разницы кипения в нижней части испарителя(тут дроссель) и на его выходе 5-9гр С.
Бывают чисто механические и электронные с контроллером.


- фреонопроводящие медные трубочки., тут используется два разных диаметра-для каждого контура (слева и права на схемке), слева-больше, справа-меньше. Пока не понимаю как выбрать адекватно...
...

#3 Изготовление теплообменников (2шт)...-испаритель и конденсор..
Оценим в первом приближении! , если теплообменник испарителя (вода-вода) делать на медной трубке(диам.12мм, стенка 1-1.5мм), можно вычислить требуемую площадь этой медной трубы S=P/(0.8х Т)м.кв, где P-мощность ТН на выходе, T-разница в температуре на входе и выходе,
Итак, для озера, при ТН=10квт. S=10/(0.8х5гр)=2.5 м.кв- это достаточно много... или примерно 66м.п медной трубки(диам12мм), если намотать ее спиралью, то при диаметре спирали 40см получится не менее 60см общей длинны, что приемлемо. Позже сделаю более точный расчет..
Еще нужно предусмотреть, что температура антифриза и температура кипящего фреона будет немного отличаться 3-5гр С.
Испаритель должен соответствовать по производительности(площади) мощности компрессора-на его выходе весь фреон должен перейти из жидкого в газообразное состояние, если он меньше, то часть фреона в контуре всегда будет жидким и тем самым уменьшится производительность ТН. Жидкий фреон попдая в компрессор быстро выведет его из строя, а слишком неплотные пары также повредят компрессор, ведь тот ими охлаждается. Поэтому обязательно нужно поставить аварийное  реле по температуре или давлению на входе компрессора(выкл-высокая температура или малое давление фреона).
Для вода-вода, на практике принимают разницу кипения фреона и среднию температуру воды(антифриза) в испарителе в 5 гр С.
В качестве испарителя или конденсора можно не париться мотать медь и за 350$ купить офигительный теплообменник из 316 стали с  запасом по мощности (хватит и на 15квт ТН)  http://www.brazetek.com/products/details/34/6/4-x-12-inch-1-inch-mpt-connections-stainless-steel-copper-brazed-plate-heat-exchangers/70-plate-brazed-heat-exchanger-1
Нужно учитывать, что у разных фреонов большой диапазон  рабочего давления, медная трубка перекрывает их все(она 100-200атм), а вот стандартные теплообменники расчитаны на разные давления.-нужно подобрать не менее своего фреона.
...
....

#4 Прокладка на дно теплообменной трубы...
nasos-voda-voda
...и предстоит определиться со способом "утопления" трубы, это пока не очевидно-вот на фотке чуваки явно перестарались)))..
...
...

#5 Электронная система-автоматика ...
...
...

#6 Общий монтаж , закачка фреона и теплоносителей, настройка системы...
...
...


PS...обращаю внимание, что интернет вообще не дает ни хера полезного по этой теме, переписывают друг у друга всякую пустую фигню... непонятно куда делись все отечественные "кулибины"(((..
Пример-самое популярное видео https://www.youtube.com/watch?v=Vsyq3s9JdgI  - полный вырожденец несет околесицу и показывает говноустановку псевдо "теплового насоса", а вся страна смотрит и верит(((..

PSS...интересное недорогое решение-если у вас участок уже благоустроен и нет возможности загнать экскаватор копать канавы или бурить, то  можно попробовать такой финт- вручную делаем две не очень глубокие скважины, например используя принцип винтовых свай. Расстояние между ними порядка 10м.п. Трубы опускаем до глины (водоносного слоя3-6 метров в большинстве мест Северо-Запада), на оголовок одной ставим выкачивающий насос(таких много отечественных) и выкачиваем воду подавая ее в теплообменник, после него вода подается во вторую скважину, цикл замкнут. Себестоимость-копеечная, но требуется предварительное тестирование на необходимый дебет.

PSSS... к сожалению и вполне возможно, что изучив тему мне станет понятно, что проще купит отечественный готовый  ТН, например тут-ь  http://smartheatpump.ru/modelnyj-ryad/ -это 10квт, 4.400евро.. ведь уже минимальная цена комплектующих = от 500$ компрессор,+400$ Х 2шт теплообменники(с доставкой), водяная помпа-порядка 150$... плюс всякая ерунда..


PS...вероятно я зря затеял это топик(((, вот наткнулся в процессе-вроде все  подробно изложено- http://vmestogaza.ru/index.php/teoreticheskie-osnovy/podskazki-dlya-samostoyatelnogo-izgotovleniya
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 16 comments