Фреонка - тепловой насос для вакуумной дистилляции

Дак решения всего два
1. Иметь низкий КПД и догревать ТЭНом. Но тут нужно предвварительно посчитать, сколько тепла выделится при остывании фреона с 90 до 60С, и сколько сдуется при его остывании с 60 до 45 и конденсации, а потом остывании с 45 до 30С
Как посчитаешь, так и будем знать цифры, а не гадать)))
Скажем для 407 фреона. Или 410 го, если ломать кондиционер, а не строить с нуля. А еще лучше для обоих фреонов.

2. Использовать фреон с приемлемым давлением при конденсации в районе 60С, и подбирать компрессор под этот вариант.
А доохлаждать в воздушнике с 60 до 30С

Схема одинаковая, настройки разные.

 У меня вопрос по технологии перегонки. Давление в кубе-это понятно, держится стабильно, условно 10Кпа. По температуре-как я понимаю, величина переменная, если можно, то начальная и конечная.
 И вопрос по охлаждаемой воде. Понятно, ноль (ледяная вода) хорошо, но есть какой-то приемлемый уровень температуры выше нуля?
  И ещё допишу немножко о двух вариантах. Так вот, если мы тему так обозвали, то первый вариант-отбор теплоты с нагнетательной трубы никаким тепловым насосом не является. Сейчас это повсеместная практика в супермаркетах с кондитерским отделом где нужна горячая вода применяют подобный теплосъём. И если мощность хол. централи несколько десятков Квт., а отбирается с этого трубопровода 10-15%, то и хорошо, но это никакой не тепловой насос. Мы должны говорить именно о рекуперации в нашей системе.

Правильные вопросы)))
1. Температура кипения воды 45С
Соответственно теплоноситель должен быть градусов на 10 выше - с запасом 15. Отсюда и всплыла цифра 60С

Другой момент - при таком давлении спирт имеет температуру кипения 29С. Если приемная емкость под вакуумом (а мы рассматриваем общий случай) то для н.у. в помещении все проходит.
Если лезть ниже по остаточному давлению, то можно опустить температуру теплоносителя, но тогда есть шанс, что у тебя в приемнике продукта спирт просто закипит.

Допустим дистиллят имеет 92% крепости и кипит при 27С
Тогда остаточное 8.7кПа и Ткипводы 42.5С

И только если мы охлаждаем дистиллят до 15С и выводим быстро его из системы, мы можем себе позволить 5 кПа остаточного
И ткип воды 30С. Тогда все в шоколаде, но это очень узко, в плане применимости

2. Отсюда и по холодной воде.
Перепад на теплообменнике не должен превышать 5С. (я имею ввиду дистиллятор или дефлегматор)
В этом случае мы можем себе позволить иметь воду температурой 10С, на выходе получая 15С
Можно и 15-20, дистиллят можно доохлаждать и до 15С в доохладителе
Но лучше иметь запас в эти самые 5С.

10С хороша еще и тем, что конденсат на шлангах вполне терпимый (ну если ты не в Сочи, со стопроцентной влажностью воздуха)
5С несколько хуже, но тоже работает, а вот при Тводы близкой к нулю уже печально, и дефлегматор и шланги обязательно требуют утеплителя. Но незащищенные участки безбожно "потеют".

Короче говоря, я за возможность регулировки воды в диапазоне 5-10 (или 5-15С)

И еще соображение - при такой температуре меньше риск заморозить пластинчатый или противоточный теплообменник (если их применять)
Хотя при наших мощностях ИМХО более чем достаточен погружной змеевик.

В этом случае мы можем себе позволить иметь воду температурой 10С, на выходе получая 15Сигорь223, 16 Нояб. 18, 10:00

Очень хорошо, от этого сильно зависит производительность машины, потому что понижая температуру кипения хладагента на 1 градус мы снижаем производительность приблизительно на 4%. Соответственно, подняв кипение на 10 гр., прибавим ещё 40% производительности.
немножко об иллюстрации на предыдущей странице. Как-то мне не совсем понятна роль воздушного теплообменника, как он будет функционировать. А ТЭН на подогрев браги перед первоначальным пуском нужен, не всегда она будет с "готовой" температурой. И обязательно нужно предусмотреть дополнительный конденсатор, после основного, тепловыделения от работы сжатия надо утилизировать.

Как-то мне не совсем понятна роль воздушного теплообменника, как он будет функционировать.просто хол, 16 Нояб. 18, 10:24

игорь223, скажи, что это неслучайно?

Ох и правильная могла бы быть задумка, если предположить, что это умышленно сделано для условий обратки воды 15°С и окружающего воздуха, например, 30°С. Голова!!! Настоящий тепловой насос-рекуператор!!!
ЗЫ: Вот только винокурня не замерзнет?  ;D

VitS, а если серьёзно, зачем подогревать охлаждаемую воду? Попробую объяснить ещё раз. Было бы идеально, если бы в систему не добавлялась теплота и не отводилась, а только циркулировало определённое количество энергии в виде теплоты между кубом и конденсатором(дефлегматором).Но, для того, чтобы эта энергия циркулировала нужно приложить работу, т.е. работу сжатия компрессора. И вот эта работа в виде теплоты сжатия систему выводит из равновесия, поэтому эту теплоту надо отводить, для этого и нужен дополнительный конденсатор вне системы. И ещё, совсем уж простое заблуждение, когда считают, что нагнетаемый компрессором фреон горячий от высокой температуры компрессора. Каждому приходилось накачивать колёса насосом, только на самом деле это тот же компрессор и работает на сжатие и нагревается не от того, что он горячий, а всё та же теплота сжатия.

просто хол, я сегодня как раз размышлял, от чего зависит давление в системе.
От количества закачанного в нее фреона, или от дросселя (капилляра)?

И еще. Котище в запое, кроме него может кто посчитать простую (для специалиста) теплотехнику, над которой я парой постов выше размышлял?
Это может быть для нас принципиально важным.

Как-то мне не совсем понятна роль воздушного теплообменника, как он будет функционировать.просто хол, 16 Нояб. 18, 10:24

И вот эта работа в виде теплоты сжатия систему выводит из равновесия, поэтому эту теплоту надо отводить, для этого и нужен дополнительный конденсатор вне системы.просто хол, 17 Нояб. 18, 19:23

Не совсем понял, ты сам с собою разговариваешь?)))

Я глубоко извиняюсь, возможно я что то не понял по причине долгого отсутствия,поэтому заранее прошу меня не ругать если я не в тему.
Я понял что все эти пляски с компрессорами и фреоном нужны для того что бы понизить температуру в дефлегматоре, т. к. температура конденсации продукта при пониженном давлении должна быть низка, а для спиртосодержащей жидкости желательно вобще быть ниже ноля.
В свою очередь пониженное давление нужно для того что бы температура кипения (браги,вина,пива и т.д.) была ниже определённог предела (какого кстати) что бы сохранились все вкусы и ароматы.
Конечно же я думал об этом и у меня имеются 2 варианта решения этого,Сам я уже вряд ли это осуществлю поэтому делюсь идеями.
1. Вакуум насос надо ставить не после холодильника а до него, тогда пары спирта будут конденсироваться обычным холодильником.
Конечно вакуум насос должен иметь цилиндр, поршень и клапана из нейтральных материалов и работающих без смазки. Думаю что подобрать или изготовить такой насос ни сколько не сложнее чем дербанить конденционер
2.

Знакомое устройство не правда ли? Да это тот самый агрегат который потребляет электроэнергию и выдает холодный воздух. НО у меня он задействован совсем для другого, а именно он забирает  влагу из воздуха эта влага конденсируется на радиаторе и стекает в ёмкость(почти дистилированная вода). Влажность в доме, гараже,подвале понижается. Работает с производительностью 1л за 2 часа. При 60% влажности.
Теперь о главном: В трубу с насадкой, шайбами, тарелками,сверху подается брага с температурой ну например 30 град снизу подается например
  ФЕНом воздух с близкой температурой,пока воздух доходит до верха он насыщяется парами и этот воздух со 100% влажностью направляем на испаритель (конденционера, холодильника) где он благополучно конденсируется и стекает куда нам надо,
Расчёты приводить не буду, но по воде расходы эл-энергии сопастовимы с простой перегонкой.
  P/S/ брагу конечно надо гонять по кругу а саму трубу иметь диаметром побольше, да и насадка должна иметь размер соответствующие. Хотел приспособить канализционную трубу с подходящими тройниками сверху и снизу и в качестве насадки шарики диаметром 25мм.

просто хол, весь твой пост абсолютно верен.

работу сжатия компрессора. И вот эта работа в виде теплоты сжатия систему выводит из равновесия,просто хол, 17 Нояб. 18, 19:23

обычно так и делают, снимая лишнюю теплоту с горячей стороны.

Не совсем понял, ты сам с собою разговариваешь?)))игорь223, 17 Нояб. 18, 19:59

игорь223 речь о том, что  с горячей стороны!!!, а у тебя нарисовано с холодной, НО!!! в этом и есть хитрость сразу не заметная! Зависит от окружающей температуры!

VitS, а если серьёзно, зачем подогревать охлаждаемую воду?просто хол, 17 Нояб. 18, 19:23

Но тут, кмк, чтобы убить двух зайцев (не терять теплоту, сдувая ее в атмосферу, и сохранить равновесие) в этой схеме привносится дополнительная теплота с холодной стороны (тем самым отбираем этим дополнительное тепло у фреона - простым языком говоря), что бы не росло давление фреона в системе.

Может Kotische, надо подождать. Или ишо кто рассудит.

VitS, давай по порядку

речь о том, что  с горячей стороны!!!, а у тебя нарисовано с холодной, НО!!! в этом и есть хитрость сразу не заметная! Зависит от окружающей температуры!VitS, 17 Нояб. 18, 22:10

Зачем нам до испарителя подогревать или охлаждать хладоноситель? А) Подогреем-дополнительная нагрузка на испаритель и соответственно компрессор и далее, как нам рассчитать доп. конденсатор при переменной тепловой нагрузке? Б) Подохладим-Уменьшим нагрузку на испаритель, не получим необходимой мощности на конденсаторе и далее по списку весь дизбаланс.

в этой схеме привносится дополнительная теплота с холодной стороны (тем самым отбираем этим дополнительное тепло у фреона - простым языком говоря), что бы не росло давление фреона в системе.VitS, 17 Нояб. 18, 22:10

Тут ровно всё наоборот-в испарителе фреон выкипает за счёт подводимого тепла и давление повышается.

я сегодня как раз размышлял, от чего зависит давление в системе.
От количества закачанного в нее фреона, или от дросселя (капилляра)?игорь223, 17 Нояб. 18, 19:56

  И от того и от другого. И ещё от температуры охлаждающей среды, и от термодинамических характеристик хладагента, и от производительности компрессора.

Может Kotische, надо подождать.VitS, 17 Нояб. 18, 22:10

Давайте подождём. Мне всегда проще разговаривать, когда обозначены какие либо конкретные параметры.

Может Kotische, надо подождать. Или ишо кто рассудит.VitS, 17 Нояб. 18, 22:10

Вы как то слегка переоцениваете Котищу, не специалист он в кондиционерах, а там куча нюансов с фреоном связанных которые для меня совешенно не очевидны.
223ий вроде нормально обозначил проблему, а правильно заданый вопрос уже содержит большую часть ответа!
В термодинамическом цикле холодильной машины в конденсоре выделяется больше тепла чем генерируется холода в испарителе, т.е. однозначно нужно кудато сбрасывать излишки тепла, к примеру в атмосферу.
После компрессора фреон максимально горячий его нужно направлять на кипячение куба, чтоб минимизировать площадь теплообменника.
После того как фреон отдал большую часть тепла браге (за счет фазового перехода конденсации) в нем всё ещё остается избыток тепла который нужно сбросить в атмосферу, но если просто подать фреон в радиатор получим "короткое замыкание" -
падение давления в горячей магистрали и в результате всё тепло потечет на этот радиатор а не в куб. Нужно значит после куба но до воздушного радиатора поставить ТРВ или дроссель, чтоб в кубовом радиаторе фреон конденсировался при высоком давлении, а в воздушном радиаторе при более низком, или радиатор обдувать вентилятором с управляемыми от термометра или манометра оборотами. После этого ещё один ТРВ и дальше холодный теплообменник в котором фреон кипит при минусовой температуре...
Зачем в систему и так имеющую избыток теплоты добавлять ТЭН я осознать не могу, тупой видимо

ЗЫ: подумал-подумаал, и пришел к выводу что всё плохо! Нормально регулировать по фреону не получится! Регулировать УСТОЙЧИВО можно только меняя интенсивность обдува атмосферного радиатора. Но для устойчивости режима радиаторов должно быть два!!! Один для сброса избытков тепла ДО куба, осуществляющий дозированный сброс тепла за счет фазового перехода конденсации, и фторой доохладитель жидкого фреона перед капилляром, охлаждающий фреон без фазового перехода. Короче, чтоб избежать падения давления в горячей магистрали доохлождать нужно жидкий фреон, т.е. следить за уровнем жидкого фреона в системе. Вобщем гимор.

Зачем в систему и так имеющую избыток теплоты добавлять ТЭН я осознать не могуKotische, 18 Нояб. 18, 01:03

При разгоне (до выхода на установившийся режим) надо откуда-то тепло взять. Впрочем ТЭН конечно излишен, по-мне будет достаточно поставить перед компрессором радиатор на нагрев и обдуть его (только на время разгона) вентилятором (возможно забрав тепло с радиатора за кубом).

Тимур, дык с атмосферы, тепловой насос жеж!!!

дык с атмосферы, тепловой насос жеж!!!Kotische, 18 Нояб. 18, 01:21

Замерзнет быстро в лед, надо прилично тепла подводить. Ну и я так понял не из атмосферы тепло, а из дефлегматора (может опосредованно), а там на старте тепла нет еще. Короче надо два режима учитывать : стартовый (разгон) и установившийся - это две разницы (насчет большие-ли не скажу так сразу)

Тут уже предлогалась красивая идея - бочку с водой морозить.

Ну, как вариант, да, типа "аккумулятор холода"...надо посчитать объем и начальную/конечную Т воды, чтобы не заледенела бочка, сколько там надо энергии на разгон... как нибудь охлаждать компрессор (и от него забирать тепло вместо "на ветер" ) было бы ваще...

Kotische, я с уважением отношусь к уважаемым людям (сорри за тавтологию), но тут сплошные перлы. Меня упрекают за диалог с самим собой, стараюсь народным языком донести холодильную истину, чтоб было какое-то понимание процессов.

В термодинамическом цикле холодильной машины в конденсоре выделяется больше тепла чем генерируется холода в испарителе, т.е. однозначно нужно кудато сбрасывать излишки тепла, к примеру в атмосферу.Kotische, 18 Нояб. 18, 01:03

Небольшой ликбез. В физике нет понятия "холод", это фигура речи не более. Есть теплообменники, но нет холодообменников и т.д. А уж генерироваться холод никак не может. В холодильной машине есть два теплообменных аппарата: испаритель и конденсатор. В обеих происходят фазовые процессы. В испарителе хладагент выкипает за счёт подвода теплоты. В конденсаторе парЫ сжижаются за счёт отвода теплоты (самогонщикам этого ещё не знать!!).

После компрессора фреон максимально горячий его нужно направлять на кипячение куба, чтоб минимизировать площадь теплообменника.Kotische, 18 Нояб. 18, 01:03

И зачем его минимизировать? Каким боком это к нашим задачам?

После того как фреон отдал большую часть тепла браге (за счет фазового перехода конденсации) в нем всё ещё остается избыток тепла который нужно сбросить в атмосферуKotische, 18 Нояб. 18, 01:03

Вот она квинтэссенция!, но тут же совсем непонятное

но если просто подать фреон в радиатор получим "короткое замыкание"Kotische, 18 Нояб. 18, 01:03

это нужно как-то прокомментировать, я не понимаю.

Нужно значит после куба но до воздушного радиатора поставить ТРВ или дроссель, чтоб в кубовом радиаторе фреон конденсировался при высоком давлении, а в воздушном радиаторе при более низком, или радиатор обдувать вентилятором с управляемыми от термометра или манометра оборотами. После этого ещё один ТРВ и дальше холодный теплообменник в котором фреон кипит при минусовой температуре...Kotische, 18 Нояб. 18, 01:03

Свалил всё в кучу, но самое главное сказал, усложнять тут нет никакой необходимости и это ступенчатое понижение ни к чему, а вот это

радиатор обдувать вентилятором с управляемыми от термометра или манометра оборотами.Kotische, 18 Нояб. 18, 01:03

ГЛАВНОЕ. и после раздумий создатель навёл на правильные умозаключения

ЗЫ: подумал-подумаал, и пришел к выводу что всё плохо! Нормально регулировать по фреону не получится! Регулировать УСТОЙЧИВО можно только меняя интенсивность обдува атмосферного радиатора.Kotische, 18 Нояб. 18, 01:03

Дальше опять бес попутал, о каких-то двух радиаторах, слежении за уровнем фреона (как это в реале??) и совсем уже печальное 

Вобщем гимор.Kotische, 18 Нояб. 18, 01:03

Какой гимор?, в каком месте? Спрашивайте, буду отвечать в меру моей распущенности. Проблески понимания есть, значит получится.

Тут уже предлогалась красивая идея - бочку с водой морозить.Kotische, 18 Нояб. 18, 01:29

И кстати это работает, но есть один нюанс - лед намерзающий на трубу испарителя ухудшает теплообмен , падает давление на всасе и как следствие мощность нагнетания, противоточный теплообменник по фреону немного сглаживает ситуацию, на мой взгляд оптимальным местом установки отбора лишнего тепла являетя кожухотрубный теплообменник перед холодильником на отдельном ТН , попробую изобразить...