Фреонка - тепловой насос для вакуумной дистилляции

Разговор как бы пока ниочем, и вопрос (для того, чтобы начать практические шаги) всего один
Сколько тепла выделяется при охлаждении фреонов с 90 до 60 градусов?
И сколько тепла выделяется при охлаждении с 60 до 45, конденсации и охлаждении с 45 до 30?
Ответа я так и не дождался, а все эти умные фразы я читал в интернете.

К примеру, о холоде и теплоте.

Компрессор не греет и не нагревает — он переносит энергию. С одного конца ее берет и тащит в другой. Затрачивая на выполнение этой работы энергию из электросети. Фишка в том, что затраченная энергия меньше той, которая в итоге доставлена «в другой конец» — это и обьясняет волшебство кпд выше ста процентов.
И тепла больше, чем холода именно поэтому.

Что касаемо подогрева холодной воды то это глупость с энергетической точки зрения. Потому что избыток энергии на теплом конце мы не уменьшим, а кпд системы будем только уменьшать, портя то, что сделал компрессор.

Ладно, продолжаю продолжать.

И в первом и во втором вопросе дельта температур 30С
Очевидно, что энергии выделится поровну! Уже кпд в два раза снижается((
Во втором случае добавляется энергия фазового перехода.
Какая она, можно конечно нагуглить в нете. Но я подозреваю, что она немалая — соответственно, прихожу к выводу, что фазовый переход необходимо совершать в чилере, а не в воздушном теплообменнике.
Хотя...пойду—ка я погуглю.

Добавлено через 27мин.:

вот как я это представляю

попробую изготовить

Вот, из книжки
Скрытые теплоты парообразования

- для воды при 100ºC – 2257 кДж/кг
• для аммиака при -15ºC- 1313 кДж/кг
• для аммиака при 30ºC- 1144 кДж/кг
• для фреона 22 при -15ºC - 216 кДж/кг
• для фреона 22 при 30ºC- 177 кДж/кг
• для фреона 407С при 30ºC 185 кДж/кг
• для фреона 410А. при 30ºC 186 кДж/кг

А вот что я нарыл для того, чтобы посчитать мне нужное
Офигенская программа, данные бьются с таблицей из книжки

http://obscurityway.blogspot.com/2016/02/blog-post.html

начать практические шагиигорь223, 18 Нояб. 18, 09:22

1. Позвать холодильщика (грамотного)
2. Из мобильного кондиционера эвакуировать R410 и заправить R290 (пропан)
3. Погрузить оба теплообменника в те же ёмкости и включить.
4. Фиксировать через каждые 10 минут: температуру жидкостей (воды),температуру окружающей среды, температуру всасывающего и нагнетательного трубопроводов,т-ру корпуса компрессора, давление на низкой и высокой сторонах, ток.
  Если непонятно что как сделать-задавайте вопросы.
  Холодильщика надо спросить может ли он построить цикл в i-d диаграмме, если да, пусть и это сделает. Это для начала. Результаты в студию.

Итак, берем один килограмм 22-го фреона и условия нашей задачи.
Теплоемкость сильно меняется с температурой, как выяснилось))) поэтому чтобы не возиться буду грубо считать, усредняя аж по 10С

Исходные данные

Теплота, выделяемая при фазовом переходе на 45С 160,5кДж (на килограмм)

изобарная теплоемкость (Дж/кг*К)

90С 4956
80  2256
70  1576
60  1279
50  1106
40  989
30  903

Итак, выходит что при остывании с 90 до 80 выделяется 36075 Дж

90-80 36075
80-70 19160
70-60 14275

Итого в теплообменник с горячей водой уйдет с кило фреона 69,5 кДж

Считаем второй теплообменник, с которого сдувается в воздух энергия

60-50  11925
50-40  10475
40-30  9460
Итого 31,8 кДж
И вот к этим килоджоулям добавляется еще 160.5кДж фазового перехода...

Имеем
Полезный теплообменник 69,5 кДж
Бесполезный теплообменник 192.3 кДж

В 2.8 раза!!! больше энергии в отходы уходит, чем приносит нам пользу

То есть. Без учета теплопотерь, к примеру
по холоду имеем 3кВт
по теплу могли бы иметь 3кВт плюс компрессор добавляет скажем 1.3кВт, то есть 4.3 кВт
А по факту получим 1.5кВт в горячую воду и 2,8 кВт в воздух.
То есть ТЭНом будем вынуждены догревать еще 1.5кВт, и общее потребление будет у нас 1.5+1.3=2.8кВт (без учета мощности насосов подачи жидкостей в систему дистилляции) 

Сравниваем.

При схеме чилер-нагрев куба я сейчас трачу 3кВт на нагрев и 1.3кВт на охлаждение. Итого 4.3кВт

При схеме кривой ТН буду тратить 2.8кВт Выигрыш по энергии в полтора раза

При схеме правильный ТН цифра видится 1.3кВт Выигрыш по энергии у чилера в 3,3 раза, у кривого ТН в 2,15 раза.

Какой вывод в моем часовом тыканье в гугле и в калькуляторе? (привет Котищу, которого я ждал два дня)))

Из мобильного кондиционера эвакуировать R410 и заправить R290 (пропан)просто хол, 18 Нояб. 18, 10:48

Смотрим
При 65С
Давление у 22 фреона 27Бар
у 410-го 42 (высоковато, блин(((
У пропана 23.5 Бар

При этом
теплоемкость у 22-го 3кДж
теплота парообразования 245кДж
 
У пропана в этой же точке
теплоемкость 1.4кДж
Теплота парообразования 132кДж

Вопрос - зачем мне использовать хладон, который в два с лишним раза менее эффективен, чем доступный 22-й?

зачем мне использовать хладон, который в два с лишним раза менее эффективен, чем доступный 22-йигорь223, 18 Нояб. 18, 11:11

 . Пропан можно сразу заправить в систему, где до этого был озоноопасный хладагент. Как показали исследования, в этом случае теряется до 10% холодопроизводительности, если в системе ранее был R22 отсюда https://sites.google.com/.../hladagent-r290  Всего 10%. Наша задача уменьшить нагрузку на компрессор , имея при этом нужную нам температуру конденсации. Ну а R290 сейчас и доступнее и дешевле.
Ещё из этой статьи: Пропан применяют и в тепловых насосах. В Лиллехаммере (Норвегия) работает тепловой насос на пропане мощностью 45 кВт с полугерметичным компрессором и пластинчатыми теплообменниками. В системе теплового насоса масса пропана чуть больше 1 кг
 Дописываю....опередил. О пожароопасности. Если мы запрвляем в систему, расчитанную на 410-й агент, то сомнений в прочности аппарата быть не должно. Сейчас многие производители климатической техники применяют пропан.

Оттуда же

Пропан применяют и в тепловых насосах. В Лиллехаммере (Норвегия) работает тепловой насос на пропане мощностью 45 кВт с полугерметичным компрессором и пластинчатыми теплообменниками. В системе теплового насоса масса пропана чуть больше 1 кг, оборудование находится в отдельном здании. По мнению специалистов, контроль за пожароопасностью возможен.

)))

Добавлено через 5мин.:

Допустим, что мы с тобою собрались курочить сплит, работавший на 410м Фреоне
При 45С видим
Давление 27Бар
Теплоемкость 2.1 кДж/кг*К
Теплота конденсации 148rL;/ru

Нам нужно заменить теплоноситель, чтобы получить приемлемые давление и теплоты на 65С (предполагаемой точке конденсации фреона в теплообменнике накопителя).
Так?

Добавлено через 6мин.:

Ацетон кстати подходит)))

Нам нужно заменить теплоноситель, чтобы получить приемлемые давление и теплоты на 65С (предполагаемой точке конденсации фреона в теплообменнике накопителя).
Так?игорь223, 18 Нояб. 18, 11:39

  Так, только не теплоноситель(вода, тосол), а хладагент. 410-из системы, 290-в систему.

Хладагент тоже теплоноситель. Он тепло и переносит из угла в угол...впрочем, это неважно.
290-й я заправлять точно не буду, а вот 22-й или 407-й попробую. По крайней мере я теперь точно понимаю, что холодильщик должен контролировать в системе при запуске. А уж потом попробую дать нагрузку.

Спасибо за советы!
))

Ацетон кстати подходит)))игорь223, 18 Нояб. 18, 11:39

для чего??

В физике нет понятия "холод", это фигура речи не более.просто хол, 18 Нояб. 18, 08:57

Да я как бы вкурсе  ;D
Если совсем в буквоедство удариться, можно дойти до того что отрицательных чисел в природе не существует.

Дальше опять бес попутал, о каких-то двух радиаторах, слежении за уровнем фреона (как это в реале??) и совсем уже печальноепросто хол, 18 Нояб. 18, 08:57

Смотри, в горячем теплообменник мы имеем жидкий фреон с температурой 65°С, и его подаем в капилляр, а имхо его лучше доохладить до комнатной температуры, а лучше ещё ниже, в этом случае не будет зря расходоваться энергия фазового перехода на компенсацию теплотв содержащейся в теплоемкости горячего фреона.

а лучше ещё нижеKotische, 18 Нояб. 18, 12:40

Скинуть в воздух лишнее конечно необходимо, но как без затрат "доохладить ниже комнатной"?

В противоточном теплообменнике, остатками "высокотемпературного холода" парами фреона после холодного теплообменника. Фазовый переход энергию уже забрал, но пары фреона ещё холодные, и можно ими слегка охладить жидкий фреон.

могжно ими слегка охладить жидкий фреонKotische, 18 Нояб. 18, 13:07

тогда "газообразный фреон" дополнительно "слегка нагреется" и компрессору придется чуть труднее Выигрыш пропадает.

это нужно как-то прокомментировать, я не понимаю.просто хол, 18 Нояб. 18, 08:57

Идея в нулевом тепловом сопротивлении вдоль тепловой трубки. Если есть два теплообменника соединенные напрямую без дросселя, то в них будет одинаковое давление и фреон будет кипеть при одинаковой температуре. Не получится отдать часть тепла в одном теплообменнике а часть в другом. Фреон будет кипеть и отдавать тепло  только в том теплообменнике где температура ниже/выше, а во втором теплообменнике он кипеть вообще не будет и соответственно теплообменник работать вообще не будет.
По этому регулировать получится только управляя оборотами вентилятора, но не делением фреона.

компрессору придется чуть труднее Выигрыш пропадает.Тимур, 18 Нояб. 18, 13:12

Как раз таки наоборот! Перепад давлений на компрессоре уменьшится и компрессору станет чуточку легче. 

Перепад давлений на компрессоре уменьшитсяKotische, 18 Нояб. 18, 13:17

чой-то? Подогретый газообразный фреон будет иметь более высокое давление

Добавлено через 3мин.:

Фреон будет кипеть и отдавать тепло  только в том теплообменнике где температура ниже/вышеKotische, 18 Нояб. 18, 13:15

Я так понимаю, что фреон вскипает один раз, а потом уже, газообразный, на холодной стороне системы собирает тепло по всей длине до компрессора. Ты предлагаешь его как-то два раза кипятить?

Подогретый газообразный фреон будет иметь более высокое давлениеТимур, 18 Нояб. 18, 13:20

Да. Ииииии... ?
Это более высокое давление будет на ВХОДЕ в компрессор.

Хуже то что ОБЪЕМ паров возрастет.

Да. Ииииии... ?Kotische, 18 Нояб. 18, 13:25

А если на вход компрессора подать фреон с той-же температурой, что и на выходе? Как себя компрессор поведет?