Очень популярная тема (более 25 ответов) Разработка каскадной установки -70°С (число прочтений - 4098 )
R666A
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 22
Местоположение: Харьков
Зарегистрирован: 28.05.2012
Разработка каскадной установки -70°С
06.03.2017 :: 17:32:23
Функции поста
Здравствуйте, уважаемые коллеги.

1. Заказчик поставил задачу разработать холодильную машину для вымораживания влаги из потока при вакуумировании высоковольтных трансформаторов, дающую приблизительно -70°С на поверхности испарителя.
Было решено сделать каскадную ХМ на фреонах R404A/R23.

2. Я перелопатил весь этот раздел и еще много чего на просторах интернета. В результате чего составил схему установки (пока без элементов управления и автоматики) и приблизительно рассчитал основные параметры (используя Solkane 6.0). Здесь хочется отдельно поблагодарить ув. БОБР и ув. ref за полезные выкладки и расчеты!

3. Изначально хотел сделать нижний каскад (НК) на капиллярке для упрощения и удешевления конструкции. Но в виду не совсем прогнозируемой нагрузки на испаритель все-таки решил использовать ТРВ. Для управления вентилятором воздушного конденсатора верхнего каскада и десуперхитера НК планирую использовать "фазорезку". Управление фазорезкой: по давлению - для ВК (типа Alco FSY42S), по температуре - для НК (типа Eckerle EFC-2A). Предполагаю использовать десуперхитер с достаточным запасом для обеспечения нормального функционирования НК при выходе на режим. НК предполагается включать (либо по температуре, либо по давлению) по достижению температуры -34°С в испарителе ВК.

ВОПРОСЫ:
1.) Во всех случаях, встреченных мной, оба компрессора были одинаковой производительности. В моих же расчетах производительность компрессора ВК 26см3 против 16см3 компрессора НК. ЧЯДНТ? Улыбка

2.) ТРВ в обоих каскадах необходимо использовать с МДР (MOP)?

3.) Необходимо ли делать запираемым расширительный бак (на схеме Expans.)? И зачем он развязан со всасыванием капилляркой?

4.) Где все-таки лучше поставить маслоотделитель: до или после десуперхитера?

5.) В виду непрогнозируемости нагрузки на испаритель как лучше регулировать работу НК, чтобы не «задолбать» компрессор частыми старт/стопами? Думаю, соленоид байпасса с нагнетания на всасывание здесь не подойдет во избежание высоких температур нагнетания.

6.) Можно ли организовать безопасное оттаивание горячим газом (естественно без применения 4хх клапана)? В паре встреченных мною схем из паспортов реальных установок был просто соленоид с нагнетания на вход испарителя через импровизированный дроссель.

Думаю, это еще не все вопросы Улыбка

Прилагаю файлы со схемой и расчетами. Хотелось бы услышать конструктивную критику.

P.S. Если что, не судите строго, т.к. до этого я работал только с комфортным холодом  Улыбка
  
Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links) ( 46 KB | Загрузки )
Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links) ( 212 KB | Загрузки )

"Мое мнение, что Дайкин разводит не только юзеров, но сервисников." (с) air_wave
Наверх
 
IP записан
 
БОБР
Координатор
Член клуба
Холодильщик
*
Отсутствует


иНЖеНЕР

Сообщений: 3632
Местоположение: Екатеринбург
Зарегистрирован: 10.04.2009
Пол: Мужской
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #1 - 06.03.2017 :: 18:36:11
Функции поста
R666A писал(а) 06.03.2017 :: 17:32:23:
Хотелось бы услышать конструктивную критику.

Слишком низкая температура нагнетания в точке 2 нижнего каскада. Ты в Solkane адиабатный КПД оставил "авто", на самом деле он значительно меньше и зависит от характеристик компрессора. В них учитываются работа на трения, косинус фи электродвигателя, степень сжатия и др. параметры. Этот же КПД повлияет на мощность "десуперхитера" или проще газоохладителя или предконденсатора, а он в свою очередь повлияет на требуемую холодопроизводительность верхнего каскада.
Для примера во вложении графики адиабатного КПД при конденсации 20бар(а). Два одинаковых компрессора только один - низкотемпературный, другой - среднетемпературный.
Желаю дальнейших успехов!
« Последняя редакция: 06.03.2017 :: 19:00:36 - БОБР »  

Печатаю одним пальцем Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
Наверх
IP записан
 
R666A
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 22
Местоположение: Харьков
Зарегистрирован: 28.05.2012
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #2 - 06.03.2017 :: 19:03:57
Функции поста
БОБР писал(а) 06.03.2017 :: 18:36:11:
Слишком низкая температура нагнетания в точке 2 нижнего каскада. Ты в Solkane адиабатный КПД оставил "авто", на самом деле он значительно меньше и зависит от характеристик компрессора. В них учитываются работа на трения, косинус фи электродвигателя, степень сжатия и др. параметры. Этот же КПД повлияет на мощность "десуперхитера" или проще газоохладителя или предконденсатора, а он в свою очередь повлияет на требуемую холодопроизводительность верхнего каскада.
Для примера во вложении графики адиабатного КПД при конденсации 20бар(а). Два одинаковых компрессора только один - низкотемпературный, другой - среднетемпературный.
Желаю дальнейших успехов!


Благодарю!
Да, считал в Solkane 6. Реальные адиабатные КПД, я так понимаю, нигде не приводятся?
Получается, в основном этот факт и объясняет то, что компрессор НК "дорастает" по объемной производительности до компрессора ВК?

upd
Хм-м, посчитал в Solkane с меньшим кпд - увеличились только мощности конденсатора и двигателя, а также нагнетание перевалило за 100  Нерешительный
« Последняя редакция: 06.03.2017 :: 19:40:37 - R666A »  

"Мое мнение, что Дайкин разводит не только юзеров, но сервисников." (с) air_wave
Наверх
 
IP записан
 
reff
Координатор
Член клуба
---
Холодильщик
*
Отсутствует


инженер по холодильному
оборудованию

Сообщений: 4355
Местоположение: Ярославль
Зарегистрирован: 01.05.2003
Пол: Мужской
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #3 - 06.03.2017 :: 19:55:39
Функции поста
Адиабатный это только к циклу относится и хладагенту и является составляющей коэффициента подачи. Мы тут где то его рассчитывали , исходя из данных различных производителей компрессоров.  Но давненько это было, году так 2012. Там и программам в екселе была
  
Наверх
 
IP записан
 
БОБР
Координатор
Член клуба
Холодильщик
*
Отсутствует


иНЖеНЕР

Сообщений: 3632
Местоположение: Екатеринбург
Зарегистрирован: 10.04.2009
Пол: Мужской
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #4 - 06.03.2017 :: 19:58:40
Функции поста
R666A писал(а) 06.03.2017 :: 19:03:57:
Хм-м, посчитал в Solkane с меньшим кпд - увеличились только мощности конденсатора и двигателя, а также нагнетание перевалило за 100  Нерешительный

Это, наверно, без рекуператора, с ним еще выше будет. Какой конкретно компрессор выбрал для своей системы?
  

Печатаю одним пальцем Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
Наверх
IP записан
 
БОБР
Координатор
Член клуба
Холодильщик
*
Отсутствует


иНЖеНЕР

Сообщений: 3632
Местоположение: Екатеринбург
Зарегистрирован: 10.04.2009
Пол: Мужской
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #5 - 06.03.2017 :: 20:19:42
Функции поста
reff писал(а) 06.03.2017 :: 19:55:39:
Адиабатный это только к циклу относится и хладагенту и является составляющей коэффициента подачи. Мы тут где то его рассчитывали , исходя из данных различных производителей компрессоров.  Но давненько это было, году так 2012. Там и программам в екселе была

Не помню такого, косинус фи хотели учесть, но этого мало, тема: Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
Я сделал по пяти точкам, линия тренда получается с большой погрешностью, разбил участки на два с "перекрещиванием" графиков - функцией "или-или" расчет проводился ближе к точке максимального КПД. То что считал работает, достоверность или погрешность не могу проверить по причине загруженности в офисе.
PS Скучаю по монтажу и наладке!
« Последняя редакция: 06.03.2017 :: 20:20:55 - БОБР »  

Печатаю одним пальцем Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
Наверх
IP записан
 
R666A
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 22
Местоположение: Харьков
Зарегистрирован: 28.05.2012
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #6 - 06.03.2017 :: 20:54:08
Функции поста
reff писал(а) 06.03.2017 :: 19:55:39:
Адиабатный это только к циклу относится и хладагенту и является составляющей коэффициента подачи. Мы тут где то его рассчитывали , исходя из данных различных производителей компрессоров.  Но давненько это было, году так 2012. Там и программам в екселе была


Да, я это все уже "скурил" Круглые глаза И excel Ваш качнул и слегка модифицировал, объединив с полиномными экспериментами ув. KryoM

БОБР писал(а) 06.03.2017 :: 19:58:40:
Это, наверно, без рекуператора, с ним еще выше будет. Какой конкретно компрессор выбрал для своей системы?


У меня в обоих контурах - рекуператоры.
Компрессоры Aspera/Embraco:
ВК - NJ2192GK (26,11см3)
НК - NEK2172GK (16,8см3)
  

"Мое мнение, что Дайкин разводит не только юзеров, но сервисников." (с) air_wave
Наверх
 
IP записан
 
reff
Координатор
Член клуба
---
Холодильщик
*
Отсутствует


инженер по холодильному
оборудованию

Сообщений: 4355
Местоположение: Ярославль
Зарегистрирован: 01.05.2003
Пол: Мужской
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #7 - 06.03.2017 :: 21:08:48
Функции поста
Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
  
Наверх
 
IP записан
 
R666A
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 22
Местоположение: Харьков
Зарегистрирован: 28.05.2012
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #8 - 06.03.2017 :: 21:23:54
Функции поста
reff писал(а) 06.03.2017 :: 21:08:48:
Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)


Спасибо, я там уже бывал ))
Попробую еще пересчитать по Вашей методике для 2х точек. В моих расчетах использовалась "секретная" формула  Класс
  

"Мое мнение, что Дайкин разводит не только юзеров, но сервисников." (с) air_wave
Наверх
 
IP записан
 
БОБР
Координатор
Член клуба
Холодильщик
*
Отсутствует


иНЖеНЕР

Сообщений: 3632
Местоположение: Екатеринбург
Зарегистрирован: 10.04.2009
Пол: Мужской
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #9 - 07.03.2017 :: 05:38:00
Функции поста
БОБР писал(а) 06.03.2017 :: 18:36:11:
в Solkane адиабатный КПД оставил "авто", на самом деле он значительно меньше и зависит от характеристик компрессора

R666A писал(а) 06.03.2017 :: 20:54:08:
НК - NEK2172GK (16,8см3)

Попробуем помочь.
Параметры нижнего каскада -70/-21°C, давление 1,95/14,02бар(а), что соответствует параметрам R404a -31/+30°С. К сожалению программа Embraco ограничивает конденсации до +35°С, но принцип поймешь.
При -31/+35 массовый расход компрессора NEK2172GK G=15.94кг/ч=0,00443кг/сек, энергопотребление N=0,478кВт (вложение).
При этих параметрах, по диаграмме p-h для R404, определяем работу на адиабатическое сжатие. Разница энтальпий r=h2s-h1=399.19-354.84=44.35кДж/кг.
Работа на ад. сжатие Qa=G*r=0.00443*44.35=0.196кДж/сек(кВт).
Адиабатный КПД=Qa/N=0.196/0.478=0.411.
Вставляем ад. КПД в Solkane, получаем температуру нагнетания +120°С, далее:
R666A писал(а) 06.03.2017 :: 20:54:08:
в обоих контурах - рекуператор

Дополнительный перегрев на рекуператоре -34-(-64)=28°К, вставляем в Solkane, получаем температуру нагнетания 163°С.
По этой причине применение рекуперативного теплообменника в НК нежелателен!

Производительность газоохладителя Qг.
Охлаждаем газ с +163° до +35° = 128°К
r=h2-h3=507.43-392,94=114,49кДж/кг
Qг=r*G=114,49*0.00443=0.507кВт
« Последняя редакция: 13.03.2017 :: 14:14:39 - БОБР »  
Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links) ( 91 KB | Загрузки )

Печатаю одним пальцем Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
Наверх
IP записан
 
R666A
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 22
Местоположение: Харьков
Зарегистрирован: 28.05.2012
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #10 - 07.03.2017 :: 08:02:08
Функции поста
Спасибо! Доберусь до компа - покурю более основательно.
P.S. Странно, но во всех схемах из мануалов на лари Sanyo и в большинстве литературы рекуператоры есть
  

"Мое мнение, что Дайкин разводит не только юзеров, но сервисников." (с) air_wave
Наверх
 
IP записан
 
БОБР
Координатор
Член клуба
Холодильщик
*
Отсутствует


иНЖеНЕР

Сообщений: 3632
Местоположение: Екатеринбург
Зарегистрирован: 10.04.2009
Пол: Мужской
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #11 - 07.03.2017 :: 09:45:42
Функции поста
R666A писал(а) 07.03.2017 :: 08:02:08:
P.S. Странно, но во всех схемах из мануалов на лари Sanyo и в большинстве литературы рекуператоры есть

Ничего странного, установленные компрессоры имеют линию охлаждения масла, по этой причине температура нагнетания в конечной точке сжатия гораздо ниже теоретической, но это другая история...
  

Печатаю одним пальцем Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
Наверх
IP записан
 
R666A
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 22
Местоположение: Харьков
Зарегистрирован: 28.05.2012
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #12 - 13.03.2017 :: 12:21:22
Функции поста
БОБР писал(а) 07.03.2017 :: 05:38:00:
Попробуем помочь.
Параметры нижнего каскада -70/-21°C, давление 1,95/14,02бар(а), что соответствует параметрам R404a -31/+30°С. К сожалению программа Embraco ограничивает конденсации до +35°С, но принцип поймешь.
При -31/+35 массовый расход компрессора NEK2172GK G=15.94кг/ч=0,00443кг/сек, энергопотребление N=0,478кВт (вложение).
При этих параметрах, по диаграмме p-h для R404, определяем работу на адиабатическое сжатие. Разница энтальпий r=h2s-h1=399.19-354.84=44.35кДж/кг.
Работа на ад. сжатие Qa=G*r=0.00443*44.35=0.196кДж/сек(кВт).
Адиабатный КПД=Qa/N=0.196/0.478=0.411.
Вставляем ад. КПД в Solkane, получаем температуру нагнетания +120°С, далее:
Дополнительный перегрев на рекуператоре -34-(-64)=28°К, вставляем в Solkane, получаем температуру нагнетания 163°С.
По этой причине применение рекуперативного теплообменника в НК нежелателен!

Производительность газоохладителя Qг.
Охлаждаем газ с +163° до +35° = 128°К
r=h2-h3=507.43-392,94=114,49кДж/кг
Qг=r*G=114,49*0.00443=0.507кВт


Только добрался до расчётов  Круглые глаза
Ув. БОБР, Ваше *.pdf вложение почему-то не загружается  Смущённый Но с принципом я разобрался. В Solkane 1-2s - идеальное изоэнтропическое сжатие, 1-2 - реальное с некоторым КПД.

Вопрос. Поскольку ад. КПД зависит от показателя адиабаты газа и для R23 он естественно будет другим, как быть с вычислением реального ад. КПД, т.к. программы/таблицы от производителя указывают информацию только для обычных фреонов типа 404А? Да и температурный диапазон ограничивается кипением -40°С  Озадачен

upd

Вошел в ступор, когда ознакомился с Test conditions EN 12900, например, которые используются в онлайн подборе Embraco. Как всасываемый газ может перегреваться до +20°С, если в камере - -20°С, например?  Ужас
« Последняя редакция: 13.03.2017 :: 12:32:47 - R666A »  

"Мое мнение, что Дайкин разводит не только юзеров, но сервисников." (с) air_wave
Наверх
 
IP записан
 
mаks77
Координатор
Холодильщик
Член клуба
*
Отсутствует


Похож на инженера по холодильному
оборудованию

Сообщений: 6762
Местоположение: С-Пб
Зарегистрирован: 01.05.2006
Пол: Мужской
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #13 - 13.03.2017 :: 12:41:28
Функции поста
R666A писал(а) 13.03.2017 :: 12:21:22:
...Как всасываемый газ может перегреваться до +20°С, если в камере - -20°С, например?  Ужас

Например, в регенеративном теплообменнике.
  

Вы нуждаетесь в Вход или Зарегистрирутесь to view media files and links)
Наверх
 
IP записан
 
R666A
Активный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 22
Местоположение: Харьков
Зарегистрирован: 28.05.2012
Re: Разработка каскадной установки -70°С
Ответ #14 - 13.03.2017 :: 13:04:13
Функции поста
mаks77 писал(а) 13.03.2017 :: 12:41:28:
Например, в регенеративном теплообменнике.


Теоретически да. А на практике? Допустим, в бытовом холодильнике, где РТО нет, вроде бы. Или есть?

Я к чему, вообще. Зачем давать условия, которые относительно далеки от реальности?
« Последняя редакция: 13.03.2017 :: 13:07:18 - R666A »  

"Мое мнение, что Дайкин разводит не только юзеров, но сервисников." (с) air_wave
Наверх
 
IP записан