1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10/10 10,00оценок: 4

Геозонд по принципу термосифона (тепловой трубки)

Тема в разделе "Геотермальные тепловые насосы", создана пользователем Александр_Серг, 16.02.12.

  1. Pop70
    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245

    Pop70

    Живу здесь

    Pop70

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245
    Адрес:
    Новосибирск
    Ещё добавлю.
    Возьмите пузырёк со спиртом, залитый под самый обрез горлышка в руку и подуйте на него.
    А теперь то же самое, но только несколько капель спирта на раскрытую лодонь (в которой Вы держали пузырёк со спиртом).
    В первом случае ничего не почуствуете, во втором руке заметно похолодает.
    Почему?
    Потому, что площадь испарения отличется на порядок. Той самой границы раздела сред. А площадь теплообмена с рукой не изменилась.
    Больше площадь - интенсивнее испарение.
    Когда дуем, то уносим пар, освобождая место для новой порции. В предложенном испарителе, этим будет заниматься компрессор, откачивая пар от границы сред по всей длине зонда.
     
  2. Elprog
    Регистрация:
    11.07.12
    Сообщения:
    2.122
    Благодарности:
    1.422

    Elprog

    Живу здесь

    Elprog

    Живу здесь

    Регистрация:
    11.07.12
    Сообщения:
    2.122
    Благодарности:
    1.422
    Адрес:
    Москва
    Тогда скорее нужно сделать капиллярную поверхность по внутренней стороне наружной трубы и насытить эти капилляры жидкой фазой. А в середине газовая фаза будет сама существовать, ей труба не нужна.
    Получаем мелкопористое покрытие по внутренней стороне, как в тепловых трубках.
    Подозреваю, что на коленке такое покрытие в трубе не сделать.
    Может, как вариант, синтетическая/металлическая оплетка на длинной пружине. Пружину растянули- засунули в трубу - отпустили. Оплетка плотно прилегает к стенкам. А в середине для газа труба не очень то и нужна, давление газа и без неё будет практически одинаково по длине.
     
    Последнее редактирование: 22.10.18
  3. musienkoalex
    Регистрация:
    29.09.14
    Сообщения:
    226
    Благодарности:
    123

    musienkoalex

    Живу здесь

    musienkoalex

    Живу здесь

    Регистрация:
    29.09.14
    Сообщения:
    226
    Благодарности:
    123
    Одна беда, - это уже не залитый испаритель. На дне зонда (в газовой трубке) будет собираться невозвращаемое масло, ИМХО.
    Разве только во время остановки компрессора зонд будет полностью затапливаться и масло будет всплывать, но это точно должно работать только с R22 при рабочих температурах испарителя (плотность масла меньше плотности R22). С другими хладонами не знаю.

    Примерно такой я вижу конструкцию ТС с фитилем. Она действительно решает проблему смачиваемости стенок (равномерный теплообмен по всей длине) и гидростатического давления (зонд не залитый, отсутствует выраженный градиент температур кипения по длине). Но как практически реализовать качественный фитиль на длине десятков метров, - не очень представляю.
    Искал и не нашел информации по смачиваемости материалов хладонами. К примеру, будет ли смачивать геоткань R290 или R22? А металлическую сетку? Если нет, то фитиль будет работать совсем не так как ожидалось.
     
    Последнее редактирование: 23.10.18
  4. Pop70
    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245

    Pop70

    Живу здесь

    Pop70

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245
    Адрес:
    Новосибирск
    Насчёт смачиваемости - надо пробовать.
    А насчёт пружины и плотного прижатия - не уверен, что на такой длине фреон можно пропихнуть до дна чисто по фитилю. наверху его поток приличный - потечёт и оторвётся газовым потоком.
    Вот с маслом - да. вытаскивать масло снизу непросто - поток газов у дна ещё никакой, и "дно" будет сдвигаться вверх по мере заполнения маслом.
     
  5. Elprog
    Регистрация:
    11.07.12
    Сообщения:
    2.122
    Благодарности:
    1.422

    Elprog

    Живу здесь

    Elprog

    Живу здесь

    Регистрация:
    11.07.12
    Сообщения:
    2.122
    Благодарности:
    1.422
    Адрес:
    Москва
    Для гарантированного решения проблемы масла нужен ещё один ПТО. Если разделить контура тепловой трубки и компрессора промежуточным ПТО, проблемы не будет.
     
  6. Pop70
    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245

    Pop70

    Живу здесь

    Pop70

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245
    Адрес:
    Новосибирск
    Кроме технологической проблемы "как сделать" - ещё и проблема как необходимые объёмы жидкости пропихнуть через такую поверхность до самого низа. Капилляр - хорошо на длине сантиметров-десятков сантиметров максимум. А на десятках метров уже всё.
    Наверху получаются слишком большие потоки и пара, и жидкости, чтобы работало в таком виде.
     
  7. Pop70
    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245

    Pop70

    Живу здесь

    Pop70

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245
    Адрес:
    Новосибирск
    Тогда, теряем преимущество DX, и получаем лиший теплообменник со своими потерями в несколько градусов. И получаем назад проблемы "чисто тепловой трубки", которая на такой длине тоже имеет потери и ограничения на скорость газов.
    Я вот подумал... А что если в моей конструкции ещё и жидкость во внешний контур подавать снизу?
    Надо попробовать капилляр посчитать из разного диаметра - может, его по наружке газовой трубки, под "изоспаном" вниз пропустить.
    Тогда, свежим фреоном масло будет на верх выталкивать постепенно - в зону бОльших скоростей газа, откуда уже "пылью" можно выносить
     
    Последнее редактирование: 23.10.18
  8. Elprog
    Регистрация:
    11.07.12
    Сообщения:
    2.122
    Благодарности:
    1.422

    Elprog

    Живу здесь

    Elprog

    Живу здесь

    Регистрация:
    11.07.12
    Сообщения:
    2.122
    Благодарности:
    1.422
    Адрес:
    Москва
    Спец материалы для капилляра обещают возможность подачи жидкости на несколько метров вверх.
    http://itp.uran.ru/kpm.htm
    Вниз жидкость легко сама пойдет.
     
  9. Pop70
    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245

    Pop70

    Живу здесь

    Pop70

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245
    Адрес:
    Новосибирск
    Вопрос как с насосами - несколько метров при нулевом расходе или несколько литров при нулевой высоте :) Посередине - это несколько капель на десятки сантиметров. А нам нужен и расход, и перепад. Насос можно подобрать, а с капиллярами...
     
  10. Elprog
    Регистрация:
    11.07.12
    Сообщения:
    2.122
    Благодарности:
    1.422

    Elprog

    Живу здесь

    Elprog

    Живу здесь

    Регистрация:
    11.07.12
    Сообщения:
    2.122
    Благодарности:
    1.422
    Адрес:
    Москва
    Вниз то сколько угодно и без насоса.
     
  11. Pop70
    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245

    Pop70

    Живу здесь

    Pop70

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245
    Адрес:
    Новосибирск
    Сколько угодно не получится. Лишнее всёравно по поверхности потечёт. Мокрую верёвку в стакан - и вниз. А потом стакан наклонять - практически сразу потечёт по верёвке снаружи быстрее, чем "внутри". Внутри что вверх, что вниз по скорости разница небольшая, но вниз нет ограничения по высоте.
    Да и вопрос по возврату масла остаётся открытым.
    Капилляр посчитать, я имел в виду капиллярную трубку вниз опустить, и фреон закачивать снизу. Тогда, масло во внешнем контуре будет вести себя как в "залитом" испарителе - постепенно, с ростом концентрации подниматься вверх, а потом эжектироваться в поток газа в газовой трубе и уноситься обратно в компрессор.
     
  12. musienkoalex
    Регистрация:
    29.09.14
    Сообщения:
    226
    Благодарности:
    123

    musienkoalex

    Живу здесь

    musienkoalex

    Живу здесь

    Регистрация:
    29.09.14
    Сообщения:
    226
    Благодарности:
    123
    Это относительно просто решается. Фитиль должен содержать внутри себя канал (ы). К примеру такой пирог: геоткань | металлическая сетка с ячейкой 1-2мм | геоткань. Хладон буде опускаться по сетке, смачивая геоткань.

    Все же думается рискованно применять такие фитили на DX. В каком-то месте хладон испарится, а вязкое масло останется и забьет все капилляры. Да, оно растворимо (или ограниченно растворимо) в хладоне, но как долго новая порция хдадона будет растворять масляную закупорку в фитиле?

    Ограничения по скорости газов в ТС при использовании фитиля будут значительно подвинуты, ИМХО.
    А проблемы гидростатического давления в вертикальных затопленных зондах в DX разве нет? Я вообще не понимаю как работают у 10метровых+ зондов нижние слои. Подозреваю что только на конвекции жидкой фазы хладона.
     
    Последнее редактирование: 23.10.18
  13. Pop70
    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245

    Pop70

    Живу здесь

    Pop70

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245
    Адрес:
    Новосибирск
    Поэтому (и не только, но ещё и из-за "плевания" жижей), я и не хочу залитый испаритель. И хочу газовую трубу до дна. Если "геоткань" или ещё какая мембрана справится с разделением сред, то получится испаритель с преимуществами залитого (теплообменная поверхность полностью покрыта жидкостью), но без его недостатков (гидростатическое давление, малая площадь границ сред, неустойчивое кипение, плевки жидкости)
     
  14. musienkoalex
    Регистрация:
    29.09.14
    Сообщения:
    226
    Благодарности:
    123

    musienkoalex

    Живу здесь

    musienkoalex

    Живу здесь

    Регистрация:
    29.09.14
    Сообщения:
    226
    Благодарности:
    123
    Только проблему возврата масла надежно не решить этой конструкцией. И наличие масла как второго компонента в жидкой фазе все усложняет. Его вязкость при низких температурах высока, сколько его налипнет на капиллярах?
    Поле таких ТС с теплообменниками выглядит надежней, позволяющим работу на большем диапазоне глубин и более масштабируемым в сравнении с DX.
     
  15. Pop70
    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245

    Pop70

    Живу здесь

    Pop70

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    03.06.13
    Сообщения:
    430
    Благодарности:
    245
    Адрес:
    Новосибирск
    При хорошем растворении масла во фреоне, эта проблема решается подачей жидкости туда, куда стремится масло, разбавляя его. Если фреон с маслом подавать снизу, то он будет мешать бесконечно наращивать концентрацию масла внизу, разбавлять, и выносить его выше, где оно будет концентрироваться и снова стекать вниз. В какой-то момент, получится "гейзер", но уже из концентрированного масла (если раньше не установится равновесие за счёт уноса потоком паров мелких капель масла). Вот этого-то гейзера я совсем и не боюсь, хоть вариант масляной пыли предпочтительнее. Т. е., при подаче жидкого хладагента снизу, исключён полный залив маслом испарителя, хоть в некотором количестве оно и будет там присутствовать.
    Чисто умозрительно это так выглядит. Как будет на практике - только пробовать.
    А капиллярность мне впринципе тут не очень нужна.
    Снаружи у меня "залитый испаритель", из которого по организванной границе сред откачивается пар по всей высоте. Будет мембрану забивать маслом - будет разбавлять его свежим хладагентом (не успевшим испариться "под" маслянной плёнкой) и уносить выше, пока не вымоет до состояния когда пар сможет пробиться. Т. е., условия для динамического равновесия есть (больше масла - лучше условия для его уноса - отрицательная обратная связь). Значит, должно где-то устаканиться.
     
    Последнее редактирование: 23.10.18