Обсуждение темы "FAQ Тепловые насосы. Вопросы и ответы", накопление материала

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Нет уж. Спиральник - это не поршневой насос, у него есть вполне конкретная степень сжатия. Так что все может быть.
И да, КПД что трехфазного, что однофазного двигателя (реально двух) через частотник будет примерно одинаковый. Условия работы двигателя - это не проблема.
Спираль - не поменять.
Да и ни о каких лабораторных условиях речи нет.
Это вполне мои условия с ПТО на 65квт в испаритель и протоком воды вплоть до 4 кубов, с водой проблем нет. Сейчас вместо ПТО труба в трубе, и то кипение в плюсе.
Конденсатор - труба в стене, по мере оштукатуривания дома температура конденсации падает, ибо растет теплоотдача. Думаю, устаканится на 30 градусах при комнатной 18. И это без теплого пола и приточного теплообменника, что позволит использовать менее 30 градусов конденсации 90% времени .

 

Я думаю, что более-менее реальные цифры в программе - это те цифры, которые меньше всего зависят от алгоритмов, заложенных туда программистами.
Это массовый расход, холодопроизводительность, потребляемый ток, в зависимости от выбранных рабочих температур или давлений.
Этому приходится верить, так как собственно для этого программа и создана - для подбора компрессора, именно по этим параметрам.

Но даже эти данные уже являются производными от основополагающих характеристик (с учётом коэффициента подачи, КПД механического, электрического и пр) - от описываемого объёма, частоты вращения, количества витков в обмотках электродвигателя, длины и диаметра применяемого провода, магнитной проницаемости железа сердечников, зазоров, линейных размеров и веса отдельных деталей, особенностей конструкции и прочих технических данных производителя, напрямую в характеристиках мотор-компрессоров не указанных.
Кроме разве, что указанного общего сопротивления обмоток, соединённых внутри звездой и тока LRA

Ну а такие параметры, как теплопроизводительность, потребляемая мощность, СОР и пр. являются уже производными от вышеуказанных производных, с учётом неафишируемых показателей, типа значений cosФ в зависимости от нагрузки и др.
А вот от чего там, в программе, зависит изоэнтропный КПД, вообще не ясно.

Верно ли понимается смысл изоэнтропного КПД компрессора?
Как-то больше по медицински звучит - "изоэнтропный"
Более академично будет в физическом контексте - "изоэнтропический", по аналогии с изотермическим, изохорическим, изобарическим, политропическим.
Хотя иногда говорят и изоэнтропийный.
Также говорят изохорный, изобарный, адиабатный, политропный, хотя не говорят изотермный или изотермийный, наверно это наводит мысли на баню, особенно если после бара.
Про хор молчу
Ладно, не суть.

Суть в том, что кроме изоэнтропного (изоэнтропического) КПД у компрессора есть ещё несколько характеристик, определяющих эффективность преобразования механической энергии приводного вала в нужное деяние.
Это и упоминавшийся не раз коэффициент подачи и механический КПД и индикаторный КПД (иначе иногда называемый адиабатическим)
Правда, стоит сказать, что коэффициент подачи явно на итоговый КПД не влияет, поэтому он и в отдельности не называется КПД.
Адиабатический же называется КПД, хотя роль его в различных процессах тоже запутанная
Ещё надо учесть характеристики эффективности устройства (электродвигателя в данном случае), приводящего в движение этот самый приводной вал, опять по новой - механический КПД, затем электрический с cosФ, тепловым нагревом обмоток, электромагнитные потери в окружающую среду и на нагрев железяк ротора и статора и пр. Даже шум механизмов несколько ватт отнимает, что они хуже динамиков, что-ли.
Если это между собой всё перемножить...

Нужному и полезному деянию всегда сопутствуют "неполезные" эффекты.
Чем этих неполезных эффектов меньше, тем выше общий КПД устройства.
Важно ещё, - что считать полезным, а что неполезным.
Что для электрической плитки полезно (преобразование электроэнергии в тепло) и идёт в повышение КПД эл. плитки, то для электродвигателя неполезно и из КПД вычленяется.
Даже для одного и того же устройства, но по разному применяемого, полезное и неполезное может меняться местами.
Если обычную лампу накаливания использовать по прямому назначению в качестве источника света, то полезный КПД всего 5%, а если использовать в качестве инфракрасного нагревательного прибора в прозрачном ящике, скажем в инкубаторе для яиц, то КПД 95%, остальные 5% - световые потери.

В случае с компрессором, нужное деяние - это сжатие газа с повышением его внутренней энергии и само собой нагревом в процессе этого повышения в соответствии с законами для идеального газа.
Неполезный эффект - это дополнительный нагрев (или даже охлаждение в некоторых случаях) нашего неидеального газа от контакта с нагретыми (или охлаждёнными) рабочими поверхностями компрессора, нагрев от трения внутри самого газа в процессе сжатия, трения деталей компрессора между собой и между газом и пр.
Так вот, изоэнтропный КПД компрессора показывает насколько параметры газа (давление, температура) в процессе сжатия отклоняются от так называемой изоэнтропы - условной линии с постоянной энтропией, характеризующей идеальное сжатие в идеальном компрессоре (или идеальное расширение в идеальном детандере).
То есть при изоэнтропном процессе меняется давление, температура, объём, плотность, теплоёмкость, энтальпия, теплопроводность и пр., но энтропия при этом должна оставаться постоянной.
Например, изоэнтропы обязательно присутствуют на известных холодильщикам диаграммах для хладагентов давление-энтальпия.
Изоэнтропный КПД не изменяет общий КПД теплового насоса по преобразованию электроэнергии в механическую, а затем механической энергии в повышение энергии газа, так как если голова компрессора теплоизолирована, а в ТН, как правило, теплоизолирована, то потерь тепла от компрессора в окружающую среду практически нет.
Но, естественно изоэнтропный КПД влияет на СОР системы, так как увеличивает и числитель и знаменатель формулы СОРа на одинаковую величину.
Увеличивается потребление, на эту же величину увеличивается теплопроизводительность и хотя всё тепло идёт в дело, СОР при этом несколько снижается, так как тепло произведено внутри компрессора, а не взято из внешнего источника.
В отличии от теплового насоса, в случае с холодильником или кондиционером - это уже будут явные потери, так как конденсатор кондиционера выбрасывает тепло в окружающую среду.

Естественно, один и тот же компрессор будет показывать разный изоэнтропный КПД на разных газах, если термодинамические характеристики газов различаются - это понятно по определению.
Также, один и тот же компрессор будет показывать разный изоэнтропный КПД на одном и том же газе, но при разных давлениях и температурах, так как термодинамические характеристики одного и того же газа при разных физических условиях, как правило, отличаются.
Но может показать и одинаковый КПД, в том случае, если изменение разных параметров взаимно компенсируют друг друга.
Кроме того, один и тот же компрессор, на одном и том же газе, при одинаковых давлениях-температурах иногда показывает разный изоэнтропный КПД.
Не сложно догадаться когда это происходит.
Когда условия для сжатия газа в компрессоре больше или меньше отличаются от идеальных.
Например, возьмём частоту вращения компрессора.
Чем больше частота, тем хуже должен быть изоэнтропийный КПД.
Потому, что уже по определению идеального сжатия, чем медленнее оно происходит, тем лучше, траектория реального процесса проходит ближе к изоэнтропе.
Если программа Селект показывает изоэнтропный КПД одинаковый для 50 и 60 Гц, то это повод для размышлений.
Не о физике процесса, а о программе (или программистах)
Теплопритоки и теплоотвод от/к рабочих поверхностей компрессора - отдельная непростая тема.
Большая теплообменная поверхность в поршневых компрессорах (днище поршня, стенки цилиндров, клапанная доска), да ещё довольно непостоянная площадь в процессе хода поршня, может как добавлять лишнего тепла в сжимаемый газ при одних условиях, так и отнимать при других.
Это даёт поршневику выносливость на больших степенях сжатия, но не даёт преимуществ в изоэнтропном КПД.
В спиральных, ротационных, винтовых теплообменые поверхности меньше, что вносит свою специфику. На малых степенях сжатия - это неплохо, на больших возникают проблемы с теплоотводом.

Вот теперь, после предварительного освещения вопроса осталось только выяснить, играет ли отдельно взятый изоэнтропный КПД компрессора такую значимую роль в общем КПД моторкомпрессора, да и вообще в КОПе машины.
А если уж играет, то желательно сразу считать в деньгах...

 

Спасибо за лекцию, я прям молодость вспомнил

Отдельно взятый изоэнтропный КПД компрессора играет важную роль, когда степень сжатия компрессора становится больше нужной разницы давлений. И если спираль будет сжимать до 3-4, вместо нужных 2.5 ...то работа, вернее неизбежные потери при сжатии, будут потрачены впустую.
Например, для режима 2/30 отношение давлений на 22 газе лишь 2.3. Но компрессор продолжает сжимать до 3.5 (режим 7/54). Потери на сжатие лишней атмосферы, как я понимаю, приплюсуются к потерям сжатия. Т. е. изоэнтропный КПД позволяет косвенным образом судить о степени сжатия спирали. Что производитель мог бы указать прямо, но нет, маркетингу будет неочем распинаться

С электрикой позволяет совладать инвертор. В режиме 2/30 нужный момент на валу в два раза меньше номинального и в 3 раза меньше максимального по электрике. Для современного инвертора нет проблем установить наилучший режим для любых оборотов-момента, меньше номинального. Т. е. здесь потери в % можно считать одинаковыми.

Т. е. при режиме 2/30 выбор спиральника или роторника становится проблемой.
Конечно, можно использовать поршень на малых оборотах - уменьшив возвратно-поступательные потери, но он боится жидкости на входе. Для самоделки добавляется ещё одна проблема.

Опять же - спиральник практически не выкидывает масло, что при прямом испарителе или конденсаторе ой как важно.

Вот такое фаберже.
Отписал Копланду в сапорт по поводу несоответствия мощностей и силы тока для ZB42.
Посмотим, удосужатся ли ответить .

 

Такого нет. Спираль будет сжимать столько сколько нужно, а не столько сколько захотел конструктор. В режиме 2/30 спираль будет сжимать в 2.3 раза иначе и быть не может. Если бы компрессор продолжал бы сжимать до 3.5 раз то потребляемый ток (мощность) компрессора оставалась бы почти неизменной от нагрузки.

 

Не совсем так. Газ "разожмется " на высокой стороне до меньшего, чем степень сжатия, давления.
Как если бы уменьшить нужный объем .

 

Ну нафиг компрессору так делать? Не должно быть такого. Компрессор жмет до давления нагнетания, дальше газ просто покидает спираль.

 

Насчет нафинг оно надо, это инженерам лучше видно.

Есть стандартный режим 7/54, КОП которого приведен практически для любого компрессора.
Нужная степень сжатия для этого режима 3.5.
Сл-но нужна спираль со степенью сжатия 3.5. Если больше - растут потери на сжатие (нагрев).
Если меньше, придется делать больше оборотов - растут механические и электрические потери.
Как-то так .

 

Если бы то что вы говорите было бы правдой то кондейный компрессор не смог сжимать со степенью 10, а он это может.

Не знаю как Вас переубедить.

 

Если степень сжатия 3.3 вместо 10 ..то такой компрессор сделает 3 оборота вместо одного.
На низкую сторону смотреть не надо, важен процесс получения высокого давления. Объем захватываемого на низкой стороне газа вторичен.

Собственно у Копланда есть табличные данные (в селект 7.8 точно), посмотрите как роняется изоэнтропный КПД на малой разнице давлений (температур). Казалось бы, а нет

 

Неправда. Кто вам это поведал? Цикл сжатия происходит за один оборот. Если бы требовалось бы 3 оборота то объем подачи так же падал бы в 3 раза, но этого не происходит.

 

Чтобы получить 10 единиц давления на высокой стороне можно:
Сжать 1 очко до 10.
Сжать 3 раза 1 очко до 3.
Сжать 1 очко до 20 и разжать до 10.
Из примера видно, что достичь давления 10 очей можно за 1 оборот спирали, за 3 оборота спирали, за полоборота спирали ...но всё равно придется делать оборот - чтобы газ вышел из спирали на горячую сторону.

Понятно, начальные объемы будут разные во всех трех примерах, но речь не об этом .

 

Давление нагнетания достигается за один оборот спирали, иначе компрессор не будет работать. Но я исчерпал свои способы объяснений, Вам лучше изучить какой-нибудь другой материал.

Газ из спирали выходит не в самом конце, а после того как давление газа в спирали превысит давление нагнетания. Это означает, что скажем к примеру газ из спиралей может начать выходит при одной трети оборота (треть оборота затрачивается на сжатие) и далее в оставшиеся 2/3 оборота будет происходит процесс нагнетания (выхода газа из спиралей). То же относиться и к поршневым и ротационным. Если давление в спирале недостаточно чтобы превысить давление нагнетания, то компрессор не может качать газ и наступает равновесие, компрессор начинает "жевать" газ в камере сжатия, это и есть предел степени сжатия для данной конструкции компрессора.

 

Если газ может просочится из спирали, в любой точке ..Объясните, зачем ему ехать до конечной остановки, когда можно выйти раньше ? Ведь ему (газу) наплевать, что думает по этому поводу автобус (спираль).
Если спираль не имеет замкнутого объема - каким образом вообще происходит сжатие ?

 

Он газ и выходит раньше это называют процессом нагнетания при постоянном давлении.

Путем вытеснения газа. Также, как вы к примеру, можете вытеснить газ из надувного шарика наступив на него. Газ вытесняется уменьшающимся объемом между спиралями - его (газ) выдавливают за счет сжатия объема. Как только давление газа между спиралями превышает давление нагнетания, тут же он начинает покидать смыкающееся пространство (объем) полости сжатия.

 

Хорошо. Только степень сжатия компрессора не имеет никакого отношения к моменту "выхлопа" из спиралей. Спирали на выходе тупо сомкнутся и объем будет равен практически 0.
Что произойдет ? Просто напросто газ, который был сжат от 1 до 3 ...вытолкнется в объем с давлением 10 и дополнительно сожмется в 3 раза. Т. е. компрессору со степенью сжатия 3 придется делать 3 хода, чтобы получить степень сжатия единичного объема 1 к 10 .