Допоможіть підібрати теплообмінник фреон - вода

[Sharkan]

Потрібна допомога експертів форуму в підборі теплообмінника фреон – вода для теплового насосу. Гідросхема зображена на малюнку.

Вихідні дані наступні. Є будинок з розрахованими тепловтратами (і це приблизно підтверджено в реальній експлуатації) 9 кВт (це при -22 за вікном). І ще є тепловий насос (зовнішній блок кондиціонера) потужністю 11 кВт, який планується з’єднати через теплообмінник фреон-вода з буферною ємністю на 100 літрів. А вже з ємності електрокотел забиратиме теплоносій, при необхідності догріватиме і запускатиме в систему опалення.

Виникає питання – якої потужності потрібно пластинчатий теплообмінник ?

По ідеї повинен бути також кіловат на 10, напевно. Чи ТН всеодно при -22 не буде працювати, а при, скажімо, - 5 градусів за вікном  тепловтрати будуть явно не 9кВт (нехай 5 кВт) – і теплообмінник на таку ж потужність і підбирати ? Чи чим більший тим краще (скоріше нагріє бак) ?

Друге питання – якого діаметру повинні бути виходи теплообмінника на воду (теплоносій) ? Ємність має вхід-вихід на 5/4 дюйма, а який тоді мінімальний вхід-вихід теплообмінника для води має бути ? Дюйм або ¾ дюйма  – буде мало ?

Також кількість пластин - чим більше тим краще ? А який мінімум, наприклад ?

Змінено 20 липня 2023 користувачем Sharkan

[Sharkan]

Пропонують ось такі теплообмінники б.у.:

Ось цей кажуть на 15-17 кВт

[Sharkan]

Ось цей ніби як на 10 кВт, не знаю чи правда

[Sharkan]

Ось цей кажуть що на 12

[Sharkan]

Ось цей ніби на 10:

[volomoto]

Нема такого як теплообмінник на скількись там кВт, бо все залежить від різниці температур. В двохконтурному газовому котлі стоїть маленький теплообмінник, який передає 25 кВт, але у випадку ТН такий теплообмінник передасть всього 1-2 кВт.

Вам потрібно мінімум 0.3 м2/кВт, тобто загальна площа 3-3.5 м2. 4 м2 буде краще. 

Діаметр під'єднань пропорційний площі, тому який буде — такий і підключайте.

[Sharkan]

1 хвилину тому, volomoto сказав:

Нема такого як теплообмінник на скількись там кВт, бо все залежить від різниці температур. В двохконтурному газовому котлі стоїть маленький теплообмінник, який передає 25 кВт, але у випадку ТН такий теплообмінник передасть всього 1-2 кВт.

Вам потрібно мінімум 0.3 м2/кВт, тобто загальна площа 3-3.5 м2. 4 м2 буде краще. 

Діаметр під'єднань пропорційний площі, тому який буде — такий і підключайте.

Ок, дякую, а з тих що вище вказані- на Вашу думку який буде найбільш оптимальний ?

[volomoto]

9 хвилин тому, Sharkan сказав:

Ок, дякую, а з тих що вище вказані- на Вашу думку який буде найбільш оптимальний ?

Не знаю, бо це треба лізти специфікації до кожної моделі і дивитись їх параметри, а в мене нема на таке часу.

[Sharkan]

6 хвилин тому, volomoto сказав:

Не знаю, бо це треба лізти специфікації до кожної моделі і дивитись їх параметри, а в мене нема на таке часу.

Ок, зрозуміло, дякую. Тоді я будемо орієнтуватись на теплообмінник площею +/- 3 квадрати. А вже виходи на ньому будуть відповідно до площі.

[Sharkan]

Трохи розібрався в розрахунках. Ті що опубліковані вище теплообмінники мають площу приблизно 1 квадрат, а потрібно хоча б 3.

Цікаво,  а якщо їх послідовно три штуки з'єднати - то будуть напевно втрати на з'єднаннях (діаметр переходів і т.д.). це чисто теоретичне питання. насправді я шукатиму такий як треба +/-

Може на форумі хтось продає б.у. теплообмінники - бажано з Європи ?

 

 

Змінено 20 липня 2023 користувачем Sharkan

[Sharkan]

Я правильно розумію, чим більшу площу має теплообмінник (по суті площу контакту середовища 1 (фреону) з середовищем 2 (теплоносій, тобто вода чи пропіленгліколь), ти менше часу  компресору прийдеться маслати щоб нагріти бак ? 

Зрозуміло, що коли велика площа, то і вхід-вихід (діаметри отворів) має бути відповідним, щоб хватило протоку

 

 

Змінено 20 липня 2023 користувачем Sharkan

[Sharkan]

Знайшов тут у нас ось такий теплообмінник. Але малуватий...1.4 квадрата. Чи може для першої спроби встановити - для експерименту ?
Він не був в роботі. Зрізали з системи яка не працювала.

[volomoto]

15 годин тому, Sharkan сказав:

Я правильно розумію, чим більшу площу має теплообмінник (по суті площу контакту середовища 1 (фреону) з середовищем 2 (теплоносій, тобто вода чи пропіленгліколь), ти менше часу  компресору прийдеться маслати щоб нагріти бак ? 

Частково так, але не зовсім. У випадку ТН площа теплообмінника напряму впливає на ефективність насоса. Чим більша площа — тим менша різниця температур між середовищами і тим краще ми зможемо відбирати тепло від фреону. Ми можемо відбирати 10 кВт потужності при температурі конденсації фреону і 45 град., і 35 град., відповідно час нагрівання баку буде однаковий. Але в першому випадку компресору потрібно видавати більший тиск, а для цього потрібно витратити більше електричної потужності. Крім того, чим нижча температура конденсації — тим нижчої температури випаровування можна досягнути в зовнішньому теплообміннику, тобто це дасть вищу ефективність (СОР) при нижчих температурах.

[Sharkan]

1 година тому, volomoto сказав:

Частково так, але не зовсім. У випадку ТН площа теплообмінника напряму впливає на ефективність насоса. Чим більша площа — тим менша різниця температур між середовищами і тим краще ми зможемо відбирати тепло від фреону. Ми можемо відбирати 10 кВт потужності при температурі конденсації фреону і 45 град., і 35 град., відповідно час нагрівання баку буде однаковий. Але в першому випадку компресору потрібно видавати більший тиск, а для цього потрібно витратити більше електричної потужності. Крім того, чим нижча температура конденсації — тим нижчої температури випаровування можна досягнути в зовнішньому теплообміннику, тобто це дасть вищу ефективність (СОР) при нижчих температурах.

Дякую! Дуже глибоко і професійно. Отже потрібно шукати теплообмінник від трьох квадратів і не морочити собі голову. Менший смислу ставити немає.

[porterlv]

Шаркан, а як у вас саме опалення організоване? Яка температура подачі з котла взимку?

[Sharkan]

36 хвилин тому, porterlv сказав:

Шаркан, а як у вас саме опалення організоване? Яка температура подачі з котла взимку?

Організовано все доволі просто. Розпишу детально.

Будинок складається з неопалювального підвального приміщення майже на всю площу будинку, де розміщена паливна, а також з опалювальних першого поверху та мансарди (я б сказав з напівмансарди).

На даний момент опалення відбувається вдень газом, а вночі електрикою (нічний тариф). Також будинок обладнаний бойлером на 250 літрів, що має в собі два змієвики та ТЕН на 2,2 кВт. Бойлер нагрівається ТЕНом тільки в нічний час за нічним тарифом. І так було завжди.

Будинок має опалювальну опалювальну площу 123 м2
З цієї площі теплі підлоги займають 46 м2. На теплі підлоги є свій контур з гребінкою, термостатичною головкою та насосом. Цей контур під'єднаний до загальної подачі, тобто практично напряму до котла (точніше котлів: газового та електричного).

Температура подачі буває різною. Все залежить від погоди та налаштувань. Максимальна температура подачі у мене здається 65 градусів. Але таке буває не часто - в основному якщо потрібно різко нагріти приміщення - тоді котел "газує" і дає високу температуру. 

Обидва котли у мене Protherm. Газовий - конденсаційний, макс. потужністю по-моєму 25 кВт, електричний - на 12 кВт. Обидва котли мають датчики погодозалежності. Газовий керується кімнатним термостатом - за його посередництвом і регулюється температура подачі. Доволі часто буває що при досягненні заданої температури (зазвичай +21) котел зупиняється на час, поки температура не впаде на 0.5 градуса. Після цього котел вмикається і якщо він "бачить" що малими зусиллями не досягаються задані +21 - тоді дає "газу".

А взагалі температура подачі коливається в районі я думаю 50 +/- 10. В міжсезоння - менше. 

Фото самої котельні прикладаю.

 

Змінено 21 липня 2023 користувачем Sharkan

[porterlv]

Тексту багато а інформації важливої мало. Вам уже пояснили на пальцях про низький температурний тиск, Саме тому, потрібна велика площа ППТО, щоб зняти бажане при малій різниці температури теплоносіїв. Так от батареї і ТП це ті самі теплообмінники вода - повітря.

Особливість теплонасосів (і їх біда, особливо повітряних) у  тім, що вони дають найменше тепла тоді коли його треба найбільше.

Ви, мабуть уже знаєте, що повітряні ТН дають подачу умовно +40 при нулі на дворі. От тут цікаво, чи ваше опалення підлоги/батареї готові до такого низького теплового тиску (перепаду температури)? 😉 На яку Т подвчі розраховувалась СО.

Для прикладу, у мене лише підлоги без батарей і Т подачі взимку не перевищує +32 градуси. Тому ТН стає як рідний.

А у кого батареї 11-го класу і маленькі а Т подачі 60 - 80 градусів - будуть казати що ТН то гамно і ніфіга не гріє...

[Sharkan]

49 хвилин тому, porterlv сказав:

Тексту багато а інформації важливої мало. Вам уже пояснили на пальцях про низький температурний тиск, Саме тому, потрібна велика площа ППТО, щоб зняти бажане при малій різниці температури теплоносіїв. Так от батареї і ТП це ті самі теплообмінники вода - повітря.

Особливість теплонасосів (і їх біда, особливо повітряних) у  тім, що вони дають найменше тепла тоді коли його треба найбільше.

Ви, мабуть уже знаєте, що повітряні ТН дають подачу умовно +40 при нулі на дворі. От тут цікаво, чи ваше опалення підлоги/батареї готові до такого низького теплового тиску (перепаду температури)? 😉 На яку Т подвчі розраховувалась СО.

Для прикладу, у мене лише підлоги без батарей і Т подачі взимку не перевищує +32 градуси. Тому ТН стає як рідний.

А у кого батареї 11-го класу і маленькі а Т подачі 60 - 80 градусів - будуть казати що ТН то гамно і ніфіга не гріє...

Дякую за коментар. Я надав відповіді на питання, що Ви задали, тому про важливу інформацію не зовсім зрозумів...

Зрозуміло, що площа пластинчатого теплообмінника повинна бути великою, з чим я погодився вище. І, якщо ми розраховуємо 0.3 квадрати на кіловат, то його площа повинна бути мінімум три метри квадратні. Буде більша - ще краще. Але там є також своя  межа. На це також потрібно зважати.

Я дуже добре розумію що ТН дасть +40 при 0 за вікном. І взагалі при -7 його ефективність падає катастрофічно. Саме тому ТН найефективніший в міжсезоння або, як я кажу, при -5...+5.  І в нашому регіоні, погодьтеся, такий діапазон температур займає мінімум 70 відсотків опалювального сезону. На решту ж часу у мене є електрокотел, який буде вмикатися на додаток до ТН і, таким чином, догріватиме теплоносій при необхідності (гідросхема вище). 

Крім того, планується ще доставити ТЕН в бак-гідрострілку для догріву теплоносія від сонячних панелей (як правило, коли гарний морозець - сонечко яскраво світить ;)). Тут головне правильно організувати автоматику, тобто що в яких випадках вмикається і т.д. і т.п.

Всі ці речі зрозумілі і ніхто не збирається поганити питання застосування теплового насосу як такого.

 

 

Змінено 21 липня 2023 користувачем Sharkan

[Sharkan]

Для вказаної гідравлічної схеми порахували мені добрі знайомі теплообмінник Данфос. І вийшло, що площа його теплообміну - 0.99 м2.

Десь є в їх розрахунках помилка ?

 

 

[volomoto]

41 хвилину тому, Sharkan сказав:

Десь є в їх розрахунках помилка ?

Помилки нема, але вони рахували на середню дельту 12 градусів, а я прикидав на дельту 5 градусів.

[Sharkan]

3 години тому, volomoto сказав:

Помилки нема, але вони рахували на середню дельту 12 градусів, а я прикидав на дельту 5 градусів.

Якщо можете зберегти мій час, то підкажіть будь ласка, дельта 12 градусів - це для нас забагато трохи буде?

Іншими словами, 5 це оптимальна дельта для такого типу систем? Чи тут знову ж таки вступає в силу те що Ви раніше писали:

Піду у відпустку - напевно прийдеться сісти розібратися з усіма цими параметрами щодо теплообмінника. Перешерстив купу даних по теплових насосах (і наших і польських) - не знайшов щоб ставили теплообмінник площею 3-4 квадрати навіть і на більші потужності.
Треба розбиратись - глибоко копати. В основному кругом ПТО стоять в районі 1 квадрата. Поки не знаю чому. Треба копати.

 

 

Змінено 27 липня 2023 користувачем Sharkan

[Dmode]

1 час назад, Sharkan сказал:

дельта 12 градусів - це для нас забагато трохи буде

В мого китайця дельта від ~2.5 до ~4С в залежності від обертів інвертора.

[volomoto]

1 годину тому, Sharkan сказав:

Якщо можете зберегти мій час, то підкажіть будь ласка, дельта 12 градусів - це для нас забагато трохи буде?

Тут балансувальний акт: чим більша дельта між середовищами — тим менший СОР і тим більша втрата продуктивності при зниженні зовнішньої температури.

Також чим менша дельта, тим до вищої температури ви впринципі зможете нагріти теплоносій і розхунки данфоса це дуже добре показують. Якщо взяти ТО площею 1 м2, то вище 40-42 градусів ви теплоносій швидше за все не нагрієте, а це для вас важливо, то у вас не є низкотемпературна система опалення. Також з часом ТО обростає всяким гімном і реальний коефіцієнт теплопередачі зменшується.

 

[volomoto]

23 хвилини тому, Dmode сказав:

В мого китайця дельта від ~2.5 до ~4С в залежності від обертів інвертора.

Це дельта саме між середовищами?

[Dmode]

24 минуты назад, volomoto сказал:

Це дельта саме між середовищами?

Вхід вихід опалювальної води з теплообмінника фреон-вода.