Ämne: Högre flöde med lägre delta t eller lägre flöde med större delta t

[PerJ]

PerJ.

Jag får fortfarande inte ihop detta, hur kan du räkna på en kondenseringstemp som är högre än VB-ut, hur funkar egentligen detta?

I min värld så kondenserar köldmediet mot ytan på kondensorn som rimligen borde ha nästan samma temp som VB, i toppen på kondensorn blir det då ungefär samma temp som VB-ut. Någon tiondel högre kondenseringstemp kan det säkert bli på grund av värmeöverföringsgradienter men inte mer, eller?

Hur kan då köldmediet kondensera till en högre temp än vad ytan i kondensorn har?

För att kondensera köldmediet så måste man bortföra energi från köldmediet. Värme kan bara gå från varmt till kallt enligt fysiken. Alltså måste kondenseringstemperaturen vara högre än väggtemperaturen i kondensorn. (annars skulle man värma köldmediet)

PerJ

[PerJ]

Ytterligare en kommentar kring ofullständig kondensering:

R407C är ju sammansatt av flera köldmedie med en liten skillnad i förångningstemp vid samma tryck. Jag vet så mycket att just denna egenskap utnyttjas vid destillering av vätskor. Borde det inte bli en destilleringseffekt om tempdiff VB över kondensorn är för liten. En del av den mer lättflyktiga fraktionen av R407C stannar i gasfas och bara den "tyngre" fraktionen följer helt med till förångaren?

Det innebär inte att det kommer bubblor i synglaset, gas är som bekant lättare än vätska så gasen stannar i kondensorn. Men kondenseringen blir inte fullständig och COP sjunker drastiskt.

Så tänker jag mig ofullständig kondensering, en skillnad i sammansättningen mellan förångaren och kondensorn med en högre halt av den tyngre fraktionen av R407C i förångaren och motsvarande lägre halt av den tyngre fraktionen i kondensorn.

Du har rätt att detta kan hända att man får ansamling i kondensorn av en köldmediekomponet. Men för att detta ska kunna hända i kondensorn krävs låga hastigheter i kondensorn där gasen med den högsta kondenseringstemperaturen kan samlas utan att ryckas med. Bara för att få en känsla för de gasflöden som vi har i anläggningen så skulle jag tro att gashastigheten i tryckledningen mellan kompressor och kondensor ligger mellan 10-15 m/s

I en plattvärmeväxlarkondensor, som vi har i våra villavärmepumpar, så är hastigheterna höga, det finns inget ställe där vissa delar av gasen kan upplagras.
Har man däremot tubpannekondensorer med låga hastigheter, ett tubpaket som sitter i en "stor" mantel så kan ganska stora mängder gas samlas.


PerJ

[PerJ]

R407C är ju sammansatt av flera köldmedie med en liten skillnad i förångningstemp vid samma tryck. Jag vet så mycket att just denna egenskap utnyttjas vid destillering av vätskor. Borde det inte bli en destilleringseffekt om tempdiff VB över kondensorn är för liten. En del av den mer lättflyktiga fraktionen av R407C stannar i gasfas och bara den "tyngre" fraktionen följer helt med till förångaren?

Det är helt riktigt inte samma sammansättning på vätske- och gasfasen i kondensorn utan gasfasen innehåller mer av de lättflyktiga komponenterna i en relation som bestäms av jämvikten mellan gas och vätska. Men det är ett stationärt tillstånd, det avgår med vätskan från kondensorn lika stora mängder av komponenterna som tillförs från kompressorn. Kondenseringen är fullständig. Att gasen i kondensorn har något högre halt av lättflyktiga komponenter spelar ingen roll för kondensorns funktion, de lättflyktiga komponenterna kondenserar de också. 

Jag är inte så säker på att förhållandet mellan de tunga och lätta komponenterna är ovesentligt för värmepumpens funktion, men det är mer en känsla jag har, jag har inga belägg för detta mer än empiriska tester. Uteffekten verkar sjunka rätt drastiskt då diff VB går under ca 5 ºC. 

Och ju större diff VB det är över kondensorn, ju lättare är det för de lätta komponenterna att kondensera ut och jämna ut förhållandet mellan kondensor och förångare borde det vara.

Jag tror att dina empiriska tester är mer eller mindre rätt.

Det som händer när man sänker diff VB är att kondenseringstemperaturen stiger, det var resultatet jag visade länger upp i tråden när jag höll utgående VB konstant. Jag hade själv räknat på en scroll kompressor, hade det suttit en kolvkompressor i anläggningen så hade värmeeffekten sjunkit ytterligare.

När VB-diffen blir för låg tappar kondensorn sin förmåga att ge någon nämnvärd underkylning utan vätskan som lämnar kondensorn är mer eller mindre vid mättningstillstånd.


PerJ

[Avensis]

Mycket teori, men jag har lärt en massa saker.

Inte ha för lågt delta.  Då måste cirkpumpen arbeta mycket och brukar mer ström.
Inte ha för lågt delta.  Värmepumpen gillar det inte.

Inte låta vb returen gå direkt in i acktanken. Låta den gå till vpr och bara över/underskott till acktanken.
Inte låta vp framledning gå direkt in i acktanken. Låta den gå till vb framledning och ge bara över/underskott till acktanken.

Anpassa läge på vb cirkpump och vp cirkpump så att differensen inte blir för stor.


Är det här nån sorts hemligheter inom bransjen?? CTC vet nog inte om dessa regler och om dom vet, har dom brutit många i designet av min EcoHeat.

Jag har redesignat med en extra acktank. Hur bra det blir, vet jag ju inte, men PerJ ser ut till att ha koll på mycket inom VP:ar och kan kanske kommentera designet i det här ämnet:

http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/index.php?topic=13109.0

Vill det här kunna bli bra? I alla fall bättre än tidigare?

Avensis

[Carl N]

När VB-diffen blir för låg tappar kondensorn sin förmåga att ge någon nämnvärd underkylning utan vätskan som lämnar kondensorn är mer eller mindre vid mättningstillstånd.

Du påstår att det är brist på underkylning som gör att VP:n tappar i uteffekt, men i dina beräkningar så står underkylningen för en ganska liten del av totala uteffekten, jag har svårt att tro att denna lilla skillnad verkligen påverkar så jättemycket.

Har du verkligen testat R407C i lab miljö och kollat hur den beter sig då tempdiff över kondensorn minskar under gliden?

Jag har en känsla av att just köldmedie med glide inte riktigt beter sig som icke-sammansatta köldmedier utan kräver en större tempdiff på kondensorn för att funka optimalt.

[Roland]

Jag har en känsla av att just köldmedie med glide inte riktigt beter sig som icke-sammansatta köldmedier utan kräver en större tempdiff på kondensorn för att funka optimalt.

Det är rätt. Bortser man från underkylning av vätskan och att ångan är överhettad när den kommer in i kondensorn skall deltaT för VB vara lika med gliden för bästa verkningsgrad. Värmeväxlarens kapacitet utnyttjas bäst då.

Är gliden lika med noll, dvs köldmediet består av bara en komponent eller är en azeotrop, kan delta VB vara mindre.

[PerJ]

När VB-diffen blir för låg tappar kondensorn sin förmåga att ge någon nämnvärd underkylning utan vätskan som lämnar kondensorn är mer eller mindre vid mättningstillstånd.

Du påstår att det är brist på underkylning som gör att VP:n tappar i uteffekt, men i dina beräkningar så står underkylningen för en ganska liten del av totala uteffekten, jag har svårt att tro att denna lilla skillnad verkligen påverkar så jättemycket.

Har du verkligen testat R407C i lab miljö och kollat hur den beter sig då tempdiff över kondensorn minskar under gliden?

Jag har en känsla av att just köldmedie med glide inte riktigt beter sig som icke-sammansatta köldmedier utan kräver en större tempdiff på kondensorn för att funka optimalt.

För att förtydliga så har jag använt R407c i alla beräkningar, använt Copeland beräkningsprogram för scroll kompressorn, samt AlfaLavals beräkningsprogram för kondensorn.

Det som inte är med i beräkningen är förångaren, det som händer när man sänker vätsketemperaturen innan expansionsventilen är att temperaturen sjunker vid förångarens inlopp efter expansionsventilen. Om förångarens effekt och värmeövergångstalet är konstant så innebär det att logaritmiska medeltemperaturdifferansen är konstant. Sjunker ingående temperatur i förångaren så kommer det att kompenseras med ett högre förångningstryck i förångaren som ger lite mer effekt.

Redan i mitt första inlägg så skrev jag typ att ska man komma längre så måste man göra labbtester på komplett system inkl raddar. I grunden har jag den uppfattningen att temperaturdifferansen på vb inte ska vara för låg. Sen om det är 6 K eller 10 K är inte hela värden.

Första gången jag körde R407c i labbmiljö var våren 1994. Har sedan vid ytterligare några tillfällen kört R407c i labbmiljö även på ganska stora aggregat 800-1000 kW ett antal hundra timmar. Det största aggregat med R407c jag kört var på 5500 kW värmeeffekt. Det vi testade var mest aggregatets totala verkningsgrad och mindre på enskilda komponenters prestanda.

PerJ

 

[PerJ]

Jag har en känsla av att just köldmedie med glide inte riktigt beter sig som icke-sammansatta köldmedier utan kräver en större tempdiff på kondensorn för att funka optimalt.

Det är rätt. Bortser man från underkylning av vätskan och att ångan är överhettad när den kommer in i kondensorn skall deltaT för VB vara lika med gliden för bästa verkningsgrad. Värmeväxlarens kapacitet utnyttjas bäst då.

Är gliden lika med noll, dvs köldmediet består av bara en komponent eller är en azeotrop, kan delta VB vara mindre.

Vad är din teori bakom påståendena ovan?
Vilken verkningsgrad är det som avses?

PerJ

[Janne El-Energi]

hej

skall vi göra mätning på min compressor till ack tank med olika flöde.

Avläsning

förångntemp

sugastemp

vätskeledn temp

returtemp VB

diff VB

Samtidigt avb läses temp kont i Ack tanken.

Kan börja med att kyla ner tanken med pool vatten går mycket fort. Tar ner mina 500l till 25 grader och värmer det sen upp till 50 grader under olika förlopp. Med ca 5-6kW värme som jag ocjså kan avläsa tillsammans med förbrukad effekt tar det ca 1h att värma upp 10 grader vid ingen förbrukad effekt.

Min rad värme kan jag stänga från detta så kompressorn endast går till tanken.


test körning vid +7,1 ute med start flöde 1150l/h mot ack tank 500l. retur temp 23,5 gr.

Värde start.( körfallet beräkn 4,83 kW värme)

Förångn  -13,6  sugas temp 11,8 vätskeledntemp 24,6 hetgas 96,4 returtemp 23,5 diff 3,2 förbr VP 3,5A flöde 1150l/h
.............-13,8..................11,8...................... 24,4...........95,8...............23,3......3,4.
.............-13,7..................11,8...................... 24,4...........95,8...............23,2......3,5.

( körfallet beräkn 4,83 kW värme)


Förångn  -13,7  sugas temp 11,8 vätskeledntemp 24,3 hetgas 94,5 returtemp 22,6 diff 4,7 förbr VP 3,5A flöde 885l/h
.............-13,6..................11,7...................... 24,6...........94,5...............22,8......4,6.
.............-13,6..................11,7...................... 24,9...........95,5...............23,2......4,6.

( körfallet beräkn 4,85 kW värme)

Förångn  -13,6  sugas temp 11,8 vätskeledntemp 26,0 hetgas 95,8 returtemp 23,7 diff 5,6 förbr VP 3,6A flöde 680l/h
.............-13,4..................11,9...................... 26,3...........95,8...............24,0......6,0.
.............-13,2..................11,9...................... 26,5...........96,4...............24,2......6,1.

( körfallet beräkn 4,89 kW värme)

Förångn  -12,8  sugas temp 12,1 vätskeledntemp 28,5 hetgas 97,0 returtemp 25,3 diff 8,2 förbr VP 3,6A flöde 480l/h
.............-12,8..................12,1...................... 28,6...........97,6...............25,5......8,5.

( körfallet beräkn 4,89 kW värme)

Efter detta stopp av VP hög temp framledning vilket kommer vid 56 gr.

[Janne El-Energi]

Se test resultat vid olika flöden och dess temp.

[Roland]

Jag har en känsla av att just köldmedie med glide inte riktigt beter sig som icke-sammansatta köldmedier utan kräver en större tempdiff på kondensorn för att funka optimalt.

Det är rätt. Bortser man från underkylning av vätskan och att ångan är överhettad när den kommer in i kondensorn skall deltaT för VB vara lika med gliden för bästa verkningsgrad. Värmeväxlarens kapacitet utnyttjas bäst då.

Är gliden lika med noll, dvs köldmediet består av bara en komponent eller är en azeotrop, kan delta VB vara mindre.

Vad är din teori bakom påståendena ovan?
Vilken verkningsgrad är det som avses?

PerJ

Den verkningsgrad som avses är för den termodynamiska cykeln. Bakgrunden till teorin är att arbetslinjerna i ett temperatur-entalpidiagram då kommer så nära varandra som möjligt givet en viss storlek på värmeväxlaren. Ökat avstånd betyder ökade förluster, jag vill hänvisa till diagrammet i Excelfilen och förklaringen till det i ett inlägg långt tillbaka i den här tråden.

Att det verkligen är så visas av att anläggningar för förvätskning av naturgas numer använder blandade köldmedier med sådan sammansättning att köldmediet så nära som möjligt följer naturgasen i ett temperatur-entalpidiagram. Ett problem är att värmeväxlarna måste kunna hantera tvåfasflöde.

Har för mig att jag har läst någonstans att pumpar med koldioxid som arbetsmedium kan arbeta effektivt med betydligt större värden på deltaT för VB i och med att koldioxiden är i överkritiskt tillstånd.   

[esox71]

Om man har en shunt till radiatorerna spelar igentligen ingen roll. Shunten monteras så att den blandar in kallt vbr vatten till vbf. Det varma vattnet tas från samma anslutning på acken som vpf. Det kalla "överskotts" vbr vattnet ansluts till samma anslutning som vpr.

Borde rita en skiss, men måste iväg...

Följer tråden med stort intresse. En skiss vore fantastiskt bra  .

[PerJ]

Jag har en känsla av att just köldmedie med glide inte riktigt beter sig som icke-sammansatta köldmedier utan kräver en större tempdiff på kondensorn för att funka optimalt.

Det är rätt. Bortser man från underkylning av vätskan och att ångan är överhettad när den kommer in i kondensorn skall deltaT för VB vara lika med gliden för bästa verkningsgrad. Värmeväxlarens kapacitet utnyttjas bäst då.

Är gliden lika med noll, dvs köldmediet består av bara en komponent eller är en azeotrop, kan delta VB vara mindre.

Vad är din teori bakom påståendena ovan?
Vilken verkningsgrad är det som avses?

PerJ

Den verkningsgrad som avses är för den termodynamiska cykeln. Bakgrunden till teorin är att arbetslinjerna i ett temperatur-entalpidiagram då kommer så nära varandra som möjligt givet en viss storlek på värmeväxlaren. Ökat avstånd betyder ökade förluster, jag vill hänvisa till diagrammet i Excelfilen och förklaringen till det i ett inlägg långt tillbaka i den här tråden.

Att det verkligen är så visas av att anläggningar för förvätskning av naturgas numer använder blandade köldmedier med sådan sammansättning att köldmediet så nära som möjligt följer naturgasen i ett temperatur-entalpidiagram. Ett problem är att värmeväxlarna måste kunna hantera tvåfasflöde.

Har för mig att jag har läst någonstans att pumpar med koldioxid som arbetsmedium kan arbeta effektivt med betydligt större värden på deltaT för VB i och med att koldioxiden är i överkritiskt tillstånd.   

Jag förstår inte varför deltaT på värmebäraren ska vara lika med gliden.

Effekten på en kondensor

Q = k*A*LogT

Q = effekt
k = värmeövergångstal
A= kondensorns yta
LogT= logaritmiska medeltemperaren

Motströms R407c kondensor

LogT = ((Tdew-Vbut)-(Tbubble-Vbin))/(LN((Tdew-Vbut)/(Tbubble-Vbin))

Vbin=värmebärare in
VBut=värmebärare ut
Tdew= köldmediets dewpoint, (övre gränskurvan)
Tbubble = köldmediets bubblepoint, (undre gränskurvan)

(För azeotrop så är Tdew=Tbubble, likaså köldmedier som endast besår av ett ämne såsom R134a))

Ytan A i en bestämd kondensor är konstant

Värmeövergångstalet, k, är relativt konstant i beroende på temperaturdifferansen.

Alltså är effekten mer eller mindre proportionell mot logaritmiska medeltemperaturen i kondensorn.

Sänker man Delta T på kondensorn så sjunker VBut, om VBin är konstant. Detta innebär att logaritmiska medeltemperaturen stiger när man sänker deltaT, kondensorns effekt ökar, alternativt kondenseringstemperaturen sjunker.

Gör man däremot tvärt om och håller VBut konstant och man sänker Delta T så kommer VBin att stiga. Detta innebär att logaritmiska medeltemperaturen sjunker när man sänker deltaT. Kondensorns effekt minskar, alternativt så stiger kondenseringstemperaturen för att hålla konstant effekt.

När det gäller deltaT på CO2 maskiner:

http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/index.php?topic=3669.0

Där är kravet för att få bra verkningsgrad låga VBin, vad VBut är är mindre intressant.

PerJ

[Gäst 999]

en fläktkonvektor på returen ute i garaget skulle va bra alltså.....

[PerJ]

Om man har en shunt till radiatorerna spelar igentligen ingen roll. Shunten monteras så att den blandar in kallt vbr vatten till vbf. Det varma vattnet tas från samma anslutning på acken som vpf. Det kalla "överskotts" vbr vattnet ansluts till samma anslutning som vpr.

Borde rita en skiss, men måste iväg...

Följer tråden med stort intresse. En skiss vore fantastiskt bra  .

Skiss