Höyrystimen paine kylmä kierrossa - kompressorin tehtävä

Arisoft

Hyperaktiivi
Yllättävää on se että nestevaraajan lämpötila putoaa sellaiset 10 astetta kun systeemissä on reilusti lauhtumattomia kaasuja.

Jos siellä olisi kylmäainehöyryä niin se tiivistyisi nestevaraajan seiniin. Jos siellä on typpeä niin tiivistymistä ei tapahdu enää siellä missä typpi varaa tilavuuden, vaan nestevaraajaan valuu enää tiivistynyttä nestettä. Olisiko se noin yksinkertaista?
 

MrCabin

Aktiivinen jäsen
Jos siellä olisi kylmäainehöyryä niin se tiivistyisi nestevaraajan seiniin. Jos siellä on typpeä niin tiivistymistä ei tapahdu enää siellä missä typpi varaa tilavuuden, vaan nestevaraajaan valuu enää tiivistynyttä nestettä. Olisiko se noin yksinkertaista?
Kylmäaine höyry nesteytyy nestevaraajan pohjalle. Tein yhden testin 2024 kesällä ennenkuin palasin Amerikkaan ja mittasin paineita eri kohdista lauhdutinta. Juotin muutaman mittapisteen eri korkeuksille lauhduttimen tuubeja. Erikoista oli se että lauhduttimessa ja sen jälkeen tapahtui 0,5 bar paineen pudotuksia ja itselläni on teoria että lauhduttimen sisällä tai nestevaraajassa toimii ikäänkuin "pneumaattinen" paisuntaventtiili, jonka läpi kylmäainehöyry puristuu ja sitten tilavuuden laajentuessa tuon "pneumaattisen" paisuntaventtiilin jälkeen tapahtuu lyhyt höyrystyminen joka sitoo lämpöä. Tätä pitää tutkia lisää - asia on tiedossa mutta siitä ei löydy minkäänlaista dokumenttia tai tutkimusta.​
 

kotte

Hyperaktiivi
Erikoista oli se että lauhduttimessa ja sen jälkeen tapahtui 0,5 bar paineen pudotuksia ja itselläni on teoria että lauhduttimen sisällä tai nestevaraajassa toimii ikäänkuin "pneumaattinen" paisuntaventtiili, jonka läpi kylmäainehöyry puristuu ja sitten tilavuuden laajentuessa tuon "pneumaattisen" paisuntaventtiilin jälkeen tapahtuu lyhyt höyrystyminen joka sitoo lämpöä.
Periaatteessahan lauhtumaton kaasu toimii kylmäaineen kanssa samaan tapaan kuin lämmin vesi suihkutettuna ilmaan, eli höyrystyy, kun lauhtumaton kaasu muodostaa osapaineen, jolloin haihtumaan pyrkivän nesteen höyrynpaine alittuu kaasujen sekoittumisen takia. En välttämättä edes luottaisi painemittauksiin tuollaisessa tilanteessa keräimen sisällä, koska kaasujen sekoittuminen voi vaihdella kaasujen pyörteilessä ja paineantureiden tiehyisiin mahdollisesti tiivistynyt kylmäaine ja erikoisesti sen lämpeneminen ja jäähtyminen voi aiheuttaa värähtelyä. Kylmäainepisaroiden roiskuminen ja roiskeiden hidas haihtuminen keräimen sisällä lauhtumattoman kaasun jouskossa todellakin aiheuttaa paikallista kylmenemistä eikä lopputulosta välttämättä voi joka kohdassa kovin tarkasti ennustaakaan.

Ilmiö on samantapainen, jos tupruttaa vesihöyryä vaikkapa liedellä kiehuvan kahvipannun nokasta alasuuntaan viettävään metalliputkeen niin, että putken päästä valuu tipottain vettä höyryn osin lauhtuessa. Tipoista kertyvä vesiläikkä jäähtyy veden haihtuessa uudelleen ja sitä tehokkaammin, mitä vilkkaammin ilma virtaa läikän ylitse. Riippuen nyt painemittaristakin, aika ihmeellistä saattaa käyttäytyminen olla, jos tökkäät anturin johonkin kohtaan metalliputken sisällä.
 

MrCabin

Aktiivinen jäsen
Eiköhän melko ohuet lamellien lävitse moneen kertaan kulkevat putket, jotka tyyppillisesti on konfiguroitu kymmenien metrien pituiseksi kokonaisuudeksi ja joissa virtaa jatkuvasti höyrystyvää kuplivaa kylmäainetta (aluksi pääosin nestettä, lopuksi kaasua). Kylmäaineen jakaminen tasaisesti kovin moneen rinnakkaiseen lenkkiin on vaikeaa (tai aiheuttaisi sekin lisää painehäviötä, kun tasoitus tyypillisesti tehdään kuristamalla virtauksia).
Tässä pari kuvaa noista tuubeista ja kuinka kylmäaine jakautuu tuubeihin. Sisätilan kenno on 2,7kW vehkeestä ja siinä on kaksi syöttöä. Tuubien yhteispituus 8,4m eli 4,2m per syöttö. Ulkyksikön kenno on 3,4kW laitteesta ja siinä on kuusi syöttöä ja tuubien yhteispituus 18m, eli 3m per syöttö. Tämä yksikkö on huomattavasti parempi myös hyötysuhteen kannalta siitä syystä kylmäaine syötetään noin moneen tuubiin.​
 

Liitteet

  • Sisätilan kenno.jpg
    Sisätilan kenno.jpg
    206,1 KB · Katsottu: 22
  • Ulkoyksikön kenno.jpg
    Ulkoyksikön kenno.jpg
    235 KB · Katsottu: 22

MrCabin

Aktiivinen jäsen
Periaatteessahan lauhtumaton kaasu toimii kylmäaineen kanssa samaan tapaan kuin lämmin vesi suihkutettuna ilmaan, eli höyrystyy, kun lauhtumaton kaasu muodostaa osapaineen, jolloin haihtumaan pyrkivän nesteen höyrynpaine alittuu kaasujen sekoittumisen takia. En välttämättä edes luottaisi painemittauksiin tuollaisessa tilanteessa keräimen sisällä, koska kaasujen sekoittuminen voi vaihdella kaasujen pyörteilessä ja paineantureiden tiehyisiin mahdollisesti tiivistynyt kylmäaine ja erikoisesti sen lämpeneminen ja jäähtyminen voi aiheuttaa värähtelyä. Kylmäainepisaroiden roiskuminen ja roiskeiden hidas haihtuminen keräimen sisällä lauhtumattoman kaasun jouskossa todellakin aiheuttaa paikallista kylmenemistä eikä lopputulosta välttämättä voi joka kohdassa kovin tarkasti ennustaakaan.

Ilmiö on samantapainen, jos tupruttaa vesihöyryä vaikkapa liedellä kiehuvan kahvipannun nokasta alasuuntaan viettävään metalliputkeen niin, että putken päästä valuu tipottain vettä höyryn osin lauhtuessa. Tipoista kertyvä vesiläikkä jäähtyy veden haihtuessa uudelleen ja sitä tehokkaammin, mitä vilkkaammin ilma virtaa läikän ylitse. Riippuen nyt painemittaristakin, aika ihmeellistä saattaa käyttäytyminen olla, jos tökkäät anturin johonkin kohtaan metalliputken sisällä.
Tässä sitten tämän päivän mittaus tulokset nestevaraajan lämpötilan muutoksesta kun syötetään typpeä systeemiin. Aluksi tulos puhtaalla kylmäaineella ja sitten kun on syötetty typpeä 1L. Tämä mitattiin käyttämällä 950ml propaanipulloa johon oli laitettu 12 bar typpipaine. Se sitten imettiin systeemiin, jonka imupaine oli 2 bar eli 10 bar lauhduttimen paineessa se ottaa tilaa tuon litran verran. Systeemin kokonais volyymi on 12 litran luokkaa eli vajaa 10% tuosta tilavuudesta on typpeä. Jos sitä vertaa lauhduttimen volyymiin niin typen osuus sen volyymista huomattavasti korkeampi. Nestevaraajan lämpötila putosi 10 astetta.​
 

Liitteet

  • Bitzer puhdas kylmäaine.jpg
    Bitzer puhdas kylmäaine.jpg
    145,6 KB · Katsottu: 20
  • Bitzer typpeä lauhduttimessa.jpg
    Bitzer typpeä lauhduttimessa.jpg
    147,9 KB · Katsottu: 16

Mikkolan

Vakionaama
Maalaisjärjellä on hyvä asia että lauhduttimen jälkeen nestevaraajassa on matalampi lämpötila ;) Toisaalta jos koko paska toimii paskasti niin tuo on vain seuraus siitä.

Noista jantin linkkaamista mikrouritetuista putkista tuli mieleen että juuri viikko sitten pohdin sitä että kannattaako lauharin/höyrystimen putket tehdä monista ohuista putkista vai paksummista putkista ja olin, ainakin itse, sitä mieltä että ohuemmissa putkissa enemmän pinta-alaa virtaukseen nähden. Yllätys oli että putkimateriaalin tarvekkin oli pienempi.
 

MrCabin

Aktiivinen jäsen
Maalaisjärjellä on hyvä asia että lauhduttimen jälkeen nestevaraajassa on matalampi lämpötila ;) Toisaalta jos koko paska toimii paskasti niin tuo on vain seuraus siitä.

Noista jantin linkkaamista mikrouritetuista putkista tuli mieleen että juuri viikko sitten pohdin sitä että kannattaako lauharin/höyrystimen putket tehdä monista ohuista putkista vai paksummista putkista ja olin, ainakin itse, sitä mieltä että ohuemmissa putkissa enemmän pinta-alaa virtaukseen nähden. Yllätys oli että putkimateriaalin tarvekkin oli pienempi.
Olen kallistumassa tässä siihen päätelmään nestevaraajan lämpötilan laskussa että typpi kerääntyy sen yläosaan muodostaen eristävän patjan, jonka läpi lauhduttimelta palaava seos kylmäaine pusertuu nestevaraajan alaosaan. Nestevaraajan yläosan lämpötila asettuu sitten sopivasti lauhduttimelta palaavan kylmäaineen ja ympäröivän lämpötilojen puoliväliin tuon typpipatjan johdosta.​

Tätä puoltaisi se että tuo typpimäärä jonka syötin systeemiin varastaisi ison osan lauhduttimen tuubeista aiheuttaen joko lauhduttimen paineen nousun tai puhaltimen kierrosluvun nousun, mutta kumpaakaan näistä ei tapahdu. Lauhduttimen paine nousi vain noin 0,3 bar.
 

Arisoft

Hyperaktiivi
Olen kallistumassa tässä siihen päätelmään nestevaraajan lämpötilan laskussa että typpi kerääntyy sen yläosaan muodostaen eristävän patjan, jonka läpi lauhduttimelta palaava seos kylmäaine pusertuu nestevaraajan alaosaan. Nestevaraajan yläosan lämpötila asettuu sitten sopivasti lauhduttimelta palaavan kylmäaineen ja ympäröivän lämpötilojen puoliväliin tuon typpipatjan johdosta.

Tämmöisen ajatuksen sain alunperin kun tuota kuvaa katselin ja mietin mitä sille ilmalle voisi tapahtua kun se ei voi tiivistyä.Tuonnehan se viimeistään päätyy. Mutta sitä, mitä havaittavaa se siellä aiheuttaa, sitä en kyllä arvannut. Säiliössä on kuitenkin kyllästetty höyry, joka tiivistyy jos sitä jäähdytetään. Onko se sitten ilmaseoksena vain laihempi?
 

MrCabin

Aktiivinen jäsen
Tämmöisen ajatuksen sain alunperin kun tuota kuvaa katselin ja mietin mitä sille ilmalle voisi tapahtua kun se ei voi tiivistyä.Tuonnehan se viimeistään päätyy. Mutta sitä, mitä havaittavaa se siellä aiheuttaa, sitä en kyllä arvannut. Säiliössä on kuitenkin kyllästetty höyry, joka tiivistyy jos sitä jäähdytetään. Onko se sitten ilmaseoksena vain laihempi?
Tuo lauhduttimen yläosaan keräytyvä ilma tapahtuu tuubi lauhduttimissa, joissa lauhduttava vesi on tuubeissa ja kylmäaine vaipassa. Kun kompressoreita haalattiin isoista vedenjäähdyttimistä tai laivojen ilmastointi systeemeistä 70- ja 80-luvuilla, niin silloin ei vielä juurikaan ollut käytössä tyhjiöpumppuja ja kompressorista puhallettiin haalauksen jäljiltä ilma ulos kylmäaineella, mutta aina sitä jonkin verran sinne jäi ja se päästettiin sitten ulos lauhduttimen päällä olevasta venttiilistä kun systeemi oli ollut käytössä jonkin aikaa.

Tuosta sitten on seurannut se ajatus että myös tuubi lauhduttimissa, missä kylmäaine on tuubien sisällä, typpi tai ilma jää lauhduttimen yläosan kuumiin tuubeihin, mutta näyttäisi siltä että kylmäaine työntää sitä pikku hiljaa edellään ja se ajautuu nestevaraajaan, jonka yläosaan se sitten jää muodostaen sinne tuon patjan.​
 

kotte

Hyperaktiivi
Tuosta sitten on seurannut se ajatus että myös tuubi lauhduttimissa, missä kylmäaine on tuubien sisällä, typpi tai ilma jää lauhduttimen yläosan kuumiin tuubeihin, mutta näyttäisi siltä että kylmäaine työntää sitä pikku hiljaa edellään ja se ajautuu nestevaraajaan, jonka yläosaan se sitten jää muodostaen sinne tuon patjan.
Olen itse fundeeratessani kallistunut samoille linjoille. Eli kun keräimen yläosaan kertyy ilmaa, nesteytynyt kylmäaine joko lorisee tuloputkesta alapuolen lammikkoon tai valuu enemmän tai vähemmän pitkin keräimen seiniä. Ilmakaasut keräimen yläosassa toimivat kohtalaisena lämpöeristeenä ja yläosa pääsee jäähtymään ympäristön lämpötilaan. Toki samaan aikaan ilmakaasupatjassa tapahtuu jonkin verran lämpöä ylöspäin kuljettavaa konvektiovirtausta ja mukana jopa kulkee kylmäainehöyryä, joka saattaa tiivistyä kuvun yläosan kylmälle alueelle sitä hiukan lämmittäen, mutta ilmakerros joka tapauksessa vastustaa lämmön siirtymistä erittäin huomattavasti verrattuna tilanteeseen, jossa keräimessä ei ole ilmakaasuja: tällöin koko keräin asettuu hyvin tarkkaan lauhduttimelta tulevan virtauksen lämpötilaan, koska paikallinen lauhtuminen tai höyrystyminen lämpötilasta riippuen tasaa lämpötilat hyvin tehokkaasti (kuin heat pipessa ikään).
 

MrCabin

Aktiivinen jäsen
Ajattelen niin, että kompressorin tehtävänä on ilman muuta paineen nosto ja siten kaasun energiasisällön kasvattaminen. Se että mikä sitten saa aikaa matalan paineen höyrystimeen on oma juttunsa.
Kompressorin tehtävänä - ihan oikein on paineen nosto - mutta yhtä lailla matalan paineen luominen höyrystin puolelle. Kompressorin tarvitsee saada jotakin paineen nostoa varten ja se on juuri höyrystimestä imetty kylmäainehöyry. Kylmäaineen energia sisällön kasvattaminen ei ole kompressorin varsinainen tehtävä, vaan höyrystimessä itseensä lämpöä sitoneen kylmäaineen siirtäminen höyrystimestä lauhduttimeen missä se luovuttaa lämpöä. Kompressorin tekemä työ luonnollisesti lisää kylmäaineen lämpösisältöä - ilman tuota työtä ei tapahtuisi mitään. Höyrystimessä kylmäaineeseen on sitoutunut 80% lämpöä ja kompressorin työ tuo siihen lisää 20% ja kaikki tuo pitää poistaa lauhduttimessa.

Kompressori luo puitteet sekä höyrystymiselle - matala paine höyrystimessä - että nesteytymiselle - korkea paine (lämpötila) lauhduttimessa.​
 
Back
Ylös Bottom