Автор Тема: Управление охлаждением. Что это, зачем и как?  (Прочитано 760 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18862
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Система охлаждения - неотъемлемая часть нашего оборудования. Хочешь - не хочешь, а те киловатты, которые мы вдуваем в процесс, надо куда-то деть.

Самый древний вариант - нагреть этим теплом бочку воды, и когда вода станет слишком горячей - заменить ее часть, пару ведер.  Сейчас таким вариантом мало кто пользуется. Пляска с ведрами н не самое веселое занятие.
Наличие водопровода и канализации облегчают жизнь. Можно  с ведрами не плясать, и если вода без счетчика, можно даже потом не сокрушаться из-за больших счетов от водоканала. Со счечиком похуже.
Самое неприятное - это низкая стабильность. В принципе, можно настроить минимально достаточный поток воды, но если напор снизится, охлаждения может не хватить. Приходится перестраховываться. Давать воды больше, чем нужно. Многие через счетчик. Некоторые - не в канализацию, а в выгребную яму. Которую вскоре придется небесплатно откачивать.
У проблемы охлаждения есть еще один аспект. Перестраховка, о которой я писал выше, приводит к избыточному охлаждению. Не буду влезать в дебри дыхания дефлегматора, размазывания промежуточных приммесей и обратного растворения газов в дистиллятах. Это не смертельно, но и не полезно. Но если решить проблему оптимального расходования воды, это одновременно исключит переохлаждение и устрангит пусть не смертельные, но все-же не полезные эффекты.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18862
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Итак, проблема есть, и ее надо решать.
Решить ее можно двумя путями - консервативным (оптимизация водопроводного охлаждения) и радикальным (переход на автономное охлаждение).
Давайте по порядку.

При водопроводном охлаждении  можно настроить поток так, что температура воды на выходе будет весьма высокой, а воды будет расходоваться очень мало. Одно плохо - придется поселиться возле крана и следить за изменением напора воды. Можно поставить какой-то привод на кран и крутить его автоматически. Только кран долго не выдержит такого обращения. Лучше насос...
Итак... воду берем из самопополняемой емкости (унитазный бачок, например, или его заменитель, копия), и гоним насосом в систему охлаждения. Обороты насоса привязываем в темепературе выходящей воды. В результате мы не зависим от изменений напора. Мы сами управляем напором. Кроме того, нам не страшны кратковременные отключения воды. Запас в бачке подстрахует какое-то время.

Такую задачу решает Малыш. Это одна из некоторых его функций.

Такая система сократит потребление воды  раза в полтора - два. Расходы на охлаждение сократятся. Но не обнулятся.  И если это смущает, пора переходить к автономке

Если после нашего холодильника или дефлегматора поставить радиатор в вентилятором, и он охладит наш поток воды градусов до 30-40, то вопрос автономки уже решен. Воду из дефлегматора не отправляем в канализацию, а льем обратно в наш унитазный бачок. Потоком воды и оборотами вентилятора как-то управляем... или не управляем,дело хозяйское. Унитазный бачок перестает быть необходимостью. Воду насос может брать из любой емкости, воды в емкости достаточно иметь 300-500 мл... если все шланги и трубки заполнены, этого достаточно.

Автономка готова.
« Последнее редактирование: 02-05-2021, 22:28:48 от Игорь »
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18862
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Такая схема автономного охлаждения родилась много лет назад и за эти годы показала как положительные, так и отрицательные стороны. Мембранный насос, мотающий на полную, достаточно громко шумит. Если ограничивать его обороты вручную, их иногда становится недостаточно, система останавлитвается вследствие перегрева. Вентилятор тоже не бесшумный, особенно на больших оборотах. И отсутствие стабильности нервирует...
Сначала на помощь пришел блок управления НБК, который освоил смежную профессию и стал управлять работой насоса автономки.
Потом появился Фанкойл, который, управляя оборотами и насоса, и вентилятора, стабилизирует обе температуры - и холодную, и горячую.
Но и у него оказались слабые стороны, связанные в первую очередь с компоновкой оборудования.
Если кратко...
Температуру холодной стороны мы измеряем на выходе из обдуваемого радиатора. Измерять ее нужно до того, как она попадет в нашу емкость запаса. Если измерять после, управление вентилятором становится неэффективным, а стабилизировать темпрературу воды в холодной зоне становится невозможным. Кроме того, температуру желателдьно измерять поближе к радиатору. Поэтому место датчика иесмпратуры в идеале - прямо на выходе из радиатора.
Температуру горячего контура следует измерять как можно ближе к источнику нашрева, то есть прямо возле холодильнрика или дефлегматора.
Длина проводов датчиков темпратуры ограничена, и если между местами нагрева и охлаждения 8 метров или больше, мы имеем проблемы управления и длинные провода.
Путь устранения этих проблем - разорвать, разделить управления насосом и вентилятором.
Так появились Малыш и Карлсон. Первый управляет насосом, второй (с пропеллером) управляет вентилятором.
Малыша можно поставить возле колонны, там-же разместить насос. датчик температуры будет коротким.
Возле блока охлаждения поставить Карлсона, тоже с коротким датчиком температуры. Включит в розетку и не отключать если лень. Вентилятор не включится до тех пор, пока по шлангам не пойдет горячая вода. Ну а Малыш, находящийся возм=ле колонны, желательно отключать, так как он не остана=вливается в дежурном режиме, а легонько толкает воду по кругу в ожидании роста температуры.
Собственно говоря, для чего все эти буквы...
Есть коллеги, которые потерялись во всех этим малышах, карлсонах и фанкойлах. Чтобы не писать каждому в личку, решил собрать информацию в одном месте.
Дополнительные функции Малыша.
Малыш может использоваться в "унитазной" системе охлаждения. Как показывает практика, его удается настроить так, что отклонения температуры от задания не превышают десятых долей градуса
Интересная сфера применения малыша - управление паровым отбором при дистилляции. Если Малыш управляет потоком воды через дефлегматор, поддерживая стабильной температуру пара на выходе, удается получить изменяющееся укрепление за счет парциалоьной конденсации и темпломассообмена. В результате удается поддерживать на заданном уровне крепость дистиллята на выходе. Это позволяет неплохо укрепить головные примеси, сократив потери спирта, и отсечь хвостовые
Еще одна профессия Малыша - он умеет отмерять порции жидкости. Но это уже другая песня.
« Последнее редактирование: 02-05-2021, 23:05:56 от Игорь »
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18862
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Подготовил картинки для отправли в личку, но, наверное, лучше их разместить в той ветке.
Может кому-то пригодиться. 
Картинки предназначены для коллеги, которому я давно обещал, и сейчас взялся собрать автономку. на базе внутреннего блока кондиционера. Вернее доукомплектовать - все было собрано давно. Да и сейчас появились разные варианты комплектации.

Автономка на базе внутреннего блока отличается от ее сестрички на безе внешнего блока тем, что во внутреннем блоке невозможно разместить насос и емккость запаса воды вкупе с платой управления, все это хозяйство приходится размещать иначе. Не могу сказать что это большой недостаток, просто особенность.
 

Итак, базовый вариант.
Начну с емкости.
Открытая (соединенная с атмосферой) емкость литров на 3-5, больше не нужно, стоит на линии охлажденной воды непосредственно перед насосом. Насос берет воду из емкости и толкает ее вперед, в дефлегматор или холодильник колонны или дефлегматора. 
Там вода нагревается и выходит в горячую линию. На этой линии надо поставить датчик температуры. Опираясь на его показания, блок управления меняет обороты насоса так, чтобы показания этого датчика были не больше и не меньше заданного сначения.
В конце горячей линии находится блок от кондиционера, в котором горячая вода течет по трубкам радиатора, а вентилятор сдувает с него тепло.
В результате вода охлаждается и выходит в холодную линию.
В начале этой линии стоит второй датчик температуры, по показаниям которого блок управления меняет обороты вентилятора и стабилизирует на заданном уровне температуру воды в холодной линии.
На холодной линии находится наша емкость, с которой мы начали движение. Круг замкнулся.

92379-0

Главный плюс этой схемы - она гарантированно рабочая, главный минус - шланги (без них никуда) и провода. И условие размещения датчиков поближе к источникам тепла и холода. А это не всегда возможно, особенно если блок управления стоит внутри наружного блока от кондиционера. Дело в том, что наши датчики более-менее устойчиво работают при длине линии до пяти метров. И если от блока управления до колонны больше пяти метров, датчик придется ставить на некотором удалении от дефлегматора.
С датчиком холодной линии ситуация полегче. Если вентилятор включается с некоторым запозданием, это как правило не вызывает проблем, так как и сам радиатор имеет вес и может на начальном этапе "подставить плечо", да и запас воды в емкость, даже небольшой, тоже помогает. Поэтому датчик температуры холодной линии можно поставить даже так, как на следующем рисунке, прямо перед емкостью запаса воды. Это несколько снизит качество стабилизации, температура холодной будет чуть плавать, но не критично.
ВАЖНО поставить датчик именно ДО емкости запаса, а не после нее.

92381-1

Итак, блок управления ставим прямо возле колонны, там-же, на полу, размещаем насос и емкость запаса. Если длина холодной линии от кондиционера до емкости запаса не больше 5-6 метров, ставим датчик тут-же, перед емкостью, а датчик горячей линии устанавливаем в самом ее начале.
Если длина холодной линии порядка 10 метров, используем на холодной линии датчик с пятиметровым проводом и устанавливаем его поближе к блоку охлаждения.  Можно также перенести насос и емкость поближе к блоку охлаждения, и на горячей линии использовать датчик с длинным проводом. Но как показала практика, насос и емкость удобно ставить прямо возле колонны.

Ну и в заключение...
Если вместо блока управления, который я назвал когда-то "фанкойл", использовать слпадкую парочку Малыш и Карлсон, можно использовать любую длину шлангов, лишь бы насос прокачал.
На чем считаю необходимым акцентироваь внимание.
Вентилятор не требует вращения в режиме ожидания, поэтому если для его управления использовать Карлсона, его можно никогда не отключать от сети. Его потребление электроэнергии в режиме ожидания смехотворно.  Правда и при работе на максимальных оборотах тоже... Мощность 30, максимум 40 ватт - это 1 кВт-ч за сутки работы на полных оборотах :)
Тут дело в другом. Вентилятор, в отличии от наслоса, в режиме ожидания "молчит", а значит не изнашивается.
Малыша желательно отключать, и не столько из соображений энергосбережения, а чтобы не крутить насос впустую.



« Последнее редактирование: 05-05-2021, 04:28:19 от Игорь »
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн moh1971

  • Политолог
  • Эксперт
  • *
  • Сообщений: 2868
  • Спасибо
  • -Отправлено: 530
  • -Получено: 656
  • "Люльки курили полягавши, Або горілочку пили"
парочку Малыш и Карлсон
Не знаю может ли Карлсон без Малыша, а Малышу Карлсон точно не нужен. Я пробовал точно такую схему с удаленным радиатором, и схему с пластинчатым теплообменником на отоплении .Все работает с потрясающей точностью и стабильностью. Так зачем лишний датчик с длинным проводом?
Малыша желательно отключать, и не столько из соображений энергосбережения, а чтобы не крутить насос впустую.
На дефлегматоре РК, режим ожидания насоса тоже не нужен, насос стартует вовремя. Правда это по всей видимости только на твоей схеме дефлегматора с верхней водяной камерой. 

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18862
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
У меня при таком распроложении, если насос в режиме ожидания не запущен, случались казусы со срабатыванием перегрева. Похоже, у тебя датчик перегрева не так быстро ловит температуру, как у меня.  Или порог срабатывания повыше. Я об этом подумал когда увидел на твоем графике стартовый залет градусов на пять, при котором аварийная остановка не произошла. У меня даже полтора-два градуса залета вызывают остановку по перегреву.
Цитировать (выделенное)
Малышу Карлсон точно не нужен
 
Не точно. Вернее - не нужен в некоторых случаях.
Если радиатор с вентилятором стоит на улице, в условиях весенне-осеннего сезона, когда температура в течении суток может меняться на 10-20 градусов, лучше иметь управление вентилятором. Когда холодно, можно обойтись без обдува,  так как обдув приводит к чрезмерному переохлаждению, но отсутствие обдува в теплое время суток приведет к перегреву. Кто-то должен то включать вентилятор, то ваыключать его Или хозяин, либо Карлсон.
Если радиатор с вентилятором стоит в помещении, по мере работы воздух прогревается и требуется усиление обдува. Такое я наблюдал у Гачка на чердаке, и именно это наблюдение привело к решению все-же управлять обдувом.
Кроме того, кто-то из коллег жаловался на шум внешнего блока, который мешал спать ночью. Ночью! Когда в любом случае прохладней и нет необходимости крутить вентилятор на полную.
Есть еще один момент. Для совсем ленивых (я - такой).
Если блок охлаждения стоит далеко и управляется карлсоном, можно не тянуть к нему ни провод вентилятора, ни датчик температуры. Достаточно привести к нему 220 и навсегда включить через Карлсона в сеть. Карлсон сам разберется когда и насколько включить вентилятор, и когда его выключить.
К необходимости управления не только насосом, но и вентилятором я пришел не сразу.  Давай начнем с того,  что если мы стремимся к стабильности охлаждения, нужно стабилизировать в первую очередь температуру входящего потока, и уже во вторую - температуру исходящего. Температурой входящего потока командует именно вентилятор, а управлять им может только Карлсон.
Ну и кроме того, Карлсон - полный аналог малыша, который управляет не 12-ю вольтами постоянки, а 220-ю вольтами переменки. Он может быть полезен тем, кто предпочитает циркуляционные насосы на 220 вольт.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн moh1971

  • Политолог
  • Эксперт
  • *
  • Сообщений: 2868
  • Спасибо
  • -Отправлено: 530
  • -Получено: 656
  • "Люльки курили полягавши, Або горілочку пили"
Похоже, у тебя датчик перегрева не так быстро ловит температуру, как у меня.  Или порог срабатывания повыше. Я об этом подумал когда увидел на твоем графике стартовый залет градусов на пять,
У меня пока руки не дошли подключить Росу полноценно, она работает в паре с рм,и датчик не стоит. Но на последних прошивках Малыша залета нет.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18862
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Красота.  Образец  как надо ПИД настраивать :)

Дальше картина для очередного получателя.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.