Соотношение охлаждения и осушения на испарителе холодильной машины

[Rionet 0]

Господа, здесь много инженеров, есть теоретический вопрос.

Имеем воздух, продуваемый через испаритель, где кипит фреон. Испаритель как на картинке.

 

Стоит вопрос управляемого осушения воздуха, и нужно понимание физики процесса.

 

Мы можем изменять температуру фреона на входе в испаритель от +10 до -90 градусов (разные газы, режимы работы машины),

можем менять производительность холодильной машины (количество фреона), можем в некоторых пределах менять скорость воздуха,

можем менять конфигурацию испарителя.

Температура воздуха может варьироваться в широких пределах (от +10 до +90 градусов), влажность тоже (10...95%).

 

Вопрос - каким образом и от каких параметров будет зависеть распределение энергии приходящей на испаритель.

Какая часть энергии будет уходить на охлаждение воздуха, а какая на осушение - фазовый переход водяного пара в воду(лед)?

Изменено 13 января 2020 пользователем Rionet

[Maik812 290]

36 минут назад, Rionet сказал:

Какая часть энергии будет уходить на охлаждение воздуха, а какая на осушение - фазовый переход водяного пара в воду(лед)?

 

Испарение затрачивает энергию. Конденсация наоборот возвращает энергию испарение. Конденсационные котлы работают на газе например имеют +5 % КПД из за конденсации паров воры из уходящих газов топки.

Изменено 13 января 2020 пользователем Maik812

[Udav817 288]

То есть вам надо охладить воздух и осушить его?

Тогда размышляйте в направлении принципа работы лиофильных сушилок. Правда там осушают твёрдое вещество и тот случай проще.

[soklakov 1 475]

12 часа назад, Rionet сказал:

Какая часть энергии будет уходить на охлаждение воздуха, а какая на осушение - фазовый переход водяного пара в воду(лед)?

какая разница? пропорции между этими двумя частями будут зависеть от параметров воздуха, которые у Вас имеют весьма большой разброс.

может быть, Вас интересует, как менять параметры охладителя после измерения характеристик входящего воздуха?

[vasyam 483]

5 минут назад, soklakov сказал:

какая разница? пропорции между этими двумя частями будут зависеть от параметров воздуха, которые у Вас имеют весьма большой разброс.

может быть, Вас интересует, как менять параметры охладителя после измерения характеристик входящего воздуха?

Добавлю от себя что лучше даже не входящего воздуха, а того что получается на выходе. Зависит конечно от назначения аппарата, но его задача скорее всего обеспечить какие-то параметры, на выходе (абсолютная влажность к примеру, или относительная + температура) вот их то и надо контролировать и по этим значениям принимать решение, по поводу температуры фреона. 

[Rionet 0]

Задачи в общем случае состоят в обеспечении параметров на выходе (температура, влажность).

Хотелось бы понять например две крайности -

как эффективно вынуть влагу из воздуха (осушить) и при этом не охлаждать его? (не тратить энергию на охлаждение)

как эффективно охладить воздух и при этом не осушать его? (не тратить энергию на осушение)

 

Какие параметры машины при этом нужно варьировать и какие вообще есть зависимости в процессе конденсации на теплообменники?

 

Анализ литературы привел к критериальным уравнениям (нуссельта и т.д) с кучей формул и отсутствием понятной связи с действительностью по крайней мере для меня, надо пояснить.

[vasyam 483]

2 часа назад, Rionet сказал:

как эффективно вынуть влагу из воздуха (осушить) и при этом не охлаждать его? (не тратить энергию на охлаждение)

как эффективно охладить воздух и при этом не осушать его? (не тратить энергию на осушение)

ИМХО никак

Выпадение конденсата происходит при относительной влажности воздуха 100%.

Для того чтобы на выходе получить на выходе заданную температуру и влажность, нужно вначале посчитать абсолютную влажность для данных параметров. Потом найти температуру при которой относительная влажность (для посчитанной абсолютной влажности) составит 100%. Охладить до этой температуры воздух, лишняя влага при этом выпадет в виде конденсата. После этого нагреть воздух до заданной температуры.

P.S. Хотя если есть другие варианты, будет интересно послушать.