Возник вопрос по охлаждению ванны с майнинговым оборудованием. К сожалению информации в интернете не много.
В данный момент у нас есть ванна на 12 асиков, общей мощностью около 24квт. Жидкость в ванне на основе ПАОМ-2.
В качестве теплообменника был приобретен SunSystem SON 200 с двумя змеевиками, заявленной мощностью 29 кВт. Насос Wilo Star RS 25/6, расход около 4 куб.м/ч.
Трубы с внеш.диаметром - 26.

Характеристики:
Рабочее давление/Макс.температура (bar/°C) 10/95
Давление при испытании бака (bar) 15
Нижний S1/Верхний S2 теплообм.
Площадь теплообменника S1/S2 (m²) 0.9/0.6
Емкость теплообменника S1/S2 (I) 5.55/3.7
Длительная мощность в соответствии с DIN 4708; 80/60/45°C S1/S2 (kW/m²/h) 29/18 0.71/0.44
NL- коэфф. мощности при 60°C 4.5/1.5


Нижний теплообменник подключен к ванне с оборудованием, верхний подключен к контуру теплых полов. В центральную емкость поступает вода с температурой 10 градусов.
Задача у меня проста, держать жидкость в ванне не выше 60 градусов. Зимой забирать тепло от асиков в систему отопления (40 градусов).

К сожалению сейчас данная система не справляется с поставленной задачей, вся система максимум держит температуру на 4 асиках - дальше перегрев и отключение.
Температура на поверхности около 80. Входящая холодная вода, как и исходящая держится около 10 градусов.

Я понимаю что я пролетел с расчетами теплообменников, но мне нужно понять - как правильно расчитывается это и как правильно переделать это.
Что я думаю:
1) Недостаточная производительность насоса. Быстро (без переделок труб, на том же диаметре резьбы (1 1/2" (25) и монтажном размере 180) можно поменять на насос с расходом до 10-12 куб.м/ч.
2) Поставить дополнительный пластинчатый теплообменник.
3) Заменить бойлер на что-то более производительное.

Буду благодарен за любую информацию.

для однофазных сред тз задается примерно в таком виде:

номинальная мощность т/о кВт, запас на всякое %%, допустимые макс.потери на портах т/о м.в.с.

греющая среда:
носитель, кин.вязкость, плотность, теплоемкость, темп.входящая в т/о, темп.выходящая из т/о

нагреваемая среда:
носитель, кин.вязкость, плотность, теплоемкость, темп.входящая в т/о, темп.выходящая из т/о

Нет циркуляции отепленного теплоносителя. Нужно посчитать и подобрать насос.

Трубы, небось, полипропилен? То есть Ду20, если не Ду15... 29 КВт по такой трубе прокачать проблемно... Или трубы в диаметре существенно увеличивать, либо насос - но тут может шум появиться...
П.С. Температуру на входе и выходе из ванной не замеряли?

Номинальная мощность 24 кВт, пусть с запасом будет до 30кВт, допустимые потери как-то установить не могу.

Греющая среда:
ПАОМ-2, вязкость при 40 градусах - 6 мм2/с, плотность при 20С - 780-815 кг/м3, теплоемкость неизвестно, тепм.входящий - 60 градусов, тем.выходящая 40 (и ниже).

нагреваемая среда:
Вода, темп.входящая 10 градусов, темп.выходящая - 40 градусов.

Нагреваемая среда в контуре теплых полов:
Пропиленгликоль, темп.входящая 20 градусов, темп.выходящая - 40 градусов.


Металопластиковые, предпочитаем их. А так да, диаметр Ду20. Шум насоса не страшен, рассматриваю сейчас купить Grundfos UPS 25-100 или DAB A 110/180 M. Либо уже плюнуть и переделать на 32 трубу.

Температура на выходе 67 градуса, температура на входе около 47.

Перепад вполне вменяемый... При этом в баке сколько градусов? Если в районе 30-35 - насос не поможет, просто предел по теплосъему уже достигнут...

вашего ПАОМ2 нету в таблицах, взял турбинное масло для расчета т/о

труба по маслу - Ду40, потери порядка 170 Па/м, Ду50 = 50Па/м. насос 2,7 м3/ч, dP=3мвс + суммарные потери в трубах
труба по воде Ду20, потери 160Па/м, Ду25 = 50Па/м, насос 0,7м3/ч

ПТО площадью 1,1м2
20 пластин
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

В баке сейчас на сквозь проливается вода с температурой 10 градусов, не успевая нагреваться. Термометр стоит рядом с выходом, почти что в самой верхней точке.


Спасибо! А что это за софт?
А почему труба по маслу Ду40 и Ду50? Или это просто для информации?
Если у меня будет труба по маслу Ду25, мне будет необходимо увеличить производительность насоса? И я так понимаю что это не линейная зависимость...

"Гидравлические потери в трубопроводах зависят от от диаметра трубопровода в пятой степени" (С)

(без учета вышесказанного)
1. насос вообще ставят на обратной трубе, снизу - там все же несколько большее давление и температура ниже, что положительно сказывается на работе насоса.
2. труба на вашу мощность и условный расход должна быть Дн32-40, это если вода. для вашей непонятной для меня жидкости лучше бы увеличить до Дн50, хуже не будет, а разница в цене мизер, ведь метражи скорее всего небольшие?
3. есть ли возможно по работать в распределением жидкости в баке? в идеале подавать охлажденную в менее нагруженные и нижние части, с наименьшей скоростью, а забирать с точек с максимальной температурой. вы же сами говорите, что оборудование 80С, а жидкость с бака забираете 60С. если бы забирали с точек максимального нагрева, то есть условно 70-75, то это пропорционально новой дельта Т (70-40=30, 60-40=20, то есть увеличение в 1,5 раза но обратная у вас будет уже не 40, значит все же меньше) увеличило бы теплосъём в теплообменнике.
возможно оборудование как-то повернуть по другому? что бы конвективные потоки выходили свободнее например.
для понимания посмотрите на производственные кухни и их вентиляцию: избытки тепла с конкретных точек снимают вытяжными зонтами, а остальное уже не так много.

ПС смущает, что температура на выход-выходе "холодной воды" одинаковая и малая. это вы в каком режиме замеряли? может теплообменники уже обросли?

1. Да, мы так и делаем. Но тут вышло по месту так, что верхняя точка ванны ниже (на 30 см где-то) верхней точки нижнего теплообменника. В связи с тем, что в трубы масло никак не зальешь, решили что лучше поставить в верхней точке ванны, чтобы он сам захватил масло и продавил его по системе.
2. В целом да, расстояния маленькие. По трубами там метров 6-8.
3. Оборудование стоит и так оптимальным способом (картинка не моя, для примера), понизу ванны лежит труба с насверленными дырками, для равномерного распределения жидкости.

Так там сейчас просто огромный поток проходит воды насквозь. Теплообменники новые, в эксплуатации то буквально пару недель.

Странно, утверждали, что трубы металлопластик, а вижу полипропилен...
В целом по всем пунктам согласен с jiexawcr, единственное - есть предложение попробовать подключить и второй конур (с которого сейчас теплые полы запитаны) по временной схеме гибкими шлангами - по идее, это добавит процентов 20-30 к мощности теплосъема, и если да, то идея с заменой насоса должна сработать.
И да, вот это "понизу ванны лежит труба с насверленными дырками, для равномерного распределения жидкости" не совсем понятно. Если эта труба идет ВДОЛЬ ванной, в сторону отводящей трубы - возможно, в этом и причина плохого теплосъема с ближних к отводу девайсов. Нет желания термопарой промерить ванную в рабочем режиме "конвертом" у дна, в середине и у поверхности?

зависимость = квадрат скорости потока как минимум, в реальности больше, начинает сильно играть кинематическая вязкость
т.е. если на 0,7 м/с потери 200Па/м, то на 2,1м/с потери минимум 2кПа/м а скорее все 4кПа/м. 10 м трубы + повороты, фиттинги легко можете и на весь бар вылезти.

Странно, утверждали, что трубы металлопластик, а вижу полипропилен...
[/quote]
Я же написал, что картинка не моя, для демонстрации как расположено оборудование.

Прикладываю картинку, чтобы понятнее было. На входе с обратки внутри ванны, установлена труба (на вид Ду20/25), протянутая от начала до конца ванны. Каждые сантиметров ~15 просверлено по 4 дырки в трубе.
а что значит конвертом? так то мне не проблема замерить в разных уровнях температуру. Завтра этим и займусь.


И чем больше потери, тем нужнее смотреть на "напор" в характеристике насоса, чтобы получить необходимый расход?

каждые 15 см 4 отверстия? это равномерно 4 отверстия на 15 сантиметрах? а диаметр отверстий? хотя разрабатывать теоретическую модель распространения струи вещь сложная суперкомпьютеры одну вашу ванну могут считать дольше, чем по факту переделать трубы.
что может быть? либо струи холодного масла пролетают мимо и уходят вдоль корпусов в обратку, а внутри корпуса конвекцией остатки.
может струя слишком сильная и эжектирует за собой окружающее масло, которое уже несколько теплее, в итоге перепада температур масла и ваших устройств меньше, что уменьшает теплосъем.
в идеале или подать охлажденное или равномерно вниз, через некий отбойник чтоли (так делается подача холодной воды в бойлерах ГВС, чтобы холодная струя не смешивалась с остальным объемом, а "укладывалась" в нижней части, тогда "конец" нагретого объема достаточно резкий.). но возможно вы это и сами знаете?

забирать же лучше в наиболее высокой точке. возможно повысив уровень вы улучшите теплосъем, это если сверху не очень много жидкости.


про насос: не совсем вас понял чем больше давление насосу нужно создать, тем меньше он протолкнет объема/расхода/"тепловой мощности".

примерно, но только до определенного предела за которым начинается "полка", и сколько не увеличивай мощность расход расти не будет.
слыхали про неньютоновские жидкости и их поведение? вот и это где-то рядом.
а потому меняйте трубу на Ду50 как минимум чтобы не влететь на неизвестные науке характеристика вашего масла
ну и на метал лучше сразу. сколько проживет пластик под маслом дело очень мутное

Сдается мне кто-то решил "сколхозить" ванну для оборудования
а повторить оригинальную с точностью 100% ума не хватило.
В итоге скорее всего получил вот это


В общем можно одной фразой
(неравномерное/неоптимальное распределение охлаждающей жидкости в ванной)

Почему фото своей ванны не выложили?

1. Надеюсь противоположный конец трубы у вас "заглушен"?
2. Жидкость идет по наименьшему сопротивлению
(а у Вас она еще и "вязкая")
Для равномерного распределения жидкости по ванной
а) отверстия должны быть разного диаметра
(ближе к всасу меньшего)
или
б) должны быть расположены на разном расстоянии
(чем дальше от всаса тем чаще)
или
в) их должно быть разное количество
(чем ближе к всасу тем меньше)

ПС и если ванна заводская
то скорее всего неправильно установлен насос.
Т.к расход через Ваши "дырки" определяется перепадом давления на них.
Если насос стоит на подаче в ванну то перепад на "дырках" будет больше
чем если насос стоит как у Вас.

четыре точки ближе к углам, одна в центре

Уточняю - дырки в трубе расположены напротив каждой секции под оборудование. Насверлено 4 шт, с шагом в 90 грудусов, диаметром около 3 мм.
Т.е. по факту 2 дырки бьют в дно ванны, а две бьют вверх.


На самом деле просто фотки не делал. Но исправляюсь и выкладываю.
Ванну я не колхозил, а купил готовую, не знаю на сколько удачная конструкция, брали как тестовый экземпляр. Колхожу все вокруг, это правда.


1. Да, он заглушен.
2. а) Они у нас одинаковые
б) На одинаковом расстоянии
в) одинаковое количество

У меня возникли следующие вопросы:
1. В моем текущем баке теплообменник площадью 0,9 кв.м, вы мне предлагаете XB37L, в котором площадь 1 кв.м. При этом он справится? Площадь ведь +- одинаковая, или есть еще какие-то критерии/параметры?
2. Диаметр теплообенников в баке Ду25 (входное отверстие G1"), имеет ли тогда смысл делать подвод труб большим диаметром (Ду32/Ду40)?

Совсем забыл про замеры.
На выходе:
Верх: 75
Середина: 62
Низ: 49

На входе:
Верх 73
Середина 60
Низ 46

Середину пропустил.

Есть еще
г) диаметр отверстий гораздо меньше чем диаметр трубы
(труба играет роль рапред. коллектора)

Но т.к. ванна у Вас заводская то будем считать что отверстия кто-то считал.
Тогда в руководстве ванной должна быть строка
с указанием давления и температуры на входе в ванну
(при котором обеспечивается рабочие параметры)

ПС при таком расположении оборудования пустые ячейки (без оборудования)
надо "заглушить чем нибуть"
через них холодное масло проходит на выход.
От этого падает эффективность охлаждения и теплообменника.

На блоках вентиляторы стоят?
Или масло за счет конвекции/насоса циркулирует через блок?

????? шо за на?

Если верить вот этому
то первая вверх, вторая вправо (90 градусов от вверх)
третья вниз, четвертая влево)
А если верить вот этому

То это с шагом 180 градусов...

Если 2 то "меня терзают смутные сомненья...."
Т.к. логичнее влево-вправо (в сторону ячеек с оборудованием)
а то какой смысл в "дно струю направлять"??? типа сама распределиться??

Т.ч возможно у Вас при монтаже трубу с отверстиями провернули на 90 градусов.

если направлять в сторону ячеек, то загонять в саму ячейку, в каждую, но тогда не совсем ясно как струя себя вести будет.

а распределиться оно распределяется само, называется естественная циркуляция, целые системы отопления на этой гравитации работают. эффективность да, может страдает где-то и как то, но возможно принудительно направляя струи наобум будет хуже в виду обратных завихрений, которые будут мешать конвекции.


kostyag попробуйте развернуть все отверстия "вниз"-"вбок", если есть такая возможность, или заглушить те, что вверх и сравните. возможно будет лучше.

ПС забор масла не очень рациональный я бы поднял уровень и по максимуму поднял патрубок всасывающий. это так... ВКшный опыт по проектированию лотков чисто визуально уклона нет и взяться ему неоткуда - слишком мало расстояние от перегородок до поверхности. но это субъективно.
попробуйте все оборудование к "выходу" (влево) перекинуть, то же должно улучшить ситуацию. для опыту с уровнем может наклонить? в пустой половине лучше бы заглушить выходные отверстия в трубке.
оборудование равномерно нагревается? наиболее "горячее" нужно также к выходу.

Недостаточная циркуляция в системе, сначала надо общий расход сделать, дырки это потом.

Ванна то заводская, но никаких паспортов и документации у меня нету.

Те которые у меня сейчас пустые - по хорошему должны быть с оборудованием. Просто раз охлаждение не справляется - мы и не опускали его туда. Раз переделывать прийдется, то все масло нужно откачивать, все оборудование надо убирать.

На блоках питания вентиляторы я демонтировал. Масло должно циркулировать за счет насоса и конвекии, я надеюсь.

Картинку как сейчас повернуты "сопла" прилагаю, так понятнее, чем мои слова.


На этой неделе планирую заказать насос Grundfos UPS 32-80 и теплообменник к нему.

Топикстартеру для инфо - существует косвенный способ измерить расход жидкости, создаваемый насосом. Нужно измерить электрическую мощность, потребляемую насосом, и по кривой мощности из паспорта определить расход. Сейчас есть китайские измерители мощности. Или измерить ток и перевести в мощность.
Это к чему. Когда/если новый насос тоже не будет охлаждать, вот способ диагностирования

Лучше бы сначала посчитать, потом заказать, а то есть шанс что и этого будет недостаточно.

О, спасибо за идею, сегодня и замерю.

У них характеристики очень пологие, точно может не получится.

Особенно если посмотреть на размеры насосов на первом фото
(там конечно ванна в 4 раза больше)

Ага еще если вспомнить что качает он совсем не воду.
И характеристики жидкости неизвестны....
То эти измерения будут равносильны предсказанию "погоды на Марсе"

не стоит графики воды переносить на масло. оно конечно будет похоже, но не так.
да и графики эти у насосов имеют некую погрешность. у добросовестных занижены характеристики, у китайщины думаю наоборот.
это как объем ведра замерить количеством капель, которые его заполнят. не зная какая жидкость капает.


kostyag не принимайте на столько прямо высказывания Runner B, циркуляция это не только циркуляционный насос. И с этим насосом можно увеличить циркуляцию, с другой стороны ранее LordN ранее писал что есть некий предел по сопротивлению/расходу "за которым начинается "полка", и сколько не увеличивай мощность расход расти не будет.", то вполне возможно, что в вашей системе увеличив мощность насоса в 2 раза расход увеличится на 10%, а увеличив мощность в 4 раза (от исходной) расход увеличится менее чем на 15%.

+
Т.к. у ТС в системе есть дросселирующее устройство ("дырки" в трубе)
То надо обеспечить не только расход,
но и перепад давлений на дросселирующем устройстве

Пустые советую "заглушить" (закрыть отверстия какими-то пластинами и т.д., в конце концов тряпками заткнуть) и посмотреть на результат в виде исходящей температуры. Она должна немного повыситься, то есть отбор тепла должен увеличиться.

Я ему это уже советовал
Не хочет :-)

Надо посчитать весь циркуляционный контур, простая замена насоса может не дать желаемый результат.
Для начала выяснить характеристики жидкости у поставщика.

Слона то никто особо не заметил :-)
Основное правило.
Если Вы делаете что-то новенькое (что раньше не делали)
обязательно соблюдайте требования производителя к оборудованию
а то может получиться

А с какой оно радости должно работать?
Если....

Смотрим Руководство

Где здесь ПАОМ-2 ????

Ошибка №2
Вспоминаем школьный курс физики
Давление жидкости на дно сосуда.
отсюда взял данные на ПАОМ-2
p = g·ρ·h=p = 9.8 Н/кг · 815 кг/м3(это при 20 градусах) · 0,5 м(хотя от верхнего уровня до насоса у Вас меньше)

p = 3993,5 Па=примерно 4кПа со всеми натягиваниями совы на глобус
Смотрим выше приведенный паспорт

4кПа меньше чем 5кПа

Общий вывод
И почему насос кому-то чегой-то должен?

Еще вопрос должен ли теплообменник работать нормально....
Потому как вода/вода это одна мощность, а вода/масло это совсем другая мощность.


Соблюдайте требования производителей к оборудованию

Мои токовые клещи и не увидели нагрузку насоса, но да, по графику из характеристик насоса будет сложно увидеть точно.

Я просмотрел множество фотографий, в массе своей насосы используют что-то типо Grundfos UPS 32-80, с напором от 6 м и расходом от 8 куб.м/ч.


Я примерно так и думаю и переживаю за это, что сейчас куплю насос "мощный", а все равно окажется что он мне не подходит.




Да я хочу, но кидать ещё оборудование, чтобы потом его доставать оттуда - не огонь будет


Прекрасно это видел, не поймите меня не правильно. Grundfos в своей документации пишет что при увеличении вязкости жидкости с 1 ед. до 10 ед. падение производительности может достигать 15%. Wilo в своей документации ничего не дает, кроме слов "обращайтесь к нам, если жидкость не вода"


На сколько я понимаю, эти минимальные давления необходимы для избежания кавитационного шума и избежания повреждения оборудования. Насос сейчас работает тихо, без посторонних шумов.


Если исходить из того, какой теплообменник мне посчитал LordN, расход в нём составляет 2,7 куб.м./ч. Я чуточку поигрался с этой программой выбора и судя по ней, при увеличении расхода масла через теплообменник, температура на выходе растет. Т.е, чем больше скорость, тем меньше масло охлаждается.
И брать насос с расходом 10куб.м/ч бессмысленно выходит.

Все было бы проще, но весь товар у меня тут это заказные позиции, с доставкой 2-3 недели. И насос который у меня стоит, был поставлен без расчетов, потому что он был.

1. не так. НЕ от, а до 6м напора и до 8м3/час. то есть расход 8м3/час возможен условно при погружении всего насоса в жидкость, то есть создаваемый перепад давления 0. а напор 6м при закрытых кранах.
2. ну попробуйте все перебрать, что не сложно в реализации. в идеале замерить/замерять реальный расход масла, например поставить счетчик воды (если вдруг есть знакомый сантехник - то это будет условно бесплатно. старые счетчики после срока поверять нет смысла, а работоспособность они еще не потеряли, так что нахаляву найти не проблема).
3. так заглушку то можно сделать просто сверху накрыв ячейку, например стальным или пластмассовым листом, вам же писали. зачем оборудованием то?
4. все насосы копии друг друга, никаких инноваций в рабочих колесах и подшипниках нету. да и кто вам мешает написать в вило? они вполне контактные, в том числе в переписке.
5. масло штука вязкая, а мощность насоса небольшая. то есть кавитации особо большой не будет, на слух не особо отличима, а масло может ее еще и глушить. кстати у вас насос вообще не имеет давления на вводе, так установлен в один уровень с забором и верхнем уровнем... если установить насос на полу, а трубы к нему опустить-поднять, то давление все же будет как считал выше yozik. лучше бы тогда весь резервуар поставить по выше, что бы разность отметок была более 1м или более.
6. не в вашем случае. там пластинчатый теплообменник, а в нем вы не получите по второму контуру вход-выход, равный 10С та же история с пределами движения воды выйдет но да, история та же... увеличивая в 2 раза расход, теплосъем можетт увеличиться на 10%...


ПС у вас много устройств от источника тепла. увеличив КПД теплопередачи на 10% на каждом устройстве вы можете спокойно увеличить тепловой поток на 30-50%
устройства: трубы, распределители масла в емкости, приемное устройство, насос, теплообменник.
как вариант "лечения" малого теплосьема можно добавить в контур масла паяный теплообменник и например теплые полы подключить напрямую, без бойлера. цены на них как ни странно не шокируют. тем самым вы исключите влияние бойлера. или как аварийно-испытательный - напрямик к маслу некий калорифер (хоть радиатор от авто, на разборках без креплений наверное по цене металлолома отдадут но промывать там надо будет тщательно само собой, переходы можно через полипропиленовые замудрить и резиновые патрубки).

В сети гуглятся технические условия со свойствами ПАОМ-2: плотность 780-815, вязкость 40 сСт при 40. В общем почти как зимняя дизелька. Про кавитацию можно забыть сразу - не будет такого понижения давления на всасывании

А чем вы герметизируете резьбы? У меня минеральное масло STE Oil 70T, пропитывает и ФУМ-ленту, и лен, и лен+ФУМ, и лен+паста Unipak. Даже корпус насоса на стыке подтекает, хотя там резиновая прокладка внутри. Пробовал добавлять силиконовый герметик по этой прокладке внутри насоса, тоже самое.

Кстати у меня объем масла 180л и насос 32-12-220 на 40 пропиленовой трубе. Кавитационный шум очень сильный, трубы даже вибрируют немного. Длина контура небольшая.
Теплообменник с 1" подключениями, 0.9м2 и весом около 7 кг. Теплообмен организован для отопления частного дома.
Пока система полноценно не работает, борюсь с протечками.

Я делал из льна и серого автогерметика, вроде все нормально, подтеков нет.