Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Тепловые насосы и кондиционеры

Пример расчета компрессионного теплового насоса

Рассчитать схему одноступенчатого парокомпрессионного теплового насоса (риси.15) с теплопроизводительностью 46,5 кВт. В качестве источника тепла низкого потенциала используется речная вода с температурой на входе в испаритель / н] = 10 ° С и на выходе из него / н2 = 6 ° С. Температура воды на входе в охладитель / но = 35 ° С, а на выходе из конденсатора / В | = 70 ° С. Рабочий агент в установке - хладон К2 1.

Схема теплового насоса.

Рис. 1.15 Схема теплового насоса.

Мета-на рис. 1.8

Решение . Принимая конечную разницу температур в испарителе Л / н = / "2 - / в = 2,5 К, находим температуру испарения" 0 = 'н2-Д / о = 6-2ь5 = 3,5 ° С.

Задаваясь конечной разницей температур в конденсаторе Д / к - / в | - / К = 5 ° С, определяем температуру конденсации 'к ='. 1-М = 70 + 5 = 75Все.

Используя 7> -диаграму, находим параметры рабочего агента в следующих характерных точках схемы:

точка 1: г, "/ 0 = 3,5 ° С, р, = 0,08 МПа, Л, = 665 кДж / кг, М = 0,275 м3 / кг;

точка 2: р2 = 0,78 МПа, / ^ = 724 кДж / кг, / 2 = 1 Ю ° С;

точка 3/3 - 75 ° С, /> с = 0,78 МПа, / "3 = 506 кДж / кг;

точка 4/4 = / п0 + Д / Н0 = 35 + 10 = 45 ° С, р4 = 0,78 МПа, / "4 = 468 кДж / кг,

точка 5: / 5 = + 3,5 ° С, р5 = 0,08 МПа, / 15 = 468 кДж / кг.

Энтальпия рабочего агента на выходе из компрессора при внутреннем адиабатическом КПД компрессора г), = 0,8

Внутренняя работа компрессора / о "ЛГ Л | = 739 -665 = 74 кДж / кг.

Удельное тепловая нагрузка испарителя

<70 = А, -Л5 = 665-468 = 197 кДж / кг.

Удельное тепловая нагрузка конденсатора Как = ¿2 - Лп в 739 - 506 = 233 кДж / кг.

Удельное тепловая нагрузка охладителя <7П0 = /? 3 - // 4 = 506 - 468 = 38 кДж / кг.

Энергетический баланс 0 = 'в +? В =? К +? По = 74 + 197 = 233 + 38 = 271 кДж / кг.

Массовый расход рабочего агента с = Ев / (^ к + 9по) = 46,5 / (233 + 38) = 0,172 кг / с.

Объемная производительность компрессора Ух = О • v, = 0,172 0,275 = 16,9 мЗ / ч = 0,0047 м3 / с.

Расчетное тепловая нагрузка испарителя ЕЬ = 90С = 197 0,172 = 34 кВт.

Расчетное тепловая нагрузка охладителя йио = ЯпоО = 38 • 0,172 = 6,8 кВт.

Принимая электромеханический КПД компрессора г | эм = в 9 определяем удельную работу компрессора Иш = 'в' Лэм = 74/0> 9 = 82> 2 кДж / кг.

Удельный расход электроэнергии на единицу произведенного тепла а ™ = 'км 1 (Как + ? По) = 82,2 / (233 + 38) = 0,304.

Электрическая мощность компрессора * э = Иш ° = 82,2-0,172 = 4,2 кВт.

Коэффициент трансформации ос = (9к + 9по) ^ Км = 1 / эт.н = 1 / 0,304 = 3,3.

Средняя температура низкотемпературного тепловиддатчика

Тн ер = (10 + 6У2 + 273 = 281 К.

Средняя температура полученного тепла Гвср = (70 + 35) / 2 + 273 = 325,5 К.

Коэффициент работоспособности тепла с потенциалом (Т9) в = 1 - (293 / 325,5) = 1 -0,9 = 0,1.

Коэффициент преобразования теплонасосной установки

Струйные тепловые насосы

Струйные ТН относятся к устройствам с тепловым приводом. Вместо механического компрессора применяют струйные компрессоры. В холодильной технике такие устройства встречаются в пароструйных (эжекторных) холодильных машинах, где в качестве рабочего вещества используется водяной пар.

Струйный компрессор получает приводную энергию в виде удельного энтальпии рабочей пары с Паропреобразователи внешней теплоты (рис. 1.16). В струйном компрессоре энергия, содержащаяся в рабочей паре, превращается в энергию струи, а пара хладагента благодаря процессу инжекции отсасывается из испарителя, смешивается с рабочей парой и в диффузоре сжимается до давления конденсатора. Смесительный процесс, характерный для струйной компрессора, в принципе необратим, и в связи с этим термодинамическая совершенство циклов струйных ТН меньше, чем с механическим компрессором.

Схема струйного теплового насоса:

Рис. 1.16. Схема струйного теплового насоса:

1 - генератор рабочей пары;

2 - насос; 3 - конденсатор;

4 - струйный компрессор;

5 - дроссель; 6 - испаритель

Из-за низкого КПД струйных компрессоров и незначительный сжатие до сих пор нет сведений о применении пароструйных ТН. Обычно более целесообразно использование пары, которые есть в наличии, в зависимости от ее параметров для турбин, вырабатывающих электроэнергию или непосредственно для отопления.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее