Пример расчета абсорбционного водоаммиачного теплового насоса

Одноступенчатая абсорбционная установка имеет холодопроизводительность £ п ~ = 1000 кВт. Температура рассола на входе в испаритель / Н | = -20 ° С и на выходе из него ИИ2 = -30 ° С; температура охлаждающей воды на входе в аппараты * В2 = 20 ° С и на выходе из них / в | = 25 ° С. Давление водяного пара, г рис, р = = 0,275 МПа ((, = 130 ° С). Рабочий агент - аммиак; абсорбент - вода. Конечные разности температур: в испарителе Л / н = С К; в конденсаторе А / к = 5 К; в абсорбере д / а = 5 К, у генераторе д / г = 6 ° С; в охладители д * з_7 = 10 К, у теплообменнике раствора д / | 4.ю = Ю К, у дефлегматоре д / с = 15 К (рис. 1.20).

Расчетная схема водоаммиачных установки:

Рис. 1.20. Расчетная схема водоаммиачных установки: Д - дефлегматор; Г - генератор; А - абсорбер; К - конденсатор; Пе - переохладитель; В - испаритель; ТО-теплообменник раствора

Процесс водоаммиачных холодильной установки

Рис. 1.21. Процесс водоаммиачных холодильной установки в А ^ - диаграмме

Определить параметры в характерных точках процесса и построить процесс в и, £ диаграмме. Найти тепловые нагрузки аппаратов, удельный расход энергии, холодильный коэффициент и эксергетический КПД установки.

Решение . Температура испарения хладагента 'в =' н2 "дьы = ЗО-с = -33 ° С.

Ей соответствует давление р0 = 0,1 МПа.

Температура конденсации / к = / в - Д / к = 25 + 5 = 30 ° С.

Давления конденсаторе рк = ИД МПа.

Температура слабого раствора на выходе из генератора / 9 = / 5 - Д / г = 130-6 = 124 ° С.

Параметры слабого раствора £ сл = 0,225; / ", = 462 кДж / кг.

Температура крепкого раствора на выходе из абсорбера "с = 'В2 + д'А = 20 + 5 = 25 ° С.

Параметры крепкого раствора

5,3 = 0,315; Л | з = 0кДж / кг.

Кратность циркуляции раствора / = Почт / 0 = С, 5/02 = (42-^ сл) / (5кр- ^ сл) = (1 "0Д25У (0,315-0,225) = = 8,62.

Параметры пара после дефлегматора '2 =' е + льд = 25 + 15 = 40 ° С; £ 2 = 1; ^ 1660 кДж / кг.

Параметры равновесной пара, выходящего из генератора д - 1,2 МПа; /, = 105 ° С; ^ = 0,925; А | = 1890 кДж / кг.

Удельный отвод флегмы из дефлегматора (флегмового отношения) Ф = С8 / С2 = и2 - 5,) / - £ 8) = (1-0,925) / (0,925-0,315) = 0,123.

Удельное тепловая нагрузка дефлегматора Яа = (* й - * 2) + Ф (Аи Л &) = (1890-1660) +0,123 (1890-377 ) = 416 кДж / кг.

Параметры слабого раствора после теплообменника (0 = / и + Д / то = / | 4 + Д / и4_ю = 25 + 10 = 35 ° С; Л | 0 = 62кДж / кг.

Энтальпия крепкого раствора на входе в генератор

Энтальпия флегмы при £ 8 = 0,315 h% = 377 кДж / кг.

Поскольку Л8> А | 5, то найденное значение h $ принимается для дальнейших расчетов.

Удельное тепловая нагрузка теплообменника? То = </ - ИХ ^ Л | в) в С8 "62" 1 Х462-62,8) = 3030 кДж / кг.

Удельное тепловая нагрузка конденсатора qK ш * 2 - Aj = 1660-500 = 1160 кДж / кг.

Температура пара хладагента после охлаждения / 7 = / 3 ~ Д / "0 = / к - Д / 3.7 = 30-10 = 20 ° С.

По 7> диаграмме аммиака находим, что hj = И 760 кДж / кг. С учетом поправки (при р 0,12 МПа) Д / и = 285-210 = 75 кДж / кг разницу точек отсчета значений энтальпий в 7> и диаграмме получаем / "7 = 1760-75 = 1685 кДж / кг.

Удельное тепловая нагрузка охладителя qM ~ hy ~ hb = 1685-1574 = 111 кДж / кг.

Энтальпия жидкого аммиака перед дросселем Л4 = Лз- ^ п0 = 500-111 = 389

Удельная холодопроизводительность установки <70 = 1574-389 = 1185 кДж / кг.

Удельное количество тепла, выделяемого при абсорбции, Чл = {hj Л, 0) + / (Лио - / Йип) = (1685-62,8) + 8,62 ( 62,8-0) "2160 кДж / кг

или: а = / (Au - Лиз) = 8,62 (251-0) * 2160 кДж / кг.

Удельное тепловая нагрузка генератора? Г = (Л ( -fy + fihç -А | 5) + ф (/ ии - / #) = = (1890 ^ 62) +8,62 (462-352) +0,123 (1890-377 ) = 2550 кДж / кг.

Тепловой баланс установки: 9пидв = 9видв "Япидв = * 7г + ,? 0 = 2550 + 1185 = 3735 кДж / кг; Ялидв = 9а +? К + Яд = 2160 + 1160 + 416 = 3736 кДж / кг.

Расход рабочего агента (аммиака) С = 1000/1175 "0,85 кг / с.

Тепловые нагрузки аппаратов: а) генератора: Qr = Gqr = 0,85-2550 = 2170 кВт; б) абсорбера: Оа = Gqa = 0,85-2160 = 1835 кВт; в) охладителя: Опо = Gq ^ = 0,85-111 = 94,5 кВт; г) конденсатора: QK -GqK = 0,85-2160 = 1835 кВт;

д) дефлегматора <2Д = С7 ^ гд = 0,85-416 = 354 кВт.

Удельный расход тепла э = <7г / Яо = Яг / 00 = 2170/1000 = 2,17.

Холодильный коэффициент является =% "Яг = 1000/2170 = 0,463.

Эксергетический КПД установки по хладагентом

Где (^) в = (7о-Г0.с) / т; = (240-293) / 240 = -0,22 (знак "минус" при т ^ НЕ учитывается)

) y = (Те - Тол) и тъ = (403-293У403 = 0,273.

Или re = el И е = 0,22 / 0,592 - 0,373,

где е = Яг Tq в = с (тд) в = 2,170,273 = 0,592; %

е * = (Т0 - ос) / Т0 = (293-240) / 240 = 0,22.

Коэффициент полезного действия установки по хладоносителя

л = € {Jsk = о, 4бЗ ^ I = 0,306 * 31%,

где (xq) № = 1- (Г0С / Гнср) = Н293 / 248) = - 0,181; Гнср = (253 + 243) / 2 = 248 К.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >