Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Методика термодинамического расчета циклов теплового насоса





Целью термодинамического расчета является определение показателей эффективности цикла теплового насоса. В разделе предлагается методика расчета теплонасосных циклов. Исходными данными для расчета являются:

– тепловая нагрузка Q тн, кВт, или расход низкопотенциального теплоносителя G н, кг/с;

– температура низкопотенциального теплоносителя (холодной воды, антифриза или рассола) на входе в тепловой насос t н1, °С;

– температура низкопотенциального теплоносителя (холодной воды, антифриза или рассола) после теплового насоса t н2, °С;

– температура высокопотенциального теплоносителя (горячей воды) на входе в тепловой насос t в1, °С;

– температура горячей воды после теплового насоса t в2, °С;

– температура окружающей среды t 0, °С;

– перепады температуры на выходе из теплообменников (обычно 3…5 °С) в испарителе D t исп, конденсаторе D t к, переохладителе D t по (рис. 19);

– температура перегрева пара в промежуточном теплообменнике D t п, °С.

 

Рис. 19. Температурные схемы теплообменников

Расчет парокомпрессионного теплового насоса (схема № 1)

Схема и расчетный цикл в p, h -диаграмме парокомпрессионного теплового насоса представлены на рис. 6.

Порядок термодинамического расчета схемы следующий.

1. В испарителе теплота от низкопотенциального теплоносителя передается фреону, температура которого должна быть ниже. По температуре t н2 и температурному перепаду D t и определяется температура испарения фреона:

t и = t н2 – D t и.

2. По температуре испарения t и на правой пограничной кривой p, h -диаграммы фреона (или по таблицам термодинамических свойств хладагента в состоянии насыщения) находится точка 1, для которой определяется энтальпия h 1 и давление испарения p и.

3. В конденсаторе теплота передается от более горячего фреона к воде. По температуре воды на выходе t в2 и температурном перепаде D t к определяется температура конденсации фреона:

t к = t в2 +D t к.

4. По температуре конденсации t к на правой пограничной кривой (или по таблицам термодинамических свойств хладагента в состоянии насыщения) находится точка 3, для которой определяется энтальпия h 3 и давление конденсации p к.

5. На пересечении линии постоянной энтропии S 1, проходящей через точку 1, и линии изобары p к, проходящей через точку 3, определятся точка , которая соответствует концу адиабатного сжатия. По диаграмме определяется энтальпия h 2 а в точке .

6. Адиабатный КПД компрессора h а равен

h а =; отсюда h 2= h 1 +.

Адиабатный КПД компрессора может быть рассчитан по выражению

h а = 0,98.

По значению энтальпии h 2и давлению p к определяется точка 2.

7. По значению энтальпии h 3 = h 4 и давлению p и определяется точка 4.

8. Рассчитываются удельные тепловые нагрузки в узлах теплового насоса:

q и = h 1 h 4; q к = h 2 h 3; l сж = h 2 h 1.

Правильность расчета определяется проверкой теплового баланса

q и + l сж = q к.

Дополнительно определяется тепловая нагрузка теплового насоса (теплота, передаваемая на отопление):

q тн = q к,

и удельная энергия, потребляемая электродвигателем W:

W =.

10. Определяются показатели энергетической эффективности теплового насоса:

– коэффициент преобразования теплоты

m =;

– коэффициент преобразования электроэнергии:

mэ= hэ.м hэ m;

– удельный расход первичной энергии

ПЭ =.

11. Степень повышения давления в компрессоре

e =.

12. Производится эксергетический расчет схемы:

– эксергия е н, отданная низкопотенциальным теплоносителем в испарителе:

е н = tн q и,

где tн – эксергетическая температура низкопотенциального теплоносителя (значение эксергетической температуры должно быть от 0 до 1):

tн =;

средняя логарифмическая температура холодного теплоносителя

Т ср. н=.

– эксергия е в, полученная высокопотенциальным теплоносителем в конденсаторе:

е в = tв q к,

где tв – эксергетическая температура высокопотенциального теплоносителя:

tв =;

средняя логарифмическая температура горячего теплоносителя

Т ср. в =.

– эксергия электроэнергии, потребляемой электродвигателем:

е э = W =;

– эксергетический КПД hэ теплового насоса определяется по суммарной эксергии входных e вх и выходных e вых потоков:

hэ = =.

 

Расчет парокомпрессионного теплового насоса
с регенерацией теплоты (схема № 2)

Схема и расчетный цикл в p, h -диаграмме теплового насоса представлены на рис. 8. Отличия расчета этой схемы от идеальной – в дополнительном определении точек и . По заданной температуре перегрева D t п и температуре испарения t и рассчитывается температура фреона на входе в компрессор

t 1 a = t и + D t п,

Точка 1а определяется по температуре t 1 a и давлению p и. Для этой точки находится значение энтальпии h 1 a.

Уравнение теплового баланса промежуточного теплообменника имеет вид

h 3h 3 б = h 1 ah 1, отсюда h 3 б = h 3 – (h 1 ah 1).

По значению энтальпии h 3 б и давлению p к определяется точка 4.

Также необходимо не забывать, что точка находится на линии постоянной энтропии, проходящей через точку , а не 1.

Расчет парокомпрессионного теплового насоса
с регенерацией теплоты и переохладителем (схема № 3)

Схема и расчетный цикл в p, h -диаграмме теплового насоса представлены на рис. 9. В этой схеме дополнительно к рассмотренным выше расчетам необходимо найти точку и определить температуру нагреваемой воды t вп между переохладителем и конденсатором. Согласно заданному температурному перепаду в переохладителе D t по на выходе из него должно выполняться условие

D t по = t 3 at вп,

где t вп – температура нагреваемой воды между переохладителем и конденсатором.

Тепловой баланс переохладителя имеет следующий вид:

с в(t впt в1) = c (t кt 3 а ),

где св – теплоемкость воды; c – теплоемкость фреона.

Таким образом температура фреона после конденсатора

t 3 а =,

по которой затем определяется температура t вп.

Порядок расчета ТНУ с учетом вышеизложенной методики для трех схем представлена в табл. 17.

Таблица 17







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 2358. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...


Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...


Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...


Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Понятие о синдроме нарушения бронхиальной проходимости и его клинические проявления Синдром нарушения бронхиальной проходимости (бронхообструктивный синдром) – это патологическое состояние...

Опухоли яичников в детском и подростковом возрасте Опухоли яичников занимают первое место в структуре опухолей половой системы у девочек и встречаются в возрасте 10 – 16 лет и в период полового созревания...

Способы тактических действий при проведении специальных операций Специальные операции проводятся с применением следующих основных тактических способов действий: охрана...

Типовые ситуационные задачи. Задача 1. Больной К., 38 лет, шахтер по профессии, во время планового медицинского осмотра предъявил жалобы на появление одышки при значительной физической   Задача 1. Больной К., 38 лет, шахтер по профессии, во время планового медицинского осмотра предъявил жалобы на появление одышки при значительной физической нагрузке. Из медицинской книжки установлено, что он страдает врожденным пороком сердца....

Типовые ситуационные задачи. Задача 1.У больного А., 20 лет, с детства отмечается повышенное АД, уровень которого в настоящее время составляет 180-200/110-120 мм рт Задача 1.У больного А., 20 лет, с детства отмечается повышенное АД, уровень которого в настоящее время составляет 180-200/110-120 мм рт. ст. Влияние психоэмоциональных факторов отсутствует. Колебаний АД практически нет. Головной боли нет. Нормализовать...

Эндоскопическая диагностика язвенной болезни желудка, гастрита, опухоли Хронический гастрит - понятие клинико-анатомическое, характеризующееся определенными патоморфологическими изменениями слизистой оболочки желудка - неспецифическим воспалительным процессом...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия