Определение оптимального теплового режима теплообменников

Одним из недостатков ТНУ является их высокая стоимость. Поэтому оптимизация узлов и, в частности, теплообменников, является актуальной задачей.

Тепловой режим работы теплообменников задается перепадом температур между теплоносителями на выходе из него. Снижение температурного перепада приводит к повышению площади поврехности теплообмена и увеличению стоимости теплообменника. Но при этом повышается коэффициент преобразования теплоты в тепловом насосе, так как снижается разница между температурами испарения и конденсации фреона. В программе при проектировании ТНУ определялся оптимальный температурный перепад для испарителя D t _и, конденсатора D t _к и переохладителя D t _по. При этом для комплексной оценки работы теплового насоса использовался интегральный экономический показатель – срок окупаемости.

Зависимость эффективности ТНУ от перепада температур в теплообменниках для одного из вариантов представлена на рис. 37.

Рис. 37. Показатели эффективности ТНУ отопительной мощности 180 кВт
с грунтовым теплообменником при изменении температурного напора
в теплообменниках

В результате расчетов для рассматриваемых условий можно рекомендовать следующие температурные перепады:

а) для ТНУ, использующего теплоту окружающей среды:

– в испарителе 5 °С;

– в конденсаторе 4°С;

– в переохладителе 1°С;

б) для ТНУ, утилизирующего сбросную теплоту:

– в испарителе 7 °С;

– в конденсаторе 6°С;

– в переохладителе 2°С.

Можно сделать вывод, что оптимальное проектирование теплообменников ТНУ позволяет заметно снизить срок их окупаемости.