- •П.А. Трубаев б.М. Гришко тепловые насосы
- •Оглавление
- •Введение
- •1.Тепловые насосы и область их применения
- •1.1.Применение теплонасосных установок в системах теплоснабжения
- •Эксплутационные расходы на теплоснабжение*
- •1.2.Принцип действия теплового насоса
- •1.3.Термодинамические основы работы парокомпрессионного теплового насоса
- •1.4.Показатели энергетической эффективности теплового насоса
- •1.5.Промышленно выпускаемые тну
- •Технические характеристики тепловых насосов Carrier (Франция)
- •Технические характеристики тепловых насосов окб «Карат»
- •Техническая характеристика теплового насоса нпо «Казанькомпрессормаш»
- •Тепловые насосы зао «Энергия»
- •1.6.Хладагенты рабочих насосов Обозначения фреонов
- •Диапазон рабочих температур
- •Озоноопасность фреонов
- •Классификация фреонов по степени озоноопасности
- •Фреоны для тепловых насосов
- •Свойства фреонов, применяемых в тну
- •1.7.Применение тепловых насосов для индивидуального теплоснабжения
- •Схемы использования низкопотенциальной теплоты в тепловом насосе
- •Использование тепловых насосов в системах теплоснабжения
- •1.8.Применение тепловых насосов в системах централизованного теплоснабжения
- •Контрольные вопросы
- •2.Методика и алгоритм расчета теплового насоса
- •2.1.Общая схема расчета
- •2.2.Методика термодинамического расчета циклов теплового насоса
- •Расчет парокомпрессионного теплового насоса (схема № 1)
- •Расчет парокомпрессионного теплового насоса с регенерацией теплоты (схема № 2)
- •Расчет парокомпрессионного теплового насоса с регенерацией теплоты и переохладителем (схема № 3)
- •Термодинамический расчет схем парокомпрессионного теплового насоса
- •Показатели энергетической эффективности рассчитанных вариантов
- •2.3.Методика проектирования теплообменников
- •Характеристики труб теплообменников
- •Расчет испарителя
- •Теплофизические свойства воды и антифриза
- •Расчет конденсатора
- •Расчет переохладителя и промежуточного теплообменника
- •Расчет переохладителя и промежуточного теплообменника
- •2.4.Пример термодинамического расчета тну
- •Расчет парокомпрессионного теплового насоса (схема № 1)
- •10. Показатели энергетической эффективности теплового насоса:
- •Термодинамический расчет схем парокомпрессионного теплового насоса
- •Показатели энергетической эффективности рассчитанных вариантов
- •Контрольные вопросы
- •3.Проектирование тну для систем теплоснабжения
- •3.1.Выбор тну для теплоснабжения подъезда жилого дома
- •3.2.Сравнение тну с альтернативными системами отопления
- •Характеристики систем отопления
- •3.3.Определение оптимального теплового режима теплообменников
- •3.4.Работа теплонасосной установки в нерасчетных условиях
- •Режимы работы теплового насоса при снижении нагрузки
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Приложения
- •Задание на ргз
- •Варианты исходных данных
- •Термодинамические свойства фреонов*
- •Продолжение прил. 2 Фреон 11
- •Продолжение прил. 2 Фреон 12
- •Продолжение прил. 2 Фреон 22
- •Продолжение прил. 2 Фреон 113
- •Продолжение прил. 2
- •Продолжение прил. 2 Фреон 114
- •Продолжение прил. 2
- •Продолжение прил. 2 Фреон 123
- •Продолжение прил. 2
- •Продолжение прил. 2 Фреон 124
- •Продолжение прил. 2
- •Продолжение прил. 2 Фреон 134а
- •Продолжение прил. 2
- •Продолжение прил. 2 Фреон 141b
- •Продолжение прил. 2
- •Продолжение прил. 2 Фреон 142b
- •Продолжение прил. 2
- •Продолжение прил. 2 Фреон 152a
- •Продолжение прил. 2
- •Продолжение прил. 2 Фреон 500
- •Продолжение прил. 2
- •Продолжение прил. 2 Фреон 600
- •Продолжение прил. 2
- •Продолжение прил. 2 Фреон 600a
- •Продолжение прил. 2
- •Библиографический список
- •Тепловые насосы Учебное пособие
- •308012, Г. Белгород, ул. Костюкова, 46
Техническая характеристика теплового насоса нпо «Казанькомпрессормаш»
Тепловая мощность при температуре конденсации фреона 70 °С и температуре кипения 4 °С |
2209 кВт |
Мощность привода компрессора при 4/70 °С и частоте вращения 11 000 об/мин |
860 кВт |
Коэффициент преобразования при этих параметрах |
2,57 |
Частота вращения электродвигателя |
3000 об/мин |
Теплоноситель |
Фреон-12 |
Температура конденсации фреона до |
72 °С |
Температура испарения фреона |
1…10 °С |
Температура выходящего из испарителя низкопотенциального теплоносителя (воды) |
8 °С |
Температура воды на выходе из конденсатора |
48 °С |
Таблица 8
Тепловые насосы зао «Энергия»
Тип теплового насоса |
НТ - 80 |
НКТ - 110 |
НКТ - 300 |
НТ - 500 |
НТ - 1000 |
НТ - 3000 |
Теплопроизводительность, кВт* |
105 184,5 |
155,7 233,6 |
311,4 467,2 |
455,3 685,4 |
905,2 1358 |
1810,5 2716,4 |
Потребляемая электрическая мощность, кВт* |
35 43,4 |
51,2 55 |
102,4 110 |
149,7 161,4 |
297,3 315 |
595,4 630 |
Коэффициент преобразования электроэнергии* |
3,0 4,3 |
|||||
Компрессор |
Поршневой |
Винтовой |
||||
Исполнение |
Моноблочное |
Раздельное |
||||
Габаритные размеры установки или компрессорного агрегата, мм |
2375 900 1155 |
3900 2100 1495 |
4500 2100 2100 |
4100 2300 2400 |
4100 1740 2290 |
5200 1900 3000 |
Габаритные размеры испарительно-конденсаторного агрегата, мм |
– |
– |
– |
– |
3800 1500 2600 |
5550 1885 2930 |
Масса, кг |
1400 |
4500 |
4500 |
9700 |
13000 |
24000 |
________
*Верхнее число – вода источника 12 °С, нижнее – вода источника 25 °С.
|
|
Рис. 14. Тепловой насос НКТ – 300 (моноблочная компоновка) |
Рис. 15. Тепловой насос НТ – 1000 (раздельная компоновка) |
В работе [<Ind.(В-30) 6 > ] отмечается, что стоимость теплонасосных установок и их монтажа составляет примерно $200 за 1 кВт тепловой мощности. Стоимость тепловых насосов ЗАО «Энергия» составляет от $100 до $150 за 1 кВт тепловой мощности в зависимости от источника низкопотенциальной теплоты. Срок службы тепловых насосов до капитального ремонта составляет 45 000–60 000 часов или 10–15 отопительных сезонов. Их срок окупаемости не превышает 2-3 года.
В тепловых насосах могут применяться холодильные компрессоры, представленные в табл. 9 и 10.
Таблица 9
Характеристики унифицированных поршневых холодильных компрессоров [<Ind.(Х-18) 8 > ]
№ базы |
Тип |
Ход поршня, мм |
Диаметр цилиндра, мм |
Число цилиндров |
Частота, мин–1 |
Максимальная степень повышения давления |
Холодопроизводительность (для R22), кВт |
Мощность, кВт |
Размеры (длина, ширина, высота), мм |
Масса, кг |
I |
ПГ5 |
32 |
42 |
2 |
48 |
21 |
5,8 |
2,6 |
380х365х480 |
58 |
|
ПГ7 |
|
|
3 |
|
|
8,7 |
3,9 |
460х450х480 |
69 |
|
ПГ10 |
|
|
4 |
|
|
11,6 |
5,2 |
425х420х532 |
76 |
II |
ПБ5 |
45 |
67,5 |
1 |
24 |
21 |
6,5 |
2,5 |
470х330х450 |
80 |
|
ПБ7 |
65 |
|
1 |
|
|
9,5 |
3,5 |
485х350х460 |
85 |
|
ПБ10 |
45 |
|
2 |
|
|
13,0 |
5,0 |
630х360х470 |
130 |
|
ПБ14 |
65 |
|
2 |
|
|
19,0 |
6,9 |
630х380х480 |
150 |
|
П14 |
65 |
|
2 |
|
|
20,5 |
6,7 |
580х380х480 |
112 |
|
ПБ20 |
45 |
|
4 |
|
|
26,0 |
10,0 |
680х550х485 |
223 |
|
П20 |
45 |
|
4 |
|
|
28,4 |
9,1 |
610х550х485 |
180 |
|
ПБ28 |
65 |
|
4 |
|
|
38,0 |
13,85 |
700х565х485 |
240 |
|
П28 |
65 |
|
4 |
|
|
41,0 |
13,3 |
610х565х485 |
190 |
III |
ПБ40 |
66 |
76 |
4 |
24 |
17 |
42,5 |
14,0 |
1020х620х580 |
365 |
|
П40 |
|
|
4 |
|
|
44,2 |
13,0 |
850х620х580 |
280 |
|
ПБ60 |
|
|
6 |
|
|
63,7 |
21,0 |
1090х700х685 |
420 |
|
П60 |
|
|
6 |
|
|
66,3 |
19,5 |
885х700х685 |
330 |
|
ПБ80 |
|
|
8 |
|
|
85,0 |
28,0 |
1120х755х650 |
480 |
|
П80 |
|
|
8 |
|
|
88,4 |
26,0 |
930х755х650 |
375 |
IV |
ПБ110 |
82 |
115 |
4 |
24 |
17 |
128 |
51,5 |
1300х900х800 |
1000 |
|
П110 |
|
|
4 |
|
|
134 |
39,0 |
950х900х800 |
770 |
|
ПБ165 |
|
|
6 |
|
|
192 |
62,5 |
1380х1035х885 |
1110 |
|
П165 |
|
|
6 |
|
|
200 |
58,5 |
1030х1035х885 |
880 |
|
ПБ220 |
|
|
8 |
|
|
256 |
83,0 |
1460х1140х890 |
1220 |
|
П220 |
|
|
8 |
|
|
268 |
78,0 |
1110х1140х890 |
1000 |
Таблица 10
Характеристики унифицированных винтовых холодильных компрессоров [<Ind.(Х-18) 8 > ]
База |
Тип компрессора |
Тип компрессорного агрегата |
Степень повышения давления |
Холодопроизводительность (R22), кВт |
Наружный диаметр ротора, мм |
Длина ротора, мм |
Производительность, м3/с |
5 |
ВХ 350-2-1 |
А 350‑2‑1 |
2,6 |
710 |
200 |
270 |
0,243 |
|
ВХ 350-2-3 |
А 350-2-3 |
4,0 |
444 |
|
|
|
|
ВХ 350-2-5 |
А 350-2-5 |
5,0 |
122 |
|
|
|
|
ВХ 30-2-7 |
АН 30‑2‑7 |
2,6 |
35 |
|
|
|
6а |
ВХ 470-2-1 |
А 470-2-1 |
2,6 |
950 |
250 |
225 |
0,365 |
|
ВХ 470-2-3 |
А 470-2-3 |
4,0 |
600 |
|
|
|
|
ВХ 470-2-5 |
А 470-2-5 |
5,0 |
165 |
|
|
|
|
ВХ 45-2-1 |
АН 45-2-1 |
2,6 |
52 |
|
|
|
6 |
ВХ 700-2-1 |
А 700-2-1 |
2,6 |
1420 |
250 |
337,5 |
0,486 |
|
ВХ 700-2-3 |
А 700-2-3 |
4,0 |
890 |
|
|
|
|
ВХ 700-2-5 |
А 700-2-5 |
5,0 |
250 |
|
|
|
|
ВХ 60-2-7 |
АН 60-2-7 |
2,6 |
70 |
|
|
|
7 |
ВХ 1400‑2‑1 |
А 1400-2-1 |
2,6 |
2850 |
315 |
425 |
0,972 |
|
ВХ 1400-2-3 |
А 1400-2-3 |
4,0 |
1780 |
|
|
|
|
ВХ 1400-2-5 |
А 1400-2-5 |
5,0 |
500 |
|
|
|
|
ВХ 120-2-7 |
АН 120‑2‑7 |
2,6 |
140 |
|
|
|
