МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московский государственный открытый университет.

(МГОУ)

Энергетический факультет

Кафедра теоретической и промышленной теплотехники Ларкин Дмитрий Константинович

Установки для трансформации теплоты

Учебное пособие для студентов специальности

140104 (10.07) – Промышленная теплоэнергетика

Москва – МГОУ

2009г.

УДК

ББК

Л

Рецензенты:

Ларкин Д.К.

Л 25 Установки для трансформации теплоты: Учебное пособие. – М.: Изд-во МГОУ, 2009. –

ISBN 978-5-7045-0900-04

Работа включает в себя описания, схемы и методики расчётов термодинамических циклов, процессов и оборудования установок для трансформации теплоты и соответствует содержанию, изложенному в Учебно-методическом комплексе дисциплины по учебному плану специальности 140104 – Промышленная теплоэнергетика. Рассмотрены теоретические вопросы трансформации теплоты, классификация, рабочие тела, схемы и термодинамические циклы трансформаторов теплоты, конструкции оборудования, Показаны роль тепловых насосов в решении экологических проблем энергетики и современное состояние развития теплонасосной техники в России и за рубежом. Приведены примеры использования теплонасосных установок.

Учебное пособие может быть полезно студентам, аспирантам и инженерам, специализирующимся в области промышленной теплоэнергетики.

УДК

ББК 31.38

©Д.К. Ларкин, 2010

ISBN 978-5-7045-0900-04 ©Оформление.

Изд-во МГОУ, 2010

Оглавление

	ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………	4
1.	Теоретические основы трансформации теплоты……………………..	5
	1.1. Основные термины и понятия……………………………………..	5
	1.2. Классификация трансформаторов теплоты………………………	9
	1.3. Рабочие тела трансформаторов теплоты………………………….	10
	1.4. Парокомпрессионные трансформаторы теплоты………………...	12
	1.5. Газовые (воздушные) трансформаторы теплоты ………………..	31
	1.6. Абсорбционные трансформаторы теплоты……………………….	39
	1.7. Пароэжекторные трансформаторы теплоты………………………	42
2.	Роль трансформаторов теплоты в энергетике и экологии…………....	44
	2.1. Влияние энергетики на окружающую среду……………………...	44
	2.2. Основные направления решения экологических проблем энергетики……………………………………………………………………	46
	2.3. Сравнение традиционных схем теплоснабжения и ТНУ……….	48
	2.4. Современное состояние развития теплонасосной техники……..	50
3.	Примеры использования ТНУ…………………………………………	56
	3.1. Парокомпрессионные ТНУ в системах оборотного водоснабжения………………………………………………………………………..	56
	3.2. Парокомпрессионные ТНУ в системах вентиляции и кондиционирования воздуха………………………………………………………	62
	3.3. Воздушные трансформаторы теплоты системах вентиляции и кондиционирования производственных помещений…………………	68
	3.4. Применение абсорбционных трансформаторов теплоты………..	76
4.	Оборудование для трансформаторов теплоты………………………..	79
	4.1. Компрессоры……………………………………………………….	79
	4.2. Конденсаторы для трансформаторов теплоты……………………	85
	4.3. Испарители для трансформаторов теплоты………………………	88
	4.4. Вспомогательное оборудование для трансформаторов теплоты..	91
	4.5. Тепловой расчёт теплообменных аппаратов для трансформаторов теплоты………………………………………………………………	92
	Список рекомендуемой литературы…………………………………...	100

Введеие

Современную жизнь уже невозможно себе представить без домашних и промышленных холодильников и морозильников, без охлаждённых или замороженных продуктов питания, без овощехранилищ, благодаря которым мы имеем возможность в любое время года приобретать свежие овощи и фрукты, без кондиционеров воздуха в помещениях и транспортных средствах, без искусственного льда в спортивных сооружениях и т. д.

Всё перечисленное оборудование выполняет свои функции с помощью установок для трансформации теплоты (УТТ) различного типа и назначения, потребляющих энергию (электроэнергию, теплоту, энергию топлива и др.) и обеспечивающих трансформацию теплоты с низкого температурного уровня на более высокий. Кроме того, УТТ могут обеспечить не только отвод теплоты от охлаждаемых объектов, но и подводить теплоту к нагреваемым, используя для этого низкопотенциальную теплоту природных источников (грунта, рек, морей и пр.) или сбросную теплоту промышленных сооружений, снижая тем самым тепловое загрязнение окружающей среды. Такие трансформаторы теплоты называются тепловыми насосами.

Цель данного учебного пособия – подготовить специалистов, ориен­тирующихся в информационном поле существующего холодильного и теплонасосного оборудования, его назначении и применении, а также умеющих разрабатывать новые аппараты и установки на основе пони­мания происходящих в них процессов и знания методов конструирования и расчёта новой техники. Эта задача является особенно важной для студентов, обучающихся по специальности «Промышленная теплоэнергетика».

Основные задачи изучения данного курса заключаются в приобретении студентами теоретических знаний и практических навыков по следующим направлениям:

• термодинамические основы процессов трансформации теплоты;

• воздушные и газовые трансформаторы теплоты;

• парокомпрессионные трансформаторы теплоты;

• абсорбционные трансформаторы теплоты;

• пароэжекторные трансформаторы теплоты;

• основное и вспомогательное оборудование УТТ;

• термодинамические и теплофизические свойства рабочих тел УТТ;

• разработка принципиальных схем УТТ;

• основы расчёта и проектирования УТТ;

• применение УТТ в качестве теплонасосных установок (ТНУ);

• роль УТТ в экологии и борьбе с глобальным потеплением.