2. Цикл паротурбинной установки

Современная стационарная теплоэнергетика базируется в основном на паросиловых установках. Продукты сгорания топлива в этих установках являются лишь промежуточным теплоносителем, а рабочим телом служит водяной пар.

Чаще всего в паротурбинной установке используется цикл Ренкина на перегретом паре. В этой установке перегретый пар с параметрами , и энтальпией поступает в паровую турбину, где адиабатно расширяется до давления в конденсаторе, при этом пар становится влажным с энтальпией . В паровой турбине пар совершает техническую работу . После полной конденсации пара в конденсаторе при температуре вода с энтальпией подается насосом в паровой котел, где нагревается, испаряется, а пар перегревается до начальных параметров , при этом тепловые затраты составляют . Термический к.п.д. цикла паротурбинной установки составляет:

(7.2)

8. Обратные циклы в технике

1. Цикл парокомпрессионной холодильной установки

Парокомпрессионная холодильная установка работает по циклу, обратному циклу паросиловой устанвки.

Компрессор всасывает из рефрижератора пар рабочего тела при давлении его р₂ и степени сухости х₂, после чего адиабатно сжимает его до давления р₁ так, что пар становится перегретым. Из компрессора пар поступает в конденсатор, где , охлаждаясь водой, полностью переходит в жидкость того же давления р₁, с соответсвующей этому давлению температурой. По выходе из конденсатора жидкость проходит через дроссельный вентиль, при этом давление понижается до р₂, а жидкость переходит в парожидкую смесь со степенью сухости х₁. Эта смесь поступает в рефрижератор, где отнимает теплоту от охлаждаемой среды

Эффективность холодильной установки определяется холодильным коэффициентом, представляющим собой отношение количества теплоты, отнятой за цикл от охлаждаемого объекта, к затраченной в цикле работе:

(8.1)

Для цикла Карно холодильный коэффициент составляет:

(8.2)

При t₁=-10^oC и t₂=30^оС холодильный коэффициент парокомпрессионной установки, использующей в качестве рабочего тела жидкий аммиак, составляет 4,85, а для фреона-12 4,72. Для обратного цикла Карно 5,74.

2. Цикл теплового насоса

Тепловой насос – это машина, предназначенная для поглощения теплоты из окружающей среды и передачи ее объекту с более высокой температурой.

Эффективность теплового насоса определяется отношением количества теплоты q₂, сообщенной нагреваемому объекту, к затраченной работе l_ц. Это отношение называется отопительным коэффициентом

, (8.3)

где q_o – тепло, поглощенное из окружающей среды с температурой T_o.

Для цикла Карно

. (8.4)

Отопительный коэффициент связан с холодильным коэффициентом простым соотношением:

(8.5)