Розрахунок теплового насоса на максимальний режим
В таблиці 3.1 наведені результати розрахунку теплового насосу, проведений по методиці з [1-3].
Таблиця 3.1 – Результати розрахунку теплового насоса в максимальний
режим
Вихідні дані |
Позначення |
Одиниці вимірю-вання |
Формула |
Періоди роботи ТНУ
|
|
сезон 1 |
сезон 2 |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Температура конденсації холодоагента |
tк |
|
|
75 |
75 |
Температура випаровування холодоагента |
tвип |
|
tвип= h''1 – – Өн |
25 |
25 |
Температура води на вході в випарник |
tвІ |
|
|
45 |
45 |
Температура води на виході з випарника |
tвІІ |
|
|
30 |
30 |
Величина недогріву |
qн |
|
|
5 |
5 |
Величина перегріву |
q |
|
|
7 |
7 |
Теплоємність води |
Cp |
кДж/кг |
|
4,19 |
4,19 |
Температура |
t1 |
|
t1 = tвип+ Өп |
32 |
32 |
Ентальпія |
h1 |
кДж/кг |
|
412 |
412 |
Ентальпія |
h1І |
кДж/кг |
|
419 |
419 |
Ентальпія |
h2а |
кДж/кг |
|
445 |
445 |
Ентальпія |
h3 |
кДж/кг |
|
315 |
315 |
Ентальпія |
h4 |
кДж/кг |
h4= h'3= =h3 – qпо |
307 |
307 |
ККД компресора |
ηоікм |
|
|
0,75 |
0,75 |
Продовження табл. 3.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||||||
ККД теплообмінника |
ηто |
|
|
0,980 |
0,980 |
||||||
Електромеханічний ККД |
ηем |
|
|
0,950 |
0,950 |
||||||
Питома потужність переохолодника |
qпо |
кДж/кг |
qпо= h'1 – h1 |
8 |
8 |
||||||
Адіабатний теплоперепад в компресорі |
Hа |
кДж/кг |
Hа= h2а – h'1 |
26 |
26 |
||||||
Робочий теплоперепад |
Hр |
кДж/кг |
Hр= Hа /ηоікм |
34,67 |
34,67 |
||||||
Ентальпія точки 2 |
h2 |
кДж/кг |
h2= h2а + Hр |
453,67 |
453,67 |
||||||
Питома теплота, яка відводиться з конденсатора |
qк |
кДж/кг |
qк= h2 – h3 |
138,67 |
138,67 |
||||||
Питома теплота, яка підводиться у випарник |
qв |
кДж/кг |
qв= h1 – h4 |
104 |
104 |
||||||
Теплова потужність ТНУ |
Qк |
кВт |
|
10878 |
5575 |
||||||
Витрата холодоагента |
Gха |
кг/с |
Gха= Qтну /qк × ×ηто |
78,59 |
40,28 |
||||||
Коефіцієнт перетворення |
|
|
φ = Qтну /Nкм |
3,793 |
3,793 |
||||||
Потужність компресора |
Nк |
кВт |
Nкм= Gха∙ Hр / /ηем |
2867,88 |
1469,75 |
||||||
Потужність випарника |
Qв |
кВт |
Qв= Qтну – –Nкм |
8010 |
4105 |
||||||
Витрата води у випарнику |
Gв |
кг/с |
Gв= Qв / Ср× ×(t’в – t’’в) × ×ηто |
130,04 |
66,65 |
||||||
Питома витр. ел. енергії на вироб. од. теплової енергії |
е |
МВт.год/кДж |
|
69,70 |
69,70 |
||||||
Продовження табл. 3.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Питома витрата електричної ен. |
е1 |
МВт.год/кДж |
|
291,6 |
291,6 |
3.2 Розрахунок теплового насоса на робочий оптимальний режим
В таблиці 3.2 представлені результати розрахунку теплового насоса на теплий і холодний періоди роботи.
Таблиця 3.2 – Результати розрахунку теплового насоса
Вихідні дані |
Позначення |
Одиниці вимірю-вання |
Формула |
Періоди роботи ТНУ
|
|
Теплий |
Холодний |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Температура конденсації холодоагента |
tк |
|
|
75 |
75 |
Температура випаровування холодоагента |
tвип |
|
tвип= h''1 – – Өн |
25 |
25 |
Температура води на вході в випарник |
tвІ |
|
|
45 |
45 |
Температура води на виході з випарника |
tвІІ |
|
|
30 |
30 |
Величина недогріву |
qн |
|
|
5 |
5 |
Величина перегріву |
q |
|
|
7 |
7 |
Теплоємність води |
Cp |
кДж/кг |
|
4,190 |
4,190 |
Температура |
t1 |
|
|
32 |
32 |
Ентальпія |
h1 |
кДж/кг |
t1 = tвип+ Өп |
411 |
411 |
Ентальпія |
h1І |
кДж/кг |
|
419 |
419 |
Ентальпія |
h2а |
кДж/кг |
|
445 |
445 |
Ентальпія |
h3 |
кДж/кг |
|
315 |
315 |
Ентальпія |
h4 |
кДж/кг |
h4= h'3= =h3 – qпо |
307 |
307 |
Продовження табл. 3.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
ККД компресора |
ηоікм |
|
|
0,75 |
0,75 |
ККД теплообмінника |
ηто |
|
|
0,980 |
0,980 |
Електромеханічний ККД |
ηем |
|
|
0,950 |
0,950 |
Питома потужність переохолодника |
qпо |
кДж/кг |
qпо= h'1 – h1 |
8 |
8 |
Адіабатний теплоперепад в компресорі |
Hа |
кДж/кг |
Hа= h2а – h'1 |
26 |
26 |
Робочий теплоперепад |
Hр |
кДж/кг |
Hр= Hа /ηоікм |
34,67 |
34,67 |
Ентальпія точки 2
|
h2 |
кДж/кг |
h2= h2а + Hр |
453,33 |
453,33
|
Питома теплота, яка відводиться з конденсатора |
qк |
кДж/кг |
qк= h2 – h3 |
138,67 |
138,67 |
Питома теплота, яка підводиться у випарник |
qв |
кДж/кг |
qв= h1 – h4 |
104 |
104 |
Теплова потужність ТНУ |
Qк |
кВт |
|
10878 |
5575 |
Витрата холодоагента |
Gха |
кг/с |
Gха= Qтну /qк × ×ηто |
78,59 |
40,29 |
Коефіцієнт перетворення |
|
|
φ = Qтну /Nкм |
3,793 |
3,793 |
Потужність компресора |
Nк |
кВт |
Nкм= Gха× ×Hр /ηем
|
2867,88 |
1469,75 |
Потужність випарника |
Qв |
кВт |
Qв= Qтну – –Nкм |
8010 |
4105 |
Продовження табл. 3.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Витрата води у випарнику |
Gв |
кг/с |
Gв= Qв / Ср× ×(t’в – t’’в) × ×ηто |
130,04 |
66,65 |
Питома витр. ел. енергіі на вироб. одиниці теплової енергії |
е |
МВт.год/кДж |
|
69,7 |
69,7 |
Питома витрата електричної ен. |
е1 |
МВт.год/кДж |
|
291,63 |
291,63 |
Отже, теплова потужність ТНУ становить в холодний період 10878 кВт та в теплий період 5575 кВт; потужність випарника становить в холодний період роботи 8010 кВт теплий період 4105 кВт; потужність компресора становить в холодний період 2867,88 кВт та теплий період 1469,75 кВт.