- •Расчет эффективности парокомпрессионного теплового насоса
- •Цели расчетно-графической работы:
- •Термодинамический и тепловой расчет парокомпрессионного теплового насоса.
- •1. Термодинамический расчет цикла.
- •2. Расчет удельных тепловых нагрузок.
- •3. Определение тепловых нагрузок.
- •4. Определение расходов теплоносителей внешних теплоприемников и теплодатчиков.
- •Определение и анализ эффективности парокомпрессионного теплового насоса и теплонасосной установки.
- •1. Расчет коэффициентов преобразования.
- •Задание для расчетно-графической работы.
- •Выполнить в соответствии с выбранным вариантом:
2. Расчет удельных тепловых нагрузок.
Представление
о тепловых нагрузках дает диаграмма
«
»
на рис.3, где они представлены в виде
соответствующих отрезков прямых линий,
отражающих основные термодинамические
процессы.
Удельная внутренняя работа компрессора КМ:
(14)
Удельная теплопроизводительность конденсатора К:
(15)
Удельная тепловая нагрузка испарителя И:
(16)
Удельная тепловая нагрузка охладителя конденсата ОК:
(17)
Удельная тепловая нагрузка регенеративного теплообменника TP:
(18)
Проверим тепловой баланс:
(19)
3. Определение тепловых нагрузок.
Действительная объемная производительность компрессора КМ на расчетном режиме:
(20)
Массовый расход РТ:
(21)
Тепловая нагрузка испарителя И:
(22)
Теплопроизводительность конденсатора К:
(23)
Тепловая нагрузка охладителя конденсатора ОК:
(24)
Тепловая нагрузка регенеративного теплообменника РТ:
(25)
Электрическая мощность электропривода ПР:
(26)
4. Определение расходов теплоносителей внешних теплоприемников и теплодатчиков.
Массовый расход нагреваемой в конденсаторе воды:
(27)
Где
- средняя изобарная теплоемкость при
.
Массовый расход нагреваемой в охладителе конденсата воды:
(28)
где
- средняя изобарная теплоемкость при
.
Массовый расход теплоносителя низкопотенциального источника тепла, проходящего через испаритель теплового насоса:
(29)
где
- средняя изобарная теплоемкость при
.
Определение и анализ эффективности парокомпрессионного теплового насоса и теплонасосной установки.
1. Расчет коэффициентов преобразования.
Коэффициент преобразования - это отношение отпущенной потребителю тепловой энергии к затратам энергии на приводные устройства.
Различают коэффициенты преобразования теплового собственно теплового насоса и коэффициент преобразования теплонасосной установки (ТНУ) на базе теплового насоса.
Коэффициент преобразования теплового насоса можно определить как:
(30)
(30a)
Коэффициент
преобразования ТНУ меньше, чем у теплового
насоса, т.к. учитывает дополнительные
затраты энергии на прокачку теплоносителей
систем низкопотенциального источника
тепла
,
систем отопления
и горячего водоснабжения
через элементы теплового насоса и
внешние приборы и оборудование, а также
непредвиденные энергозатраты ТНУ:
(31)
Расчет энергозатрат насосов для жидких теплоносителей или вентиляторов газовых на их прокачку можно определить на основании соотношения:
(32)
где:
– перепад давления на входе и выходе
из насоса или вентилятора; G
– массовый расход теплоносителя;
- плотность теплоносителя; W
– объемный расход теплоносителя; η
– КПД насоса или вентилятора.
Задание для расчетно-графической работы.
Исходные данные (варианты расчета)
№ варианта |
Рабочее тело |
|
|
|
|
|
1 Смирнова |
R-134A |
276 |
274 |
343 |
3 |
5 |
2 |
338 |
|||||
3 |
333 |
|||||
4 Осипов |
328 |
|||||
5 |
323 |
|||||
6 |
318 |
|||||
7 |
313 |
|||||
8 |
R-600a |
276 |
274 |
343 |
3 |
5 |
9 Пономарев |
338 |
|||||
10 |
333 |
|||||
11 |
328 |
|||||
12 Хомяков |
323 |
|||||
13 |
318 |
|||||
14 |
313 |
|||||
15 Андрюшин |
R-717 |
276 |
274 |
343 |
3 |
5 |
16 |
338 |
|||||
17 |
333 |
|||||
18 |
328 |
|||||
19 Конашев |
323 |
|||||
20 |
318 |
|||||
21 |
313 |
|||||
22 Ананьев |
R-401А |
276 |
274 |
333 |
3 |
5 |
Для
компрессора марки Bitzer
4G-30.2
(Y)-40P
принять существующие значения показателей:
коэффициент вредного пространства
компрессора C=0,03;
объемная теоретическая производительность
компрессора
,
электромеханический КПД компрессора
Сопротивление всех основных теплообменных аппаратов принять равным 0,3 бар.
Для определения термодинамических свойств рабочих тел использовать инженерную программу Solkane.
