Трансформаторы_тепла_2013_ЭГиТ Володин

Газовые трансформаторы тепла

Параметры ГТТ с регенерацией

64

Газовые трансформаторы тепла

Открытый теплонасосный цикл ГТТ

Схема воздушного теплового насоса разомкнутого цикла с детандером

65

Газовые трансформаторы тепла

Газовый трансформатор тепла с разомкнутым процессом

Схема воздушной холодильной установки с разомкнутым процессом и процесс в Т, s-диаграмме:

I — компрессор; II, III — регенераторы (показан один); IV — турбодетандер; V — холодильная камера;

1 – 2 — охлаждение воздуха в регенераторе; 2 – 3 — нагрев в холодильной камере; 3 – 4 — детандирование;

4 – 5 — нагрев в регенераторе;

5 – 6 — сжатие

Тх = –50 ÷ –130 °С; Тг = 100 ÷ –200 °С

66

Газовые трансформаторы тепла

Регенеративная воздушная холодильная машина

Схема и открытый цикл воздушной холодильной машины с детандером:

А– компрессор; В – детандер; Г – теплообменный аппарат; Д – двигатель;

Е– регенератор; Ж – клапанная коробка

67

Газовые трансформаторы тепла

Трансформатор тепла с вихревой трубой

Коэффициент температурной эффективности холодильной машины

ηх = tх ts ,

где tх –понижение температуры потока газа; ts –понижение температуры потока газа при его изоэнтропном расширении.

Доля холодного воздуха

μ = Gх G ,

где G – полный массовый расход воздуха.

Связь между понижением и повышением температуры

= 1− μ

tх μ tг .

68

Газовые трансформаторы тепла

Трансформатор тепла с вихревой трубой

Характеристика вихревой трубы

69

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Струйные установки

Схема пароэжекторной холодильной установки:

I — главный эжектор; II — испаритель; III — конденсатор; IV—вспомогательные эжекторы; V, VI— насос; VII — дроссель; 1-2 — расширение пара в сопле; 3-4 и 2-4 — смешение инжектируемого и рабочего пара; 4-5 — сжатие смешанного пара; 5-6 — конденсация; 6-7 — повышение давления конденсата; 8-9 — дросселирование; 10-11

— повышение давления холодной воды; 11-12—подогрев холодной воды

(производство холода)

70

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Параметры струйного эжекторного ТТ

Расход теплоты рабочего пара

Qр = Gр (hр − hк ).

Холодопроизводительность:

Q0 = Gн (hн − hк ).

71

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Термокомпрессор со струйным аппаратом

Схема термокомпрессора со струйным аппаратом для сусловарочного производства

72

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Абсорбционный трансформатор тепла

Сопоставление простого абсорбционного и парокомпресснонного циклов:

1 – компрессор; 2 – испаритель;

3 – конденсатор; 4 – абсорбер;

5 – насос; 6 – генератор

Абсорбционный цикл Карно:

ТG и QG – температура и тепловой поток

генератора; ТА и QА – абсорбера; ТС и QC – конденсатора; ТЕ и QЕ – испарителя

ϕк = 1+ ТЕ ((ТG −Т А )).

ТG ТC −ТE

Первым шагом в увеличении ϕ должно быть повышение ТG.

73

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Сравнение трансформаторов тепла

74

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Принцип работы абсорбционного ТТ

генератор

1 – обедненный раствор хладагента; 2 – хладагент; 3 – обогащенный раствор хладагента

75

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Обобщенная диаграмма p – t – x

Два характерных давления системы показаны горизонталями. Верхняя – давление в генераторе и конденсаторе и нижняя – в абсорбере и испарителе. Давление в конденсаторе соответствует 100% хладагента, и температура в испарителе также соответствует 100% хладагента при низком давлении. Две вертикальные линии показывают концентрации в идеальных условиях, достижимые при температуре и давлении абсорбера и генератора.

77

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Реальный абсорбционный тепловой насос

1 — испаритель: 2 — промежуточный теплооб менннк; 3 — абсорбер; 4 — насос; 5 — ректификатор; 6 — генератор; 7 — конденсатор; 8 — жидкостный теплообменник; 9 — дроссельный клапан

78

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Абсорбционный трансформатор тепла

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Абсорбционный водо-аммиачный ТТ

Принципиальная схема абсорбционного трансформатора тепла: I — абсорбер;

II — генератор; III — насос крепкого раствора; IV — теплообменник; V— дроссель слабого раствора;

VI — конденсатор; VII — дроссель;

VIII — сепаратор; IX — испаритель; 2—3 — конденсация; 3—4 — дросселирование; 4—5 — сепарация; 5— I — испарение; 8—9 — образование крепкого раствора; 9—10 — повышение давления; 10— 11— нагрев крепкого раствора;

11—б -- образование слабого раствора; 6 — 7 — охлаждение слабого раствора; 7—8— дросселирование

80

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Абсорбционный трансформатор тепла

Энергетический баланс абсорбционной установки

Qг + Q0 + Lн = Qк + Qa ,

откуда следует

Q0 = Qк − Qг + Qа − Lн .

Холодильный коэффициент

ε= Q0 .

Qг

Коэффициент преобразования

ϕ= Qк .

Qг

81

Теплоиспользующие трансформаторы тепла

Адсорбционный трансформатор тепла

Схема адсорбционного трансформатора тепла: 1 - испаритель; 3 - конденсатор; 4 - дроссели; 7,8 - адсорбер-генератор; 9 – ресивер; 10 – обратный клапан

83

Термоэлектрические установки

Принципиальная схема двухступенчатой каскадной термоэлектрической батареи (а). Зависимость холодильного коэффициента ε от Т (б)

84

Рабочие вещества трансформаторы тепла

Рабочие вещества трансформаторов тепла

Рабочее вещество, посредством которого в трансформаторе тепла осуществляется термодинамический цикл, называют

холодильным агентом или хладагентом.

Термодинамические, теплофизические свойства хладагентов, их токсичность, пожаробезопасность, взаимодействие с

конструкционными материалами и смазочными маслами оказывают существенное влияние на показатели работы холодильных машин:

•энергетическую эффективность;

•материалоемкость;

•надежность;

•безопасность.

Свойства хладагентов определяют также температурные условия работы холодильных машин и возможность создания машины той или иной производительности.

85