ТНиХУ

11

Перелічені параметри холодильних циклів є достатніми для

визначення значення розрахункової холодопродуктивності .

Ефективність холодильної установки визначають через холодильний коефіцієнт, який чисельно уявляє собою відношення холодопродуктивності до споживаної потужності. Для практичних розрахунків зручно користуватись відношенням відповідних температур [1]:

( 2.12)

( 2.13)

де: - відповідно, значення середніх абсолютних температур холодоносія при номінальному та розрахунковому режимах холодильної установки, º К; та - відповідно, значення абсолютних температур повітря, що охолоджує конденсатор, при номінальному та розрахунковому режимах холодильної установки, º К;

холодильної установки, а в разі отримання меншого значення холодильного коефіцієнту для розрахункового режиму процедуру підбору повторюють.

3. Методика визначення продуктивності установки в режимі теплового насосу

В режимі теплового насосу холодильна установка може функціонувати в холодний період року на покриття потреб

12

В результаті розрахунку установки в режимі теплового насосу отримують значення її теплопродуктивності для оцінки можливості покриття в цілому, або певної частки розрахункового теплонавантаження.

Алгоритм визначення теплопродуктивності установки суттєво не відрізняється від алгоритму визначення холодопродуктивності і складається з таких основних кроків:

-визначення розрахункового значення температури кипіння;

-визначення розрахункового значення температури конденсації;

-побудова на lgP-i – діаграмі циклів установки в режимі теплового насосу;

- визначення на lgP- i – діаграмі параметрів циклів;

-перерахунок відповідно розрахунковим параметрам теплопродуктивності установки;

-визначення ефективності установки в розрахунковому режимі і порівняння з номінальними показниками.

3.1. Розрахунок значень температур кипіння та конденсації відповідно до вихідних даних

зворотньому трубопроводі повинна бути на 12 °С нижче за

підрахувати із залежностей:

13

-температуру в зворотньому трубопроводі проміжного теплоносія

( 3.1 )

- температуру в подавальному трубопроводі теплоносія

- середню температуру теплоносія

(3.3)

- температуру кипіння

3.2. Визначення теплопродуктивності та ефективності установки при номінальному та розрахунковому режимах

Далі визначають необхідні параметри циклу установки за алгоритмом, що викладений в розділі 2.3.1 для номінального та розрахункового режимів і теплопродуктивність установки.

Ефективність установки в режимі теплового насосу

де: Тпр та Тдж – відповідно значення абсолютних температур приймача та джерела теплоти, ºК.

У випадку, якщо значення ефективності ( коефіцієнту перетворення ) установки в режимі теплового насосу не буде задовольняти умовам, які подано в дод.1, проводять перерахунок установки, попередньо задавшись значеннями температур приймача теплоти.

14

4.Приклад підбору холодильної установки та визначення її теплопродуктивності в режимі теплового насосу

4.1. Приклад підбору холодильної установки

Вихідні дані: потрібна холодопродуктивність – Qх = 50,0 кВт; температура рідинного холодоносія: пряма - tв1 = 9 °С; зворотна - tв2 = 14 °С; температура зовнішнього повітря - t пов = 29 °С.

Підраховують потрібну температуру кипіння холодоагенту у

холодоносія на 4…6 °С.

Середня температура холодоносія складає t хн.ср = 0,5 ( tв1 + tв2 ) = 0,5( 9+14) = 11,5, °С,

а температура кипіння холодоагенту t кип = t хн.ср. – (4…6) = 11,5 – 5 = 6,5, °С.

Потрібна температура конденсації t конд для ребристотрубчатих повітряних конденсаторів при охолодженні зовнішнім повітрям складе

На lgP-i – діаграмі будують номінальний та розрахунковий цикли холодильної машини. Визначають з діаграми необхідні для подальших розрахунків параметри циклу і заносять їх у таблицю.

;

- для розрахункового режиму

16

0,93;

;

;

Визначають значення питомої холодопродуктивності з формули (2.11):

для номінального режиму

;

та для розрахункового режиму

;

Визначають розрахункову холодопродуктивність установки з формули (2.7)

= 54,57 кВт.

Як бачимо з результату, розрахункова холодопродуктивність

= 8,4%, що є достатнім для покриття навантаження з урахуванням запасу.

Визначають значення холодильних коефіцієнтів установки за формулами (2.12) та (2.13):

З результату видно, що значення холодильного коефіцієнту для розрахункових умов вище.

17

4.2.Приклад визначення теплопродуктивності установки в режимі теплового насосу

Холодильна установка в режимі теплового насосу в опалювальний період функціонує за схемою, яка передбачає відбір грунтової теплоти.

Згідно каталогу [2] теплопродуктивність холодильної установки в режимі теплового насосу становить 52,4 кВт при температурі конденсації tкон = 50 °С і температурі кипіння tкип = 0 °С.

Температура теплоносія для опалення – подавальна 35…40 °С, зворотня 28…33°С.

-температуру кипіння повинна бути на 5 °С менше за середню температуру теплоносія, що циркулює в контурі грунтового теплообмінника;

-в свою чергу температура теплоносія в зворотньому трубопроводі повинна бути на 12 °С нижче за розрахункову

температуру грунту, яку приймають 10 °С;

-перепад температур теплоносія повинен бути 5 °С;

Таким чином:

-температура в зворотньому трубопроводі проміжного теплоносія складе

-температура в подавальному трубопроводі проміжного теплоносія складе

;

- середня температура проміжного теплоносія

18

Різницю між температурою кипіння у випарнику теплового насосу та середньою температурою проміжного теплоносія приймають 5 °С, тоді температура кипіння складе

.

Далі визначають параметри циклів теплового насосу після побудови його на lgP-i – діаграмі. Результати визначення вказаних параметрів заносять в таблицю 5.2.

Таблиця 5.2

Результати визначення параметрів в циклах теплового насосу

19

Визначають коефіцієнти подачі за формулами (2.8)(2.9)(2.10):

- для номінальних умов

0,86;

;

- для розрахункових умов:

0,80;

;

Визначають питомі значення теплопродуктивності з виразу (2.11) для номінального режиму

;

та для розрахункового режиму

Визначають коефіцієнти ефективності установки для номінального та робочого режимів з формули (3.5):

20

для номінального режиму

та для розрахункового режиму

З результату розрахунків видно, що теплопродуктивність установки в режимі теплового насосу для розрахункових умов складає 33,6 кВт. Це значення є вихідним для подальшого проектування системи опалення. Коефіцієнт ефективності установки в режимі теплового насосу є достатньо високим і прийнятним у відповідності з дод.1 для використання установки для цілей опалення.

Список літератури

1.Писарев В.Є. Теплові насоси та холодильні установки: Навчальний посібник. – К.: КНУБА. 2002. -124 с.

2.Відкрите акціонерне товариство "Мелітопольський завод холодильного машинобудування "Рефма". Каталог продукції.

3.Б.И.Фотин и др. Поршневые компрессоры. Учебное пособие. Л., «Машиностроение» Ленинградское отделение.1987 г. (рос.мовою).

4.ДСТУ Б В.2.5-44:2010 "Інженерне обладнання будинків і споруд. Проектування систем опалення будівель з тепловими насосами (EN

15450:2007, MOD)"

5. Посібник з проектування інженерних систем житлових і громадських будинків з тепловими насосами. Міністерство регіонального розвитку та будівництва України. Корпорація ”Європейська енергетична компанія”. Київ, 2010 р.