2. Тепловой расчет установки
В основе работы реального теплового насоса находится обратный цикл Ренкина, изображенный на рисунке 1.5.
Рисунок
1.5 –
Принципиальная схема реального теплового
насоса
Рисунок 1.6 – Изображение цикла ТН в TS диаграмме
Процесс 1-2’– изоэнтропное сжатие пара; 2-3 – процесс изобарного охлажде-ния перегретого пара до сухого насыщенного; 3-4 – процесс конденсации су-хого пара, который завершается в точке 3; 4-5 – охлаждение жидкого рабоче-го агента; 5-6 – дросселирование рабочего тела в регулирующем вентиле; 6-1 – процесс испарения (кипения) холодильного агента в испарителе.
Задаемся перепадом
температур в испарителе
и в конден-саторе
Строим графики
изменения температур вдоль поверхности
тепло-обмена (рисунок 6) и определяем
температуры испарения
и температуру конденсации
рабочего агента. На рисунке 1.7 представлены
графики изменения температур вдоль
поверхности теплообмена.
Рисунок 1.7 – Графики изменения температур вдоль поверхности тепло-обмена
.
.
Находим по TS диаграмме параметры агента в характерных точках цикла.
Точка 1:
;
;
.
Точка 2΄(идеальный
процесс):
;
;
.
Точка 2:
;
,
(2.1)
где
– КПД компрессора
(
= 0,78).
.
Точка 3:
;
;
;
Точка 4:
;
.
Рассчитаем удельные нагрузки (в кДж/кг) на аппараты ТН.
Удельная тепловая нагрузка в испарителе:
,
(2.2)
.
Удельная тепловая нагрузка в конденсаторе:
,
(2.3)
.
Удельная работа компрессора:
,
(2.4)
.
Составим баланс:
, (2.5)
;
.
Расчёты были произведены верно.
Массовый расход
рабочего агента,
:
,
(2.6)
где
–
теплопроизводительность ТН,
.
.
Расчётная тепловая нагрузка испарителя, :
,
(2.7)
.
Расчётная тепловая нагрузка конденсатора, :
,
(2.8)
.
Объёмная
производительность компрессора,
:
,
(2.9)
.
Удельный расход энергии на единицу полученного тепла определяем по формуле:
,
(2.10)
где принимаем
.
.
Электрическая мощность компрессора, :
,
(2.11)
.
Коэффициент трансформации определяем по формуле:
,
(2.12)
.