Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Пример расчета

Схема расчета апробирована на примере разработанного в рамках проекта «Энергосбережение СО РАН» [6, 7, 8] парокомпрессионного теплового насоса НТ-60, конструкция которого содержит все элементы принципиальной схемы ПКТН, представленные на рис. 1. Он предназначен для обеспечения широкого круга потребителей экологически чистым теплом для нужд отопления и ГВС с использованием низкопотенциального тепла широко распространенных на территории России возобновляемых источников с исходно низкой (3…5°С) начальной температурой теплоносителя (поверхностные водные источники, неглубокие артезианские и прирусловые скважины, тепло грунта и т. д. ). К числу таких холодных водных источников тепла относится вода озера Байкал.

Исходные данные для расчета.

В качестве РТ в примере используем озонобезопасный хладагент R-134a, широко применяемый в настоящее время в холодильной технике взамен запрещенного для серийного производства озоноопасного R-12. Для низкопотенциального теплоносителя примем = 276 º К (+ 3°С), = 274 º К ( +1°С), а для теплоносителя системы отопления = 335 º К (+ 62°С). Эти температуры определяют близкий к предельному технический режим работы ПКТН для выбранного нами РТ и типа поршневого компрессора. Принимаем конечные разности температур на выходе из теплообменных аппаратов: в испарителе ∆ = - = 3 º К; в конденсаторе ∆ = - = 5 º К. Для полугерметичного поршневого компрессора марки Bitzer 4G-30. 2 (Y)-40P приняты в соответствии с техническими данными фирмы-производителя следующие значения показателей: коэффициент вредного пространства компрессора = 0, 03; объемная теоретическая производительность компрессора = 84, 5 м³/ч, электромеханический КПД компрессора = 0, 95. Для определения термодинамических свойств РТ используем удобную для практической работы инженерную программу Coolpak [6], содержащую данные о термодинамических и теплофизических свойствах широкого спектра хладагентов искусственного и естественного происхождения.

Термодинамический расчет цикла.

= - ∆ = 274 – 3 = 271 º К

= +∆ = 335 + 5 = 340 º К

= 271 + 0, 2 (340-271) = 284, 8 º К, где - температурный коэффициент регенерации тепла в регенеративном теплообменнике. Его расчетное значение = 0, 2 близко к реализуемым на практике значениям.

=1, 977 / 0, 272 = 7, 27

= 1- 0, 03·[7, 27- 1] = 0, 812

= 285/340 = 0, 838

= 0, 838·0, 965 = 0, 809

0, 812·0, 838·0, 97 = 0, 66.

Точка 1: = 271 º К; = 0, 2722 МПа; = 0, 07391 м³/кг;

=396, 04 кДж/кг; = 1, 7231 кДж/кг· º К, =1, 000.

Точка 2: = 285 º К; = 0, 2722 МПа; = 0, 07927 м³/кг;

= 408, 74 кДж/кг; =1, 7689 кДж/кг·º К.

Точка 3*: = 358 º К; = 1, 9777 МПа; = 0, 01112 м³/кг;

= 453, 00 кДж/кг; = = 1, 7689 кДж/кг·º К.

Точка 3: = 1, 977 МПа можно определить через , который характеризует степень отклонения реального процесса сжатия от изоэнтропного:

= 408, 74 + (453, 00 - 408, 74)/ 0, 809 = 463, 45 кДж/кг

= 367 º К; = 0, 01177 м³/кг; = 1, 7978 кДж/кг·º К

Точка 4*: В этой точке завершается процесс 3-4* охлаждения компримированных паров РТ до состояния насыщения ( =1, 000) в К при температуре = = 340 º К и давлении = = 1, 9777 МПа, для которых = 1, 6967 кДж/кг·º К; = 0, 00940 м³/кг; = 427, 81 кДж/кг.

Точка 4: = 340 º К; = = 1, 9777 МПа; = 0, 9850 м³/кг;

= 299, 12 кДж/кг; = 1, 3183 кДж/кг·º К; = 0, 000

= = = = 1, 9777 МПа.

Наличие ОК и ТР, в которых происходит охлаждение конденсата РТ (процессы 4-5 и 5-6) перед процессом дросселирования (процесс 6-7), требует введения дополнительных условий, определяющих их совместную работу в составе ПКТН. На основании теплового баланса:

можно определить , если известно значение . В качестве дополнительного условия, позволяющего связать режимы работы охладителя конденсата и регенеративного теплообменника, примем следующее: