Определение эксплуатационных параметров теплового насоса | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 22 августа, печатный экземпляр отправим 9 сентября.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Романов, В. В. Определение эксплуатационных параметров теплового насоса / В. В. Романов, А. И. Прохорова, О. А. Копылова, Г. И. Дерябин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 26 (160). — С. 37-40. — URL: https://moluch.ru/archive/160/45005/ (дата обращения: 14.08.2020).



Тепловой насос − агрегат, при помощи которой осуществляется перенос энергии в форме теплоты от тела с более низкой к телу с более высокой температурой.

Независимо от типа теплового насоса и типа привода компрессора на единицу затраченного исходного топлива потребитель получает, по крайней мере, в 1,12,3 раза больше тепла, чем при прямом сжигании топлива.

Определение основных параметров теоретического цикла итребуемой объёмной производительности (подачи) компрессора.

C:\Users\Денис\Desktop\Безымянный.jpg

Рис. 1. Цикл работы ТН в р-i координатах

Удельная массовая холодопроизводительность холодильного агента:

(1)

Удельное количество теплоты, отдаваемое конденсатором в окружающую среду:

q 1 = i 2 — i 4(2)

q 1 = 435–266=169 · Дж/кг.

Удельное количество низкопотенциальной теплоты, подведенное из окружающей среды к испарителю:

q 2 = i 7 — i 6(3)

q 2 = 396–259=137· Дж/кг.

В процессе дросселирования работа не производится, поэтому работа цикла равна работе компрессора.

Удельная работа компрессора:

(4)

Холодопроизводительность теплового насоса:

(5)

где N = I U; ; 𝛈 = 0,6 – КПД для малых компрессоров

.

Теоретический массовый расход хладагента :

(6)

где = 629 Вт; q0 =137·

Требуемая теоретическая объёмная производительность :

(7)

где ; λ=0,6 – коэффициент подачи компрессора.

Действительный массовый расход хладагента в компрессоре :

(8)

где – объёмная подача которого на 20% больше требуемого отсюда

Действительная холодопроизводительность компрессора Qo:

(9)

Мощность привода компрессора.

Определение теоретической (адиабатической) мощности сжатия Nт:

(10)

Определение действительной (индикаторной) мощности сжатия Ni:

(11)

где – индикаторный КПД (для малых компрессоров )

Определение мощности на валу компрессора (эффективная мощность) Ne:

(12)

где – механический КПД компрессора;

Определение электрической мощности Nэ:

(13)

где – КПД электродвигателя (для малых компрессоров )

Определение количества теплоты, отдаваемое конденсатором и испарителем.

Количество теплоты, отдаваемое конденсатором в окружающую среду:

= q1(14)

= 169 · 0, 0046 = 0,7774 кВт = 777,4 Вт.

Количество низкопотенциальной теплоты, подведенное из окружающей среды к испарителю:

= q2(15)

= 137 · 0, 0046 = 0, 6302 кВт = 630,2 Вт.

Полезная (действительная) мощность компрессора:

(16)

= 24000 · 0,0046 =110,4 Вт.

Потребляемая мощность компрессора:

(17)

= 0,8 · 230 = 184 Вт.

КПД компрессора:

(18)

Посчитанный КПД совпадает с заданным, значит расчет проведен правильно.

Холодильный и отопительный коэффициенты теплового насоса.

Холодильный коэффициент теплового насоса:

ε = q2/ lk= q2/ (q1 - q2) = T2 / (T1 - T2)

(19)

Отопительный коэффициент ϴ равен:

ϴ = q1/ lk= q1/ (q1 - q2) = T1/ (T1 - T2)

(20)

Значение отопительного коэффициента должно быть больше единицы, что показывает, что в систему отопления помещения отдано теплоты больше, чем работа компрессора в ϴ раз, за счет использования низкопотенциальной теплоты наружного воздуха.

Гидравлический расчет капиллярной трубки.

Длина трубки l = 26 cм = 0,26 м

Диаметр трубки d = 0,6 мм = 0,0006 м

λ = 0,03

Плотность ρ = 1,7·103 кг/м3

Перепад давления на капиллярной трубке:

(21)

Определение скорости движения жидкого фреона внутри капиллярной трубки:

(22)

(23)

Из уравнения (22) и (23) получаем формулу:

(24)

Перепад на капиллярной трубке примерно равен разности давлений нагнетания и всасывания в компрессоре. Отсюда вывод, что расчет произведен правильно.

Литература:

  1. Везиришвилли О. Ш. Энергосберегающие теплонасосные системы тепло- и хладоснабжения / О. Ш. Везиришвилли, Н. В. Меладзе. — М.: МЭИ, 1994.
  2. Явнель Б. К. «Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха». — 3-е издание, — М.: Агропромиздат, 1989.
  3. Справочник по теплообменникам. Т. 1: Пер. с англ.; Под ред. Б. С. Петухова, В. К. Шикова. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 560 с.
  4. Васильев Г. П. Теплонасосные системы теплоснабжения (ТСТ) для потребителей тепловой энергии в сельской местности // Теплоэнергетика. — 1997.
Основные термины (генерируются автоматически): тепловой насос, капиллярная трубка, окружающая среда, низкопотенциальная теплота, отопительный коэффициент, компрессор, мощность сжатия, работа компрессора.


Похожие статьи

Эффективность работы теплового насоса при различных режимах

Из полученных величин видно, что коэффициенты преобразования мало отличаются по величине, это объясняется тем, что запас низкопотенциальной теплоты уменьшается в процессе работы теплового насоса.

Современное состояние и перспективы использования...

Чаще всего сбросное тепло является низкопотенциальным, поскольку имеет температуру незначительно выше температуры окружающей среды.

Рис. 1. «Схема работы теплового насоса». В жилищно-коммунальной сфере одной из самых прогрессивных идей в области...

Использование теплонасосных установок (ТНУ) в промышленности

теплота, отведенная от охлаждаемых конструкций (компрессоров, печей и т. п

– отсутствие или сокращение вредных выбросов, в том числе термического загрязнения окружающей среды

Использование низкопотенциальной тепловой энергии в промышленности.

Применение теплового насоса в Ленинградской области

Принцип работы теплового насоса иих классификация.

Тепловые насосы, работающие на базе компрессора называются парокомпрессионные.

тепловой насос, энергоэффективность, геотермальная энергия, низкопотенциальная энергия, теплоснабжение, возобновляемые...

Снижение затрат энергии в теплохладоснабжении...

где отопительный коэффициент теплового насоса в режиме отопления, Ti>T0. В этом случае Ti– температура высокопотенциальной среды, К; T0 – температура низкопотенциальной среды (окружающей среды) К. Коэффициент преобразования ТН в...

Исследование работы теплового насоса с регенеративным...

Теплонасосные установки (ТНУ), используя возобновляемую низкопотенциальную энергию окружающей среды и повышая ее

Определение эффективности работы теплового насоса в зависимости от начальной температуры низкопотенциального теплоносителя.

Регулирования параметров теплонасосной установки

Ключевые слова:теплонасосная установка, тепловой насос, холодильная машина, хладагент, обратный цикл Карно, компрессор

(потребитель) [1]. Другими словами тепловой насос позволяет использовать накопленную в окружающей среде низкопотенциальную энергию на...

Анализ использования тепловой насосной установки...

В современном мире проблемы защиты окружающей среды и сохранности природных

тепловая мощность источника низкопотенциальной энергии

Основные термины (генерируются автоматически): тепловой насос, низкопотенциальная энергия, система...

Воздушный тепловой насос как эффективный источник тепла для...

– высокоэффективные двухроторные компрессоры с увеличенной мощностью и степенью сжатия, которые оптимизированы для работы при низких температурах.

Для оценки эффективности тепловых насосов используются два коэффициента

Эффективность работы теплового насоса при различных режимах

Из полученных величин видно, что коэффициенты преобразования мало отличаются по величине, это объясняется тем, что запас низкопотенциальной теплоты уменьшается в процессе работы теплового насоса.

Современное состояние и перспективы использования...

Чаще всего сбросное тепло является низкопотенциальным, поскольку имеет температуру незначительно выше температуры окружающей среды.

Рис. 1. «Схема работы теплового насоса». В жилищно-коммунальной сфере одной из самых прогрессивных идей в области...

Использование теплонасосных установок (ТНУ) в промышленности

теплота, отведенная от охлаждаемых конструкций (компрессоров, печей и т. п

– отсутствие или сокращение вредных выбросов, в том числе термического загрязнения окружающей среды

Использование низкопотенциальной тепловой энергии в промышленности.

Применение теплового насоса в Ленинградской области

Принцип работы теплового насоса иих классификация.

Тепловые насосы, работающие на базе компрессора называются парокомпрессионные.

тепловой насос, энергоэффективность, геотермальная энергия, низкопотенциальная энергия, теплоснабжение, возобновляемые...

Снижение затрат энергии в теплохладоснабжении...

где отопительный коэффициент теплового насоса в режиме отопления, Ti>T0. В этом случае Ti– температура высокопотенциальной среды, К; T0 – температура низкопотенциальной среды (окружающей среды) К. Коэффициент преобразования ТН в...

Исследование работы теплового насоса с регенеративным...

Теплонасосные установки (ТНУ), используя возобновляемую низкопотенциальную энергию окружающей среды и повышая ее

Определение эффективности работы теплового насоса в зависимости от начальной температуры низкопотенциального теплоносителя.

Регулирования параметров теплонасосной установки

Ключевые слова:теплонасосная установка, тепловой насос, холодильная машина, хладагент, обратный цикл Карно, компрессор

(потребитель) [1]. Другими словами тепловой насос позволяет использовать накопленную в окружающей среде низкопотенциальную энергию на...

Анализ использования тепловой насосной установки...

В современном мире проблемы защиты окружающей среды и сохранности природных

тепловая мощность источника низкопотенциальной энергии

Основные термины (генерируются автоматически): тепловой насос, низкопотенциальная энергия, система...

Воздушный тепловой насос как эффективный источник тепла для...

– высокоэффективные двухроторные компрессоры с увеличенной мощностью и степенью сжатия, которые оптимизированы для работы при низких температурах.

Для оценки эффективности тепловых насосов используются два коэффициента

Похожие статьи

Эффективность работы теплового насоса при различных режимах

Из полученных величин видно, что коэффициенты преобразования мало отличаются по величине, это объясняется тем, что запас низкопотенциальной теплоты уменьшается в процессе работы теплового насоса.

Современное состояние и перспективы использования...

Чаще всего сбросное тепло является низкопотенциальным, поскольку имеет температуру незначительно выше температуры окружающей среды.

Рис. 1. «Схема работы теплового насоса». В жилищно-коммунальной сфере одной из самых прогрессивных идей в области...

Использование теплонасосных установок (ТНУ) в промышленности

теплота, отведенная от охлаждаемых конструкций (компрессоров, печей и т. п

– отсутствие или сокращение вредных выбросов, в том числе термического загрязнения окружающей среды

Использование низкопотенциальной тепловой энергии в промышленности.

Применение теплового насоса в Ленинградской области

Принцип работы теплового насоса иих классификация.

Тепловые насосы, работающие на базе компрессора называются парокомпрессионные.

тепловой насос, энергоэффективность, геотермальная энергия, низкопотенциальная энергия, теплоснабжение, возобновляемые...

Снижение затрат энергии в теплохладоснабжении...

где отопительный коэффициент теплового насоса в режиме отопления, Ti>T0. В этом случае Ti– температура высокопотенциальной среды, К; T0 – температура низкопотенциальной среды (окружающей среды) К. Коэффициент преобразования ТН в...

Исследование работы теплового насоса с регенеративным...

Теплонасосные установки (ТНУ), используя возобновляемую низкопотенциальную энергию окружающей среды и повышая ее

Определение эффективности работы теплового насоса в зависимости от начальной температуры низкопотенциального теплоносителя.

Регулирования параметров теплонасосной установки

Ключевые слова:теплонасосная установка, тепловой насос, холодильная машина, хладагент, обратный цикл Карно, компрессор

(потребитель) [1]. Другими словами тепловой насос позволяет использовать накопленную в окружающей среде низкопотенциальную энергию на...

Анализ использования тепловой насосной установки...

В современном мире проблемы защиты окружающей среды и сохранности природных

тепловая мощность источника низкопотенциальной энергии

Основные термины (генерируются автоматически): тепловой насос, низкопотенциальная энергия, система...

Воздушный тепловой насос как эффективный источник тепла для...

– высокоэффективные двухроторные компрессоры с увеличенной мощностью и степенью сжатия, которые оптимизированы для работы при низких температурах.

Для оценки эффективности тепловых насосов используются два коэффициента

Эффективность работы теплового насоса при различных режимах

Из полученных величин видно, что коэффициенты преобразования мало отличаются по величине, это объясняется тем, что запас низкопотенциальной теплоты уменьшается в процессе работы теплового насоса.

Современное состояние и перспективы использования...

Чаще всего сбросное тепло является низкопотенциальным, поскольку имеет температуру незначительно выше температуры окружающей среды.

Рис. 1. «Схема работы теплового насоса». В жилищно-коммунальной сфере одной из самых прогрессивных идей в области...

Использование теплонасосных установок (ТНУ) в промышленности

теплота, отведенная от охлаждаемых конструкций (компрессоров, печей и т. п

– отсутствие или сокращение вредных выбросов, в том числе термического загрязнения окружающей среды

Использование низкопотенциальной тепловой энергии в промышленности.

Применение теплового насоса в Ленинградской области

Принцип работы теплового насоса иих классификация.

Тепловые насосы, работающие на базе компрессора называются парокомпрессионные.

тепловой насос, энергоэффективность, геотермальная энергия, низкопотенциальная энергия, теплоснабжение, возобновляемые...

Снижение затрат энергии в теплохладоснабжении...

где отопительный коэффициент теплового насоса в режиме отопления, Ti>T0. В этом случае Ti– температура высокопотенциальной среды, К; T0 – температура низкопотенциальной среды (окружающей среды) К. Коэффициент преобразования ТН в...

Исследование работы теплового насоса с регенеративным...

Теплонасосные установки (ТНУ), используя возобновляемую низкопотенциальную энергию окружающей среды и повышая ее

Определение эффективности работы теплового насоса в зависимости от начальной температуры низкопотенциального теплоносителя.

Регулирования параметров теплонасосной установки

Ключевые слова:теплонасосная установка, тепловой насос, холодильная машина, хладагент, обратный цикл Карно, компрессор

(потребитель) [1]. Другими словами тепловой насос позволяет использовать накопленную в окружающей среде низкопотенциальную энергию на...

Анализ использования тепловой насосной установки...

В современном мире проблемы защиты окружающей среды и сохранности природных

тепловая мощность источника низкопотенциальной энергии

Основные термины (генерируются автоматически): тепловой насос, низкопотенциальная энергия, система...

Воздушный тепловой насос как эффективный источник тепла для...

– высокоэффективные двухроторные компрессоры с увеличенной мощностью и степенью сжатия, которые оптимизированы для работы при низких температурах.

Для оценки эффективности тепловых насосов используются два коэффициента

Задать вопрос