загрузка...
 
2.2.3. Вибір розрахункових температур циклу
Повернутись до змісту

2.2.3. Вибір розрахункових температур циклу

         Як випливає з попереднього розділу, енергоефективність теплового насоса головним чином залежить від температурних рівнів Тк і Тв.

          У свою чергу, вказані температури пов'язані з температурами середовищ, які вступають у теплову взаємодію з холодоагентом у тепловому насосі.

         З урахуванням недорекуперації при теплообміні температура кипіння холодоагента у випарнику обчислюється за залежністю

,                                   (2.14)

де  - температура утилізованого середовища на вході у випарник;

 - охолоджування утилізованого середовища у випарнику;

 - різниця температур між утилізованим середовищем на виході з випарника і температурою кипіння холоадагента, обумовлена недорекуперацією теплоти.

         Що стосується величини , то її визначення залежить від умов використання утилізованого середовища після випарника. Якщо дане середовище є потоком води системи оборотного водопостачання, то в цьому випадку температура  відома за технологічним регламентом, і величина  однозначно визначена.

При використанні  як утилізованого середовища рідких або газоподібних речовин із скиданням їх після випарника в природні водоймища або навколишнє середовище, величина  підтримується в межах 5-8оС відповідно забезпеченню мінімальних втрат на зовнішню незворотність при теплообміні у випарнику.

Величина  залежить в основному від конструкції випарника і для кожухотрубних апаратів «вода-холодоагент» береться такою, що дорівнює 5оС. Для випарників трубчасто-ребристого або пластинчасто-ребристого типу «повітря-холодоагент»  =8-10оС. У будь-якому випадку вибір типу випарника повинен переслідувати мету підтримки мінімуму , що, зрештою, призводить до зниження споживаної потужності привода теплового насоса.

Аналогічний підхід використовується і для вибору температури конденсації холодоагента.

,                                          (2.15)

де  - температура середовища споживача теплового навантаження на виході з конденсатора теплового насоса. У переважній більшості випадків ця температура задається при розрахунку або виборі теплового насоса;

 - недорекуперація в зоні початку конденсації; для рідких середовищ 5оС, для газоподібних 10оС.

Окрім температур кипіння і конденсації, при розрахунку циклу теплового насоса необхідно вибрати температуру всмоктування в компресор  і температуру переохолодження конденсату Т4.

Температура всмоктування визначається з урахуванням перегріву холодоагента в регенеративному теплообміннику за залежністю

         .                                     (2.16)

Температура переохолодження конденсату пов'язана з температурою входу середовища споживача у вигляді дотримання умови, обумовленого неповнотою теплообміну

,                                   (2.17)

де менше значення береться для рідких середовищ, а більше - для газоподібних.

Приклад 2.1

Визначити орієнтовні значення теплопродуктивності, коефіцієнта перетворення і ступеня термодинамічної досконалості теплового насоса за таких умов:

- утилізоване середовище - вода річки, розрахункова температура на вході у випарник 10оС, масова витрата 10 т/год;

- середовище споживача теплового навантаження - водопровідна вода системи гарячого водопостачання з температурою надходження 15оС і випуску 45оС.

Розв’язання

За рівняннями (2-14) і (2-15) визначаємо: Тв=10-5-5=0оС (273 К) – при виборі випарника кожухотрубного типу; Тк=45+5=50оС (323 К). За рівнянням (2.11) обчислюємо

        

Беремо  і теплоємність води в інтервалі температур і  такою, що дорівнює су=4,19, кДж/кг?К визначаємо тепловий потік у випарнику:

=кВт.

Для визначення теплопродуктивності використовуємо рівняння (2.13): кВт;

; .



загрузка...