TextBook / - детандер; 2 - компресор
Відношення корисної теплоти цьа до витрат роботи
називається коефіцієнтом перетворення (КОП) зворотного циклу Карно для ТН із механічним приводом
Звідси витікає, що ніякий тепловий насос не може мати КОП краще граничного циклу Карно.
Цикли ТН, холодильної машини й машини для комбінованого вироблення теплоти й холоду принципово не відрізняються друг від друга. Це зворотні цикли Карно, що працюють у різних температурних інтервалах (рис. 1.11):
а) ТН-цикл - від температури навколишнього середовища Те, як джерела теплоти, до робочої температури 7^;
б) цикл холодильної машини - від температури охолодження Тп до температури навколишнього середовища Те;
в) комбінована система вироблення холоду й тепла - від температури охолодження Тп до робочої температури Тц.
Рис. 1.11. Ідеальні цикли: теплового насоса (а), холодильної машини (б) і комбінованої установки (в)
Для холодильної машини коефіцієнт перетворення Карно (холодильний коефіцієнт)
для комоінованної системи холод-тепло, основне призначення якої є виробництво холоду, доцільно застосувати коефіцієнт перетворення, запропонований Кубе
Відхилення від ідеалізованого циклу визначається ККД компресора в реальному циклі. Через теплообмін між робочим тілом і компресором і незворотності плину усередині компресора підвищення ентальпії в ньому більше, ніж в ідеалізованому циклі, що також підвищує вихідну температуру. Підвищення ентальпії оцінюється ізоентропним ККД компресора. Ізоентропний ККД для компресорів становить біля 70 %.
З метою наближення до ідеального циклу Карно (циклу з механічною компресією пари), а фактично - з метою створення досконалого теплового насоса, необхідно прагнути до підведення теплоти при умовах, близьких до ізотермічних. Для цього підбираються робочі хладоагенти, що змінюють агрегатний стан при необхідних температурах і тисках. Вони поглинають тепло при випарі й віддають при конденсації. Стиск пари, як правило, вимагає, щоб пара була сухою.
1.2.2. Дійсний теплонасосний цикл. Компресійні теплові насоси
Найбільше поширення одержали ТН, у яких здійснюється парокомпресійний цикл. Вони називаються компресійними ТН. До такого кругового циклу близький цикл Карно. Уперше подібна система була застосована Перкінсоном в 1834 році для виробництва холоду, і потім впроваджена в промислову експлуатацію на великих установках із застосуванням як робочої речовини аміаку. Після 1945 р. із впровадженням галогенірованих вуглеводів у якості так званого безпечного хладоагента почалося широке виробництво домашніх і промислових холодильників, а також кондиціонерів.
У парокомпресіонному ТН циклі детандер замінений простим дроселем (регулюючим вентилем), тому що, з одного боку, продуктивність детандера невелика, а з іншого боку - вартість установки з—за його значно зростає.
Щоб запобігти усмоктуванню рідини, стиск починається в точці 1 на правій граничній кривій при змісті пари * = 1 (рис. 1.12).
Рис. 1.12. Цикл парокомпресійного теплового насосу і принципова схема
На схемі: / - конденсатор; 2 - регулюючий вентиль; 3 - компресор; 4 - випарник
Робоча речовина (хладоагент) перетерплює наступні зміни стану:
Сторінки
В нашій електронній бібліотеці ви можете безкоштовно і без реєстрації прочитати «Теплові насоси та кондиціонери» автора Нікульшин В.Р. на телефоні, Android, iPhone, iPads. Зараз ви знаходитесь в розділі „1.2. ТЕОРЕТИЧНІ ПОСИЛКИ ЩОДО РОБОТИ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ“ на сторінці 2. Приємного читання.