1-2 - ізоентропний стиск сухої насиченої пари хладоагента з витратою зовнішньої роботи и>, що має площу на діаграмі е-4-3-2-1-5-6;
2-4 — відвід теплоти перегрітої пари 2-3 і конденсація хладоагента 3-4 з відводом корисного тепла, площа е—4-3-2-7;
4-5 - ізоентальпійне розширення (дроселювання) хладоагента;
5-І - випар хладоагента при поглинанні теплоти від джерела ^0, обумовлений площею 6-5-1-7.
Такий круговий цикл застосовують у холодильних машинах і ТН у якості ідеального термодинамічного циклу. На противагу циклу Карно, що протікає між температурою джерела тепла Тч і температурою робочого тіла 7д (зовнішні умови), внутрішній круговий цикл ТН (з метою забезпечення необхідного температурного напору для передачі тепла) повинен здійснюватись в інтервалі температур Те й Тк.
Звичайно переохолодження хладоагента здійснюється в конденсаторі, що збільшує підведення теплоти у випарник <у0 і відвід теплоти в конденсаторі </к. Такий круговий цикл із переохолодженням представлений на діаграмах 75 і (рис. 1.13).
Рис. 1.13. Цикл теплового насосу з переохолоджуванням (процес 4- 5) на діаграмах 7> та \%{рп
Потік теплоти, підведений до випарника від джерела теплоти 00, потік корисної теплоти Qк, відведений від конденсатора, і потужність Ри, підведена до компресора, можуть бути безпосередньо розраховані за допомогою питомих ентальпій, прийнятих по \%{р п діаграмі
де /йад - кількість хладоагента, що циркулює в ТН.
Розрахунок коефіцієнта перетворення спрощується, якщо використати значення ентальпії, які знімають безпосередньо з діаграми
Іншою важливою величиною, яка відбиває зв'язок необхідної теплової потужності з необхідною витратою циркулюючого хладоагента, що дозволяє підібрати компресор, конденсатор і випарник, є так звана об'ємна теплова потужність (об'ємна теплопродуктивність), Дж/м3
де і'| - об'ємна витрата хладоагента, усмоктуваного компресором; у|-питомий об'ємний потік хладоагента в стані /.
Подальше зниження температури хладоагента 5-5* (рис. 1.14) може бути досягнуте за допомогою внутрішнього теплообмінника. У такому теплообміннику конденсат (рідкий хладоагент) переохолоджується, віддаючи теплоту холодній парі, що надходить із випарника, а пара перегрівається. Має місце залежність И{* - Л, - И5 - И5*.
Рис. 1.14. Схема теплового насосу з регенеративним переохолоджувачем: Пе — внутрішній теплообмінник; К- конденсатор; Др- регулюючий вентиль; Кр — компресор; В - випарник
Перегрів веде до збільшення кінцевої температури стиску, граничне значення якої залежить від використовуваного мастила, і в результаті збільшення різниці питомих ентальпій для корисної теплоти на величину Ні*- Ні- Коефіцієнт перетворення збільшується відповідно до
Практичні відхилення:
• у реальних умовах роботи компресора стиск відбувається не ізоентропно, а залежно від конструкції компресора - частіше політропно, причому для подолання внутрішнього опору потоку в компресорі й зовнішнього в напірному трубопроводі потрібно більше високий тиск порівняно з тиском конденсатора; при проходженні потоку через конденсатор тиск зменшується, для його відновлення компресор повинен затратити додаткову роботу;
• у рідинному трубопроводі від конденсатора до регулюючого вентиля також зменшується тиск, і в цьому випадку при температурі хладоагента, що перевищує температуру навколишнього середовища, теплота віддається в атмосферу;
• розширення в регулюючому вентилі відбувається по лінії h = const;
• при проходженні через випарник тиск хладоагента зменшується, внаслідок чого зменшується тиск у випарнику;
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 3. Приємного читання.