Розділ «1.2. ТЕОРЕТИЧНІ ПОСИЛКИ ЩОДО РОБОТИ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ»

Теплові насоси та кондиціонери

• у трубопроводі від випарника до компресора тиск продовжує зменшуватися, і при температурі хладоагента нижче температури навколишнього середовища з нього поглинається теплота.

Максимальный коефіцієнт перетворення (КОП) ідеального цикла Карно, наприклад, при температурі нагрітої води 65 °С і температурі подаваної у випарник води 35°С може скласти:

КОПк = TL І (Тн - TL) +1 = (273 + 35)/(65 - 35)+ 1 = 11,3.

На практиці, виходячи з дослідних даних, температури випару й конденсації можна прийняти: Ти ~ 75 °С и 7^= 15 °С. Відзначимо, що у випарнику потрібна більша різниця температур, оскільки, щоб одержати корисну теплоту, вода, що скидається, повинна бути охолоджена від 35 °С до рівня 20 °С.

Разом з тим, у реальному циклі із хладогентом фреон Я 12 величина КОП значно нижче й складе - 3,29, а з обліком механічного ККД компресора, що потребує витрати додаткової роботи, і того менше (повний КОП =3,29-0,95= 3,13). Величина КОП відображає міру корисності теплового насоса як вироблення значної кількості тепла при витраті порівняно малої роботи. Ідеальним був би привід теплового насоса за рахунок енергії вітру або гідроенергії, але це не завжди можливо.

Одноступінчастий цикл роботи компресійного ТН стає менш ефективним з ростом співвідношення рк/р0 через збільшення втрат у компресорі й зниження коефіцієнта подачі. У холодильних машинах при співвідношенні тиску рк/р0 >7 звичайно переходять на двоступінчастий цикл. З обліком більш низьких експлуатаційних витрат, але більш високої вартості двоступінчастої установки, її можна рекомендувати при тривалому терміну служби як варіант, що знижує загальну вартість навіть при співвідношенні тисків меншому ніж 7. Звичайно цей висновок ставиться й до ТН.

Зниження різниці питомих ентальпій у компресорі на величину (/72. -/?4) впливає на коефіцієнт перетворення в меншому ступені, чим зменшення кількості підведеної енергії компресора; у принципі коефіцієнт перетворення двоступінчастого процесу - більш високий (на 10...25 %).


1.2.3. Ексергетичний аналіз


Визначення ефективності окремих апаратів, установок і систем у цілому базується на ексергетичному методі аналізу, що дозволяє не тільки обчислювати ексергетичний ККД, але й визначати втрати ексергії в окремих апаратах, машинах і елементах установок.

Основні принципові положення ексергетичного методу базуються на визначенні роботоздатності (будь-якого виду енергії"), яка обчислюється відносно термодинамічних параметрів навколишнього середовища. Під навколишнім середовищем, як правило, розуміється середовище з фіксованими параметрами, відбиваючими найбільш частий середньостатистичний стан атмосфери у поверхні землі. Тут за параметри навколишнього середовища прийнято Гос= 293 К (20°С) і р- 0,1 МПа.

Будь-яка кількість енергії (будь-якого виду) по відношенню до навколишнього середовища володіє максимальною роботоздатністю, тобто максимальною роботою, яка може бути отримана (в зворотному процесі) від даної кількості енергії в умовах навколишнього середовища. Ця максимальна кількість роботи називається ексергією. Співвідношення між ексергією Е і енергією З встановлюється коефіцієнтом роботоздатності т

Для механічної і електричної енергії т=1. Для тепла

де Тос - температура навколишнього середовища, К; Т - температура підводу (або відводу) тепла, К.

Таким чином, ексергією тепла (теплового потоку) називається максимальна кількість роботи, яка може бути отримана при зворотному переведенні даної кількості тепла з температурного рівня Т на температурний рівень навколишнього середовища Тос.

Для теплотехнічних процесів, що проходять при Т>Тос, коефіцієнт роботоздатності завжди позитивний і менше одиниці (0 < т < 1).

Для низькотемпературних (холодильних і кріогенних) процесів здобуття холоду або відводу від охолоджуваних об'єктів протікає при 7*<7ос ' здійснюється тільки при витраті роботи. Цей момент характеризується знаком "мінус" при коефіцієнті роботоздатності т<0. Таким чином, для визначення ексергії холоду т можна брати по абсолютному значенню, відкидаючи знак "мінус" £Ь = й) |т? ^" •бо враховувати зміну напряму теплового потоку Е0 =-2Ь|-т?|0.

Для отримання холоду в ідеальному циклі Карно витрачається мінімальна кількість роботи, яку необхідна, щоб зворотним шляхом трансформувати дану кількість тепла (здобути холод) з температурою рівня Т на температурний рівень навколишнього середовища Тос. Питома ексергія робочого тіла, кДж/кг (води, повітря, фреону, кисню, гелія и т.д.), яке знаходиться у фіксованому стану, що характеризується термодинамічними параметрами (р,7А,$)" визначається рівнянням

де Н і 5 - ентальпія і ентропія речовини в даному стану; ^)С"70С,^0С - ентальпія, температура і ентропія речовини при параметрах навколишнього середовища.

Отримані значення використаються для складання ексергетичних балансів. На основі ексергетичного балансу, який можна скласти як для окремих апаратів і елементів, так і для установки і системи в цілому

(£^вх =^Евих де втрати ексергії), визначаються втрати ексергії, значення яких залежать від ефективності роботи установки. На основі енергетичного балансу завжди можна визначити ступень термодинамічної досконалості установки (апарату) або системи:

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 4. Приємного читання.

Зміст

  • ВСТУП

  • 1. ТЕПЛОВІ НАСОСИ

  • 1.1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ЩОДО ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ

  • 1.2. ТЕОРЕТИЧНІ ПОСИЛКИ ЩОДО РОБОТИ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ
  • 1.3. ЕЛЕМЕНТИ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ ТЕПЛОНАСОСНИХ УСТАНОВОК

  • 1.3.2. Робочі речовини для абсорбційних теплових насосів

  • 1.3.3. Механічні компресори

  • 1.3.4. Теплообмінні апарати

  • 1.3.5. Типи теплонасосних установок

  • 1.3.6. Компресійні теплонасосні установки

  • 1.3.7. Абсорбційні теплонасосні установки

  • 1.4. ПЕРИФЕРІЙНЕ УСТАТКУВАННЯ

  • 1.4.5. Теплообмінники, що використають повітря як теплоносій

  • 1.5. ВИКОРИСТАННЯ ДЖЕРЕЛ ТЕПЛОТИ З НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

  • 2. КОНДИЦІЮВАННЯ

  • 2.1. ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ КОНДИЦІЮВАННЯ ПОВІТРЯ

  • 2.1.4. Місцеві кондиціонери

  • 2.2. Н, d - ДІАГРАМА І ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ В РОЗРАХУНКАХ КОНДИЦІЮВАННЯ ПОВІТРЯ

  • 2.3. ТЕПЛО- І ВОЛОГООБМІН МІЖ ПОВІТРЯМ І ВОДОЮ

  • 2.4. СПОСОБИ ОБРОБКИ ПОВІТРЯ В СИСТЕМАХ КОНДИЦІЮВАННЯ

  • 2.5. ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМ КОНДИЦІЮВАННЯ ПОВІТРЯ

  • 2.6. ПОБУДОВА ОСНОВНИХ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛОВОЛОПСТНОЇ ОБРОБКИ ПОВІТРЯ НА h,d -ДІАГРАМІ

  • 2.6.2. Обробка повітря з першою рециркуляцією

  • 2.7. СИСТЕМИ СОНЯЧНОГО ХЛАДОПОСТАЧАННЯ

  • Запит на курсову/дипломну

    Шукаєте де можна замовити написання дипломної/курсової роботи? Зробіть запит та ми оцінимо вартість і строки виконання роботи.

    Введіть ваш номер телефону для зв'язку, в форматі 0505554433
    Введіть тут тему своєї роботи