Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
2. Расчет компрессионной ТНУ
2.1. Методика расчета
Проведение теплового расчета теплонасосной установки необходимо для оценки её эффективности. Для проведения такого расчета необходимо построить термодинамический цикл ТНУ в T-S диаграмме (рис.6).
Рис.6. Т-s диаграмма рабочего агента |
На расчетной схеме установки цифрами 1, а, 2, х, 3, 4, 5 отмечены состояния рабочие агенты, которые соответствуют точкам теоретического цикла. В таком термодинамическом цикле ТНУ протекают следующие процессы:
1-2 сжатие РА в компрессоре (может также осуществляться подогрев РА перед входом в компрессор для исключения попадания в компрессор жидкой фазы РА);
2-3 передача теплоты теплопотребителю в конденсаторе с одновременной конденсацией РА, где 2-х охлаждение рабочего агента, х-3 конденсация при Т=const;
3-4 переохлаждение РА в переохладителе с отдачей теплоты теплопотребителю;
4-5 снижение давления РА в результате дросселирования;
5-4 передача теплоты от ИНТ к РА в испарителе.
Для построения цикла в Т S диаграмме необходимо знать температуры в его характерных точках: температуру кипения РА в испарителе tи, температуру конденсации РА в конденсаторе tк и температуру перед регулирующим вентилем t4. Необходимо также значение температуры РА перед входом в компрессор t1. Ориентировочно эти температуры определяют с помощью упрощенных зависимостей, основанных на опыте эксплуатации ТНУ.
Температуру кипения принимают в зависимости от температуры ИНТ, его типа и конструкции теплообменника. Рассчитывается она по формуле
tи=tH2 - ∆tи.
Для случая, когда ИНТ является жидкостью, перепад температур ИНТ в испарителе обычно принимают равным 2…6 °С в зависимости от размеров теплообменника.
Температуру конденсации tк принимают в зависимости от температуры теплопотребителя. Ее расчет производится по формуле
.
Здесь температура теплопотребителя на выходе из конденсатора; недогрев в конденсаторе; в случае, когда теплопотребителем является вода, 2…8 0С в зависимости от размеров теплообменника.
Температура жидкого рабочего агента перед регулирующим вентилем
,
где - температура теплопотребителя на входе в ТНУ; - недогрев в переохладителе. Обычно = 5…15 0С в зависимости от размеров теплообменника.
Температура рабочего агента перед входом в компрессор определяется двумя факторами: температурой испарения t0 и перегревом рабочего агента на всасывании в компрессор .
Перегрев рабочего агента при всасывании создает более безопасные условия работы компрессора. Величина перегрева индивидуальна для различных видов рабочих агентов. Ориентировочно для одноступенчатых компрессоров:
для аммиака 5…10 0С,
для фреонов 10…35 0С.
Величина вычисляется по формуле
,
где температура рабочего агента после выхода из испарителя.
После определения характерных температур цикла проводится определение термодинамических параметров точек цикла в следующей последовательности:
Температура жидкого рабочего агента, охлаждаемого в теплообменнике, определяется из уравнения теплового баланса.
2.3. Пример расчета ТНУ
Исходные данные:
Расчет:
tи=tн2-tн0=2 град.
tк=tк-tв1=5 град.
tпо=10 град.
tи= tн2- tи=12-2=10оС.
tк= tв2+tк=65+5=70 оС.
t4= tв1+ tпо=20+10=30 оС.
В табл. приведены параметры рабочего агента в характерных точках схемы для температуры испарения t0 = 10 0С и tн1= 220С.
Таблица
№ т. |
р, МПа |
t, оС |
i, кДж/кг |
s, кДж/кг К |
v, м3/кг |
1 |
0,4149 |
10 |
404,5 |
1,7229 |
0,0 |
2` |
2,1174 |
86 |
460,6 |
1,7229 |
|
3 |
2,1174 |
70 |
304,8 |
||
4 |
2,1174 |
30 |
241,9 |
||
5 |
0,4149 |
10 |
241,9 |
.
.
.
.
.
.
. Еще раз
.
.
.
.
.
.
.