Термодинамические основы тепловых насосов. Васьков Е.Т. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

34 35
При этом зимой теплонасосную установку следует применять для
отопления, а летом – для кондиционирования (охлаждения) воздуха помеще-
ния. Рабочие тела тепловых насосов должны быть взрыво- и огнебезопасны-
ми, неядовитыми, иметь высокую температуру конденсации и сравнительно
низкое давление в конденсаторе, высокий коэффициент отопления по отно-
шению к
j
цикла Карно.
К эффективным рабочим телам относятся, например, хладагенты R11,
R12, R113, R114, R142, RC318, R124, R125, R134a. Необходимо отметить [1],
что хладагенты R11 и R113 следует применять в установках с турбокомпрес-
сорами, так как малая величина объемной холодопроизводительности
v
q
пре-
пятствует их применению в поршневых машинах.
С 1 января 1996 г. производство и применение озоноразрушающих хла-
дагентов R11, R12, R113, R114 запрещено Женевской конвенцией и Монре-
альским протоколом.
Пример 5.1. Паровая холодильная машина работает по циклу с дрос-
селированием. Температура кипения в испарителе
0
t
, температура конденса-
ции
к
t
. В компрессор поступает перегретый пар с температурой
10
0
1
+
=
tt
°C.
Рабочее тело перед регулирующим вентилем переохлаждается до
10
к
и
-
=
tt
°C.
Определить параметры (p, v, t, h, s, x) узловых точек цикла, количество
отведенной и подведенной теплоты, работу цикла, адиабатную мощность
привода компрессора, холодопроизводительность, холодильный и отопи-
тельный коэффициенты и теоретический объем, описываемый поршнем ком-
прессора в 1 с. Рабочее тело – хладагент R12, секундный расход которого М.
Изобразить схему установки и цикл в pv-, sT-, hs-и lg ph-диаграммах
(без масштаба). Параметры узловых точек определить с помощью диаграм-
мы и уточнить по таблицам (или расчетом, когда это потребуется; расчет
привести в тексте). Данные о параметрах свести в таблицу, форма которой
приведена в табл. 5.2. (Обозначения узловых точек цикла на схеме и диаг-
раммах должны быть согласованы. Рекомендуется первым номером обозна-
чать состояние пара на входе в компрессор.)
Дано: рабочее тело – хладагент R12;
30
0
-
=
t
°C;
30
к
=
t
°C;
20
1
-
=
t
°C;
30
и
-
=
t
°C;
M = 360 кг/ч = 0,1 кг/с.
Решение. Схема паровой холодильной машины с дросселированием
представлена на рис. 5.1. На рис. 5.2 и 5.3 изображен цикл в рn-, Тs-, hs-и lg
ph-диаграммах. Результаты расчета сведены в табл. 5.2.
Таблица 5.2
Параметры узловых состояний цикла холодильной машины
Параметры рабочего тела
Номер
точки
t,
o
C
p,
МПа
v,
м
3
/кг
h,
кДж/кг
s,
кДж/(кг×К)
x Примечание
1 –20 0,1006
0,100
0,108
0,10
544,1
543
4,5993
4,600
Таблица
Диаграмма
2 40 0,7435
0,740
0,025
0,025
572
572
4,5993
4,600
– –
3 30 0,7435
0,740
0,02376
0,024
564,7
565
4,5473
4,550
1 –
4 30 0,7435
0,740
0,00077
0,0008
429,1
429
4,0998
4,100
0 –
5 20 0,7435
0,740
0,00077
0,0008
419,2
419,0
4,0672
4,06
– –
6 –30 0,1006
0,100
0,045
0,04
419,2
419,0
4,085
4,08
0,28
0,27
Расчет
Диаграмма
7 –30 0,1006
0,100
0,1595
0,15
538,3
538
4,5759
4,58
1 Таблица
Диаграмма
Состояние перегретого пара R12 (точка 1) перед входом в компрессор
определяем по таблице перегретого пара и ненасыщенной жидкости по lg ph-
диаграмме [5, 10, 13] по
20
1
-
=
t
°C и
1513,0
0
=
p
МПа (
0
p
определяется по
0
t
по таблице для состояний насыщения).
Состояние перегретого пара на выходе из компрессора (рис. 5.6, точка 2)
находится на пересечении адиабаты
s s
1
2
=
и изобары p
к
, соответствующей
температуре конденсации (насыщения)
30
к
=
t
°C.
Параметры сухого насыщенного пара (точка 3) и кипящей жидкости
(точка 4) определяются с помощью таблиц для состояний насыщения и диаг-
раммы lg ph [10]. Точка 5 перед регулирующим вентилем лежит на пересече-
нии изотермы
20
и
=
t
°C с изобарой p
к
.
Параметры жидкого хладагента в точке 5 (после переохлаждения) приня-
ты приблизительно равными параметрам кипящей жидкости при
10
и
-
=
tt
°C,
кроме давления.
Давление в точке 5 должно быть такое же, как в точках 2, 3 и 4. Точка 6
(состояние влажного насыщенного пара в испарителе) находится из условия
равенства
6
5
hh
=
, т. е. на пересечении вертикали (изоэнтальпы), проведен-

Страницы