РАСЧЕТ ПАРОКОМПРЕССИОННОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСА (СХЕМА № 1)

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования «Международный государственный

Экологический институт имени А. Д. Сахарова »

Белорусского государственного университета

Факультет заочного обучения

Кафедра «Энергоэффективные технологии»

Контрольная работа № 1

По дисциплине «Солнечная и геотермальная энергетика»

Студентки 5-го курса группы 13041

Бавтрук Анастасии Александровны

Номер зачетной книжки 13041 - 04

Вариант № 02

Минск 2016 г.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЦИКЛОВ ТНУ

 

В качестве источника низкопотенциальной теплоты используем грунт. Система отопления – водяной «теплый пол».

Таблица 1 – Исходные данные для расчета

 

№ варианта	расход холодной воды, кг/с	температура холодной воды	температура горячей воды	температура окружающей среды	перегрев пара в промежуточном теплообменнике
до теплового насоса °с	после теплового насоса	до теплового насоса	после теплового насоса

В качестве хладагента используется фреон R12

 

РАСЧЕТ ПАРОКОМПРЕССИОННОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСА (СХЕМА № 1)

По температуре и температурному перепаду определим температуру испарения фреона :

 

По температуре испарения по таблицам термодинамических свойств хладагента R12 в состоянии насыщения или по p, h-диаграмме определяем параметры в точке 1 – энтальпия на правой пограничной кривой и давление :

 

;

,

о температуре воды на выходе и температурному перепаду определяем температуру конденсации фреона :

По температуре конденсации по таблицам термодинамических свойств или по p, h-диаграмме определяем параметры в точке 3

– энтальпия на левой пограничной кривой и давление :

точку 3 отмечаем на p, h-диаграмме.

 

На p, h-диаграмме на пересечении линии постоянной энтропии S₁,проходящей через точку 1,и линии изобары ,проходящей черезточку 3, определяем точку 2а, затем по диаграмме определяем энтальпию в этой точке:

 

Адиабатный КПД компрессора :

 

Найдем энтальпию фреона после сжатия с учетом потерь:

По значению энтальпии и давлению на диаграмме отмечаем точку 2. Температура в этой точке

 

По значению энтальпии и давлению на диаграмме отмечаем точку4.

Удельные тепловые нагрузки в узлах теплового насоса:

Правильность расчета определяется проверкой теплового баланса

 

 

Тепловая нагрузка теплового насоса:

 

Энергия, потребляемая электродвигателем W:

Показатели энергетической эффективности теплового насоса:

– коэффициент преобразования теплоты

 

– коэффициент преобразования электроэнергии:

– удельный расход первичной энергии

 

Так как ПЭ < 1, то с энергетической точки зрения отопление с использованием теплового насоса выгоднее, чем при сжигании природного топлива, применяемого для производства электроэнергии.

Степень повышения давления в компрессоре

 

Производится эксергетический расчет схемы:

– средняя логарифмическая температура холодного теплоносителя

 

– эксергетическая температура низкопотенциального теплоносителя:

– эксергия, отданная низкопотенциальным теплоносителем в испарителе:

– средняя логарифмическая температура горячего теплоносителя

 

– эксергетическая температура высокопотенциального теплоносителя:

– эксергия, полученная высокопотенциальным теплоносителем в конденсаторе:

– эксергия электроэнергии, потребляемой электродвигателем:

 

– эксергетический КПД теплового насоса: