Введение

Стремление уменьшить затраты первичной энергии (потребление топлива) без снижения или даже с увеличением отдачи энергии конечному потребителю за счет более рационального способа ее преобразования – главная тенденция современной техники.

Одним из устройств, способных внести существенный вклад в экономию энергии, является тепловой насос.

Тепловой насос – машина, позволяющая осуществлять передачу теплоты от менее нагретого тела (окружающей среды – воздуха, грунтовых вод, грунта, вентиляционных выбросов, сбросной теплоты установок и т.д.) более нагретому телу, повышая его температуру и затрачивая при этом некоторое количество механической или электрической энергии. В настоящее время быстро растет производство тепловых насосов и их применение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования.

Выполнение лабораторной работы по исследованию теплового насоса позволяет:

- закрепить и углубить теоретические знания, полученные на лекционных и практических занятиях;

- познакомиться с методами и способами определения характеристик одноступенчатого компрессионного теплового насоса типа воздух - воздух;

- приобрести навыки измерения параметров рабочего тела на лабораторном стенде и расчета теплового насоса;

- выполнить экспериментальную проверку закономерностей, характерных для компрессионных тепловых насосов, сопоставление результатов лабораторных работ с теоретическими данными.

Лабораторная работа носит комплексный характер, поэтому может быть использована в курсах «Системы производства и распределения энергоносителей», «Теплотехнологические процессы и установки», «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях», «Основы теплоснабжения» и других для студентов специальностей 220440 - Промышленная теплоэнергетика, 050717-Теплоэнергетика.

При выполнении работы необходимо строго соблюдать правила техники безопасности в учебной лаборатории.

1 Цель лабораторной работы

Приобретение практических навыков исследования компрессионного одноступенчатого теплового насоса:

- знакомство с технологической схемой теплового насоса и ее элементами;

- испытание модели установки и определение параметров теплового насоса;

- измерение температуры рабочего тела в характерных точках;

- определение расхода рабочего тела, тепловых нагрузок конденсатора и испарителя, расхода энергии на трансформацию тепла, эксергетического кпд теплового насоса;

- применение метода энергетического и эксергетического баланса;

- оценка эффективности использования теплового насоса;

- обработка, анализ и представление результатов экспериментов;

- использование компьютерных технологий для расчета теплового насоса.

2 Методика расчета одноступенчатой компрессионной теплонасосной установки

Для расчета теплового насоса требуются следующие исходные данные:

- рабочее тело (РТ); данной работе РТ – фреон – 22;

- тепловая нагрузка – Q_В, кДж/с;

- теплоноситель теплоотдатчика – воздух;

- теплоноситель теплоприемника – воздух;

- температура теплоносителя на входе в испаритель – Т_Н1, К;

- температура теплоносителя на выходе из испарителя – Т_Н2, К;

- температура теплоносителя на входе в конденсатор – Т_В2, К;

- температура теплоносителя на выходе из конденсатора – Т_В1, К;

- характеристика компрессора: тип компрессора, число ступеней;

-характеристики теплообменного оборудования: испаритель, конденсатор.

При расчетах нужно руководствоваться следующими положениями.

Выбор меньшей разности температур между греющей и нагреваемой средами в испарителе и конденсаторе обусловлен физическими свойствами теплоносителей.

Если в качестве теплоносителя используется вода, то температура конденсации принимается на 5...8К выше температуры теплоносителя на выходе из конденсатора, т.е. Т_К= Т_В1+ (5...8), а температура испарения на 3...5К ниже температуры теплоносителя на выходе из испарителя, т.е. Т_И = Т_Н2 – (3...5)

При использовании в качестве теплоносителя газообразной среды (воздуха) температура конденсации принимается на 10...20К выше температуры теплоносителя на выходе из конденсатора, а температура испарения – на 10...20К ниже температуры теплоносителя на выходе из испарителя.

Температура охлаждения РТ после конденсатора принимается в пределах DТ_ОХЛ = Т₃– Т_3' = 2...5К.

Температура перегрева паров РТ перед компрессором принимается при работе на аммиаке – DТ_ПЕР = 5К; на фреоне – до 30К.

Основная задача расчета состоит в определении расхода РТ, тепловых нагрузок отдельных агрегатов установки и расхода механической или электрической энергии на трансформацию теплоты.

При большой разности температур Т_В1– Т_В2 целесообразно в тепловых насосах устанавливать перед дроссельным вентилем охладитель жидкого РТ и включать его по нагреваемому теплоносителю последовательно перед конденсатором. При этом снижаются потери теплоты в установке от дросселирования и необратимого теплообмена, так как теплоноситель охлаждает РТ и поступает в конденсатор предварительно подогретым.

Рисунок 1 - Принципиальная схема одноступенчатого компрессионного теплового насоса и процесс в Т,S- диаграмме

Расчет установки производится в следующем порядке.

По рекомендациям выбирают наименьшую разность температур между греющей и нагреваемой средой в испарителе DТ_И и конденсаторе DТ_К.

Определяют температуры испарения и конденсации:

Т₀ = Т_Н2 – DТ_И

Т_К = Т_В1 + DТ_К

Вычисляют температуру РТ после охладителя (при его наличии):

Т₄ =Т_ОХЛ + DТ_О,

где Т_ОХЛ - температура теплоносителя перед охладителем; DТ₀ – меньшая разность температур РТ и теплоносителя (DТ₀=3…5К).

Оценивают индикаторный (адиабатный) h_i и электромеханический h_ЭМ КПД компрессора.

Наносят характерные точки процесса работы теплонасосной установки на термодинамическую диаграмму в координатах Т-S (рис. 2а) и lg P-i (рис. 2б).

Находят параметры РТ в характерных точках схемы по термодинамической диаграмме или по таблицам термодинамических свойств вещества, используемого в качестве РТ.

Определяют энтальпию РТ на выходе из компрессора:

i₂ = i₁ + (i₂^′ – i₂)/h_i,

где i₂^′ – энтальпия РТ на выходе из компрессора при адиабатном сжатии.

Рисунок 2 - Термодинамическая диаграмма теоретического цикла одноступенчатой теплонасосной установки в координатах: а). T-S; б) lg P-i

Находят удельную внутреннюю работу компрессора:

l_В = i₂- i₁

Определяют удельный расход теплоты на единицу расхода РТ в отдельных аппаратах установки: в испарителе:

q₀ = i₁ – i₅;

в конденсаторе:

q_К = i₂ – i₃;

в охладителе:

q_ОХЛ = i₃ – i₄.

Проверяют энергетический баланс установки на единицу расхода РТ:

q = l_К + q₀ = q_К + q_ОХЛ.

Далее при расчете определяют следующие величины:

массовый расход РТ:

G = Q_В/( q_К+ q_ОХЛ) ;

объемную производительность компрессора:

V=G J₁,

где J₁ – удельный объем РТ на входе в компрессор (точка 1 на рисунке 1);

расчетную тепловую нагрузку испарителя:

Q₀= G q₀;

расчетную тепловую нагрузку конденсатора:

Q_К= G q_К;

расчетную тепловую нагрузку охладителя:

Q_ОХЛ= G q_ОХЛ;

удельную работу компрессора:

l_КМ= l_В/0_ЭМ;

удельный расход электрической энергии на единицу выработанного тепла:

Э_ТН= l_КМ / ( q_К+ q_ОХЛ) ;

электрическую мощность компрессора:

N_Э^К= l_КМ G;

коэффициент трансформации тепла:

m = 1/ Э_ТН;

холодильный коэффициент:

g = q₀/ l_КМ;

среднюю температуру низкотемпературного теплоотдатчика:

Т_{Н ср} = (Т_Н1+Т_Н2)/2;

среднюю температуру полученного тепла:

Т_{В ср} = (Т_В1+Т_В2)/2;

коэффициент работоспособности тепла с потенциалом Т _Вср:

J_В = 1 – Т_О.С./ Т _Вср;

коэффициент работоспособности тепла с потенциалом Т_К:

J_К = 1 – Т_О.С./ Т _К;

КПД установки с учетом потерь эксергии в конденсаторе (по хладагенту):

;

КПД установки без учета потерь эксергии в конденсаторе (по хладагенту):

;

термический КПД ТНУ:

Потребляемая мощность с учетом потерь в электросетях:

где h_С=0,95– КПД электросетей.

Расход топлива на КЭС для выработки электрической энергии для привода компрессора ТНУ:

В_Т=N_Эb_КЭС^Э,

где b_КЭС^Э=0,350 кг у.т./(кВтч) – удельный расход условного топлива на 1 кВтч электроэнергии, вырабатываемой на КЭС.

Расход топлива в котельной на выработку Qв тепла:

где h_К = 0,85 – КПД котельной.

Экономия условного топлива:

DВ = В_К – В_Т .

Удельная экономия условного топлива (на единицу отпущенного тепла)

Db=DB / Q_В.

Общий КПД ТНУ:

h_ТНУ= m h_Вh_ЭМh_ТП h_КЭСh_ЭЛ ,

где m - коэффициент трансформации тепла; h_В= 0,8 – внутренний КПД компрессора; h_ЭМ = 0,9 - электромеханический КПД двигателя и компрессора; h_ТП = 0,8 - КПД теплового потока, учитывающий потери энергии и рабочего агента в трубопроводах и оборудовании ТНУ; h_КЭС = 0,4 - КПД КЭС, т.е. источника, вырабатывающего дополнительную электрическую энергию; h_ЭЛ = 0,95 - КПД электрических линий передач.

Значение удельного расхода электрической энергии на получение теплоты как коэффициента трансформации теплоты не может служить объективным показателем технического совершенства установки. Это обусловлено тем, что коэффициент трансформации теплоты не учитывает качества энергии, в данном случае температурного потенциала вырабатываемой теплоты. Сравнение этих показателей, относящихся к различным установкам, справедливо только при работе этих установок в одних и тех же температурных условиях.

Для установок, работающих в различных температурных условиях, объективным показателем совершенства служит эксергетический КПД, представляющий собой отношение полезно использованной (отведенной) эксергии Е_ВЫХ к подведенной Е_ВХ.

Одновременно эксергетический КПД позволяет найти оптимальный (максимальной энергетической эффективности) режим теплового насоса в данных условиях.

В компрессионных теплонасосных установках подведенная эксергия Е_ВХ равна подведенной электрической энергии, а полезно использованная Е_ВЫХпредставляет собой эксергию выработанной теплоты. Поэтому эксергетический КПД равен отношению удельных расходов работы на трансформацию теплоты в идеальной и реальной установках:

Э_В m,

где Э_В – затраты удельной работы на единицу вырабатываемой теплоты в идеальном цикле:

где Т_ВС – средний температурный уровень теплоты, переданный теплоприемнику (теплофикационной сети)

= ,

где dS – изменение энтропии тела при бесконечно малом подводе теплоты dQ;

DS – суммарное изменение энтропии тела в процессе подвода теплоты;

Т_ОС– абсолютная температура окружающей среды.

3 Энергетический и эксергетический балансы компрессионной теплонасосной установки

Потоки энергии в установке позволяют определить энергетический и эксергетический балансы, которые изображены на рисунке 3. Однако между ними существует определенное отличие.

Энергетический баланс показывает, что при затрате работы горячему источнику передается некоторое количество теплоты Q_в. Вследствие несовершенства изоляции в окружающую среду выделяется теплота Q_ИЗ, которая уменьшает теплопроизводительность теплового насоса. Количество теплоты, передаваемое горячему источнику в систему теплоснабжения:

Q₀ + L – Q_ИЗ = Q_В.

Эксергетический баланс дает совершенно иную картину энергетических превращений в установке. Затраченная в компрессоре работа, за вычетом потерь Dк в машине и приводе, идет преимущественно на создание эксергии Е_q, которая передается в сеть теплоснабжения. Эта величина, характеризующая не только количественно, но и качественно тепловой поток, передаваемый на теплоснабжение, может быть названа эксергетической теплопроизводительностью.

Часть эксергетической теплопроизводительности не передается в сеть теплоснабжения, так как теряется при теплопередаче с конечной разностью температур DТ_И в испарителе (величина D_е'). В энергетическом балансе эта потеря не видна.

Некоторая доля подведенной работы теряется на компенсацию потерь теплоты, выделенной в окружающую среду D_из. Сумма внутренних потерь от необратимости в различных частях установки равна SD_i и при необходимости может быть развернута, чтобы показать распределение потерь по частям установки.

Внешняя потеря от теплопередачи при конечной разности температур DТ_К в конденсаторе равна D_е''. Эта потеря в энергетическом балансе также не видна.

Эксергетический баланс составляется для 1 кг/с расхода РТ в такой последовательности.

Определяют значение эксергии РТ в характерных точках процесса:

е = i – i_ОС– T_ОС (S – S_ОС),

где i и S – соответственно энтальпия и энтропия в рассматриваемой точке процесса; i_ОС и S_ОС – соответственно энтальпия и энтропия окружающей среды.

Значения эксергии РТ в характерных точках процесса могут быть также определены по e,i – диаграмме.

Рисунок 3 - Энергетический и эксергетический балансы компрессионной теплонасосной установки

Найденные значения эксергии РТ сводят в таблицу 1.

Таблица1 – Значения эксергии рабочего тела в характерных точках процессса

Номера точек	Давление, МПа	Температура, К	Энтальпия, кДж/кг	Энтропия, кДж/(кг К)	Эксергия, кДж/кг
1
2
3
4
5

Находят удельное количество эксергии, вводимое в установку в виде электрической энергии, подведенной к электродвигателю

Определяют удельные электромеханические потери в компрессоре:

d_ЭМ = (1 - h_ЭМ )e_ВХ.

Находят внутренние потери в компрессоре.

В компрессор подводят два потока эксергии: электрическую энергию h_ЭМe_ВХ и эксергию потока всасываемого рабочего агента е₁; из компрессора отводится эксергия потока рабочего агента е₂. Следовательно, внутренние потери эксергии в компрессоре:

d_КМ = h_ЭМ e_ВХ + e₁– e₂.

Находят эксергию, отводимую в конденсаторе:

е_К = е₂ – е₃.

Эксергия, отводимая в конденсаторе, подразделяется на эксергетическую теплопроизводительность (эксергию теплоты) и потери эксергии, связанные с необратимым теплообменом между РТ и охлаждающей средой.

Эксергетическая теплопроизводительность приближенно определяется по формуле:

е_К1=q_К t_е,К,

где q_К – удельное количество теплоты, отводимое в конденсаторе; t_е,К – коэффициент работоспособности теплоты, отводимой в конденсаторе;

t_е,К=1 –Т_ОС/Т_К,

где Т_К – температура конденсации.

Потери эксергии, связанные с необратимым теплообменом, вычисляются как разность между полным значением эксергии, отводимой в конденсаторе, и эксергетической теплопроизводительностью:

d_К = е_К – е_К1

Для уменьшения этих потерь перед конденсатором устанавливают противоточный охладитель перегретого пара (двухступенчатый конденсатор), работающий с небольшой разностью температур.

По данным (см. таблицу 1) определяют потери эксергии в охладителе:

d_ОХЛ = е₃ – е₄

Аналогично рассчитывают потери эксергии в дроссельном вентиле:

d_ДР = е₄ – е₅

Как известно, охлаждение РТ в охладителе применяется для уменьшения необратимых потерь, вызванных заменой детандера дроссельным вентилем. Оно увеличивает подвод теплоты в испарителе на единицу расхода РТ, вследствие чего несколько снижается расход работы на единицу трансформируемой теплоты.

Еще большего эффекта можно достичь, если теплоту теплоносителя, выходящего из холодильника, использовать для улучшения параметров РТ в испарителе. В этом случае испаритель должен состоять из двух частей. В первой его части осуществляется теплоподвод от теплоотдатчика, а во второй – от теплоносителя холодильника.

Далее определяют потери энергии в испарителе. Как и в конденсаторе, эксергия, отводимая в испарителе, подразделяется также на эксергетическую теплопроизводительность и потери эксергии, связанные с необратимым теплообеном между РТ и греющим теплоносителем. Поэтому потери эксергии в испарителе определяют как разность между отводом эксергии в испарителе и работоспособностью подведенной в испаритель теплоты q₀.

Отвод эксергии в испарителе определяется по данным, приведенным в таблице:

Dе_И=е₅ – е₁

Работоспособность теплоты (эксергия)

q_e_,0 = q₀ t_e_,И,

t_e_,И = 1 - .

Потери эксергии в испарителе:

DЕ = Dе_и- q_e_,0

На основании выполненных расчетов получают удельный баланс эксергии одноступенчатой компрессионной теплонасосной установки.

Подведено эксергии е_ВХ= 100%.

Отведено эксергии, %:

- электромеханические потери в компрессоре:

- внутренние потери в компрессоре :

- потери эксергии в конденсаторе:

- потери эксергии в охладителе:

- потери эксергии в дроссельном вентиле:

- потери эксергии из-за необратимого теплообмена в испарителе:

- эксергетическая теплопроизводительность:

4 Описание лабораторной установки

Оригинальная модель теплового насоса разработана на основе бытового кондиционера БК-1500 хладопроизводительностью Q_В = 1.75 кВт, где в качестве рабочего тела используется Фреон - 22. Питание установки производится от сети напряжением 220В.

Принципиальная схема лабораторной установки, моделирующей работу теплового насоса, приведена на рисунке 4.

1 – наружный воздух; 2 – испаритель; 3 – двигатель вентилятора; 4 – выброс охлажденного воздуха; 5 – вентилятор наружного воздуха; 6 – конденсатор; 7 – холодный воздух из комнаты; 8 – регулятор расхода; 9 – двигатель вентилятора; 10 – нагретый воздух в комнату; 11 – вентилятор внутреннего воздуха; 12 – обратные клапаны; 13 – капилляры; 14 – распределительный клапан; 15 – клапан разгрузки компрессора; 16 – распределитель потока; 17 – компрессор.

Рисунок 4 - Схема одноступенчатого компрессионного теплового насоса типа воздух – воздух

5 Порядок проведения работы

Перед началом выполнения лабораторной работы необходимо изучить теоретические сведения по вопросу [1-10], познакомиться с принципиальной схемой установки, с расположением измерительных приборов и регулирующих органов, способами измерений, а также подготовить таблицы для записи результатов измерений.

Опыты по снятию характеристик теплового насоса необходимо провести в следующем порядке:

- включается теплонасосная установка тумблером «Сеть» (положение 1);

- включается компрессор (положение 1);

- устанавливается режим работы вентиляторов I и II (по указанию преподавателя);

- последовательно изменяются положения переключателя «Термопары» и производятся измерения температуры воздуха в точках 1-10;

- данные заносят в таблицу.

6 Обработка результатов

Наносятся на диаграммы Т- S и/или lgP – i Фреона – 22 точки, соответствующие температуре теплоносителя на входе в испраительТ_И1, температуре теплоносителя на выходе из испраителяТ_И2, температуре теплоносителя на входе в конденсатор Т_К3, температуре теплоносителя на выходе из конденсатораТ_К4.

Производится расчет массового расхода рабочего тела. Рассчитываются: тепловые нагрузки испарителя и конденсатора, холодильный коэффициент и общий КПД теплового насоса. Из расчетов получают удельный баланс эксергии одноступенчатой компрессионной теплонасосной установки.

7 Математическое моделирование работы компрессионного теплового насоса

Расчет одноступенчатой компрессионной теплонасосной установки можно произвести, используя программу Delphi (Приложение А) или Exel (Приложение Б).

8 Оформление отчета по работе

Отчет по проделанной работе включает:

- цель и краткое содержание работы;

- принципиальную схему установки;

- таблицу с экспериментальными данными;

- диаграммы процесса;

- результаты расчета;

- анализ полученных результатов и выводы.

9 Контрольные вопросы:

9.1 Что называется тепловым насосом?

9.2 Как классифицируются тепловые насосы?

9.3 Объясните принцип работы теплового насоса.

9.4 Охарактеризуйте источники низкопотенциальной теплоты.

9.5 Дайте обоснование области применения тепловых насосов.

9.6 Какие основные процессы включает цикл фреоновой компрессионной установки?

9.7 Назовите параметры, характеризующие работу теплового насоса. Как они рассчитываются?

9.8 Сопоставьте численное значение идеального и действительного коэффициентов преобразования компрессионного теплового насоса.

Список литературы

1. Лебедев П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. - М.: Энергия, 1972. – 319 с.

2. Промышленные тепло-массообменные процессы и установки / Под ред. А.М. Бакластова. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 327 с.

3. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. – М.: Энергоиздат, 1981. – 320 с.

4. Мартынов А.В. Установки для трансформации тепла и охлаждения. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 200 с.

5. Теплообменные аппараты холодильных установок

/Под ред. Г.Н. Даниловой. – Л.: Машиностроение, 1986. – 303 с.

6. Холодильные машины: Справочник. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 223 с.

7. Янтовский Е.И. Парокомпрессионные теплонасоосные установки. - М.: Энергоиздат, 1982.-144с.

8. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы. - М.: Энергоиздат, 1982.-224с.

9.Енин П.М. Практическое использование возобновляемых и нетрадиционных источников энергии в теплоснабжении.- Киев, ИПК, 1988.- 96с.

10. Г. Хайнрих, Х. Найорк, В. Нестлер. Тепловые насосы для отопления и горячего водоснабжения. – М.: Стройиздат, 1985. – 340 с.

Содержание

Введение …………………………………………………………………….	3
1 Цель лабораторной работы ……………………………………………	3
2 Методика расчета одноступенчатой компрессионной теплонасосной установки ……………………………………………………………………	4
3 Энергетический и эксергетический балансы компрессионной теплонасосной установки ………………………………………………….	10
4 Описание лабораторной установки ……………………………………..	14
5 Порядок проведения работы ……………………………………………	14
6 Обработка результатов ………………………………………………….	15
7 Математическое моделирование работы компрессионного теплового насоса ……………………………………………………………………….	15
8 Оформление отчета по работе …………………………………………	15
9 Контрольные вопросы…………………………………………………	15
Список литературы ………………………………………………………...	16
Приложение А ……………………………………………………………	18
Приложение Б ………………………………………………………………	19

Приложение А

Приложение Б

И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е:		ед. изм.
Рабочий агент (РА):	аммиаак
Теплопроизводительность: Q_в=	23,6	кВт
Холодопроизводительность: Q₀=	17,45	кВт
Теплоноситель теплоотдатчика:	вода
Теплоноситель теплоприемника:	вода
Температура теплоносителя на входе в испаритель: t_н1=	-15	^oC
Температура теплоносителя на выходе из испарителя: t_н2=	-22	^oC
Минимальная разность температур в испарителе: Dt_и=	3	^oC
Расчетная температура испарения: t₀=	-25	^oC
Температура теплоносителя на входе в конденсатор: t_в2=	20	^oC
Температура теплоносителя на выходе из конденсатора: t_в1=	25	^oC
Минимальная разность температур в конденсаторе: Dt_к=	5	^oC
Расчетная температура конденсации: t_к=	30	^oC
Характеристика компрессора:	ФГрВ 1,75
тип компрессора:	поршневой
число ступеней:	1
Внутренний КПД компрессора:	0,8
Электромеханический КПД компрессора:	0,9
Характеристики теплообменного оборудования:
испаритель:
конденсатор:
*Параметры точек процесса по T - S диаграмме для РА:*
Точка 1:
температура: t₁=t₀=	-25	^oC
давление: p₁=	0,5	МПа
энтальпия: i₁=	1652	кДж/кг
удельный объем: v₁=	0,78	м³/кг
Точка 2:
температура: t₂'=	126	^oC
давление: p₂=p₂'=p_к=	1,2	МПа
энтальпия: i₂'=	1960	кДж/кг
Точка 3:
температура: t₃=t_к=	30	^oC
давление: p₃=p_к=	1,2	МПа
энтальпия: i₃=i_к=	562	кДж/кг
Точка 4:
температура: t₄=t₀=	-25	^oC
давление: p₄=	0,15	МПа
энтальпия: i₄=i₃=	562	кДж/кг
Р А С Ч Е Т:
Энтальпия РА на выходе из компрессора: i₂=	2037	кДж/кг
Удельная внутренняя работа компрессора: l_в=	385	кДж/кг
Удельная тепловая нагрузка испарителя: q₀=	1090	кДж/кг
Удельная тепловая нагрузка конденсатора: q_к=	1475	кДж/кг
Энергетический баланс установки на единицу расхода РА: q=l_в+q₀=q_к=	1475	кДж/кг
Сходимость энергетического баланса установки на единицу расхода РА:	1475	кДж/кг
Массовый расход РА: G=	0,016	кг/с
Объемная производительность компрессора: V₁=	0,012	м³/с
Расчетная тепловая нагрузка испарителя: Q₀=	17,450	кВт
Расчетная тепловая нагрузка конденсатора: Q_к=	23,614	кВт
Удельная работа компрессора: l_км=	427,778	кДж/кг
Удельный расход электроэнергии на единицу выработанного тепла: Э_тн=	0,290
Удельный расход электроэнергии на единицу выработанного холода: Э_х=	0,392
Электрическая мощность компрессора: N_э^к=	6,848	кВт
Коэффициент преобразования (трансформации) тепла: КОП=	3,448
Проверка КОП:	3,448
Холодильный коэффициент:	2,548
Проверка холодильного коэффициента:	2,548
Средняя температура низкотемпературного теплоотдатчика: t_н.ср=	-18,3	^oC
Средняя температура полученного тепла: t_в.^ср=	22,4	^oC
Коэффициент работоспособности холода с потенциалом t_н.ср:	0,150
Коэффициент работоспособности холода с потенциалом t₀:	0,181
КПД установки с учетом потерь эксергии в испарителе (по хладагенту):	0,38
КПД установки без учета потерь эксергии в испарителе (по хладагенту):	0,46
Термический КПД ТНУ:	0,78
Потребляемая мощность с учетом потерь в электросетях: Nэ=	7,21	кВт
Расход топлива на КЭС для выработки эл/энергии для привода компрессора ТНУ: В_т=	2,52	кг.у.т./ч
Расход топлива в котельной на выработку Q_в тепла: В_к=	3,4	кг.у.т./ч
Экономия условного топлива:DВ=	0,9	кг/ч
Удельная экономия условного топлива (на единицу отпущенного тепла): Db=	0,01	кг/ГДж
ОБЩИЙ КПД ТНУ:	0,75

Сводный план 2004 г., поз5

Нина Гавриловна Борисова

Вячеслав Владимирович Стояк

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ

КОМПРЕССИОННОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСА

Методические указания к лабораторной работе

(для студентов, обучающихся по специальностям 220440 – Промышленная теплоэнергетика, 050717- Теплоэнергетика)

Редактор Сыздыкова Ж.М.

Подписано к печати ___________ Формат 60х84 1/16

Тираж 50 экз Бумага типографская № 1

Объем уч.-изд.л. Заказ _____. Цена тг.

Копировально-множительное бюро

Алматинского института энергетики и связи

480013 Алматы, ул. Байтурсынова,126

Кафедра промышленной теплоэнергетики

1 Цель лабораторной работы

Рисунок 1 - Принципиальная схема одноступенчатого компрессионного теплового насоса и процесс в Т,S- диаграмме

5 Порядок проведения работы

Содержание