Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Теплонасосные и холодильные установки - файл 1.doc


Лекции - Теплонасосные и холодильные установки
скачать (483 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc483kb.24.11.2011 13:38скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4   5   6
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство образования Российской Федерации
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра промышленной теплоэнергетики


Горбенко В.И.
К О Н С П Е К Т Л Е К Ц И Й

по дисциплине

«Теплонасосные и холодильные установки»

Челябинск

2003

1. ВВЕДЕНИЕ
Термотрансформатор (TT) - энергетическая установка, применяемая для передачи энергии в форме тепла от объектов с более низкой температурой Тн (нижний источник тепла - НИТ) к теплоприемникам с более высокой температурой Тв (верхний источник тепла - ВИТ).

Если НИТ имеет температуру ниже температуры окружающей среды Тн < Тос, то установки называются рефрижераторами или холодильниками (ХЛУ). Им присваивается класс R - refrigerate.

Если НИТ имеет температуру Тн  Тос, то установки называются тепловыми насосами (ТНУ). Им присваивается класс H - heat.

Если Тн  Тос  Тв, то установки называются теплохолодильными (ТХУ). Им присваивается класс RH.


Принципиальная схема циклов ТТ на T-S-диаграмме:

T T T



TВ QВ 3 2 3 2



TOC 3 2 LK

4 1

LД 4 1

4 1



QH

Lк - энергия компрессора;

Lд - энергия детандера;

Qн - энергия, отведенная от НИТ;

Qв - энергия, подводимая к ВИТ.
1-2 - сжатие рабочего тела в компрессоре (КМ);

2-3 - отвод тепла к ВИТ;

3-4 - расширение рабочего тела в детандере;

4-1 - подвод тепла к рабочему телу от НИТ.
Энергетический баланс идеального термотрансформатора:

Qн + Lк = Qв + Lд

Принципиальная схема идеального термотрансформатора:
QВ




ТО

LД ДТ КМ LK

ТП




QH


Для ТТ класса R НИТ является температура охлаждаемых объектов, т.е. Тв = Тос.
Для ТТ класса H НИТ является температура нагреваемой среды ( вода, воздух, отопление).
Обозначения:

ХЛУ ( R ) - хладоустановки;

ТНУ ( H ) - теплонаносные установки.

^ 2. ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
В холодильных установках различают искусственное и естественное охлаждение. Естественное охлаждение осуществляется за счет естественных природных источников.

График зависимости температуры замерзания соляного раствора от концентрации соли:




К


Точка К – криогидратная точка (самая низкая температура замерзания при определенной концентрации).

Искусственное охлаждение связывают с машинным способом получения холода.

Холодильные машины осуществляют термодинамический цикл с помощью следующих рабочих тел: аммиак, углекислота, фреоны, газы. Это - хладагенты.
Принцип охлаждения:


хладагент



QПР

ТОСН О

ТО - температура кипения хладагента;

QПР – притоки тепла;

Q0 – тепло, передаваемое хладагенту от объекта тепла.
Количество тепла, поглощаемое 1 кг хладагента, называется удельной (массовой) холодопроизводительностью, q0, Дж/кг.

Количество тепла, отводимое установкой от охлаждаемого объекта в единицу времени, называется полной холодопроизводительностью, Q0, Вт.
Q0 = GХА * q0, где Gха - расход хладагента, кг/c.

^ 3. ТЕПЛОНАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ


Теплонаносная установка - это энергоустановка, использующая низкопотенциальные источники тепла (отработанный пар, воздух, вода) для нагрева (отопления) различных технологических объектов, процессов, помещений, где теплоносителями являются горячая вода или воздух.

В настоящее время tВ = 120...170 0С. В качестве рабочих тел чаще всего используются фреоны и воздух.
Тн  Tос , Тв = Тнагр.ср.
Целесообразно использовать ТНУ при соотношении двух показателей:
Sт / Sэ > 1.8, где Sт - стоимость условного топлива, руб/т;

Sэ - стоимость электроэнергии в этом же районе, руб/кВт ч.
Основные понятия:

  1. удельная теплопроизводительность q, Дж/кг – количество тепла, отдаваемое нагреваемой среде 1 кг рабочего тела;

  2. полная теплопроизводительность Qтп, Дж/с (Вт) - количество тепла, отдаваемое нагреваемой среде в единицу времени.




  1. ^ КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРОВ




  1. По принципу действия ТТ делятся:

  1. термомеханический ТТ:

а) компрессионный:

- парокомпрессионный;

- газовый;

б) сорбционный:

- адсорбционный;

- абсорбционный;

в) струйный:

- эжекторный;

- вихревой;

  1. электромагнитный ТТ:

а) термоэлектрический;

б) магнитоэлектрический.

В термомеханических ТТ используется механическая или тепловая энергия для повышения давления рабочего тела, а в электромагнитных ТТ - энергия электрического или магнитного полей.

В компрессионных ТТ для сжатия рабочего тела используются механические компрессоры. Парокомпрессорные (или парожидкостные компрессорные) ТТ используют фреоны, меняющие свое агрегатное состояние. В газовых установках - газы или их смеси не меняют своего фазового состояния (воздух, азот). Иногда могут рассматриваться газожидкостные установки, позволяющие получить температуру охлаждения ниже 120К - криогенные установки. Сорбционные установки используют теплоту термохимических реакций смешения и последующего разделения как минимум двух компонентов. В адсорбционных установках смешение идет на границе твердой и парообразной фаз. В абсорбционных установках смешение компонентов идет в объеме, в массе - на границе жидкой и парообразной фаз. Сорбционные установки в отличие от компрессорных используют только тепловую энергию, а не механическую или электрическую. В струйных ТТ используется кинетическая энергия сжатого пара или газа. Выходя с большой скоростью из расширенного сопла ( эжекционные ТТ) создается разрежение, затем рабочее тело сжимается. В вихревых ТТ сжатая струя газа или пара, проходя через вихревую трубу, разделяется на два потока: одна часть понижает, а другая повышает свою температуру. Термоэлектрический ТТ создает эффект охлаждения или нагрева, используя постоянный электрический ток. Магнитоэлектрические ТТ создает эффект охлаждения или нагрева, используя энергию парамагнетиков.

  1. По характеру трансформации:

- установки непосредственного нагрева (охлаждения);

- установки с промежуточным теплохладоносителем.

Для всех ТТ разность Т = Тв - Тн называется теплоподъемом. По величине теплоподъема все ТТ делятся на одно-, двух-, трех- и более ступенчатые, каскадные схемы.

^ 5. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕРМОТРАНСФОРМАЦИИ


Идеальным циклом для ТТ является обратный цикл Карно:
1-2 – адиабатическое сжатие в компрессоре;

2-3 – изотермический отвод тепла в теплоотдатчике;

3-4 – адиабатное расширение в детандере;

4-1 – изотермический подвод тепла в теплоприемнике.
QВ
  1   2   3   4   5   6



Скачать файл (483 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации