Теплонасосные установки

Тепловые насосы. Большие перспективы в качестве источников холода и теплоты низкого и даже среднего (до 300 °С) потенциала имеют тепловые насосы. Основным элементом теплонасосной установки является компрессор или абсорбционная машина. [c.202]

Для отопления жилого помещения, где поддерживается температура 25 С применяется тепловой насос, ра ботающий по циклу Карно и использующий в качестве источника теплоты атмосферный воздух. Сопоставить электрическую мощность, потребляемую теплонасосной установкой на отопление помещения при температурах наружного воздуха О °С и —30 °С, с электрической мощностью, потребляемой для тех же целей электрическими нагревателями. Тепловые потери помещения принять равными 20 МДж/ч при температуре О °С и 54 МДж/ч при —30 °С. [c.156]

Теплонасосная установка, которая служит в зимнее время для отопления курортного зала, использует в качестве источника теплоты морскую воду. При этом температура кипения хладагента в испарителе, обогреваемом морской водой с температурой 10 °С, равна О °С температура конденсации, при которой теплота передается обогреваемому воздуху, имеющему температуру 25 °С, равна 35 °С мощность привода установки 45 кВт. Определить тепловую мощность установки, если действительное значение отопительного коэффициента составляет 4,2. Как изменится тепловая мощность установки, если она будет работать по внутреннему обратимому циклу Карно при тех же температурных напорах в испарителе и конденсаторе Как изменится отопительный коэффициент, если устранить внешнюю необратимость в теплообменниках установки, работающей по обратному циклу Карно [c.156]

Совершенство цикла теплонасосной установки определяется количеством тепла, которое передается в отопительную систему за счет единицы затрачиваемой энергии. Эффективность теплового насоса характеризуется отопительным коэффициентом [c.82]

Ниже будут рассмотрены ТЭЦ и теплонасосные установки, позволяющие реализовать подобные процессы. Принципиальная схема простейшей установки такого рода была показана на рис. 1-3, и. Оказывается, что при определенных условиях температура уходящих газов может приблизиться к температуре атмосферного воздуха. Тогда, благодаря конденсации водяных паров из продуктов сгорания и охлаждению неконденсируемых газов, числитель дроби в выражении (6-1) станет больше знаменателя, что делает это выражение бессмысленным. [c.143]

Комплекс, состоящий из двигателя ПД, компрессора К и детандера Д представляет собой своеобразный силовой агрегат, который можно назвать греющей машиной. Эта машина является основным (а в некоторых случаях и единственным) элементом схемы компрессионного теплового насоса. Так, в отопительно-вентиляционных теплонасосных установках, использующих воздух в качестве рабочего тела, теплообменник т. может отсутствовать. При этом процесс 4—1 будет совершаться в атмосферном воздухе. [c.156]

Действительно, при температурах, которые наиболее часто встречаются в теплонасосных установках, в качестве рабочего тела обычно используют холодильные агенты, обладающие низкими температурами насыщения при технически приемлемых давлениях (аммиак, фреоны и др.). Если процесс изобарного охлаждения рабочего тела в теплообменнике протекал бы в области насыщения, то он совпал бы с изотермическим процессом 2 —3 (рис. 7-1, г). Тогда расширению в детандере соответствовал бы процесс 3—4", сжатию в компрессоре — процесс Г—2, а изобарному нагреву в теплообменнике — изотермический процесс испарения 4"—Г. В итоге, в тепловом насосе осуществлялся бы обратный цикл Карно Г—2 —3—4"—Г, для которого коэффициент эффективности [c.157]

На рис. 7-3 в координатах Т—5 представлено условное изображение идеального комбинированного цикла теплонасосной установки с газомоторным приводом по схеме рис. 7-2. Все процессы, образующие соответствующие газовый и паровой циклы — обратимы (за исключением процесса дросселирования) [c.162]

Расчет тепловой схемы теплонасосной установки с газомоторным приводом [c.164]

В то же время теплонасосная установка с газомоторным приводом при температурах наружного воздуха превышающих [c.166]

Одним из таких решений может быть использование теплонасосной установки (ХНУ), включенной последовательно водяной отопительной сети. [c.141]

Прямую сетевую воду по транзитному трубопроводу I направляют в смеситель 2, куда подают обратную воду насосом 3 от потребителя 6. Смесь подают в пиковую котельную 4, нагревают до необходимой температуры и подают потребителю 6. При низких тепловых нагрузках горячую воду подают помимо пиковой котельной через байпас 5. В отличие от прототипа обратную сетевую воду в количестве, примерно равном прямой сетевой воде, направляют не в обратную транзитную магистраль, а в испаритель 7 теплонасосной установки. Охлажденная в испарителе [c.141]

Рис. 6.9. Однотрубная схема теплоснабжения с теплонасосной установкой

Таким образом, в предлагаемой системе тепловая нагрузка потребителей распределяется между теплом сетевой воды и теплом, получаемым от теплонасосных установок. При этом снижаются расход теплоносителя в транзитной магистрали, затраты электроэнергии на его перекачку, стоимость трубопроводов. Охлажденную в теплонасосной установке воду можно использовать в промышленности и у коммунально-бытовых потребителей, что позволяет совместить использование одной и той же трубопроводной магистрали для транспорта тепла и пресной воды. [c.142]

Для идеального цикла при 0<7 н/7 в<1 безразмерное значение э д<1, а безразмерное значение [11,д>1. При снижении отношения Ти/Тя увеличивается Эид и снижается В действительных паровых компрессионных теплонасосных установках удельная затрата работы э>эид и соответственно коэффициент трансформации теплоты ц>(1ид вследствие [c.366]

В качестве рабочего агента в теплонасосных установках используются обычно фреоны. [c.367]

На рис. 4.73 показана схема реальной паровой компрессионной теплонасосной установки (а) и цикл ее работы в Т, s-диаграмме (б). [c.367]

Массовый расход рабочего агента в теплонасосной установке, кг/с, [c.367]

Рис. 4.75. Распределение тепловой нагрузки между теплонасосной установкой и пиковой котельной

Для повышения экономичности теплонасосных установок, удовлетворяющих сезонную нагрузку, их обычно сочетают с пиковыми котельными таким образом, чтобы базовая часть круглогодовой нагрузки удовлетворялась от теплонасосной установки, а остальная часть нагрузки, в основном пиковая, удовлетворялась от пиковой котельной. [c.368]

На рис. 4.74 показана принципиальная схема такой теплоснабжающей станции с двумя источниками теплоты (теплонасосной установкой и пиковой котельной), а на рис. 4.75 показано распределение тепловой нагрузки между этими установками. [c.368]

Впервые парокомпрессионная аммиачная теплонасосная установка была использована для отопления помещения в 1930 г. С тех пор было сооружено большое число тепловых насосов. Есть основания полагать, что в дальнейшем использование тепловых насосов будет более широким. [c.453]

Этот интервал, наряду с другими свойствами, в значительной мере определяет целесообразность применения того или иного рабочего агента холодильных и теплонасосных установках. [c.64]

Однако Необратимость процессов, происходящих в теплонасосных установках, реализующих обратные циклы, приводит к существенному понижению коэффициента преобразования, и экономия энергии при применении тепловых насосов, естественно, снижается. [c.179]

Широкое применение теплонасосные установки (ТНУ) получили в США для частичной или полной утилизации тепловыделений холодильных установок [170]. [c.35]

Рассмотрим принципиальную схему компрессионной теплонасосной установки (рис. 7.1). В компрессоре И происходит сжатие паров низко-кипящего теплоносителя, после чего он поступает в конденсатор III. Здесь парьс теплоносителя охлаждаются и конденсируются при высоком давлении, при этом выделяется количество теплоты Q", которое далее используется для нагрева. Из аппарата III конденсат поступает в дроссель IV, где в результате дросселирования его температура понижается. Далее охлажденный конденсат поступает в испаритель V, где за счет теплоты Q < Q", подводимой из окружающей среды, он полностью испаряется. Образующиеся в испарителе пары теплоносителя [c.310]

На рис. 7.2 представлена диаграмма Грассмана — Шаргута рассматриваемой компрессионной теплонасосной установки. Здесь видны все потери эксергии в элементах установки в результате протекающих в них необратимых процессов. Величина потери эксергии в каждом элементе установки соответствует уменьшению ширины полосы эксергии и условно изображается заштрихованным треугольником, переходящим в выгнутую стрелку >, (эксергетические потери в i-м элемензе установки). В установку подводится эксергия Е, равная электрической мощности электродвигателя 1, поскольку эксергия электрической энергии не характеризуется энтропией. В электродвигателе происходит потеря эксергии равная сумме потерь электрической энергии в машине и приводе. Следовательно, эксергия на выходе из электродвигателя El = E l — Dj. Эксергия на входе в компрессор Eh = Ef Ey, где v — эксергия паров теплоносителя, выходящего из испарителя V. Эта суммарная эксергия преобразуется в компрессоре в эксергию сжатых паров теплоносителя. Эксергия на выходе из компрессора Е и = Eii — D , где — эксергетические потери в компрессоре, причем Dk )д. Очевидно, эксергия на входе в конденсатор Е щ = Е . В конденсаторе будет потеря эксергии D , связанная с теплопередачей при конечной разности температур между теплоносителем и внешним приемником теплоты и поэтому эксергия на выходе из конденсатора Щи = Ц - De- Большая часть " этой эксергии отдается потребител/о в виде теплового потока повышенной температуры другая часть, равная Е т - Е", = Eiv, есть эксергия на входе в дроссель IV. При дросселировании теплоносителя возникает потеря эксергии от необратимости процесса Одр, вследствие чего эксергия на выходе из дросселя Ei = Е п — Одр. Эксергия на входе в испаритель Е = iV + Е где Щ — эксергия теплового потока, подводимого в испаритель из окружающей среды ее значение Е д = Q I — То/Т )л О, так как Г] То. По этой же причине и потери эксергии в испарителе на конечную разность температур также будут близки нулю. Следова1ельно, эксергия на выходе из испарителя Е = V. [c.311]

Теплонасосная установка характеризуется тепловым коэффициентом ф = Qii L и эксергетическим к. п. д. т , = /l j,//liar. В тепло-насоской установке величина A ф представляет собой эксергию теплового потока 02, отводимого из установки к потребителю, т. е. /4,ф = [c.315]

Если теплонасосная установка работает за счет теплового потока Qi, то Лиг = ,t = QiXgi и, следовательно, [c.315]

При тепловом приводе тепловой коэффициент теплонасосной установки ф = QilQi- В этом случае формула (7.22) принимает вид [c.316]

Другим направлением использования низкопотенци-альной тепловой энергии, которое получит промышленное освоение в 1981—1985 гг., являются теплонасосные установки лароко мпрессионного типа, осуществляющие преобразование низкопотенциальной тепловой энергии окружающей среды или отработанных сбросных вод в тепловую энергию с более высокой температурой, пригодную для использования в отопительно-вентиляционных и других установках. [c.86]

Следует заметить, что здесь были рассмотрены процессы, отно-сяшиеся, собственно говоря, лишь к части теплонасосной установки, точнее, даже к части греющей машины. В схеме с промежуточным рабочим телом для определения общей эффективности требуется учет необратимости, обусловленной характером теплообмена рабочего тела с внешней средой. В отопительных теплонасосных установках теплоноситель как низкого, так и высокого потенциала (обычно сетевая вода системы отопления) изменяет свою температуру. Это изменение происходит в теплообменниках / 1 и т2- Изменение температуры теплоносителей показано на рис. 7-1, а штрих-пунктирными линиями. Очевидно, что оптимальным циклом теплового насоса в данном случае будет не обычный цикл Карно, а круговой процесс 4"—5—2 —6—4", представляющий собой совокупность элементарных циклов Карно. Теплонасосные установки, использующие в качестве рабочего тела однокомпонентный насыщенный пар, не могут реализовать оптимальный круговой процесс 4"—5—2 —6—4". В то же время газовый цикл 1—2—3—4—1 (рис. 7-1, в) может совпасть с указанным процессом, если выполнено условие [c.158]

Балансные испытания [Л. 7-6, 7] показали, что экономия топлива благодаря вводу в действие теплонасосной установки составила 35,5%. Если учесть, что часть тепловой нагрузки приходилась на старые котлы, работающие параллельно с утилизационной установкой, то окажется, что последняя давала значительно большую экономию топлива. С другой стороны, необходимо учитывать, что в схему был включен теплоуловитель, обеспечивающий непосредственное восприятие части тепла сбросной воды. В ходе испытаний проектные показатели оказались достигнутыми, а это означает, что при непрерывной работе капитальные вложения могли бы окупиться в несколько лет. [c.169]

Испаритель теплонасосной установки последовательно установлен между линией обратной воды и потребителями пресной воды. При этом в прямую транзитную магистраль подают горячую пресную воду и направляют ее через последовательно расположенные городские теплорас-пределительные сети и испаритель теплонасосной установки к потребителю. [c.141]

Для осуществления теплоиасосного процесса необходима затрата внешней энергии любого вида механической, химической, кинетической, электрической и др. В зависимости от вида используемой энергии теплонасосные установки разделяются на компрессионные, абсорбционные, струйные, термоэлектрические и др. [c.366]

Теплонасосные установки наиболее целесообразно использовать для удовлетворения постоянной тепловой нагрузки при наличии постоянного источника низкопотенциальной теплоты и при относительно небольшом необходимом теплоподъеме, т. е. при небольшом значении АТ=Тв—Та или при отношении Тв/Тв, близком к единице. Такие условия обычно имеют место при удовлетворении с помощью теплонасосных установок сравнительно постоянной промышленной тепловой нагрузки невысокого потенциала или нагрузки горячего водоснабжения, при наличии отходов низкопотенциальной промышленной теплоты с температурой 20—40 °С и выше. В этих условиях теплонасосные установки как по энергетическим показателям (расходу топлива), так и по приведенным затратам вполне конкурентоспособны с высокоэкономичными котельными установками. [c.367]

Экономичность теплонасосных установок снижается с ростом отношения температур Гв/Гн, а также при использовании этих установок для удовлетворения сезонной тепловой нагрузки, например отопления, изменяющейся в течение отопительного сезона в широких пределах в зависимости от температуры наружного воздуха. Для большинства районов СССР максимальная отопительная нагрузка превышает среднюю отопительную нагрузку за сезон примерно в 2 раза. Кроме того, при обычных системах отопления с конвективными нагревательными приборами требуется переменный потенциал теплоты для удовлетворения этой нагрузки. Поэтому при максимальной отопительной нагрузке, имеющей место при наиболее низких наружных температурах отопительного сезона, теплонасосная установка должна не только трансформировать максимальное количество теплоты Qb, но и осуществлять при этом максимальный теплоподъем Тв—Тв, причем обычно максимум отопительной наг- [c.367]

Передача пиковой отопительной нагрузки на пиковую котельную существенно снижает капитальные вложения на сооружение станций теплоснабжения, так как удельные капитальные вложения на единицу расчетной тепловой нагрузки для пиковой котельной в 6 — 8 раз ниже, чем для теплонасосной установки. При таком решении существенно снижается также значение теплоподъема, осуществляемого [c.368]

В полупроводниковых холодильных и теплонасосных установках процессы перетекания тепла от горячих кхо-лоднььм спаям термоэлементов, обусловленные теплопроводностью полупроводниковых матер.иалов, рассматриваются как необратимые потери. [c.169]

Следует подчеркнуть то обстолтельство, что при проектировании теплонасосной установки очень важно предвидеть значение действительного коэффициента преобразования. В этом смысле предварительный расчет энергетических потерь имеет при проектировании тепло-насосной установки большее значение, чем при проектировании холодильной машины, так как в последнем случае получение холода должно быть осуществлено путем совершения обратного цикла в первом же случае всегда возможен выбор иной системы теплоснабжения, не требующей реализации обратного кругового процесса (непосредственный электрообогрев либо теплоснабжение от котельных или от ТЭЦ). Значительная ошибка в подсчете расхода энергии на начальной стадии проектирования может привести к неверным выводам относительно рациональности теплонасосной системы теплоснабжения по сравнению с другими системами. [c.184]

Выше был изложен метод определения действительного коэффициента лреобразования, который позволяет выяснить расход энергии при применении в теплонасосной установке крупных и средних поршневых компрессоров, работающих с низкокипящими жидкостями. [c.185]

В Европе, судя по опубликованным материалам, наибольшее разветие теплонасосные установки получили в Германии. К 1981 г. около 80 фирм выпускало оборудование для теплонасосных установок [134]. [c.38]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...