Цикл холодильных машин. Тепловой насос

ЦИКЛЫ холодильных МАШИН. ТЕПЛОВОЙ НАСОС [c.178]

Обратным циклом называется такой цикл, на совершение которого расходуется механическая работа. Обратными циклами работают все машины, требующие затраты механической энергии извне к ним относятся холодильные машины, тепловые насосы и др. В прямых циклах линия расширения лежит выше линии сжатия, а в обратных циклах — наоборот. [c.114]

Книга посвящена термодинамическому анализу процессов тепловых и холодильных машин, тепловых насосов, а также комбинированных установок, которые вырабатывают наряду с различными носителями эксергии также пресную воду. Все такие устройства в книге обозначены термином термотрансформаторы . Термодинамический анализ позволяет оценить эффективность не только уже существующих систем, но и новых схем и циклов термотрансформаторов еще на ранней стадии проектирования. [c.2]

Цикл, совершаемый по часовой стрелке, называемый также прямым циклом, представляет собой цикл теплового двигателя в результате прямого цикла производится работа над внешним объектом работы, численно равная разности количеств теплоты, отданной источником теплоты высшей температуры и полученной источником теплоты низшей температуры. Цикл, совершаемый против часовой стрелки, т. е. обратный цикл, характерен для теплового насоса или холодильной машины в р( зультате обратного цикла за счет затраты работы внешним источником работы осуществляется перенос теплоты от низшей температуры к высшей (т. е. от источника теплоты с более низкой температурой к источнику теплоты с более высокой температурой), при этом источник теплоты низшей температуры отдает количество теплоты Q , а источник теплоты высшей температуры получает количество теплоты 1 Ql -= [c.49]

Из рис. 8.49 видно, что в тех случаях, когда одновременно необходимо получать и холоди теплоту, циклы холодильной машины и теплового насоса можно совместить в один обратный цикл A—B— —D—A (1—2—3—4—1 — цикл холодильной машины, а—Ь—с—d—а — цикл теплового насоса). Такой совмещенный цикл обладает рядом технико-экономических преимуществ. [c.566]

Наряду с изображенным на рис. 8.3 и 8.4 прямым циклом Карно, являющимся прототипом циклов тепловых двигателей, рассмотрим обратный цикл Карно —так называемый цикл теплового насоса, который, в свою очередь, служит прототипом для циклов холодильных машин. [c.110]

На рис. 16-6 видно, что в тех случаях, когда одновременно требуется и холод и тепло, циклы холодильной машины и теплового насоса можно совместить в один обратный цикл А В С D А. [c.495]

Такой общий совмещенный цикл представлен на фиг. 70, где I—2—3—4—1— цикл холодильной машины, и а — Ь — с — d — а — цикл теплового насоса. [c.106]

Фиг. 70. Совмещенный ЦИКЛ холодильной машины и теплового насоса.

Цикл теплового насоса с позиций термодинамики ничем не отличается от цикла холодильной машины он только сдвинут по температурной шкале и служит другим практическим целям. Это наглядно показано на рис. В-2, где слева изображен цикл Р арно холодильной установки, а справа — цикл Карно теплонасосной установки, тело при 7 <7 о, отдавая тепло [c.7]

На примере низкотемпературного цикла была рассмотрена система трех основных коэффициентов преобразования теоретического, предельного и оптимального. Для тепловых машин, тепловых насосов и холодильных машин, особенно когда рассматриваются новые схемы и циклы, эта оценка эффективности весьма полезна. [c.75]

Как показывают расчеты, при температуре около —80°С воздушная холодильная машина, работающая по регенеративному циклу, способна конкурировать с другими типами холодильных машин, в которых применяют пары низкокипящих веществ. В такой же мере целесообразно применение воздушного регенеративного цикла и в тепловом насосе для случая, когда требуется получать тепло при температуре около ПО—130°С. [c.148]

Тепловые насосы, работающие по циклу холодильных машин и имеющие своим основным назначением подвод тепла к нагревателю повышенной температуры (Ь), характеризуются удельной теплопроизводительностью ф — отношением подводимого к нагревателю тепла к тепловому эквиваленту затрачиваемой работы АЬ [c.213]

В рассмотренных принципиальных схемах термотрансформаторов в установку входили двигатель, производящий механическую работу, и тепловой насос, потребляющий эту работу. Однако можно себе представить схему термотрансформатора, в которой оба эти элемента отсутствуют. Такая схема имеет место, например, при использовании в качестве термотрансформатора абсорбционной машины. В установке с абсорбционной холодильной машиной (если пренебречь небольшой величиной работы жидкостных насосов) за один цикл затрачивается в генераторе при температуре t en теплота поглощается от охлаждаемого тела в испарителе при температуре Д теплота q и выделяется при температуре заключенной в интервале между t en и в конденсаторе и абсорбере, теплота + a- Если испаритель имеет [c.631]

Термодинамическая эффективность циклов абсорбционных холодильных машин определяется тепловым коэффициентом, равным отнощению холодопроизводительности к сумме затраченной в генераторе теплоты и теплоты, эквивалентной работе насоса. Считаем, что в цикле 1 кг вещества, тогда [c.180]

Чтобы приблизить теоретический КПД цикла теплового насоса к КПД цикла Карно, можно использовать в качестве рабочего тела влажный пар какого-либо вещества. Б этом случае цикл теплового насоса совпадает с обращенным циклом паросиловой установки, работающей с влажным паром. От цикла парокомпрессионной холодильной машины он отличается только диапазоном температур. [c.565]

Обратный цикл есть круговой процесс холодильной машины и теплового насоса, в котором затрачивается работа извне для того, чтобы теплоту q2 передать из холодильника в теплоприемник. Процесс осуществляется в такой последовательности. При расширении рабочего тела по линии AB (рис. 1.46) к нему подводится количество теплоты q2 от холодильника со средней температурой Тг. При последующем сжатии рабочего тела по линии D А от него отводится в теплоприемник со средней температурой количество теплоты q , большее q2- Таким образом, в обратном цикле теплота цикла Qu — qi — qz < О и работа цикла /ц = /i - / < 0. Другими словами, в обратном цикле линия расширения AB в координатах р, v и линия процесса подвода теплоты аЬс в координатах Т, s лежат ниже линии D А сжатия и da отвода теплоты. Другими признаками обратного цикла являются 1) направление процессов в цикле против часовой стрелки 2) алгебраическая сумма работ и теплот цикла должна быть меньше нуля. [c.63]

Недостатком совмещенного цикла является то, что количества теплоты qi и q холода, полученные в этом цикле, не произвольны, а находятся в определенной зависимости от температур и Т . Если, как это показано на рис. 1.84, холодильная машина и тепловой насос работают по обратному циклу Карно, то отношение [c.108]

В случае цикла, совершаемого против часовой стрелки, нельзя говорить о тепловом двигателе, потому что двигатель всегда производит положительную полезную работу. В этом случае имеет место цикл теплового насоса или холодильной машины. [c.62]

Прямой цикл Карно, рассмотренный выше, называется тепловым циклом и служит прообразом рабочих циклон различных тепловых двигателей. Обратимый цикл Карно называется холодильным циклом и используется в тепловых насосах и холодильных машинах. При совершении обратного цикла Карно от источника тепла с меньшей температурой на 1 кг рабочего тела отнимается тепло qo, а источнику тепла с более высокой температурой отдается тепло qi в количестве q + l, большем qo для осуществления обратного цикла требуется затрата внешней механической работы Г, равной разности 1—< 2. [c.327]

Тепловой насос, как и холодильная машина, работает по обратному циклу, т. е. за счет затраты работы забирает тепло у источника тепла низкой температуры и сообщает тепло источнику высокой температуры. [c.105]

Это достигается в установках, цикл работы которых является совмещением цикла теплового насоса и холодильной машины, [c.105]

Тепловой насос, как и холодильная машина, работает по обратному циклу, т. е. за счет затраты работы (или тепла другого потенциала при абсорбционной схеме), забирает тепло у источника низкой температуры и сообщает тепло источнику высокой температуры. [c.166]

В настоящее время обратный паровой цикл с редуцированием является единственным круговым процессом, практически применимым в компрессионных холодильных машинах и тепловых насосах. Лишь значительное улучшение гидродинамических процессов в турбомашинах позволило бы с успехом использовать газообразные рабочие тела и в этих областях техники. [c.11]

По отношению к обратным круговым процессам, происходящим как в холодильной машине, так и в тепловом насосе, равенство (1-4) необходимо формулировать следующим образом увеличение затрачиваемой в обратном цикле работы, связанное с необратимостью процессов, равно произведению абсолютной температуры среды на суммарное приращение энтропии системы. [c.14]

На практике совмещенный цикл холодильной машины — теплового насоса можно осуществить как в нароком-нреосионяой, так и в воздушной холодильной установке. [c.293]

Наиболее часто обратные циклы рассматриваются применительно к холодильным машинам, тепловым насосам, тс )мотрансформато-рам. Назначением холодильного ни к. д а является передача теило гы о тела, имеющего температуру более низкую, чем температура самого холодного тела в окружающей среде. Такой процесс называется и с к у с с т в е н н ы м о х л а ж д е и и е м. Искусст-Бсиный холод уже с середины XIX в. широко применяется для длительного хранения пиихевых [c.340]

Отношение темпбратур Тх/Тг (вместо температуры среды То теперь следует брать температуру нагреваемого тела Тг) при таком совместном действии холодильной машины — теплового насоса значительно уменьшается, что приводит, как свидетельствует уравнение (5-9), к росту степени термодинамического совершенства обратного регенеративного цикла. Так, например, если условия работы такой комбинированной установки определяются температурами 7 г=400°К и 7 х= 213°К, то в соответствии с графиком, изображенным на рис. 5-7, при а1а2=0,7 я 7х/То==Тх/7 г = 0,53 предельная степень тер-модипами чеокого совершенства цикла ед/ек оказывается довольно высокой (она равна около 54%). Неизбежные потери от неполной регенерации, так же как и потери от сопротивлений в тракте, естественно, снизят значение Ед/ек, однако и с учетом этих потерь степень термоди- [c.115]

Отношение гемиерагур Т х/7 г при действии холодильной машины — теплового насоса оказывается меньшим, чем в обычной холодильной машине, что приводит к росту степени термодинамического совершенства обратного регенеративного цикла. Это обстоятельство создает благоприятные условия для использования воздушного регенеративного цикла при совместной выработке тепла и холода. [c.131]

Отношение температур Гх/Гг (вместо температуры среды Го теперь следует брать температуру нагреваемого тела Гг) при таком совместном действии холодильной машины — теплового насоса значительно уменьшается, что приводит, как свидетельствует уравнение (6-9), к росту КПД Т1 обратного регенеративного цикла. Так, если условия работы комбинированной установки определяются температурами Гг=400 К и Гх=213К, то в соответствии с графиком, изображенным на рис. 6-7, при 0102=0,7 и Гх/Го=Гх/Гг=0,53 значение т]=ед/ек оказывается довольно большим (около 54%). Неизбежные потери от неполной регенерации, так же как и потери от сопротивлений в тракте, естественно, снизят значение бд/ек, однако и с учетом этих потерь эксергетический Кпд, как показывают расчеты, останется вполне удовлетворительным. [c.148]

В тех случаях, когда одновременно требуется получить теплоту и холод, целесообразно совместить циклы холодильной машины и теплового насоса в один обратный цикл, как это показано на рис. 1.84. На этом рисун- [c.157]

Сравнение цикла Стирлинга для теплового насоса и холодильной машины приведено на рис. 1.4. В обоих случаях внешняя работа эквивалентна площади 1—2—3 —4. Для теплового насоса полезной является отводимая при температуре 7пип теплота следовательно, отопительный коэффициент, характеризующий эффективность теплового насоса, выразится как отношение отводимой теплоты к работе, совершаемой за цикл, т. е. Т т1п/(7 т1п — Т охл)- Следует отметить, что выражение для определения этого коэффициента обратно выражению для определения термического КПД двигателя выражение для определения коэффициента, характеризующего эффективность холодильной машины (установленное ранее), не является таковым. [c.21]

По обратному циклу могут работать не только холодильные машины, задачей которых является поддержание температуры охлаждаемого помещения на заданном уровне, но и так называемые тепловые насосы, при помощи которых теплота низкого Jютeнциaлa, забираемая от окружающей среды с помощью затраченной йзёнё работы, при более высокой температуре отдается внешнему потребителю. [c.340]

Таким образом, при затрате извне работы (компенсирующий процесс) теплота будет перетекать от холодного источника к горячему. По обратному циклу работают тепловые насосы и холодильнь[е машины, где на осуществление обратного цикла затрачивается работа в них работа сжатия больше работы расширения. [c.65]

Тепловой насос (рис. 9.6,а) работает следующим образом. В испарителе 1 происходит испарение низкоки-пящего теплоносителя (например, хладона) при поступлении теплоты из внешней среды (вода больших водоемов, почва, наружный воздух). Этот процесс изображается линией 8—5 на Т—5-диаграмме (рис. 9.6,6). Образовавшийся пар сжимается в компрессоре 2 по линии 5—6 с повышением температуры от То до Ть В конденсаторе 3 пар конденсируется, отдавая теплоту в систему отопления (линия 6—7). Образовавшаяся жидкость направляется в дроссельный вентиль 4, в котором происходит понижение давления до ро и температуры до То (линия 7—8), и цикл 8—5—6—7—8 повторяется. На рис. 9.6,6 изображен также цикл 1—2—5—4—1 холодильной установки, отдающей теплоту в процессе 2—3 окружающей среде при температуре То- Видно, что цикл теплового насоса лежит выше изотермы То, а цикл холодильной установки — ниже этой линии. Холодильная установка отдает теплоту в окружающую среду, тепловой насос отбирает теплоту из этой среды для того, чтобы повысить ее температурный уровень и передать в систему отопления. Анализ двух циклов показывает, что возможно создание установок для совместного получения холода и теплоты. В таких комбинированных установках тепловой насос может повышать температурный уровень теплоты, отводимой холодильной машиной большой мощности, и направлять эту теплоту в отопительные системы. [c.235]

Идса.чьным цикло.и хо.юдильной машины и теплового насоса является обратный обратимый цикл Карно, изображенный на рис, 1.47, Рабочее тело, которое в холодильной технике называется хладагентом, от начального состояния 1 расширяется адиабатно на участке 1-2, причем температура его падает от Т до Г, Далее, по изотерме 2-3 оно расширяется, получая из холодильника с постоянной температурой Т, количество теплоты I2- Затем на участке 3-4 происходит адиабатное сжатие хладагента, при котором температура его повышается от до первоначальной температуры Т. На участке 4-1 происходит дальнейшее сжатие хладагента, но уже при постоянной температуре Т, вследствие чего он отдает тепло-приемнику с постоянной температурой Т ко.гтичество теплоты q . В результате осуществления цикла на него была затрачена работа извне /ц = п.4.12341, при этом от холодильника с температурой Ъ получена теплота q2, а теплоприемнику с температурой Т передана теплота цикла Карно холодильный коэффициент определится следующим образом (рис. 1.47) [c.64]

Отечественная промышленность выпускает холодильные установки в широком диапазоне температур конденсации Т и испарения Т с поршневыми или винтовыми компрессорами, а также с турбокомпрессорами, холодопроизводитель-ностью от нескольких ватт до 6500 кВт. Наряду с компрессорными машинами выпускаются теплоиспользующи(2 абсорбционные бромисто-литиевые и пароводяные эжекторные холодильные машины. Производятся холодильные установки для ожижения углекислоты и производства сухого льда, льдогенераторы, термобарокамеры, кондиционеры, тепловые насосы и другое оборудование. В нашей стране впервые были созданы оригинальные регенеративные воздушные холодильные машины с вакуумным циклом. Широкое применение получило использование холода на транспорте. Серийно выпускаются судовые, автомобильные, железнодорожные и другие транспортные холодильные установки. В большом количестве производятся бытовые холодильники и кондиционеры разнообразных типов. [c.321]

Универсальная тепловая машина стирлинг . Была запатентована Р. Стирлингом в 1816 г., но оценена должным образом только в последние десятилетия. Эта машина простым переводом управляющего устройства может быть переключена на работу ДВшС, холодильной машины и теплового насоса. Ее показатели как ДВшС выше показателей всех других ДВшС, а в ряде случаев и ДВС (табл. 7.1). Поскольку стирлинг нуждается в охлаждении, его показатели повышаются в условиях применения па морских аппаратах. Теоретический цикл стирлинга — регенеративный цикл Карно. Максимальная температура цикла 600—700° С, максимальное давление 100—200 бар, i- ,k = 70%, г) = 35—45%, КПД регенератора — 95—98%. [c.143]

Аналогично можно показать, что обратимыми являются процессы 2—3 и 3—4, а следовательно, и цикл Карно в целом. В прямом цикле тепло подводится из резервуара S при высокой температуре, работа передается на поршень и тепло отводится в резервуар Z при низкой температуре. В обратном цикле тепло подводится из резервуара Z при низкой температуре, поршень совершает работу над газом и тепло передается к резервуару 5 при высокой температуре. Это цикл теплового насоса Карно Ti/рбима или холодильной машины. [c.39]

Следовательно, в тепловом насосе при работе с высокой температурой Т или же в холодильной машине, работающей с низкой температурой То, применение воздушного регене ративного цикла становится значительно более целесообразным, чем при обычных условиях работы холодильной машины. [c.115]

В связи с изложенным представляется особенно заманчивым комбинированное использование обратного регенеративного цикла совместно для двух целей с целью получения тепла и для производства холода. Такая установка, совмещающая функцию теплового насоса с функцией холодильной машины, монсет быть реализована в том случае, когда при изобарическом процессе Ьс (рис. 5-5) тепло будет использовано для целей подогрева, а в процессе е/ — для охлаждения тела, и.мею-щего более низкую, чем среда, температуру. [c.115]

В гл. 1 было показано различие между холодильной машиной и тепловым насосом. Может существовать и машина, выполняющая одновременно функции холодильной машины и теплового насоса. Она должна работать по обратному циклу, в котором рабочее тело отнимает тепло от источника с иизкой температурой (более низкой, чем температура окружающей среды) и передавать его источнику с высокой температурой Гг (более высокой, чем температура окружающей среды) [c.127]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...