Расчет эффективности парокомпрессионного теплового насоса и теплонасосной установки: Пособие по выполнению расчетно-графической работы, страница 2

Часть 2

Термодинамический и тепловой расчет парокомпрессионного теплового насоса.  

2.1.  Термодинамический расчет цикла.

Температура насыщенного пара рабочего тела на выходе из испарителя:

=  - ∆                                                                                                                 (1)

Температура конденсации рабочего тела:

= +∆                                                                                                                  (2)

Температуру перегретого пара РТ на входе в компрессор определим как:

                                                                                      (3)

где  - температурный коэффициент регенерации тепла в регенеративном теплообменнике. Его расчетное значение = 0,2 близко к реализуемым на практике значениям.

Степень сжатия рабочего тела в компрессоре:

                                                                                                                      (4)

Здесь ,  - соответственно равновесные давления конденсации и испарения РТ при температурах  и .

Индикаторный КПД поршневого неохлаждаемого компрессора можно определить по формуле:

                    ,                                                     (5)

где:  и - удельные адиабатная и действительная работы сжатия; , и  - энтальпии рабочего тела после при адиабатном сжатии, при реальном сжатии и перед компрессором соответственно; – коэффициент полноты индикаторной диаграммы;  - коэффициент подачи компрессора.

Коэффициент подачи [1] можно определить как:

,                                                                                                               (6)

где:  - объемный коэффициент, учитывающий влияние вредного пространства; -коэффициент подогрева, учитывающий снижение объемной производительности компрессора из-за подогрева пара и испарения жидкости; - коэффициент плотности, учитывающий снижение производительности компрессора из-за перетекания РТ из пространства с более высоким давлением в пространство с меньшим давлением. Для машин, работающих со смазкой можно принять  = 0,95…0,98.

Значение объемного коэффициента можно определить как:

                                                                                                                  (7)

Для неохлаждаемых компрессоров  показатель политропы  = 1,0, а также:

                                                                                                   (8)

С учетом того, что , а , их произведение   1 и можно легко определить на основании вышеприведенных формул значения индикаторного КПД компрессора  и коэффициента подачи . 

Определим основные параметры состояния РТ в характерных точках термодинамического цикла (см. рис.1-3), используя данные программы расчета термодинамических свойств хладагентов [2]:  

Точка 1: ; ; ; ; ; .

Точка 2: ; ;; ; .

Точка 3*: ;; ;

; =.

Точка 3: Процесс реального сжатия в компрессоре (процесс 2-3) отклоняется от адиабатного (процесс 2-3*), что приводит к увеличению затрат работы в цикле. Параметры в конечной точке сжатия при условии   можно определить через , который характеризует степень отклонения реального процесса сжатия от изоэнтропного:

                                                                                     (9)

По  и находим ;  ;  

Точка 4*: В этой точке завершается процесс 3-4* охлаждения компримированных паров РТ до состояния насыщения (=1,000) в °К при температуре = и давлении  = , для которых известны значения   ; ; .

Точка 4: ;  = ;  ;; ;  = 0,000