Расчет теплового насоса для коттеджа (размеры помещения - 15×10×6 м), страница 3

Зная объем здания и кратность циркуляции, можно определить тепловые потери, связанные с проветриванием помещения. Кратность циркуляции обычно выбирается от 0,2 до 1 раза в час. Выбираю кратность равную 1, то- есть объем в доме полностью заменяется через час.

Плотность воздуха берем при комнатной температуре, равной 20 С, т.е. , при этой же температуре берется и теплоемкость , Дж/(кг*К), принимаем , как разность между комнатной и уличной температурами.

Рассчитываем удельный тепловой поток Qv через вентиляцию:

8. Определение общих потерь тепла.

9. Расчет отопительного коэффициента

Отопительный коэффициент рассчитывается по формуле , где (К) - температура воды в системе отопления, (К) - температура воды в водоеме

10. Количество тепла, отдаваемое в конденсаторе и испарителе.

Количество тепла, отдаваемое в конденсаторе, равно тепловым потерям дома:

Количество тепла, отдаваемое в испарителе, определяется следующим образом:

11.Расчет испарителя.

Количество тепла, отдаваемое в испарителе Qu, было просчитано в п.10

В испарителе применяются латунные трубы наружным диаметром 20 мм , толщиной стенки 1.5 мм. Скорость воды в трубах принимается равной 0.8 м/с

Мы задаем:

 наружный диаметр трубы.

 внутренний диаметр трубы.

Прежде всего определим коэффициент теплопередачи  по формуле:

)

где 1 - коэффициент теплоотдачи при вынужденном течении в трубе;

isp - коэффициент теплоотдачи при испарении хладона на наружной поверхности трубок;

- толщина стенки трубок, ,  м;

 - теплопроводность латуни,   Вт/(м*К).

Коэффициент 1 определяется из критерия Нуссельта:

Рассчитываем критерий Рейнольдса:

v=0.8 – скорость воды в трубе (м/с)

-кинематическая вязкость воды ()

В данном процессе температура воды при прохождении по трубкам уменьшается очень незначительно, поэтому для расчетов надо брать не среднелогарифмическую температуру воды, а температуру воды на входе, т.е. температуру в водоеме, равную 8 С.

Параметры воды при этой температуре:

)

Выражаем и рассчитываем a1:

Коэффициент теплоотдачи aisp от наружной поверхности трубки к кипящей жидкости (хладону) можно рассчитать по формуле:

=- теплопроводность жидкого хладона при температуре кипения, (Вт/м*К)

 - кинематическая вязкость жидкого хладона при температуре кипения,

 - поверхностное натяжение хладона при температуре кипения, (Н/м)

 - - температура кипения (испарения), (К)

q=3980 - удельный тепловой поток,

 - плотность жидкого хладона при температуре кипения,

 -  плотность парообразного хладона при температуре кипения,

 - коэффициент

Теперь мы можем рассчитать коэффициент теплопередачи К:

После этого определяем значение удельного теплового потока по формуле:

 - - разность температур воды на входе в трубку и температуры кипения хладона, С

Далее рассчитывается полный тепловой поток через трубку:

где q - удельный тепловой поток,

dn - наружный диаметр трубки (м),

Lt=0.7 – длинна трубки (м).

Определяем массу воды, проходящую через трубку в единицу времени:

где v - скорость воды в трубке м/c;

v - плотность воды при температуре водоема

Определяем разность температур на входе и на выходе из испарителя:

Теперь рассчитывается среднелогарифмическая разность температур :

 - температура воды на входе.

 - температура воды на выходе.

 - температура испаряющегося хладона

Изменение температурного напора по высоте испарителя.

Определяем истинное значение теплового потока:

Определяем температуры стенки трубки,  в соответствии с рисунком:

 - среднеарифмическая разность температур воды на входе и на выходе из трубы

(С)

(С)

На завершающем этапе расчета испарителя определяем количество трубок в нем:

 - количество трубок, шт.

Полученное значение округляется до ближайшего целого, т.е. количество трубок принимаем равным 117.