Основы трансформации тепла

Контрольная работа

Основы трансформации  теплоты

 

Задание

 

Рассчитать схему одноступенчатого парокомпрессионного теплового  насоса (рис.1) с теплопроизводительностью Q_в. В качестве источника тепла низкого потенциала используется речная вода с температурой на входе в испаритель t_н1 на выходе из него t_н2. Температура воды на входе в охладитель t_по, а на выходе из конденсатора t_в1. Рабочий агент установке принять по вариантам.

 

Рис. 1 Принципиальная схема и цикл одноступенчатой холодильной машины

 

Вариант	Ф.И.О студента	Qв	tн1	tн2	tпо	tв1	R
1		65	9	5	35	60	12
2		32	10	6	45	80	12
3		24	11	7	30	70	12
4		56	12	8	25	55	12
5		71	12	7	30	65	12
6		49	13	8	35	75	12
7		48	9	5	35	60	22
8		15	10	6	45	80	22
9		26	11	7	30	70	22
10		24	12	8	25	55	22
11		19	12	7	30	65	22
12		38	13	8	35	75	22
13		89	9	5	35	60	21
14		23	10	6	45	80	21
15		45	11	7	30	70	21
16		36	12	8	25	55	21
17		63	12	7	30	65	21
18		57	13	8	35	65	407C
19		98	12	8	30	50	407C
20		45	12	7	25	55	407C
21		67	13	8	30	65	407C
22		61	13	8	25	50	410a
23		43	12	8	30	55	410a
24		57	12	7	35	50	410a
25		59	9	5	35	60	600a
26		48	10	6	45	80	600a
27		36	11	7	30	70	600a
28		33	12	8	25	55	717
29		22	12	7	30	65	717
30		29	13	8	35	75	717

 

 

 

 

Решение:

Принимая   конечную разность температур  в  испарителе

 

;

 

находим температуру  испарения:

 

.

 

Задаваясь конечной разностью  температур в конденсаторе

;

определяем температуру  конденсации:

 

.

 

Используя  lg P-h диаграммы,   находим   параметры   рабочего агента в следующих характерных точках схемы:

Точка 1: t₁=t₀=3,5 ^оС, p₁=0,08 МПа, h₁=445 кДж/кг, v₁=0,275 м³/кг

Точка 2: t₂=110 ^оС, p₂=0,78 МПа, h₂=505 кДж/кг

Точка 3: t₃=75 ^оС, p₃=0,78 МПа, h₃=285 кДж/кг

Точка 4: t₄=t_п.о +∆t_п.о =35+10=45^оС, p₄=0,78 МПа, h₄=250 кДж/кг

Точка 5: t₅=3,5 ^оС, p₅=0,08 МПа, h₅=250 кДж/кг

Энтальпия рабочего агента на выходе из компрессора при внутреннем адиабатном КПД компрессоре ɳ_i=0,8:

 

.

 

 

Внутренняя работа компрессора

 

 

Удельная тепловая нагрузка испарителя

 

 

Удельная тепловая нагрузка конденсатора

 

 

Удельная тепловая нагрузка охладителя

 

 

Энергетический баланс

 

 

Массовый расход рабочего агента

 

 

Объемная производительность компрессора

 

 

Расчетная тепловая нагрузка испарителя

 

 

Расчетная тепловая нагрузка охладителя

 

 

Принимая электромеханический  КПД компрессора ɳ_эм=0,9, определяем удельную работу компрессора:

 

 

Удельный расход электроэнергии на единицу выработанного тепла

 

 

Электрическая мощность компрессора

 

 

Коэффициент трансформации

 

 

Средняя температура  низкотемпературного теплоотдатчика

 

 

Средняя температура полученного тепла

 

 

Коэффициент работоспособности  тепла с потенциалом 

 

 

Коэффициент полезного действия теплонасосной  установки