Расчет парокомпрессионного теплового насоса с регенерацией теплоты и переохладителем (схема №3)

Схема и расчетный цикл в p, h -диаграмме теплового насоса представлены на рисунке 9. В этой схеме дополнительно к рассмотренным выше расчетам необходимо найти точку 3а и определить температуру нагреваемой воды t _вп между переохладителем и конденсатором. Согласно заданному температурному перепаду в переохладителе D t _по на выходе из него должно выполняться условие

D t _по = t _{3 a} – t _вп, (1.5)

где t _вп – температура нагреваемой воды между переохладителем и конденсатором.

Тепловой баланс переохладителя имеет следующий вид:

с _в(t _вп – t _в1) = c (t _к – t _{3 а} ), (1.5)

где с_в – теплоемкость воды; c – теплоемкость фреона.

Таким образом температура фреона после конденсатора

t _{3 а} =, (1.5)

по которой затем определяется температура t _вп.

Расчет был произведен в программном пакете MSExcel, результаты расчета приведены в таблице 16.

Таблица 16 – Результаты расчета парокомпрессионного теплового насоса

3.2. Программа «Heat pump Complete»

На основе вышеизложенной (пункт 3.1) методики для целей автоматизации расчетов контура теплового насоса была разработана программа Heat pump Complete, позволяющая рассчитать показатели работы теплового насоса на фреоне R407С, построить графики процессов для ТН трех конфигураций (парокомпрессионный, с промежуточным теплообменником, с регенерацией теплоты и переохладителем). Листинг программы указан в приложении [].

Описываемая программа предполагает полную автоматизацию расчетов и построения графиков протекающих процессов. Полная автоматизация расчетов достигается с помощью возможностей, предоставляющих программой «Фреон R407C» (пункт 2.4).

Исходные данные, такие как температуры низко- и высокопотенциальных носителей на входе и выходе из теплообменников ТН приняты по данным, полученным на реальном объекте, описанном в пункте 1.4.

Результатами расчета программы являются параметры во всех характерных точках трех различных циклов, теплоты отданные и полученные в конденсаторах и испарителях, работа сжатия, степень повышения давления в компрессоре, эксергетический КПД и другие показатели энергетической эффективности работы ТН (см. [2]).

По результатам расчета автоматически строятся PH- и Ts-диаграммы процессов (на рисунках 22 и 23 показаны для схемы с регенерацией теплоты и переохладителем, для схемы с промежуточным теплообменником будет отсутствовать участок 3а-3b, для парокомпрессионной схемы – также участок 1-1а).

Рисунок 22 - PH-диаграмма работы ТН с регенерацией теплоты и переохладителем

(1а-2 – сжатие в компрессоре (реальное); 1а-2а – сжатие в компрессоре (идеальное); 2-3 – охлаждение и конденсация пара; 3-3а – переохлаждение фреона в переохладителе; 3а-3b – переохлаждение фреона в промежуточном теплообменнике; 3b-4 – дросселирование, 4-1 – испарение, 1-1а – перегрев в промежуточном теплообменнике)

Рисунок 23 – T, s - диаграмма работы ТН с регенерацией теплоты и переохладителем

(обозначения аналогичны рисунком 22)