Основное оборудовние тепловых насосов

Вопросы лекции
1. Прямой и обратный циклы Карно
2. Испарители ТН
3. Конденсаторы ТН
4. Компрессоры ТН
P.S. Отличия работы ТН и ХМ

ИДЕАЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ КАРНО
(прямой-ТД и обратный-ТН)
Отличие идеального цикла теплового двигателя(ТД)
от цикла ТН - в направлении протекания процесса.
d-c- подвод теплоты при ТQ
c-b- сжатие с затратой работы
b-a- отвод теплоты при Тн
a-d- расширение с возвратом работы
а-b- подвод теплоты при ТZ
b-c- расширение с совершением работы
с-d- отвод теплоты при Тu
d-a- сжатие с затратой работы
И
К
И
К

ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ИДЕАЛЬНЫХ ЦИКЛОВ КАРНО
Площадь фигуры a-b-c-d--ЭКСЕРГИЯ
Площадь фигуры e-d-c-f -АНЕРГИЯ
Анергия термодинамически бесполезна, имеется в неограниченном коли-
честве в окружающей среде и не может преобразовываться в другие ф.энергии
Эксергия имеет термодинамическую ценность и может быть
преобразована в другие формы энергии

Парокомпрессионный теплонасосный цикл
T-S диаграмма
lg p-h диаграмма

Парокомпрессионный цикл
на хладагенте R12
d-c- подвод теплоты при ТQ
c-b- сжатие с затратой работы
b-a- отвод теплоты при Тн
a-d- расширение

Парокомпрессионный теплонасосный цикл
Конденсатор
Компрессор
Испаритель
Идеальный
термодинамический цикл
Заштрихованные площади-
потери эксергии по сравнению
с аналогичными потерями
в цикле Карно

Периферийное оборудование
Вентиляторные конвектора;
воздухонагреваетльные секции
кожухотрубн.теплообменники
аккумуляторы теплоты,
КИП и автоматика;
грунтовые коллекторы;
солнечные коллекторы;
кожухотрубн.теплообменники
пластинчато-ребристые
теплообменники

Конденсатор
ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТН

ИСПАРИТЕЛИ и КОНДЕНСАТОРЫ
Испаритель и конденсатор - важнейшие аппараты ТН
В испарителе хладагент
получает теплоту от источника
и испаряется при постоянной
температуре.
В конденсаторе хладагент
при постоянной температуре
отдает теплоту охлаждаемой
среде и конденсируется
При этом хладагент переходит
из жидкой фазы в газообразную
При этом хладагент переходит
из парообразного состояния
в жидкое, т.е.конденсируется

Крупный абсорбционный ТН
Для выпаривания хладагента высокой чистоты из крепкого раствора

Испарители
Кожухотрубный
испаритель на R12
Агрегат испарительно-
конденсаторный ТН-1000
В испарителе рабочее вещество
кипит за счет теплоты, подводимой
от источника низкой температуры
Образовавшийся при кипении
рабочего вещества пар
отсасывается из испарителя
компрессором для совершения
дальнейших процессов цикла
теплового насоса
НАЗНАЧЕНИЕ

Кожухотрубный
испаритель на R12
1-жидкостный коллектор; 2-кожух; 3 - перегородки;
4 - патрубок для входа рассола
5-патрубок для выхода рассола; 6-крышка;
7-предохранительный клапан; 8-указатель уровня;
9,14-выход и вход R12;10-манометр;11 -спуск воздуха;
12-спуск теплоносителя; 13 -спуск масла

Классификация испарителей
По условиям циркуляции
охлаждаемой жидкости
По характеру
охлаждаемого источника
Для охлаждения жидких
хладоносителей;
для охлаждения воздуха;
для охлаждения твердых сред;
испарители-конденсаторы.
По характеру заполнения
рабочим веществом
Затопленные, незатопленные
(оросительный, кожухотрубный)
змеевиковый с верхней подачей
жидкости.
С закрытой системой циркуляции
охлаждаемой жидкости (кожухо-
трубные и кожухозмеевиковые;
с откр.уровнем охлажд.жидкости

АБСОРБЕРЫ
НАЗНАЧЕНИЕ
Для абсорбирования
пара хладагента,
образующегося в
испарителе, в бедный
хладагентом раствор
с отводом теплоты конденсации и растворения.
В абсорбционном цикле используется дополнительный контур,
в котором течет жидкий растворитель или абсорбент.

Конденсаторы ТН
Для передачи теплоты рабочего вещества
охлаждающей среде или источнику
теплоты высокой температуры
НАЗНАЧЕНИЕ
В общем случае перегретый пар рабочего вещества
в конденсаторе охлаждается до температуры насы-
щения, конденсируется и охлаждается на несколько
градусов ниже температуры конденсации
Классификация
конденсаторов ТН

Классификация
конденсаторов ТН
По роду
охлаждающей
среды
По принципу
отвода
теплоты
С водяным
охлаждением
С воздушным
охлаждением
ПРОТОЧНЫЕ
ОРОСИТЕЛЬНЫЕ
ИСПАРИТЕЛЬНЫЕ
С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ
ДВИЖЕНИЕМ ВОЗДУХА
СО СВОБОДНЫМ
ДВИЖЕНИЕМ ВОЗДУХА

Компрессоры для ТН
Классификация
Компрессоры делятся на 2 группы:
Для влажного пара
Для сухого пара
Концентрация частиц масла
более 15 на 1 млн.
Концентрация частиц масла
менее 5 на 1 млн.
В сухих компрессорах масло
само по себе на работает, и
попадает в компрессор только
из-за утечек через уплотнения
Во влажных компрессорах
масло в некоторых случаях
занимает до 20 % объема

1. Ротационные
Классификация
компрессоров
3.Поршневые
4.Винтовые
5.Центробежные
2.Спиральные
6. Осевые
Компрессоры
объемного
действия
Компрессоры
динамического
действия