Содержание

1. Назначение и краткое описание трансформаторов тепла.3

2. Исходные данные для расчета. 6

3. Описание расчетной схемы.. 7

4. Расчет аммиачной одноступенчатой холодильной установки.9

5. Подбор поршневого компрессора.14

Заключение.16

Литература. 17

1. Назначение и краткое описание трансформаторов тепла.

Трансформаторами тепла (или термотрансформаторами) называю­тся технические системы, в которых осуществляется отвод энергии в форме тепла от объектов с относи­тельно низкой температурой к при­емникам тепла с более высокой температурой .Такое преобразова­ние, называемое в технике повыше­нием потенциала тепла, не может, как следует из термодинамики, про­исходить самопроизвольно. Для по­вышения потенциала тепла необхо­дима затрата внешней энергии того или иного вида: электрической, ме­ханической, химической, кинетичес­кой энергии потока газа или пара и др.

Процессы повышения потенци­ал тепла классифицируются обычно в зависимости от положения температурных уровней: верхнего — теплоприемника Т_В и нижнего — теплоотдатчика Т_Н по отношению к температуре окружающей сре­ды Т_ОС , принимаемой в большин­стве случаев равной 20° С (293 К).

В том случае, когда температура теплоотдатчика ниже температуры окружающей среды Т_Н <То.с, а теп­лоприемника равна этой температу­ре Т_В = Т_ОС , осуществляющая отвод тепла система (трансформатор теп­ла) называется рефрижератором (класс R — от английского слова refrigeration — охлаждение)

При Т_В Т_ОС соответ­ствующий трансформатор тепла на­зывается тепловым насосом (класс Н — от английского слова heat — тепло)

При Т_В Т_ОС и Т_В Т_ОС транс­форматор тепла осуществляет обе функции — и рефрижератора, и теп­лового насоса; он называется ком­бинированным (класс RH).

В основном работа рефрижера­тора заключается в выработке хо­лода, т. е. отводе в окружающую среду тепла от объектов, температу­ра Т_и которых ниже температуры окружающей среды. В зависимости от уровня Т_Н рефрижераторы де­лятся на две подгруппы:при Т_В 120 соответствующие системы называются холодильными, при Т_Н <120 К — криогенными.

Теплонасосная система предназ­начена для использования тепла, отводимого от окружающей среды или другого низкопотенциального источника (например, отработавшей воды или пара), для бытового или технологического теплоснабжения— подвода тепла при Т_В >Т_ОС . Обычно Т_В не превышает 400—450 К, по­скольку тепло более высокого по­тенциала, как правило, выгоднее получать при использовании хими­ческого или ядерного топлива.

На рис.1 показаны характер­ные температурные зоны использо­вания трансформаторов тепла раз­личного назначения.

Теплоприемником — охлаждаю­щей средой, к которой отводится тепло от охлаждаемого объекта, в рефрижераторных системах служит обычно окружающая среда (атмо­сферный воздух или вода), в теплонасосных и комбинированных си­стемах отапливаемые помещения или обогреваемые элементы техно­логической аппаратуры.

Рис.1 Температурные зоны использова­ния трансформаторов тепла различного на­значения

Очевидно, что процессы во всех трансформаторах тепла трех опи­санных видов (R, Н и RH) незави­симо от конкретной схемы должны моделироваться обратными термо­динамическими циклами. В общем виде такие обратные циклы на Т, s -диаграмме показаны на рис. 2

Процессы 1-2, характеризуемый отводом тепла и уменьшением эн­тропии, 3-4, характеризуемый под­водом тепла и возрастанием энтро­пии, а также 2-3 и 4-1, происходя-щие соответственно с понижением и повышением температуры рабоче­го тела, могут проводиться самыми разными способами и с использова­нием различных рабочих тел. Одна­ко во всех случаях изменения энтро­пии и температур, перечисленные выше, неизбежно осуществляются.

Особое значение в трансформа­торах тепла имеет процесс 2-3', свя­занный с понижением температуры до самой нижней точки цикла Т'₃ , его рассмотрению будет уделено в дальнейшем особое внимание. Наи­более простым эталоном цикла трансформатора тепла может слу­жить обратный цикл Карно. Но на практике для трансформации тепла обычно используются другие циклы и процессы, существенно отличаю­щиеся от цикла Карно. Причина этого не только в том, что систему, в которой бы протекал реальный цикл, близкий к циклу Карно, труд­но реализовать на практике, но и в том, что существуют и другие цик­лы (в частности, с регенерацией), которые позволяют при прочих рав­ных условиях обеспечить более вы­сокую эффективность системы тран­сформатора тепла. Кроме того, не­которые процессы трансформации тепла, производимые, например, по­средством полупроводниковых тер­моэлементов, протекают вообще без каких-либо циклов. Однако их ко­нечные термодинамические показа­тели определяются, естественно, те­ми же значениями, что и для обрат­ных циклов.

Рис. 2 Принципиальная схема циклов трансформаторов тепла на Т, s-диаграмме.

а — рефрижератор; б — тепловой насос; в — комбинированный трансформатор тепла.

2. Исходные данные для расчета

Холодопроизводительность Q₀ =69,75 кВт;

Температура охлаждаемой среды на входе в испаритель Т_н1 =-8 ⁰ С;

Температура охлаждаемой среды на выходе из испарителя Т_н2 =-15 ⁰ С;

Температура охлаждаемой среды на выходе из конденсатора Т_в1 =26 ⁰ С;

Температура охлаждаемой среды на входе в конденсатор Т_в2 =20 ⁰ С;

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--