Выполнить тепловой расчет цикла теплового насоса

Определим узловые точки цикла:
t6=t0+5˚С - температура выхода пара из испарителя, 5°С - перегрев паров R134a в испарителе, следовательно,
t6=15+5=20˚С
t3=tкон-5˚С – температура выхода пара из испарителя, 5˚С – перегрев паров R134a в испарителе, следовательно:
t3=90-5=85˚С
Температуру начала сжатия (всасывания в компрессор) определим из уравнения баланса теплообменника:
t1=t6×1-hРТО+hРТО×t3
где hРТО=0,85 – коэффициент полезного действия регенеративного теплообменника, следовательно,
t1=20×1-0,85+0,85×85=75,25 ˚С
По lgP-h - диаграмме определим характеристики основных точек и ихпараметры и сведем и сведем их в таблицу 1.
Точки 1 2 3 4 5 6
P, МПа
0,26 1,76 1,76 1,76 0,26 0,26
t,˚С
75,25 160 85 54 15 20
h,кДжкг
660 717 502 461 461 619
v, м3
0,14
точку 4 находим из уравнения разности энтальпий:
h4=h3-h1+h6=502-660+619=461кДжкг
Решение. Удельная работа сжатия в компрессоре:
hком=h2-h1=717-660=57кДжкг
Удельная массовая холодопроизводительность 1 кг холодильного агента:
q0=h6-h5=619-461=158кДжкг
Удельная тепловая нагрузка на конденсатор:
qкон=h2-h3=717-502=215кДжкг
Удельная объемная холодопроизводительность:
qv=q0v1=1580,14=1128,6кДжкг
Массовый расход холодильного агента:
Ga=Q0q0=600158=3,8кгс
Коэффициент, учитывающий наличие мертвого пространства:
λc=1-c×PконP0m-1
где c=0,03 - коэффициент, учитывающий процентное отношение мертвого пространства; m=1 - показатель адиабаты.
Таким образом,
λc=1-0,03×1,760,261-1=0,827
Коэффициент, учитывающий потери из-за теплообмена пара со стенками цилиндра
λw=α×T0+θα×Tk+β×θ
где θ - суммарный перегрев на всасывания:
θ=t1-t0=75,25-15=60,25 ˚С
где α,β - безразмерные коэффициенты (α=1,12; β=0,5) .
Таким образом,
λw=1,12×225+60,251,12×363+0,5×60,25=0,876
Коэффициент подачи компрессора:
λ=λc×λw=0,827×0,876=0,724
Действительный объем, описываемый поршнями:
Vд=v1×Ga=0,14×3,8=0,532м3с
Теоретический объем, описываемый поршнями:
Vhm=Vдλ=0,5320,724=0,735
По теоретическому объему, описываемому поршнями, подбираем шесть компрессоров марки П220, один из которых является резервным.
Адиабатная мощность сжатия компрессора:
Na=la×Ga=57×3,8=216,6 кВт
Индикаторный коэффициент полезного действия:
ηi=λw+b×t0
где b=0,0025 - безразмерный коэффициент.
Следовательно,
ηi=0,876+0,0025×15=0,9135
Индикаторная мощность привода компрессора:
Ni=Naηi=216,60,9135=237,11 кВт
Мощность сил трения:
Nтр=Vh×Pтр
где Pтр=30-50 кПа - среднее индикаторное давление трения.
Тогда:
Nтр=0,735×40=29,4 кВт
Эффективная мощность привода компрессора:
Nе=Ni-Nтр=216,6-29,4=187,2 кВт
Электрическая мощность электродвигателя:
Nэл=Nеηэл=187,20,94=200 кВт
По электрической мощности к каждому компрессору подбираем электродвигатель марки АИР 315М2