Цель работы: Определение показателей эффективности теплового насоса

Выполнил: Слива К.Н. Группа: ЭН-411002

Оборудование:

1- Дисплей 6- Теплообменник

2- Бак-расширитель 7- Теплообменник

3- Циркуляционный насос 8- Бак-расширитель

4- Циркуляционный насос 9- Компрессор

5- Испаритель 10- Компрессор

Порядок проведения лабораторной работы:

1. Включить лабораторную установку (время загрузки – 4 минуты)

2. Перейти в раздел «Energy balance», списать коэффициент трансформации теплового насоса (COP).

3. Перейти в раздел «Refrigeration», списать параметры работы системы

4. Рассчитать тепловую нагрузка теплового насоса

5. Рассчитать коэффициент трансформации теплоты

6. Сформулировать выводы по работе.

Исходные данные:

Хладогент: R410A

Мощность потребляемая/отдаваемая: 1, 5/7, 3 кВт

Показания приборов:

1. температура рассола на входе в тепловой насос: t _н1=12, 1°С;

2. температура рассола после теплового насоса: t _н2=8, 7 °С;

3. температура горячей воды на входе в тепловой насос: t _в1=31, 9 °С;

4. температура горячей воды после теплового насоса: t _в2=36, 8 °С;

5. температура окружающей среды: t ₀=19 °С;

6. перепады температуры на выходе и выходе из: испарителя: Dt_и=3, 4 °С,

7. перепады температуры на выходе и выходе из конденсатора: Dt_к=4, 9 °С

После момента отключения компрессора и снятия значения величины коэффициента трансформации (COP) (раздел «Energy balance»), необходимо как можно быстрее перейти в раздел «Refrigeration» системы управления, для снятия параметров: температуры низкопотенциального теплоносителя (рассола) на входе в тепловой насос t _н1, температуры низкопотенциального теплоносителя (рассола) после теплового насоса t _н2, температуры высокопотенциального теплоносителя (горячей воды) на входе в тепловой насос t _в1 и температуры горячей воды после теплового насоса t _в2.

1 – значок «Циркуляционный насос контура отопления включен»;

2 – значок «Циркуляционный насос контура НПИ включен

3 – значок «Компрессор теплового насоса включен»

Расчет парокомпрессионного теплового насоса:

1. Температура испарения фреона:

t _и = t _н2 – D t _и = 5, 3 °С.

2. По температуре испарения t _и = 5, 3 °С по таблицам термодинамических свойств хладагента R410a в состоянии насыщения или по p, h -диаграмме (Приложение 1) определяются параметры в точке 1 – энтальпия на правой пограничной кривой h '' и давление р:

h ₁ =430 кДж/кг;

p _и = 0, 92 МПа,

точка 1 отмечается на p, h- диаграмме.

3. Температура конденсации фреона:

t _к = t _в2 +D t _к = 41, 7 °С.

4. По температуре конденсации t _к по таблицам термодинамических свойств или по p, h -диаграмме определяются параметры в точке 3 – энтальпия на левой пограничной кривой h ' и давление р:

h ₃ = 275 кДж/кг;

p _к =2, 5 МПа,

точка 3 отмечается на p, h- диаграмме.

5. На p, h- диаграмме на пересечении линии постоянной энтропии S ₁, проходящей через точку 1, и линии изобары p _к, проходящей через точку 3, определятся точка 2а, затем по диаграмме определяется энтальпия в этой точке:

h _{2 а} = 450 кДж/кг. S = 2, 22

6. Адиабатный КПД компрессора h _а:

h _а = 0, 98 = 91 %.

Энтальпия фреона после сжатия с учетом потерь:

h ₂ = h ₁ + = 451, 98 кДж/кг.

По значению энтальпии h ₂= 451, 98 кДж/кг и давлению p _к = 2, 5 МПа на диаграмме отмечается точка 2. Температура в этой точке

t ₂ = 60 °C.

7. По значению энтальпии h ₃ = h ₄ = 275 кДж/кг и давлению p _и= 0, 92 МПа на диаграмме отмечается точка 4.

8. Удельные тепловые нагрузки в узлах теплового насоса:

q _и = h ₁ – h ₄ = 155 кДж/кг;

q _к = h ₂ – h ₃ = 176, 95 кДж/кг;

l _сж = h ₂ – h ₁ = 21, 95 кДж/кг.

Правильность расчета определяется проверкой теплового баланса

q _и + l _сж = q _к кДж/кг.

155 + 21, 92 = 176, 92 кДж/кг.

Тепловая нагрузка теплового насоса:

q _тн = q _к = 176, 92 кДж/кг.

10. Показатель энергетической эффективности теплового насоса:

– коэффициент трансформации теплоты

COP = = 8, 06;

Результаты расчетов термодинамических циклов по данным проведенных экспериментов занести в таблицу:

Выводы: В ходе работы были определены показатели эффективности теплового насоса. Коэффициенты трансформации теплоты по датчику и расчетный отличаются с допустимой погрешностью.

Приложение 1 таблица термодинамических свойств хладагента R410a в состоянии насыщения и p, h -диаграмма