Расчет парокомпрессионного и абсорбционного тепловых насосов с учетом гидравлического сопротивления хладагента
В.В. Папин
Вестник ИГЭУ, 2025 г. выпуск 1, сс. 12—22
Скачать PDF
Состояние вопроса. Известные методы оценки эффективности трансформаторов теплоты не учитывают потери давления в контуре трансформатора. Эти потери представляются несущественными. Однако все чаще возникает вопрос о степени их влияния на общую эффективность цикла и о вероятном их учете. Цель исследования – модернизировать существующие методики расчета трансформаторов теплоты для учета влияния потерь давления хладагента в контуре.
Материалы и методы. За основу методов оценки эффективности парокомпрессионного и абсорбционного трансформаторов взяты методы В. Мааке и П.А. Трубаева и методы Т.В. Морозюк и Л.С. Тимофеевского соответственно. Для уточнений КПД компрессора использована методика А.Н. Носкова. Гидравлические сопротивления теплообменников и трубопроводов в контурах трансформаторов теплоты определены с помощью существующих методик отечественных авторов. Полученные значения сопротивлений отображены на P-h-диаграмме цикла.
Результаты. Разработана модернизированная методика оценки эффективности парокомпрессионных и абсорбционных трансформаторов теплоты, учитывающая потери давления в контуре. Произведены расчеты показателей экономичности трансформаторов теплоты по полученной методике. Установлено соответствие результатов расчетов по полученной методике экспериментальным данным, полученным В.О. Мамченко и А.А. Малышевым.
Выводы. Потери давления в контуре парокомпрессионного трансформатора теплоты снижают коэффициент трансформации для рассмотренного примера на 5,4 %, а в контуре абсорбционного трансформатора теплоты – на 0 %. Соответственно, при оценке эффективности парокомпрессионных трансформаторов теплоты потери давления играют существенную роль.
1. Мааке В., Эккерт Г.Ю., Кошпен Ж.Л. Польманн: учебник по холодильной технике: пер. с фр. – М., 1998. – 1160 с.
2. Трубаев П.А., Гришко Б.М. Тепловые насосы: учеб. пособие. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. – 143 с.
3. Бродянский В.М., Соколов Е.Я. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения: учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. – М.: Энергоиздат, 1981. – 320 с.
4. Носков А.Н. Объемные компрессоры холодильных машин: учеб.-метод. пособие. – СПб.: Университет ИТМО, 2016. – 33 с.
5.Сязин И.Е., Касьянов Г.И., Гукасян А.В. Особенности динамического анализа холодильного поршневого компрессора [Электронный ресурс] // Современные научные исследования и инновации. – 2021. – № 4. – URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/04/95270 (дата обращения: 29.07.2024).
6. Теплообменные аппараты холодильных установок / Г.Н. Данилова, С.Н. Богданов, О.П. Иванов, Н.М. Медникова. – Л.: Машиностроение, 1986. – 303 с.
7. Букин В.Г., Андреев А.И., Букин А.В. Гидравлическое сопротивление при кипении хладагентов в трубах горизонтальных и вертикальных испарителей судовых холодильных машин // Вестник Астраханского государственного технического университета. Сер. Морская техника и технология. – 2020. – № 2. – С. 92–99.
8. Мамченко В.О., Малышев А.А. Пластинчатые теплообменники в низкотемпературной технике и биотехнологических процессах: учеб. пособие. – СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2014. – 116 с.
9. Володин В.И., Здитовецкая С.В. Метод расчета парокомпрессионных трансформаторов теплоты // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2021. – С. 76–82.
10. Морозюк Т.В. Теория холодильных машин и тепловых насосов. – Одесса: Студия «Негоциант», 2006. – 712 с.
11. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин, тепловых насосов и термотрансформаторов. Ч. 1. Расчет циклов, термодинамических и теплофизических свойств рабочих веществ: учеб. пособие / Л.С. Тимофеевский, В.И. Пекарев, Н.Н. Бухарин и др.; под ред. Л.С. Тимофеевского. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2006. – 260 с.