Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом icon

Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом


Скачать 20.28 Kb.
НазваниеЛабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом
Размер20.28 Kb.
ТипЛабораторна робота

Лабораторна робота № 1


Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом


Мета роботи : Вивчити принцип дії і пристрій теплового насоса з парокомпрессионным циклом


  1. Теоретична частина

Тепловими насосами (ТН) або трансформаторами тепла називаються енергетичні установки, в яких здійснюється перенесення енергії у вигляді тепла від тіл з низькою температурою [позначення ТН(К) або tH(°C)] до тіл з вищою температурою [позначення ТВ (К) або tB (°C)].

Таке перетворення теплової енергії називається підвищенням потенціалу тепла. Згідно другого закону термодинаміки, воно не може відбуватися мимоволі, тобто для підвищення потенціалу тепла потрібна витрата додаткової зовнішньої енергії будь-якого виду : механічній, електричній, хімічній, кінетичній енергії потоку газу або пари та ін.

Принципова схема ТН, в якому використовується парокомпрессионный цикл, представлена на рис. 1. Принцип роботи ТН полягає в наступному.

Тепло q1 від низкопотенциального джерела I відводиться робочим тілом - фреоном - у випарнику И. В результаті отримання цього тепла фреон кипить у випарнику при тиску р0 і температурі t0, відбираючи тепло від зовнішнього тіла і перетворюючись на пару. У реальній конструкції випарника кипіння відбувається не по усій його довжині, а тільки на ділянці 6-1' (рис. 2).

Далі, на ділянці 1 '- 1 відбувається перегрівання пари в перегрівачі ПП до температури всмоктування - tвс (tвс > t0) в компресорі КМ, при тиску р0. Перегріта пара всмоктується компресором КМ, адіабатично (без теплообміну) стискується поршнем в циліндрі компресора до тиску рк з підвищенням температури у кінці стискування до значення tвых (ділянка 1-2 на схемі). Суха гаряча пара при тиску тиску рк. і температурі tвых виштовхується з компресора і поступає в конденсатор К.

Конденсатор можна представити таким, що складається з трьох частин:

  • охолоджувач пари ОП - початкова ділянка конденсатора, проходячи через який, пара охолоджується, оскільки температура стінок ОП нижче за температуру пари, що поступає в нього (ділянка 2-3);

  • власне конденсатор До - основна ділянка, в якій при охолодженні пари до температури tк починається процес конденсації фреону в рідину (ділянка 3-4) при тиску рк;

  • переохолоджувач рідини ПО - кінцева ділянка конденсатора, в якому рідкий фреон, не змінюючи тиску рк, охолоджується до температури tпо (ділянка 4-5). На ділянках (2-3), (3-4), (4-5) відбувається віддача тепла від ТН до зовнішнього тіла II.

На ділянці (5-6) знаходиться регулюючий вентиль РВ (дросель). Він є пристроєм для дроселювання потоку робочої речовини - тобто безповоротного процесу пониження його тиску і температури за рахунок проходження його через малий отвір. Міра дроселювання (тобто розмір отвору) регулюється мембраною, під дією датчиків температури і тиску на виході випарника, на ділянці перегрівання. Таким чином, міра дроселювання регулюється по заповненню випарника. Після РВ тиск і температура рідкого фреону знижуються до р0, t0.

На цьому повний робочий цикл закінчується. Далі процес багаторазово повторюється.

В результаті цього процесу фреон, отримавши тепло (q0 ≈ q,) від джерела I з температурою tн > t0, передає тепло (qk ≈ q2) високотемпературному джерелу II з температурою tв < tк.

Очевидно, що при заданих значеннях tн, tв вибір типу фреону визначається, по-перше, співвідношеннями

tн = t0 + Δtн (1)

tв = tк - Δtк (2)




Рис. 1. Принципова схема теплового насоса з парокомпрессионным циклом.

  1. - - зовнішнє тіло (установка), що віддає тепло Q'1 тепловому насосу (повітря приміщення)

  2. - - зовнішнє тіло (установка), одержуюче тепло Q'2 від теплового насоса (гаряча вода місцевої мережі)

III - компресійна установка, що виконує перенесення тепла від тіла I до тіла II за рахунок роботи

КМ - компресор

И - випарник

К - конденсатор

РВ - регулюючий вентиль

ОП - охолоджувач пари

ПО - переохолоджувач рідини

ПП - підігрівач пари

ДТ - датчик температури

ДД - датчик тиску.


де Δtи, Δtк - недогрів відповідно у випарнику і конденсаторі в процесах теплообміну при роботі ТН;

р0, рк тиск випоровування та конденсації.






а)

б)

Рис. 2 Зображення парокомпрессиоиного циклу на діаграмах в координатах "T-S" - а) і "p-h" - б)


^ 2. ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ

Установка є утилізаціїним тепловим насосом (рис 3), що працює на фреоні R 407C (R 32/125/134a -23/25/52). До складу установки входять випарник (повітря), пластинчатий конденсатор з переохолоджувачем пари і рідини, регулюючий вентиль, бак-аккумумулятор теплоти об'ємом 210 літрів, вентилятор з приводом від електродвигуна, вимірювальні пристрої - датчики температури для виміру температури фреону у випарнику, повітря, що подається, у випарник, температури води в баці- накопичувачі. Датчики температур заведені на єдиний блок управління теплового насоса.

Як джерело низкопотенциального (низькотемпературного) тепла використовується повітря, що утилізується з приміщень корпусу, потік якого проганяється вентилятором через випарник і віддаляється з помещения.

Випарник є секційним теплообмінником, усередині якого в трубках знаходиться фреон, а зовнішні оребрені трубоки обдуваються повітрям.

Приймачем високопотенційного тепла є вода в баку-акумуляторі. Вода насосом прокачується через конденсатор і подається або в бак акумулятор, де перемішується з холодною водою, охолоджується і подається назад в конденсатор, або великому контуру після конденсатора вода потрапляє на роздавальну гребінку, звідки потрапляє або на теплому підлогу або на попереднє підігрівання повітря перед випарником, де охолоджуєтьс і повертається на конденсатор. Тепло від теплового насос відводиться у вигляді гарячої води, Холодна вода з водопроводу подається в теплообмінник (змійовик) вбудований в бак-акумулятор, нагрівається і подається в мережу гарячої води. Загальний вигляд та техничні данні представлені на рис.3




^ Рис 3. Технічні дані теплового насоса

Конденсатор і переохолоджувач рідини є пластинчатий теплообмінникю

Компресор - скроловый, одноступінчатий, працює на фреоні 407. Компресор і електродвигун (однофазний, асинхронний) конструктивно встановлені на одному валу і поміщені в герметичний корпус, що дає підвищення к. п.д. електродвигуна і механічного ККД компресора.

Діаграма (р- h) фреону 407 додається при виконанні роботи.

У установці використовується регулюючий вентиль, що є регулювальником прямої дії міри дроселювання рідкого фреону по двох параметрах - температурі фреону на виході випарника і тиску всмоктування. Регулювання відбувається автоматично по заданих значеннях цих параметрів. Величина завдання визначається, в основному, конструкцією компресора, але може регулюватися гвинтами на корпусі вентиля в деяких межах. Датчик температури манометричний, містить запаяний капіляр, наповнений парорідинною сумішшю фреону 407, об'єм якої змінюється залежно від температури в місці припая кінця капіляра. При підвищенні температури тиск пароповітряної суміші в капілярі збільшується, що веде до дії на мембрану вентиля у бік його закриття, тобто збільшення міри дроселювання фреону і пониженню температури.Тепловий насос має захист по низькому тиску у випарнику(по температурі випару фреону). Коли температура випару падає нижче заданою (по умовчання для теплового насоса -15 0С) компресор відключається автоматично


^ 3.ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ


Оперативне включення і виключення виробляють викладачем вручну . Режим роботи двигуна компресора автоматично підтримується регулювальником з метою утримання заданих розрахункових параметрів роботи компресора (t0, t K, р0, рк) і захисту компресора і електродвигуна від аварійних і перевантажувальних режимів. Основні і допоміжні параметри теплового насоса виводяться на інформаційне табло теплового насоса (рис 4)



















Рис. 4 Вид і пояснення інформаційного табло

Студент під керівництвом викладача повинен оглянути тепловий насос та ознаомитися з принцмпом їого дії. Під керівництвом вкладача намалювати гідравличну схему :

а) повітряну схему;

б) фреонову схему;

в) водяну схему;

г) та схему гарячего водопостачання.


Завдання:

1. Замалювати принципову гідравлічну схему теплового насосу що обєднує обєднує всі контури.

2.Побудувати термодинамічний цикл теплового насоса на (p - h) (T - s) діаграмах по даним що дає викладач . Данні заносяться в таблицю (Таблиця 1)

Таблиця 1 Данні для побудови термодинамічного циклу.





п/п

Найменування

Позначення,

Занчення,

1

Температура випаровування фреону

Т0




2

Температура конденсації

Тк




3.

Температура фреону після конденсатора







4.

Температура фреону після пароперегрівача





















.


^ КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

  1. Дайте визначення теплового насоса.

  2. Приведіть класифікацію теплових насосів.

  3. Основні характеристики фреонів.

4.Поясните принцип дії теплового насоса з парокомпрессионным циклом.

5. Поясните процеси зміни агрегатного стану речовини і теплоообміну в тепловомунасосі та на діаграмах (p - h) (T - s).

5.Расскажите пристрій теплового насоса в лабораторній установці.

6. Класифікація і типи компресорів.






Похожие:

Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом iconЛабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом
Мета роботи : Вивчити принцип дії і пристрій теплового насоса з парокомпрессионным циклом
Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом icon1 Термодинаміка парокомпресійного циклу
Мета роботи : визначити основні техніко-економічні показники теплового насоса експериментальними і розрахунковими методами
Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом icon2. Поясніть принцип дії випрямного діода. Робота випрямного діода базуеться на властивості p-n переходу пропускати струс тільки в одному напрямку. 3
Усі напівпровідникові прилади можна умовно розділити на дві великі групи: біполярні та уніполярні
Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом iconЛабораторна робота №1 Тема: Робота з одновимірними масивами
Масив призначений для збереження значень зросту 12 чоловік. За допомогою дачика випадкових чисел заповнити значеннями в діапазоні...
Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом iconЛабораторна робота №13 Тема : Інтернет. Служба www. Робота з інформацією державних порталів
Мета: Уміти переглядати web-сторінки, користуватись гіперпосиланнями, створювати закладки, вести журнал, шукати необхідну інформацію...
Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом iconЛабораторна робота № з дисципліни " "

Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом icon1 Принципы менеджмента
Из этого основного принципа вытекают и другие: принцип умелого использования единоначалия и коллегиальности; принцип научной обоснованности;...
Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом iconКурсовая работа тема: «Расчет насоса горючего»
Выбор типа и определение основных размеров подвода и отвода насоса
Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом iconЛабораторна робота №1 тема лабораторної роботи

Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом iconЛабораторна робота №23. Туристські ресурси Лівобережжя (Полтавська та Чернігівська області) (4 години) Мета
Лабораторна робота №23. Туристські ресурси Лівобережжя (Полтавська та Чернігівська області) (4 години)
Лабораторна робота №1 Принцип дії теплового насоса з парокомпрессійним циклом iconЛабораторна робота №24. Туристські ресурси Степової України (Донецька, Луганська, Дніпропетровська та Кіровоградська області) (4 години) Мета
Лабораторна робота №24. Туристські ресурси Степової України (Донецька, Луганська, Дніпропетровська та Кіровоградська області) (4...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы