2014-02-02
998
КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРОВ
ТЕПЛОНАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ
Теплонаносная установка - это энергоустановка, использующая низко потенциальные источники тепла (отработанный пар, воздух, вода) для нагрева (отопления) различных технологических объектов, процессов, помещений, где теплоносителями являются горячая вода или воздух.
В настоящее время tВ = 120...170 0С. В качестве рабочих тел чаще всего используются фреоны и воздух.
Тн ³ Tос, Тв = Тнагр.ср.
Целесообразно использовать ТНУ при соотношении двух показателей:
Sт / Sэ > 1.8, где Sт - стоимость условного топлива, руб/т;
Sэ - стоимость электроэнергии в этом же районе, руб/кВт ч.
Основные понятия:
1) удельная теплопроизводительность q, Дж/кг – количество тепла, отдаваемое нагреваемой среде 1 кг рабочего тела;
2) полная теплопроизводительность Qтп, Дж/с (Вт) - количество тепла, отдаваемое нагреваемой среде в единицу времени.
1. По принципу действия ТТ делятся:
1) термомеханический ТТ:
а) компрессионный:
|
|
|
- парокомпрессионный;
- газовый;
б) сорбционный:
- адсорбционный;
- абсорбционный;
в) струйный:
- эжекторный;
- вихревой;
2) электромагнитный ТТ:
а) термоэлектрический;
б) магнитоэлектрический.
В термомеханических ТТ используется механическая или тепловая энергия для повышения давления рабочего тела, а в электромагнитных ТТ - энергия электрического или магнитного полей.
В компрессионных ТТ для сжатия рабочего тела используются механические компрессоры. Парокомпрессорные (или парожидкостные компрессорные) ТТ используют фреоны, меняющие свое агрегатное состояние. В газовых установках - газы или их смеси не меняют своего фазового состояния (воздух, азот). Иногда могут рассматриваться газожидкостные установки, позволяющие получить температуру охлаждения ниже 120К - криогенные установки. Сорбционные установки используют теплоту термохимических реакций смешения и последующего разделения как минимум двух компонентов. В адсорбционных установках смешение идет на границе твердой и парообразной фаз. В абсорбционных установках смешение компонентов идет в объеме, в массе - на границе жидкой и парообразной фаз. Сорбционные установки в отличие от компрессорных используют только тепловую энергию, а не механическую или электрическую. В струйных ТТ используется кинетическая энергия сжатого пара или газа. Выходя с большой скоростью из расширенного сопла (эжекционные ТТ) создается разрежение, затем рабочее тело сжимается. В вихревых ТТ сжатая струя газа или пара, проходя через вихревую трубу, разделяется на два потока: одна часть понижает, а другая повышает свою температуру. Термоэлектрический ТТ создает эффект охлаждения или нагрева, используя постоянный электрический ток. Магнитоэлектрические ТТ создает эффект охлаждения или нагрева, используя энергию парамагнетиков.
|
|
|
2. По характеру трансформации:
- установки непосредственного нагрева (охлаждения);
- установки с промежуточным теплохладоносителем.
Для всех ТТ разность DТ = Тв - Тн называется теплоподъемом. По величине теплоподъема все ТТ делятся на одно-, двух-, трех- и более ступенчатые, каскадные схемы.
Идеальным циклом для ТТ является обратный цикл Карно:
1-2 – адиабатическое сжатие в компрессоре;
2-3 – изотермический отвод тепла в теплоотдатчике;
3-4 – адиабатное расширение в детандере;
4-1 – изотермический подвод тепла в теплоприемнике.
QВ 
