Принцип работы теплового насоса

Тепловым насосом, или трансформатором теплоты, называется холодильная установка, с помощью которой можно передавать энергию от тела с низкой температурой к телу с более высокой температурой, т. е. тепловой насос как бы «перекачивает» энергию от более низкого потенциала к более высокому потенциалу, направляя эту энергию потребителю для отопительных и технологических нужд. Например, в схеме на рис. 10.1 теплота отбирается из охлаждаемого помещения 2 (процесс 5—1) и передается в конденсаторе 4 воде (процесс 2—3—4), которая нагревается и используется потребителем.

По существу тепловым насосом является всякая холодильная установка, но этот термин применяется к тем установкам, которые предназначены в основном для нагрева теплоприемника.

Эффективность работы теплового насоса оценивается коэффициентом преобразования y, называемым также отопительным коэффициентом, который представляет собой отношение количества теплоты q₁ сообщенной нагреваемому объему, к работе А, подведенной в цикле и затрачиваемой на привод компрессора или другого аппарата, осуществляющего сжатие хладоагента, т. е. y = q₁/A. В циклах абсорбционной и пароэжекторной установок подводится не работа, а теплота.

Очевидно, зависимость коэффициента преобразования y от холодильного коэффициента e той же установки будет иметь вид:

и окончательно y = e + 1, т. е. чем выше холодильный коэффициент e, тем выше и коэффициент трансформации цикла y. Для реальных тепловых насосов y = 3—4.

Как видим, холодильная установка и тепловой насос отличаются только назначением; схемы установок и теоретические циклы их принципиально одинаковы. Поэтому в тех случаях, когда попеременно требуется охлаждение (летом) и нагрев (зимой), целесообразно совмещать холодильную установку и тепловой насос. Такая совмещенная установка в отличие от раздельной вместо двух компрессоров и двух дроссельных вентилей будет иметь только один компрессор и один дроссельный вентиль.

Вопросы к экзамену по дисциплине «Техническая термодинамика» специальности ЭОП.

Категория

(Оценка — 3-4)

1. Определение критической скорости истечения по is-диаграмме.

2. Графики изменения давления, скорости, удельного объёма при истечении через комбинированное сопло.

3. Поршневые двигатели внутреннего сгорания. Достоинства и недостатки.

4. Идеальный термодинамический цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с подводом теплоты по изохоре (v = const). (Поршневой карбюраторный двигатель).

5. Идеальный термодинамический цикл двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты в процессе с постоянным давлением (р = const). (Дизельный двигатель).

6. Принципиальная схема простейшей газотурбинной установки.

7. Идеальный цикл газотурбинной установки со сгоранием топлива при р = const в р v- и Тs-диаграммах.

8. Принципиальная схема парокомпрессорной холодильной установки.

9. Принцип работы теплового насоса.

Категория

(Оценка — 5)

1. Уравнение первого закона термодинамики для газового потока и понятие об энтальпии газа.

2. Определение работы, скорости и расхода газа в процессе истечения.

3. Критическая скорость, критическое давление, максимальный расход .

4. Истечение пара или газа через комбинированное сопло (сопло Лаваля)

5. Дросселирование паров и газов.

6. Одноступенчатый объёмный компрессор (поршневой).