Экспериментальная установка. Рис. 4.2. Схема экспериментальной установки

Рис. 4.2. Схема экспериментальной установки

Экспериментальная установка включает в себя: 1 – компрессор; 2 – конденсатор; 3 – дроссельный вентиль; 4 – испаритель; 5 – электродвигатель; 6 – манометры; 7 – хромель-копелевые термопары; 8 – переключатель термопар; 9 – милливольтметр; 10 – барометр; 11 – термометр.

Рассмотренный цикл теплового насоса в Т,s -диаграмме выглядит следующим образом (рис. 4.3). (Координаты Т - абсолютная температура, К; s = dq/Т - удельная энтропия - термодинамический параметр состояния, кДж /(кг×К)).

Рис. 4.3. Цикл теплового насоса:

1-2 - адиабатное сжатие хладагента в компрессоре; 2-3 - отвод теплоты

из конденсатора в систему отопления помещения (Р₂ = соnst, t₂ = соnst);

3-4 – дросселирование; 4-1 - подвод низкопотенциальной теплоты из

окружающей среды к испарителю (Р₁ = соnst, t₁ = соnst)

Манометры измеряют избыточное давление (давление, превышающее атмосферное). Для определения абсолютного давления следует воспользоваться формулой

Р = В + Р _ман,

где В - атмосферное давление, измеренное барометром.

Соответственно

Р ₁ = Р _{1 ман} 9,81 ×10 ⁴ + В, Па;

Р ₂ = Р _{2 ман} 9,81 ×10 ⁴ + В, Па.

(1 МПа = 10 ⁶ Па.)

Определив температуры t₁ и t₂ (⁰ С) и давления Р₁ и Р_2, воспользуемся таблицей теплофизических свойств фреона-12.

Из рис. 4.3 видно, что точка 2 лежит на линии сухого насыщенного пара:

h ₂ = h’’ _{(t 2),}, кДж/кг;

s ₂ = s’’ _{(t 2)}, кДж/(кг×К).

Точка 3 лежит на линии кипения:

h ₃ = h’ _{(t 2)}, кДж/кг;

s ₃ = s’ _{(t 2)} , кДж/(кг×К).

Процесс 3-4 - дросселирование, h = const, следовательно

h ₄ = h ₃, кДж/кг.

Для того, чтобы найти параметры в точке 1, надо вначале найти степень сухости в этой точке. Это можно сделать исходя из

s ₁ = s ₂, кДж/(кг×К);

x ₁ = .

Значение х₁ находится в пределах 0,9…1 (для проверки). Тогда

h ₁ = h’’ _{(t 1)}× x ₁ + h’ _{(t 1)} (1-x ₁ ), кДж/кг.

Удельное количество теплоты, отдаваемое конденсатором в систему отопления помещения:

q ₁ = h ₂ - h ₃, кДж/кг.

Удельное количество низкопотенциальной теплоты, подведенное из окружающей среды к испарителю:

q ₂ = h ₁ - h ₄, кДж/кг.

Удельная работа цикла l_ц = q ₁ - q ₂ = h ₂ - h ₁, кДж/кг.

В процессе дросселирования работа не производится, поэтому работа цикла равна работе компрессора. Мощность компрессора N = 0,200 кВт.

Расход хладагента G = N / l _ц, кг/с, где N – кВт; l _ц - кДж/кг.

Количество теплоты, отдаваемое конденсатором в систему отопления помещения: Q₁ = q₁ × G, кВт.

Количество низкопотенциальной теплоты, подведенное из окружающей среды к испарителю: Q ₂ = q₂ × G, кВт.

Отопительный коэффициент e = q₁ / l _ц .

Значение отопительного коэффициента должно быть больше единицы, что показывает, что в систему отопления помещения отдано теплоты больше, чем затрачено работы в e раз за счет использования низкопотенциальной теплоты наружного воздуха. Это следует отразить в выводах.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 5

Дата добавления: 2015-06-27