Основа термодинамики теплового насоса, Вопрос о принципе термодинамических процессов в тепловом насосе Опции

[ivxg]

Здравствуйте. Буду рад помощи в освоении теории термодинамики теплового насоса (ТН). Литература есть, но мне не понятен один момент. Имея определенную температуру греющей низко потенциальной среды (до испарителя), как при заведомо известной величине тепловой мощности, определить температуру среды после конденсатора? Или же какие характеристики на это могут повлиять? Ведь ТН не может же охладить среду на с -10 до -50С, осуществив нагрев на 40С? Спасибо.

[ivxg]

Здравствуйте. Буду рад помощи в освоении теории термодинамики теплового насоса (ТН). Литература есть, но мне не понятен один момент. Имея определенную температуру греющей низко потенциальной среды (до испарителя), как при заведомо известной величине тепловой мощности, определить температуру среды после конденсатора? Или же какие характеристики на это могут повлиять? Ведь ТН не может же охладить среду на с -10 до -50С, осуществив нагрев на 40С? Спасибо.

[Kult_Ra]

Всё могут короли! «»

ТН не может же охладить среду на с -10 до -50С, осуществив нагрев на 40С?

ТН всегда может "прекачать" тепло - отобрать (отсос) у одного тела и передать его другому телу (насос) за счёт энергии из вне... к примере, охладить среду на с -10 до -50С, осуществив нагрев на 40С. Так именно работает «холодилик» на моей (и на Вашей и у других людей) кухне (и кондиционер в «принципе» своём если приглядеться).

Можно, не нарушая Законов физики, брать уличный воздух, охлаждать его на 10°С или даже 30°С и этим отобранным теплом обогревать помещения - перекачивать тепло с морозной стороны здания во внутрь. Дорого и несмешно!

Он потому и назвается "насос" - когда добавляет тепла если, или "отсос", если отбирает тепло. Так мню.

Сообщение отредактировал Kult_Ra - 3.1.2013, 21:33

[ivxg]

Я понимаю, что он может осуществить такой процесс в принципе, вопрос о пределах его возможностей и как их определить...

[Угол]

Есть коэффициент преобразования энергии (КПЭ) =(Q+N)/N
Q- количества тепла перекачанного с нижнего температурного уровня на верхний
N-количествj затраченной энергии. Пределом можно считать КПЭ=1. Т.е. когда количество энергии потраченное на подъем тепла бесконечно больше этого самого тепла. Грубо: если поднять тепло на 10 оС ( с 10 до 20 оС) КПЭ=15, если на 30оС (с 10 до 40) КПЭ=4, если на 90 ( с 10 до 100) КПЭ=1,1. Когда остановится вопрос экономики. Как определить ? Расчетами батенька.

Вдогонку- охладить среду с -10 до -40 ТН может. Но температура в испарителе должна быть где-то -50, т.е поднимать надо температуру на 90 оС. Т.е. КПЭ=1.1. Выгоднее просто греть электричеством (или чем приводите ТН). Предпочтительнее охлаждать среду на 5-10 оС увеличивая ее прокачку.

[ivxg]

С этим как раз понятно. А как определить диапазоны температур, скажем некую зависимость разницы температур на конденсаторе и на испарителе...

[Угол]

Зависимость от чего ? У вас есть температура источника (верхняя), охлаждают обычно на 5-10 оС. Температура испарителя должна быть еще ниже на величину температурного зазора.
С конденсатором наоборот. Вы знаете нижнюю температуру теплоносителя, задаете верхнюю, плюс температурный зазор и получаете температуру в конденсаторе.
Температурный зазор примерно 5-10 оС если это жидкость и 15-25 если воздух.

[ivxg]

Это правило выполняется независимо от хладагента?

[Угол]

Это не догма, это выработанные годами принципы (и экономические расчеты). Они справедливы практически независимо от хладагента. ( Но всегда бывают исключения). А вот когда будут определены температуры в конденсаторе и испарителе, доходит дело до выбора хладагента. Т.к. нижнее давление желательно иметь слегка выше атмосферного, а верхнее не очень большим и подальше от критической точки. Ну и отношение давлений тоже не последнее.

[lovial]

Стяните с инета какое-нибудь руководство по проектированию ТН, например, немцев (Висман, Вайлант). Там, ЕМНИП, графики есть, по которым можно ответить на Ваш вопрос...