Расчёт систем утилизации теплоты

4. Заключение

В курсовой работе были рассмотрены принципы работы тепловых насосов, сфера их применения, термодинамические циклы различных схем тепловых насосов, методики термодинамического расчета циклов, методики расчета теплообменников, примеры проектирования теплонасосных установок.
Были рассчитаны основные параметры установки в системе утилизации теплоты с промежуточным теплоносителем, а также произведен - Термодинамический расчет циклов теплового насоса.
 

...

Оглавление
1. Введение 2
2. Часть 1 Расчет системы утилизации теплоты с промежуточным теплоносителем 3
3. Часть 2. Термодинамический расчет циклов теплового насоса 11
4. Заключение 16
5. Список литературы 17

1. Введение

Тепловые насосы (теплонасосные установки) позволяют нагревать воду для отопления и горячего водоснабжения путем отбора теплоты из окружающей среды или от низкотемпературных бытовых и промышленных отходов. Они не производят тепловую энергию, а за счет использования внешней работы переносят теплоту от теплоносителя, имеющего температуру 0…40С (называемого низкопотенциальным) к теплоносителю, применяемому для отопления и горячего водоснабжения (называемого выскопотенциальным), нагревая его до 50…80 С. Преимущество применения теплонасосных установок (ТНУ) в системах теплоснабжения по сравнению с другими способами теплоснабжения состоит в значительной экономии затрат энергии. Тепловые насосы можно отнести к отдельному виду теплоэнергетического оборудования, для них нельзя использ овать понятие коэффициента полезного действия так как ТНУ позволяют вырабатывать тепловой энергии больше, чем в них затрачивается электроэнергии. Отношение выработанной теплоты к затраченной энергии на осуществление цикла теплонасосной установки называется коэффициентом преобразования теплоты µ, значение которого в тепловом насосе составляет от 2,5 до 8.
 

21*(45-17) = 677600 кДж/ч;Найдем температуру нагретого в теплоизвлекающем теплообменнике приточного воздухаTн2 = QyLп*ρп*Сп+ Tн1 = = 67760021000*1,21*1 - 6,7= 19,9 °Сρ -  удельная плотность наружного приточного воздуха;с- теплоемкость.Перепад температур Δt антифриза принимаем равным 6 °С, в качестве антифриза используем 40% водный раствор этиленгликоля с температурой замерзания 26 °С, удельной теплоемкостью 3,5 кДж/кг и удельной плотностью 1050 кг/м3.Вычислим требуемый расход теплоносителя антифриза:G = QΔt*c = 6776006*3.5 = 32266 кг/чНаходим среднюю температуру антифризаTафср = tf - 1 = 2-1 = 1 °CОпределим температуру антифриза после теплоотдающего теплообменникаTаф 2= Tафср + Δt/2Tаф 2 =1 +3 = 4°CВычисляем показатели теплотехнической эффективности для теплоотдающего теплообменникаΘtп =tн2- tн1 tаф1-tн1 = 19,9+6.74+6,7 = 2,48Для теплоизвлекающего теплообменникаΘtу = t'y2- t'y1 ty1-tаф2 = 27.5-6.527.5+2 = 0.71 (значения взяты из h-d диаграммы)Вычисляем показатели отношения теплоемкости потоковДля теплоотдающего теплообменникаWпн = Lпн*ρпн*СпнGаф*Саф = 21000*1,23*132266*3,5 = 0,22Для теплоизвлекающего теплообменникаWу = Lу*ρу*СуGаф*Саф =20000*1,21*132266*3,5 = 0,214По графику на рисунке 2 находим численные значение критерия FoРисунок 2 - График для нахождения критериевДля теплоотдающего теплообменника Fo = 1.16 (пунктирная линия на графике), для теплоизвлекающего Fo = 1.5.Вычисляем требуемую величину kFFoпн = kFLпн*ρпн*СпнkFпн = 1,16*21000*1,23*10003600 = 8323 Вт/°CkFу = 1,5*20000*1,21*10003600 = 10083 Вт/°CЗадаемся массовой скоростью воздуха 2 кг/(м2*с) и находим требуемое фасадное значениеДля теплоотдающего теплообменника Fпн = 21000*1,232*3600 = 3,58 м2Для теплоизвлекающего теплообменникаFу = 20000*1,212*3600 = 3,36 м2По справочнику требуемые фасадные сечения обеспечиваются применением в фасадном сечении двух калориферов КСк модели 11; Fф = 1,668 • 2 =3,336 м?.