Конденсатор теплового насоса

Конденсаторы в тепловом насосе служат для отвода теплоты при температуре, превышающей температуру окружающей среды или охлаждающего вещества. При этом хладагент переходит из парообразного состояния в жидкое, т.е. конденсируется. В теплонасосиом цикле эта теплота, отобранная у хладагента, представляет собой полезную теплоту. В качестве охлаждающих веществ для конденсаторов можно применять как жидкости (особенно воду), так и газы (особенно воздух).

Тип охлаждающего вещества, воспринимающего теплоту конденсации, зависит в теплонасосиом цикле от способа применения. Использование воздуха или других газов в качестве охлаждающих веществ для конденсаторов имеет смысл лишь тогда, когда газ, используемый для охлаждения, представляет собой вещество, к которому должна подводиться полезная теплота. При использовании жидкостей в качестве вещества, охлаждающего конденсатор, их функцией часто является лишь транспортировка полезной теплоты от конденсатора к месту ее потребления (промежуточные теплоносители).

В связи с большим различием в значениях коэффициентов теплообмена газов и жидкостей применяют различные конструкции конденсаторов с газовым и жидкостным охлаждением.

Конденсаторы с жидкостным охлаждением по конструктивному решению подразделяются па кожухотрубные, двухтрубные (труба в трубе) и змеевиково-трубные специальной конструкции.

Поскольку коэффициенты теплообмена коденсирующегося хладагента ниже коэффициента теплообмена потока жидкости или примерно равны, в качестве теплопередающего элемента также применяют гладкие трубы или трубы с увеличенной поверхностью (ребристые трубы) со стороны хладагента. Использование труб с увеличенной поверхностью со стороны жидкости имеет смысл в определенных условиях только при ее безнапорном движении.

Кожухотрубную конструкцию также наиболее часто применяют и в конденсаторах. При этом охлаждающее вещество пропускается внутри труб, а хладагент конденсируется на наружной стороне труб в межтрубном пространстве. Причем пар хладагента поступает в полость кожуха сверху, сконденсировавшийся хладагент удаляется снизу. Чтобы получить, возможно более высокий нагрев охлаждающего вещества, необходимо обеспечить его движение снизу вверх. Улучшенная реализация принципа противотока и более эффективное использование температуры перегретого пара хладагента, поступающего в конденсатор, могут быть достигнуты при применении так называемого элементного (миогосекциоиного) конденсатора, где несколько кожухотрубных теплообменников с относительно небольшим числом труб в каждом расположены друг над другом.

Двухтрубная конструкция. Преимущество двухтрубных теплообменников (труба в трубе) - создание полного противопотока обоих веществ. При этом благодаря использованию теплоты перегрева достигается более высокая температура теплоносителя на выходе. Такую конструкцию рекомендуется применять также при работе на неазеотропиых смесях в качестве хладагентов. Хладагент может подаваться как во внутреннюю трубу, так и в зазор между наружной и внутренней трубой (причем с целью повышения прочности, а для тепловых насосов и с целью повышения термодинамических характеристик, более целесообразно пропускать хладагент внутри труб).

Змеевиково-трубная конструкция. Поскольку коэффициенты теплообмена конденсирующего хладагента больше, чем от потока газа, в конденсаторах с воздушным охлаждением в качестве теплопередающего элемента всегда применяют трубы с увеличенной поверхностью (пластинчатые или ребристые трубы) со стороны газа. С целью достижения большей компактности аппарата и его удешевления осуществляется принудительное движение газа или воздуха через пучки пластинчатых или ребристых труб. Чаще всего применяют змеевиково-ребристые теплообменники. Размещение теплообменника и вентилятора, подающего воздух, в теплонасоспых установках зависит от условий применения.

Теплонасосные установки, как указывалось выше, осуществляют полный цикл циркуляции теплоносителя и включают привод, приборы автоматического контроля и регулирования и защиты.

Из таблице 3.3 [3.42; 3.69] видно, что производством тепловых насосов занимаются шесть организаций, пять из которых делают ТН практически по зарубежным цепам (видимо, потому, что используются импортные компрессорные агрегаты), в том числе и завод «Компрессор», хотя он использует компрессоры своего производства.

Такие цены в нашей стране доступны только очень ограниченному контингенту потребителей, что, безусловно, сдерживает развитие теплонасосного теплоснабжения в России. Из графы 4 таблицы 3.3 следует что у пяти производителей температура воды для отопления, получаемая в их ТН, находится в пределах 52-58 °С, т.е. средняя температура около 55 °С. Это максимальная температура воды для теплоснабжения, которую могут выдавать эти ТН, такой температурный режим осуществляется в большинстве ТН и за рубежом. Можно, не обращая внимания на инструкции и руководства по эксплуатации, заставить эти ТН выдавать воду для отопления, например, заменив рабочее тело и организовав конденсацию при температуре 75 °С, что позволит получать воду с температурой +70 °С. Но это приведет к снижению

теплопроизводителыюсти па 15-20%, к резкому снижению коэффициента преобразования и значительному сокращению срока службы ТН.

Таблица 3.3

Рабочие параметры тепловых насосов, выпускаемых в России__

Производитель

Марка

Расчетная тепловая мощность, кВт

Расчетная темнера-ура для тепло- снаб-жения, °С

Стоимость 1 Гкал/ч расчетной тепловой мощности, тыс.долл. США

Стадия

производства

ФГУП «Рыбинский завод приборостроен ИЯ»

АТНУ

10,3; 12,0; 14,0

55

338,4-373,3

По

отдельным

заказам

ЗАО ОКБ «Карат»,

г. Санкт-Петербург

ТНУ-КР

5; 10; 18; 25; 30; 50; 60

55

348,9-1163,0

По

отдельным

заказам

ЗАО «Полад», г.Тольятти

ТХУ, НКТ

8; 17,6; 29,5; 16,4

60

Данные

отсутствуют

По

Отдельным

заказам

ЗАО НПФ «Тритон ЛТД», г.Нижний Новгород

НТПБ, НТВ

  • 10; 20; 35; 60; 80; 150; 300; 500;
  • 1000; 2200;
  • 5000

58

104,7-488,5

По

отдельным

заказам

ЗАО «Энергия», г.Новосибирск

НТ

ПО; 280; 300; 500; 1000; 3000

80

96,9-190,3

Серийное

производство

Таблица 3.4

Тепловые насосы на базе поршневых полугерметичных компрессоров [3.42]_

Тип теплового насоса (ТН)

Потребляемая электрическая мощность, кВт

Тепло про- изодитсльность, кВт

Г а бариты, м

Масса, кг

Температура низкопотенциального тепла

+8°С

+25 °С

+8 °С

+25 °С

Температура теплоносителя системы отопления

+60°С

+65 °С

+60 °С

+65 °С

Рабочее вещество

Смесь хладонов R142Ь=

20%

R22 = 80%

Смесь хладонов R 142Ь=30% R22 = 70%

Смесь хладонов R 142Ь=20% R22 = 80%

Смесь хладонов R 1426=30% R22 = 70%

НТПБ-7

2,3

2,8

7

12

0,45 х 0,5x0,56

125

НТПБ-17

5,5

6,7

16,5

28

0,6x0,65x0,7

156

НТПБ-35

11,6

14,5

35

60

0,85x0,9x1,1

190

НТПБ-60

17,7

22

53

91

1,0x1,1x1,1

224

НТПБ-80

26,5

33

80

137

1,1x1,1x1,1

300

НТПБ-110

36

44

110

187

1,2x1,2x1,2

346

НТПБ-135

44

55

135

230

1,25x1,2x1,2

405

НТПБ-160

53

65

156

266

1,3x1,3x1,25

523

НТПБ-185

61

76

185

314

1,35x1,3x1,3

657

НТПБ-220

73

90,6

220

375

1,36х1,3х 1,3

824

НТПБ-320

106

132

320

540

1,6х 1,4х 1,3

917

НТПБ- 500

159,5

198

481

820

1,7х 1,55х 1,4

1121

НТПБ-1000

319

396

960

1640

2,0x1,55x1,4

1990

Габаритные размеры: длина х высота х ширина

Тепловой насосов НТ -110

Рис.3.13. Тепловой насосов НТ -110

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >