Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Ефективність використання теплового насосу типу ґрунт – рідина потужністю 6 кВт
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний технічний університет України Київський політехнічний інститут
Інститут:
Не вказано
Факультет:
ЗІ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
Фізика
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ
імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО”
ЗВІТ
з лабораторної роботи №7
з навчальної дисципліни “Основи фізики традиційних та альтернативних джерел енергії”
Тема:
Ефективність використання теплового насосу типу ґрунт – рідина потужністю 6 кВт
Варіант 17
Варіант №17:
/
/
Теоретичні відомості
Тепловий насос (ТН) є пристроєм для перенесення низькотемпературного тепла на вищий температурний рівень, що робить його корисним для опалення та гарячого водопостачання. Основою роботи ТН є термодинамічний цикл, при якому теплова енергія переноситься за допомогою холодоагенту з джерела низькотемпературного тепла, наприклад ґрунту, на вищу температуру, придатну для опалення. Ґрунт є оптимальним джерелом для України завдяки стабільній температурі протягом року (+8-12 ˚С), що забезпечує ефективність роботи теплового насоса.
Конструкція теплового насосу включає конденсатор, розширювальний клапан, випарник, компресор і терморегулятор, який керує передачею тепла. Холодоагент циркулює в контурі насосу, змінюючи свій стан для забезпечення теплопередачі. При низькому тиску у випарнику холодоагент випаровується, поглинаючи тепло від ґрунтового контуру. Потім компресор стискає холодоагент, підвищуючи його температуру, і він вивільняє тепло у конденсаторі, яке передається до опалювального контуру.
Коефіцієнт перетворення або СОР (coefficient of performance) є показником ефективності теплового насосу, який визначається як відношення виробленої теплової енергії Qтн до спожитої електричної енергії N:
/
При проектуванні систем опалення із застосуванням теплонасосних установок (далі ТНУ) необхідно враховувати оптимальний режим експлуатації та техніко – економічне обґрунтування потужності теплового насосу. Для ТНУ можливі такі режими експлуатації:
1. Моновалентний режим – тепловий насос повністю покриває сумарну опалювальне навантаження для опалення і гаряче водопостачання (ГВП).
2. Моноенергетичний режим – тепловий насос покриває суттєву частину опалювального навантаження і ГВП. Додатковий електричний нагрівач використовується для покриття пікових навантажень.
3. Бівалентно-паралельний режим – тепловий насос покриває більшу частку опалювального навантаження. Другий теплогенератор (наприклад газовий або твердопаливний котел) використовується для покриття пікових навантажень.
4. Бівалентно- альтернативний режим – тепловий насос і другий генератор ніколи не працюють одночасно. Замість цього, застосовується розподіл річної потреби в енергії рівними частками між ними.
Можливий режим, коли в ТНУ у бівалентно-паралельному режимі в тепловий насос вмонтований електричний нагрівач, при цьому покриваються пікові навантаження, а основним постачальником енергії є геліоколектор.
При проектуванні системи розподілення тепла теплонасосної установки необхідно спочатку задавати по можливості нижчу температуру в прямому трубопроводі. Зниження температури в прямому трубопроводі на 1 градус дає близько 2,5% заощадження електроенергії.
Ґрунтовий плоский колектор може бути представлений у наступних конфігурація:
- плоский колектор;
- плоский спіральний колектор.
Ґрунтові колектори використовуються в виді горизонтальної простої або спіральної котушки, закопаної на глибину 1,8 м. Вибір відповідного типу колектору залежить від величини вільної поверхні землі.
Результати роботи
1. Визначаємо вироблену тепловим насосом корисну теплову енергію
Qтн = G*ρ*ср(t1- t2), (2)
де Qтн – вироблена тепловим насосом корисна теплова енергія;
G – витрата теплоносія в контурі , м3/год;
ρ=1000 кг/ м3– густина теплоносія;
t1 – температура теплоносія на вході в контур, оС;
t2 – температура теплоносія на виході з контуру, оС.
/
2. Визначаємо коефіцієнт трансформації тепла СОР
ε = Qтн/N, (1)
де N – спожита електрична енергія; Qтн – вироблена тепловим насосом корисна теплова енергія.
/
Визначення площі ґрунтового теплообмінника:
/
де :
QТН – теплопродуктивність ТН, Вт;
N – споживана потужність ТН від мережі, Вт;
g – питома потужність ґрунтового колектора, ВТ/м2 , беремо із таблиці №1 відповідно до заданого типу ґрунту.
Середнє значення для глинистого сухого: 22,5 Вт/м2.
/
/
Висновок:
В результаті виконання лабораторної роботи було вивчено принцип роботи теплового насоса типу ґрунт - рідина потужністю 6 кВт, а також методику визначення коефіцієнта перетворення енергії (СОР) і розрахунку горизонтального ґрунтового теплообмінника. Проведені розрахунки корисного навантаження теплового насоса та параметрів теплообмінного апарату дозволили оцінити ефективність використання установки. Отримані результати свідчать про значний потенціал таких систем для зменшення споживання традиційних енергоресурсів та підвищення енергоефективності опалювальних систем.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора