Разработка и исследование водонагревателей тепловых насосов, работающих на R744 в качестве рабочего вещества

• Автор: Пустовалов, Станислав Борисович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. ЭНЕРЕГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕПЛОНАСОСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ НАГРЕВА СЕТЕВОЙ ВОДЫ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Области применения ТН

1.2. Рабочие вещества ТН

1.3. Основной водонагревающий элемент ТНС02

1.4. Выводы

ГЛАВА 2. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЁТА

ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ ТНС02

2.1. Определение рабочих параметров ГО ТНС02

2.2. Математическая модель теплообмена в ГО ТНС02

2.3. Алгоритм проектного расчёта
2.4. Алгоритм поверочного расчёта
2.5. Выводы

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ ТНС02. ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Объект исследования
3.2. Программа проведения исследования
3.3. Методика проведения исследования
3.4. Стендовое оборудование и средства измерения
3.5. Методика обработки результатов измерений
3.6. Погрешности определения основных величин при испытаниях и обработке результатов
3.7. Обобщение результатов исследования
3.8. Выводы
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ
ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ ТНС02
4.1. Методика проведения численного исследования
4.2. Результаты численного исследования водонагревателей
в составе ТН
4.3. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
R744 - обозначение диоксида углерода (ССЬ) по международной
классификации хладагентов (refrigerant);
ТН - тепловой насос (термотрансформатор);
ТНС02 - тепловой насос, использующий R744 в качестве рабочего
вещества;
ГО - газоохладитель;
ГО ТНС02 - теплообменный аппарат для нагрева сетевой воды (водонагреватель) в составе ТНС02;
И - испаритель;
КД - конденсатор;
ПО - переохладитель;
КМ - компрессор;
МКМ - мембранный компрессор;
ИНТ - источник низкопотенциального тепла;
ивт - источник высокопотенциального тепла;
ODP - озоноразрушающий потенциал (Ozone Destroy Potential);
GWP - потенциал глобального потепления (Global Warming
Potential);
K&P - сокращённое обозначение корреляции КраснощёковаПротопопова, принятое в иностранных источниках; скд - сверхкритическое давление;
К - коэффициент теплопередачи, Kfm ;
м ■К
^ - коэффициент теплоотдачи, -~т~р >
М - массовая скорость, ;

О кг
г - плотность, —;

Р - давление, МПа;

2.3. Алгоритм проектного расчёта
При проектном расчёте (рис. 2.7) задают расходы, входные и выходные температуры, давление рабочего вещества и теплоносителя. Определяется температурный напор и интегральный коэффициент теплопередачи при осреднённых теплофизических свойствах, с учётом которого рассчитывается
промежуточное значение требуемой длины канала При решении
системы уравнений (2.6) получаем промежуточные значения температур входа теплоносителя и выхода рабочего вещества . Если эти
температуры не совпадают с исходными производится итерационная
процедура по поиску искомой величины X . Если полученные значения совпадают с исходными, с заданной точностью, расчёт прекращается.
Т1 тг

► х - ?

Т2' Т2
Рис. 2.7. Схема проектного расчёта ГО ТНС02.
Описанный выше алгоритм реализован в среде МаШСАЕ) с помощью стандартных процедур [87]. Разработанная на базе алгоритма компьютерная программа позволяет проводить проектный расчёт реальных водонагревателей ТНС02 с определением и визуализацией рабочих характеристик, позволяющих анализировать, полученные результаты.