Комплексное исследование эффективности тепловых насосов

• Автор: Елистратов, Сергей Львович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 383 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Состояние проблемы и определение задач исследования
1.1. Повышение роли ТН в решении задач энергосбережения и
охраны окружающей среды
1.1.1. Общая характеристика эффективности теплоснабжения
1.1.2. Актуальные направления развития теплоснабжающих систем с тепловыми насосами
1.1.3. Оценка ресурсного потенциала возобновляемых источников и проблем его практического использования
1.2. Общая характеристика традиционных и перспективных ТН..
1.3. Актуальные проблемы внедрения ТН в России
1.4. Подходы к оценке эффективности ТН и систем на их
основе
1.5. Актуальные научные проблемы и направления
исследований
1.5.1. Рабочие тела
1.5.2. Проблема «горячего дросселирования»
1.5.3. Схемные решения для теплоснабжения в России
1.5.4. Многоступенчатые абсорбционные машины
1.6. Постановка задач исследования
Глава 2. Сравнительный анализ эффективности теплонасосных
систем на основе эксергетического метода
2.1. Оценка места и роли ТН в преобразовании различных по качеству потоков энергии
2.1.1. Функциональные особенности
2.1.2. Идеализированный цикл термотрансформатора
2.1.3. Оценка влияния температурных уровней источников
2.2. Оценка потенциала эксергии первичных энергоресурсов и

низкопотенциальных источников тепла
2.3. Особенности эксергстического подхода к анализу термодинамической эффективности систем с ТН
2.3.1. Определение эксергетической эффективности на основе балансовых уравнений
2.3.2. Принцип неэквивалентности эксергии и эксергетических потерь
2.3.3. Эксергетические потоки и потери эксергии при сжигании топлива
2.4. Сравнительный анализ эффективности топливных котлов и
АБТН со встроенной топкой
2.4.1. Эксергетические потери при теплоснабжении от водогрейного котла
2.4.2. Сравнительная оценка эксергетической эффективности одноступенчатого АБТН с топкой
2.4.3. Роль многоступенчатой регенерации раствора в повышении термодинамической эффективности АБТН
2.5. Сравнительная эффективность технологий использования эксергии топлива в теплоснабжении
Выводы по главе
Глава 3. Обоснование направлений повышения термодинамической
эффективности рабочих циклов ПКТН
3.1. Методики термодинамического и тепловых расчетов
3.1.1 Схема и термодинамический цикл
3.1.2 Пример расчета
3.2. Оценка внешних и внутренних потерь эксергии
3.3. Оценка собственных и технических потерь эксергии
3.4. Предложения по повышению термодинамической эффективности циклов с одноступенчатым сжатием

3.5. Сравнительный анализ эффективности циклов ПКТН со ступенчатым сжатием
3.5.1. Общий анализ цикла со ступенчатым сжатием
3.5.2. Цикл с внешней регенерацией тепла
3.6. Анализ положительных и отрицательных сторон внешней регенерации
3.7. Оценка эффективности регенеративных циклов ПКТН для различных рабочих тел
Выводы по главе
Глава 4. Простые методы оценки тепломассопереноса для
неизотермической абсорбции и десорбции
4.1. Простой метод оценки тепломассопереноса при нсизотермической абсорбции
4.2. Моделирование стационарного испарения навески жидкости с примесями в сфероидальном состоянии
4.3. Моделирование нестационарного испарения навески
жидкости с примесями в сфероидальном состоянии
4.4. Оценки влияния нерастворимых примесей на испарение
навесок смесей в сфероидальном состоянии
4.5. Оценка влияния растворимых примесей на десорбцию
растворов в сфероидальном состоянии
Выводы по главе
Глава 5. Экспериментальное исследование испарения рабочих тел
ТН в сфероидальном состоянии
5.1. Методики исследования
5.2 . Определение температур Лейденфроста
5.3. Тепловизионные исследования
5.4. Определение коэффициентов теплоотдачи и толщины парового слоя под испаряющейся навеской жидкости

возможность осуществлять работу гидридных ТН в широком диапазоне температур от -50 до +200°С. Свойства гидридообразующего материала определяют его эффективность. Для оценки эффективности устройства используются два ключевых соотношения :
[пр = АН/ЯТ-АЗ/Я (1.2)
Ат„АН. -с/л.Дб
<р = 1---------!—- (-
Ат„ АНк -сткА1к
где р - равновесное давление водорода; АН- энтальпия образования гидрида; Я - универсальная газовая постоянная ; Т - температура, °К; Л5' -энтропия образования гидрида; Атн - масса водорода, принимающего
участие в процессах сорбции -десорбции, , А1к - изменение температуры
сорбера за один цикл, т, т/, - масса сорбера; с{, ск. теплоемкость сорберов; индексы «/» и «/1» соответственно относятся к низкотемпературному и высокотемпературному гидридам.
Сн2, % (масс.)
Рис. 1.4. Цикл работы гидридного АДТН на основе пары МшЪИ4>5А1 -Мт№4,15рео,