Расчет режима работы теплонасосной установки и выбор тепловых насосов

Задачей расчета является определение расходов всех потоков воды, ее температуры, тепловых нагрузок теплообменников, теплопроизводительности теплонасосной установки, типоразмера и коли­чества тепловых насосов.

Исходные данные для расчета включают данные, приведенные в п.1.2, а также функциональную схему системы водоснабжения и тип тепловых насосов.

Считаем, что функциональная схема системы водоснабжения соответствует приведенной на рис. 1. В качестве тепловых насо­сов применяются парокомпрессионные тепловые насосы с маслозаполненным винтовым компрессором.

Расчет выполняется в следующей последовательности. Объемный расход воды на горячее водоснабжение

,

где с, - удельная теплоемкость и плотность воды.

Температура подпиточной воды системы горячего водоснабже­ния на выходе из предварительного теплообменника

где - недогрев подпиточной воды в предварительном теплооб­меннике до температуры оборотной воды, принимается =2...5⁰С

Тепловая нагрузка предварительного теплообменника

Теплопроизводительность теплонасооной установки

Q=Q₀+ Q_в+ Q_гв.

Количество рабочих тепловых насосов

где Q_кн,Q_мн - номинальная теплопроизводительность конденса­тора и маслоохладителя выбранного теплового насоса /см. табл. 1 Приложения/.

Количество устанавливаемых тепловых насосов с учетом резер­ва

N_уст=N+1.

Рекомендуется использовать однотипные и наиболее мощные тепловые насосы, стремясь к максимальному использованию их мощ­ности. Минимальное количество тепловых насосов должно быть не менее двух /один рабочий и один резервный/. Тепловые нагрузки конденсатора и маслоохладителя каждого теплового насоса в расчетном режиме

Тепловая нагрузка конденсатора в расчетном режиме

Q_к=Q_км - Q_мн.

Тепловая нагрузка испарителя в расчетном режиме

где - коэффициент трансформации теплового насоса, принимается = 3,2...4.

Расход оборотной воды через предварительный теплообменник и испарители тепловых насосов

Расход оборотной воды на градирни

V_г=V_ов-V_нп.

Расход воды на отопление

.

Расход воды на вентиляцию

.

Тепловая нагрузка разделительного теплообменника

Q_рт=V_гвс(t_гв-t_пт).

Температура горячей воды в промежуточном контуре конденсаторов и маслоохладителей тепловых насосов на выходе из разделительно­го теплообменника

t_рт= t_пт+ t_но,

где t_но - недоохлаждение воды промежуточного контура в разделительном теплообменнике, принимается  t_но= 5...10⁰С.

Расход воды из промежуточного контура для нагрева воды на горячее водоснабжение в разделительном теплообменнике

Расход воды в промежуточном контуре

V_пк=V₀+V_в+V_рт.

4. Содержание

   • Технологические энергоносители предприятий
   • 1. Информация о дисциплине
   • 1.1. Предисловие
   • 1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
   • Перечень видов практических занятий и контроля
   • 2. Рабочие учебные материалы
   • 2.1. Рабочая программа
   • Раздел 1. Система воздухоснабжения (44 часа)
   • Раздел 2. Система технического водоснабжения (44 часа)
   • Раздел 3. Системы газоснабжения (36 часов)
   • Раздел 4. Системы холодоснабжения (36 часов)
   • Раздел 5. Системы обеспечения продуктами разделения воздуха (32 часа)
   • 2.2. Тематический план дисциплины
   • Тематический план дисциплины
   • Тематический план дисциплины
   • Тематический план дисциплины
   • 2.3. Структурно - логическая схема дисциплины
   • 2.4. Временной график изучения дисциплины
   • 2.5. Практический блок
   • 2.5.1. Практические занятия
   • 2.5.2. Лабораторные работы
   • 2.6. Рейтинговая система оценки знаний при использовании дот
   • Ранжирование результатов
   • 3. Информационные ресурсы дисциплины
   • 3.1. Библиографический список
   • 3.2. Опорный конспект *)
   • Введение
   • Вопросы для самопроверки
   • Раздел 1. Система воздухоснабжения
   • 1.1. Схемы воздухоснабжения
   • 1.1.1. Основные потребители сжатого воздуха на промпредприятии
   • 1.1.2. Требования к качеству воздуха
   • Вопросы для самопроверки
   • 1.2. Компрессорные станции
   • 1.2.1. Состав компрессорной станции
   • 1.2.2. Оборудование компрессорной станции
   • 1.2.3. Расчет и проектирование компрессорной станции
   • 1.2.4. Вспомогательное оборудование компрессорных станци
   • 1.2.5. Воздухопроводы
   • 1.2.6. Компоновка компрессорной станции
   • Вопросы для самопроверки
   • 1.3. Компрессорные машины
   • 1.3.1. Классификация компрессорных машин
   • 1.3.2. Выбор типа компрессоров
   • 1.3.3. Способы регулирования производительности поршневых компрессоров
   • Вопросы для самопроверки
   • Раздел 2. Система технического водоснабжения
   • 2.1. Системы водоснабжения
   • 2.1.1. Схемы технического водоснабжения
   • 2.1.2. Расходы воды
   • Вопросы для самопроверки
   • 2.2. Прямоточная система водоснабжения
   • Вопросы для самопроверки
   • 2.3. Оборотная система водоснабжения
   • 2.3.1. Водохранилища – охладители
   • 2.3.2. Градирни
   • 2.3.3. Брызгальные бассейны
   • Вопросы для самопроверки
   • 2.4. Очистка сточных вод
   • Вопросы для самопроверки
   • Раздел 3. Система газоснабжения
   • 3.1. Системы топливоснабжения предприятий
   • 3.1.1. Топливный баланс промпредприятия
   • 3.1.2. Топливоснабжение при твердом топливе
   • 3.1.3. Топливоснабжение при жидком топливе
   • Вопросы для самопроверки
   • 3.2. Состав и схемы газоснабжения
   • 3.2.1. Основные характеристики горючих газов
   • 3.2.2. Система газоснабжения. Газовый баланс
   • 3.2.3. Схема газоснабжения
   • 3.2.4. Газопроводы
   • Рекомендуемые скорости газов в газопроводах низкого давления
   • Вопросы для самопроверки
   • 3.3. Устройства и сооружения систем газоснабжения
   • 3.3.1. Газораспределительные станции
   • 3.3.2. Газорегуляторные пункты и установки природного газа
   • 3.3.3. Газосмесительные станции
   • 3.3.4. Газоповысительные станции
   • Вопросы для самопроверки
   • Раздел 4. Системы холодоснабжения
   • 4.1. Производство искусственного холода
   • 4.1.1. Области применения низких температур
   • 4.1.2. Потребители искусственного холода
   • 4.1.3. Способы производства искусственного холода
   • Вопросы для самопроверки
   • 4.2. Системы охлаждения
   • 4.2.1. Системы непосредственного охлаждения
   • 4.2.2. Системы косвенного охлаждения
   • 4.2.3. Способы отвода теплоты от потребителей холода
   • Вопросы для самопроверки
   • 4.3. Холодильные машины
   • 4.3.1. Определение расчетной потребности в холоде
   • 4.3.2. Выбор холодильного оборудования
   • 4.3.3. Компоновка холодильного оборудования
   • Вопросы для самопроверки
   • Раздел 5. Системы обеспечения предприятий продуктами разделения воздуха
   • 5.1. Продукты разделеня воздуха
   • 5.1.1. Использование в промышленности продуктов разделении воздуха
   • 5.2.2. Методы промышленного получения продуктов разделения воздуха
   • Вопросы для самопроверки
   • 5.2. Ожижители газов
   • 5.2.1. Структура ожижителей газов
   • 5.2.2. Ожижитель Линде
   • 5.2.3. Ожижитель Капицы
   • Вопросы для самопроверки
   • 5.3. Воздухоразделительные установки
   • 5.3.1. Низкотемпературная ректификация воздуха
   • 5.3.2. Расчет станций разделения воздуха
   • 5.3.3. Оборудование воздухоразделительных установок
   • Вопросы для самопроверки
   • Заключение
   • 3.3. Глоссарий (краткий словарь основных терминов и положений)
   • 3.4. Методические указания к выполнению практических занятий
   • 3.5. Методические указания к выполнению лабораторных работ
   • Охрана труда и техника безопасности при проведении лабораторных работ
   • Библиографический список для лабораторных работ
   • Лабораторная работа №1 получение напорной характеристики центробежного вентилятора
   • 1.1. Цель работы
   • 1.2. Основные теориетические понятия
   • 1.3. Описание лабораторной установки
   • 1.4. Порядок выполнения работы
   • 1.5. Содержание отчета
   • Лабораторная работа №2 испытание поршневого процессора
   • 2.1. Цель работы
   • 2.2. Основные теоретические положения
   • 2.3. Описание лабораторной утсановки
   • 2.4. Порядок выполения работы
   • 2.5. Содержание отчета
   • Лабораторная работа №3 определение жесткости воды
   • 3.1. Цель работы
   • 3.2. Основные теоретические положения
   • 3.3. Описание лабораторной установки
   • 3.4. Порядок выполнения лабораторной работы
   • 3.5. Содержание отчета
   • Лабораторная работа № 4 умягчение воды методом катионного обмена
   • 4.1. Цель работы
   • 4.2. Основные теоретические положения
   • 4.3. Описание лабораторной установки
   • 4.4. Порядок выполнения работы
   • 4.5. Содержание отчета
   • Методика определения хлоридов, сульфатов и кислотности воды
   • 1. Определение содержания хлоридов ртутным методом
   • 2. Определение сульфатов
   • 3. Определение кислотности воды
   • Лабораторная работа №5 изучение и поверка пружинных технических манометров
   • 5.1. Цель работы
   • 5.2. Основные теоретические полпжения
   • 5.3. Описание лабораторной установки
   • 5.4. Порядок выполнения работы
   • Лабораторная работа №6 измерение расхода воздуха различными методами
   • Порядок определения массового расхода
   • 6.2.2. Измерение расхода методом постоянного перепада давления
   • 6.2.3. Измерение расхода методом динамического давления
   • 6.3. Описание лабораторной установки
   • 6.4. Порядок выполнения работы
   • 7.5. Содержание отчета
   • Расчет погрешностей
   • 4. Блок контроля освоения дисциплины
   • 4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
   • Задача №2
   • 1.1. Параметры атмосферного воздуха
   • 1.2. Характеристики вентиляторных градирен
   • 1.3. Стальные бесшовные трубы
   • 1.4. Характеристики центробежных насосов консольного типа
   • 1.5. Среднее расходы воздуха различными потребителями
   • 1.6. Средние значение коэффициента одновременности к0
   • 1.7. Поршневые воздушные крейцкопфные компрессоры с прямоугольным расположением цилиндров типа вп (гост 23680-79)
   • 4.2. Задание на курсовой проект и методические указания к его выполнению Введение
   • 1.Тематика курсовых проектов
   • Принципы формирования тем индивидуальных заданий
   • Задание на курсовой проект
   • 2.Расчетная часть
   • Требования к пояснительной записке
   • Составление функциональной схемы системы водоснабжения
   • Расчет режима работы теплонасосной установки и выбор тепловых насосов
   • Выбор схем включения испарителей и конденсаторов тепловых насосов
   • 2.5. Расчет термодинамического цикла теплового насоса
   • 2.6. Тепловой расчет и подбор теплообменников
   • 2.7. Расчет и подбор градирен
   • 2.8. Расчет диаметров трубопроводов и подбор насосов
   • 2.9. Разработка принципиальной схемы системы водоснабжения
   • 2.10. Компоновка оборудования теплонасосной установки
   • 2.11. Расчет показателей экономичности
   • 3. Графическая часть
   • Литература
   • 2.1. Характеристики парокомпрессионных тепловых насосов
   • 2.2. Основные параметры водоводяных секционных подогревателей
   • 2.3. Параметры атмосферного воздуха
   • 2.4. Характеристики вентиляторных градирен
   • 2.5. Характеристика стальных бесшовных труб
   • 2.6. Характеристики центробежных насосов
   • 2.7. Дополнительные технические решения, разрабатываемые на принципиальной схеме системы водоснабжения
   • 2.8. Примерный состав вспомогательных помещений машинного отделения теплонасосной установки
   • Оглавление курсового проекта
   • 4.3. Текущий контроль
   • 4.3.1. Тестовые задания тест №1
   • Тест №2
   • Тест №3
   • Тест №4
   • Тест №5
   • 4.3.2. Вопросы к зачету
   • 4.4. Итоговый контроль
   • 4.4.1. Вопросы к экзамену
   • Содержание
   • 1. Информация о дисциплине
   • 1.1. Предисловие
   • 2. Рабочие учебные материалы
   • 3. Информационные ресурсы дисциплины
   • 4. Блок контроля освоения дисциплины