Оценка энергетической эффективности цикла теплового насоса со ступенчатым сжатием
Another Title
Evaluation of the Energy Efficiency of the Stage Compression Heat Pump Cycle
Bibliographic entry
Оценка энергетической эффективности цикла теплового насоса со ступенчатым сжатием = Evaluation of the Energy Efficiency of the Stage Compression Heat Pump Cycle / С. К. Абильдинова [и др.] // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2019. – № 3. – С. 293-302.
Abstract
Мировые тенденции в области разработки и внедрения теплонасосной техники направлены на увеличение выпуска и модернизацию существующих тепловых насосов. В них экологически обосновано применение хладагентов с нулевым значением потенциала истощения озонового слоя относительно фтортрихлорметана и с минимальными значениями потенциалов глобального потепления относительно диоксида углерода. Перспективными являются теплонасосные установки со ступенчатым сжатием, а также последовательной и каскадной схемами включения, которые обеспечивают более высокую температуру теплоносителя в системе теплоснабжения. Повышение эффективности теплового насоса зависит от совершенства термодинамического цикла работы, выбора рабочего агента и качественного функционирования установки на нерасчетном температурном режиме. В статье приведены результаты исследования показателей эффективности работы тепловых насосов со ступенчатым сжатием. Сформулированы концепции применения теплового насоса с двухступенчатым сжатием рабочего агента. Выполнены экспериментальные исследования с тепловым насосом Altal GWHP26Н мощностью 24,2 кВт на экологичных хладагентах R134а и R600а. Представлены результаты сравнительного расчета показателей эффективности работы одно- и двухступенчатых тепловых насосов. Рассмотрены различные схемы реализации термодинамического цикла для одно- и двухступенчатого тепловых насосов. Доказана эффективность работы двухступенчатых тепловых насосов, реализующих термодинамический цикл с переохлаждением конденсата и регенерацией теплоты пара рабочего агента. Двухступенчатый термодинамический цикл теплового насоса сопровождается минимальными потерями при дросселировании жидкого хладагента и решает проблему полезного теплоиспользования для повышения температуры нагреваемого теплоносителя для систем отопления и горячего водоснабжения. Регенерация пара рабочего агента на выходе из испарителя за счет использования регенеративного теплообменника дает также дополнительный эффект по минимизации термодинамических потерь и повышению эффективности циклов парокомпрессионных тепловых насосов в условиях больших перепадов температур в испарителе и конденсаторе.
Abstract in another language
The increase in production and modernization of existing heat pumps are global trends in the development and implementation of heat pump technology. Application of refrigerant with zero potential ozone depletion relative to fluorinetrichloromethane and minimum values of global warming potentials relative to carbon dioxide is environmentally justified in pumps. Prospective are stage compression heat pump units and, also, consecutive and cascade schemes of inclusion which provide higher temperature of the heat carrier in the system of heat supply. Improving the efficiency of the heat pump depends on the perfection of the thermodynamic cycle, on the choice of the working agent and on the quality of the operation of the unit in off-design conditions of a temperature mode. The article presents the results of a study of the performance of stage compression heat pump. The concepts of application of the heat pump of two-stage compression of the working agent are formulated. Experimental researches has been fulfilled with the use of Altal GWHP26Н heat pump of 24.2 kW capacity operating on an eco-friendly refrigerants of R134a and R600а. The results of comparative calculation of performance indicators of one- and two-stage heat pumps are presented. Various schemes of realization of a thermodynamic cycle for one- and two-stage heat pumps are considered. The efficiency of two-stage heat pumps that implement thermodynamic cycle with supercooling of condensate and regeneration of steam heat of the working agent has been proved. The two-stage thermodynamic cycle of the heat pump is accompanied by minimal losses during the throttling of the liquid refrigerant, and it solves the problem of useful heat use to increase the temperature of the heated coolant for heating and hot water supply systems. Steam regeneration of the working agent at the outlet from the evaporator through the use of regenerative heat exchanger also provides the additional effect of minimization of thermodynamic losses and improving efficiency of cycles with vapor compression heat pumps in the conditions of large temperature differences in the evaporator and the condenser.
View/
Collections
- № 3[7]