Жылу сорғыларының шартты тиімділігі

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министірлігі
Семей қаласы Шәкәрім атындағы КеАК

СӨЖ
Тақырыбы: Жылулық сорғылар.
Орындаған:Сапарбек Э.
Тексерген: Алдажуманов Ж.К.

Семей
2021ж

Мазмұны:
1. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
2. Тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
3. Тиімділік ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
4. Жылу сорғыларының шартты тиімділігі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 7
5. Жылу сорғыларының түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
6. Өнеркәсіптік модельдердің түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
7. Ауадан жылу шығару ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
8. Тау жыныстарынан жылуды алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
9. Жерден жылу шығару ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12
10. Спиральды коллектор ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
11. Артылықшылықтар мен кемшіліктер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
12. Жылу сорғыларының қолданылу шектеулері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ..14
13. Пайдалынылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
1. Кіріспе

Жылу сорғы - жылу энергиясын көзден тұтынушыға беруге арналған құрылғы. Әрқашан ыстық денеден суыққа өтетін өздігінен өтетін жылу алмасудан айырмашылығы, жылу сорғысы жылуды қарама -қарсы бағытта береді . Жылу сорғысының жұмыс істеуі үшін сыртқы қуат көзі қажет. Ең көп таралған жылу сорғысының дизайны компрессордан, жылу кеңейту клапанынан, буландырғыштан және конденсатордан тұрады. Бұл компоненттердің ішінде айналатын салқындатқыш хладагент деп аталады .

Тоңазытқыштар мен кондиционерлер жылу сорғыларының белгілі мысалдары болып табылады. Жылу сорғыларын жылытуға да, салқындатуға да қолдануға болады. Жылу сорғысы жылытуға пайдаланылған кезде, ол тоңазытқыш сияқты термодинамикалық циклдің бір түрін жүзеге асырады, бірақ қарама -қарсы бағытта, жылытылатын бөлмеде жылуды шығарады және қоршаған ортаны суық ауадан жылуды алады .

Халықаралық энергетикалық агенттік жылу сорғылары ЭЫДҰ елдерінде 2020 жылға қарай жылу энергиясына қажеттіліктің 10% -ын және 2050 жылға қарай 30% -ын қамтамасыз ететінін болжайды.

2. Тарихы

Жылу сорғыларының тұжырымдамасын 1852 жылы әйгілі британдық физик және инженер Уильям Томсон (Лорд Келвин) әзірледі және оны австриялық инженер Питер Риттер фон Риттингер жетілдіріп, егжей -тегжейлі түсіндірді. Питер Риттер фон Риттингер жылу сорғысының өнертапқышы болып саналады, өйткені ол 1855 жылы алғашқы белгілі жылу сорғысын құрастырып, орнатқан . Бірақ жылу сорғысы практикалық қолдануды кейінірек алды, дәлірек айтқанда ХХ ғасырдың 40 -шы жылдарында, ынталы өнертапқыш Роберт В. Уэббер мұздатқышпен тәжірибе жасаған кезде . Бір күні Вебер кездейсоқ камераның шығысындағы ыстық құбырға қолын тигізіп, жылудың жай ғана лақтырылып жатқанын түсінді. Өнертапқыш бұл жылуды қалай пайдалану керектігін ойлап, суды жылыту үшін қазандыққа құбыр орналастыруды шешті. Нәтижесінде Вебер өз отбасына физикалық түрде қолдануға болмайтын ыстық сумен қамтамасыз етті, ал жылытылған судан алынған жылудың бір бөлігі ауаға көтерілді. Бұл оны бір жылу көзі бір мезгілде суды да, ауаны да қыздыра алады деп ойлауға итермеледі, сондықтан Вебер өзінің өнертабысын жақсартып, ыстық суды спиральмен (катушка арқылы) жүргізе бастады және кішкене желдеткішті қолдана отырып, жылуды бүкіл жерге таратады. үйді жылыту үшін. Уақыт өте келе жер бетіндегі жылуды сорып алу идеясын ойлап тапқан, мұнда жыл бойы температура аса өзгермеген. Ол мыс құбырларын жерге орналастырды, олар арқылы фреон айналады, ол жердің жылуын жинайды. Газ конденсацияланып, үйдегі жылуды бөліп, жылудың келесі бөлігін алу үшін қайтадан катушкадан өтті. Ауа желдеткішпен қозғалып, бүкіл үйге таралды. Келесі жылы Вебер ескі көмір пешін сатты.

1940 жылдары жылу сорғысы өзінің жоғары тиімділігімен белгілі болды, бірақ оған нақты қажеттілік 1973 жылғы мұнай дағдарысынан кейін, энергия бағасының төмен болуына қарамастан, энергия үнемдеуге қызығушылық болған кезде пайда болды.

3. Тиімділік

Компрессор жұмыс кезінде электр энергиясын тұтынады. Айдалатын жылу энергиясының тұтынылатын электр энергиясына қатынасы түрлендіру коэффициенті деп аталады (немесе өнімділік коэффициенті (СО) және жылу сорғысының ПӘК көрсеткіші болып табылады. СОҚ есептеу үшін келесі формула қолданылады:
СОР=QxkA
COP - өлшемсіз коэффициент;
A - сорғысының жұмысы;
Q- тұтынушы алатын жылу.
k- тиімділік
А мәні жылудың белгілі бір мөлшерін сору үшін жылу сорғысының қанша жұмыс жасау керектігін көрсетеді. Бұл көрсеткіш буландырғыш пен конденсатордағы температура деңгейінің айырмашылығына байланысты: яғни құрылғының суық бөлігіндегі салқындатқыштың температурасы әрқашан төмен сортты жылу көзінің температурасынан төмен болуы керек, сондықтан энергия төмен сортты жылу көзінен салқындатқышқа немесе жұмысшы сұйықтыққа кездейсоқ түсуі мүмкін (термодинамиканың екінші заңы) ...
яғни COP = 2 жылу сорғысы пайдалануға болатын жылуды өз жұмысына жұмсайтынынан екі есе көп беретінін білдіреді.
Мысал:
Жылу сорғы Ptn = 1 кВт жұмсайды, COP = 3,0 - тұтынушының Ptn * COP = 1 * 3 = 3 кВт алатынын білдіреді; тұтынушы Pp = 3 кВт алады, COP = 3,0 - бұл жылу сорғысының Pp COP = 33 = 1 кВт тұтынатынын білдіреді
Біз компрессордың немесе оны алмастыратын процестің тиімділігі 100% деп есептейміз. Осы себепті, жылу сорғы күшті салқындатуға қол жеткізбестен, мүмкіндігінше төмен сортты жылудың ең қуатты көзін пайдалануы керек. Шынында да, бұл жылу сорғысының тиімділігін арттырады, өйткені жылу көзін әлсіз салқындату кезінде жылу төмен деңгейдегі жылу көзінен салқындатқышқа өздігінен ағып кету мүмкіндігі сақталады. Осы себепті жылу сорғылары төмен сортты жылу көзінің жылу қоры (C * m * T, c - жылу сыйымдылығы, m - массасы, T - температурасы) мүмкіндігінше үлкен болатындай етіп жасайды.

Мысалы: газ (жұмыс сұйықтығы) жылу сорғысының ыстық бөлігінің энергиясын береді (бұл үшін газ сығылады), содан кейін ол төмен сортты жылу көзінен төмен салқындатылады (дроссельдеу әсері) Джоуль-Томсон эффектісі) қолданылуы мүмкін). Газ төменгі сортты жылу көзіне түседі және осы көзден қызады, содан кейін цикл қайталанады.
Жылу сорғысын үлкен жылу беретін төменгі сортты жылу көзіне қосу мәселесін жылуды жұмыс сұйықтығына беретін жылу тасымалдағышпен жылу сорғысына жылу беру жүйесін енгізу арқылы шешуге болады. Маңызды жылу сыйымдылығы бар заттар, мысалы су, осындай делдал бола алады.
Тиімді машинаны құру үшін компрессорға энергияны және жұмыс температурасын барынша аз жұмсайтындай етіп жұмыс сұйықтығын таңдау қажет екені анық көрінеді. сұйықтық төмен сортты жылу көзіне жеткізілгенде мүмкіндігінше төмен болады (көздердің мүмкін саны күрт өседі).

4. Жылу сорғыларының шартты тиімділігі

Жылу сорғысының тиімділігі көпшілікті шатастырады, өйткені егер сіз айқын есептеулерді жүргізсеңіз, онда бұл принцип бойынша 1 -ден үлкен, бірақ жылу сорғысының жұмысы энергияның сақталу заңына толық бағынады. Яғни, егер жылу сорғы қара жәшік болып есептелетін болса, онда шын мәнінде, құрылғы жылу шығаратынға қарағанда энергияны аз тұтынады, бұл принципті мәнге ие.
Алайда, мұндай есептеулер дұрыс емес және тұтынылатын электр энергиясынан басқа энергия көзін есепке алмайды. Бұл көз әдетте Күн немесе геотермиялық процестермен жылытылатын жылы ауа немесе су болып табылады. Құрылғыдағы электр энергиясы тікелей қыздыруға жұмсалмайды, бірақ компрессордың жұмысына энергия беретін, әдетте, төмен сортты жылу көзінің энергиясын концентрациялауға жұмсалады. Яғни, жылу сорғысында екі энергия көзі бар - электр энергиясы мен төмен сортты жылу көзі, ал есептеулерде екінші көз есепке алынбайды және біреуден үлкен мәндер алынады.
Мысал:
Жылу сорғысы электр желісінен 1 кВт тұтынып, тұтынушыға 4 кВт берсін, ал әлеуеті төмен көзден 5 кВт алсын.
Әдетте, жылу сорғысының төмен сортты жылу көзінен қанша жылу беретінін бағалау қиын, бұл қатеге әкеледі.
Алайда, егер есепте төмен сортты жылу көзі де ескерілсе, онда машинаның тиімділігі бірлікке қарағанда түбегейлі төмен болады. Шатастырмау үшін коэффициенттер енгізілді: COP және термодинамикалық жетілу дәрежесі. COP тұтынушыға берілетін жылу энергиясының әлеуеті төмен көзден жылу беру үшін қажет жұмыс көлемінен қанша есе көп екенін көрсетеді, ал термодинамикалық жетілу дәрежесі жылу сорғысының нақты жылу циклінің қаншалықты идеалдыға жақын екенін көрсетеді. жылу циклі.

5. Жылу сорғыларының түрлері

Қысу жылу сорғысының диаграммасы.
1) конденсатор, 2) дроссель, 3) буландырғыш, 4) компрессор.
Жұмыс принципіне байланысты жылу сорғылары қысу және сіңіру болып бөлінеді. Сығымдалатын жылу сорғылары әрқашан механикалық энергиямен (электр энергиясы) басқарылады, ал абсорбциялық жылу сорғылары жылуды энергия көзі (электр немесе отын) ретінде де қолдана алады.
Сонымен қатар өз жұмысында Пельтье эффектісін қолданатын жартылай өткізгіш жылу сорғылары белгілі . Жылу шығаратын көзге байланысты жылу сорғылары келесіге бөлінеді:
1) Геотермальды (жердің, жердің немесе жер асты суының жылуын пайдаланыңыз)
Негізгі мақала: Жердегі жылу сорғысы
а) жабық түрі
* Көлденең
* Көлденең жердегі жылу сорғысы
Коллектор топырақтың қату тереңдігінің астындағы көлденең траншеяларда сақиналы немесе синусты орналастырылады (әдетте 1,2 м немесе одан жоғары) [11]. Бұл әдіс контур үшін жер учаскесінің жетіспеушілігі болмаған жағдайда тұрғын үйлер үшін ең тиімді болып саналады.
* вертикалды
Су қоймасы тереңдігі 200 м дейінгі ұңғымаларға тігінен орналастырылады [12]. Бұл әдіс жер учаскесінің ауданы контурды көлденең орналастыруға мүмкіндік бермеген немесе ландшафтқа зақым келтіру қаупі бар жағдайларда қолданылады.
* су
Коллектор тоңазыту тереңдігінің астындағы су қоймасына (көлге, тоғанға, өзенге) синустық түрде немесе сақиналар түрінде орналастырылады. Бұл ең арзан нұсқа, бірақ белгілі бір аймақ үшін су қоймасындағы судың минималды тереңдігі мен көлеміне қойылатын талаптар бар.
Тікелей жылу алмасумен (DX - ағылшын тілінен тікелей алмасудан қысқартылған - тікелей алмасу)
Алдыңғы түрлерден айырмашылығы, салқындатқыш жылу сорғысының компрессорымен мына жерде орналасқан мыс құбырлар арқылы жеткізіледі:
* Ұзындығы 30 м және диаметрі 80 мм ұңғымаларда тік
* Ұзындығы 15 м және диаметрі 80 мм ұңғымалардағы бұрышта
* Мұздату тереңдігінің астындағы көлденең жерде
Жылу сорғысының компрессорымен салқындатқыштың айналуы және фреонның жылу алмасуы жоғары жылу өткізгіштік мәндері бар мыс құбырының қабырғасы арқылы тікелей өтуі геотермиялық жылыту жүйесінің жоғары тиімділігі мен сенімділігін қамтамасыз етеді. Сондай -ақ, бұл технологияны қолдану бұрғыланған ұңғымалардың жалпы ұзындығын қысқартуға мүмкіндік береді, осылайша DX Direct Exchange Heatpump құнын төмендетеді.
б) ашық түрі
Мұндай жүйе суды жылу алмастырғыш сұйықтық ретінде пайдаланады, ол ашық циклде жердегі жылу сорғы жүйесі арқылы тікелей айналады, яғни жүйе арқылы өткеннен кейін су жерге қайта оралады. Бұл опцияны салыстырмалы түрде таза су жеткілікті мөлшерде болған жағдайда және жер асты суларын пайдаланудың бұл әдісіне заңмен тыйым салынбаған жағдайда ғана тәжірибеде қолдануға болады.
2) Ауа (жылу шығару көзі-ауа) Потенциалы төмен жылу энергиясының көзі ретінде ауаны қолданыңыз. Сонымен қатар, жылу көзі сыртқы (атмосфералық) ауа ғана емес, сонымен қатар ғимараттардың шығатын желдеткіш ауасы (жалпы алмасу немесе жергілікті) болуы мүмкін.
3) Туынды (қайталама) жылуды қолдану (мысалы, орталық жылыту құбырынан келетін жылу). Бұл ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.