«технико-экономический расчет теплонасосной установки» icon

«технико-экономический расчет теплонасосной установки»




Скачати 111.07 Kb.
Назва«технико-экономический расчет теплонасосной установки»
Дата28.07.2012
Розмір111.07 Kb.
ТипМетодические указания

Министерство образования и науки Украины

Сумский государственный университет


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


к выполнению индивидуального домашнего задания

«ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ »

по дисциплине “СПЕЦИАЛЬНЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА”

для студентов специальности

7.090520 “Холодильные машины и установки”

дневной формы обучения


Сумы

Изд-во СумГУ

2007

Министерство образования и науки Украины

Сумский государственный университет


К печати и в свет

разрешаю на основании

«Единых правил», п. 2.6.14


Заместитель первого проректора-

начальник организационно-

методического управления В.Б. Юскаев


^ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению индивидуального домашнего задания

«ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ»

по дисциплине “СПЕЦИАЛЬНЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА”

для студентов специальности

7.090520 “Холодильные машины и установки”

дневной формы обучения


Все цитаты, цифровой,

фактический материал

и библиографические

сведения проверены,

написание единиц

соответствует стандартам


Составитель В.М. Арсеньев

Ответственный за выпуск С.М. Ванеев

Декан инженерного факультета А.А. Евтушенко


Сумы

Изд-во СумГУ

2007

Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Технико-экономический расчет теплонасосной установки» по дисциплине “Специальные холодильные машины и установки кондиционирования воздуха” /Составитель
В.М. Арсеньев.- Сумы: Изд-во СумГУ, 2007.- 13с.


Кафедра ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ


Учебное издание


^ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению индивидуального домашнего задания

«ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ»

по дисциплине “СПЕЦИАЛЬНЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА”

для студентов специальности

7.090520 “Холодильные машины и установки”

дневной формы обучения


Составитель доц. В.М. Арсеньев

Ответственный за выпуск канд. техн. наук Ванеев С.М.

Редактор Е.А. Пугаева

Компьютерная верстка Е.В. Казбан


Подп. в печ. 2007, поз.

Формат 6084/16. Бумага офс. Гарнитура Times New Roman Cyr. Печ. офс.

Усл. печ. л. Уч.-изд. л.

Тираж 40 экз. Себестоимость изд.

Заказ №


Изд-во СумГУ при Сумском государственном университете

40007, г.Сумы, ул. Римского-Корсакова, 2

Свидетельство о внесении субъекта издательского дела в Государственный реестр

ДК №2365 от 08.12.2005.

Напечатано в типографии СумГУ

40007, г.Сумы, ул. Римского-Корсакова, 2.

^ ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Данные методические указания предназначены для выполнения домашнего задания с целью получения практических навыков по разделу «Теплонасосные установки» дисциплины “Специальные холодильные машины и установки кондиционирования воздуха”, предусмотренной учебным планом специальности 7.090520 «Холодильные машины и установки».

Методические указания содержат исходные данные, основные расчетные зависимости и необходимые справочные данные.

Для выполнения задания используются р-, i– диаграммы указанных холодильных агентов.


^ 1 СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЙ

Исходные данные для расчёта представлены в таблице 1.1.


Примечание. Варианты 6, 7, 9, 15, 19, 20 предпочтительно выделяются для студентов, обучающихся по учебному плану магистров 8.090520.

Обозначение параметров в таблице 1.1.


 Объекты использования ТНУ:

ГВС - система горячего водоснабжения;

СУ - сушильная установка;

ОТ - отопительная установка.

 Параметры среды потребителя:

t1п - температура на входе в ТНУ, °С;

t2п - температура на выходе из ТНУ, °С;

φ1п - относительная влажность воздуха на входе в ТНУ,%;

Gп - массовый расход, т/час;

Qп - теплопроизводительность ТНУ.

 Параметры утилизируемой среды:

– вода СОВС - вода системы оборотного водоснабжения;

– вода ЕВ - вода естественного водоёма;

– вода ГИ - вода грунтового источника;


3



4

t- температура на входе в испаритель ТНУ, °С;

φ- относительная влажность воздуха на входе в испаритель ТНУ,%;

Gу - массовый расход, т/час;

Qу - тепловой поток, подводимый к холодильному агенту в испарителе ТНУ.

 Базовое теплоснабжение:

ТГ - теплогенератор (водогрейный котёл);

ПС - паровая сеть ;

ТС - тепловая сеть специализированного объекта теплоснабжения (районной котельной, котельной другого предприятия);

ТЭН - теплоэлектронагреватели;

ГАЗ - природный газ;

Э/Э - электроэнергия;

М - мазутное топливо;

КПД - коэффициент полезного действия базовой установки теплогенерации.

- время работы в году системы теплоснабжения или взамен её теплонасосной установки.


^ 2 СОДАРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ ВЫПОЛНЯЕМОГО ЗАДАНИЯ


2.1 Перечень разделов

  • Общие сведенья о ТНУ.

  • Схема ТНУ и её описание.

  • Расчет удельных и режимных параметров парокомпрессионного теплового насоса.

  • Расчет эксергетических характеристик ТНУ.

  • Расчет экономических показателей ТНУ.

2.2 Основные требования по представлению материала разделов

2.2.1 Приводятся сведения о применении ТНУ в бытовом и промышленном секторах хозяйствования. Информационные источники [1], [2], [3]. Объём – 2-3 страницы.

5

2.2.2 Схема ТНУ и её описание

В соответствии с заданием составляется принципиальная схема ТНУ, включающая систему отвода теплоты от утилизируемой среды, систему термотрансформации теплоты оборудованием теплового насоса и систему распределения теплоты потребителем тепловой нагрузки.

Для сушильной установки указанная схема отличается от систем ГВС и отопления и имеет вид на рис. 2.1 для теплового насоса.

Рисунок 2.1 – Схема сушильной установки
с тепловым насосом:

КЛ - калорифер; ВТп - приточный вентилятор; ВТв - вытяжной вентилятор; КМ - компрессор; И - испаритель; КД - конденсатор;
ПК - переохладитель конденсата; РТ - регенеративный теплообменник; РВ - регулировочный вентиль


В отличие от энергосберегающей базовая схема содержит калорифер и только приточный вентилятор. Для вариантов 19 и 20 схема воздушного отопления представлена на рис 2.2.


6


Рисунок 2.2 – Схема воздушного теплового насоса:

П - обогреваемое помещение; КМ - компрессор; ТО - теплообменник основной; РТ - регенеративный теплообменник;
Д - детандер; ВТп - приточный вентилятор


Базовая схема содержит калорифер и приточный вентилятор.

Представленные схемы должны содержать необходимые обозначения по оборудованию, направлению и видам потоков (материальных и энергетических). В описаниях схем приводится последовательность процессов функционирования компонентов всех систем ТНУ. Информационные источники [1], [2], [5].

Объем раздела – 2-3 страницы.


2.2.3 Расчет удельных и режимных параметров цикла теплового насоса

Для вариантов 1-18 выполняется расчет цикла парокомпрессионного теплового насоса, а для вариантов 19, 20 - воздушного теплового насоса. Последовательность расчета приведена в [4]. Результаты расчета сводятся в таблицу.

Для расчета режимных параметров оборудования теплового насоса определяется массовый расход хладагента ma по одному из задаваемых значений Gп, Qг, Gу , Qу , приведенных в таблице 1.1.

7

Для вариантов 1-18 рассчитываются:

  • теплопроизводительность Qт (если она не является заданной величиной);

  • тепловая нагрузка на конденсатор Q;

  • тепловая нагрузка на переохладитель конденсата Qпк ;

  • тепловая нагрузка на регенеративный теплообменник Qпк;

  • тепловая нагрузка на испаритель Qи (если она не является заданной величиной);

  • адиабатная мощность компрессора Ns ;

  • потребляемая мощность компрессора Nк ;

  • мощность на валу привода компрессора Nпр ;

Для 19-го и 20-го вариантов рассчитываются:

  • теплопроизводительность Qт =Qто (если она не является заданной величиной);

  • тепловая нагрузка на основной теплообменник Qпк (для вар. 19);

  • тепловая нагрузка на регенеративный теплообменник Qпк;

  • адиабатная мощность компрессора Nи детандера Nд ;

  • потребляемая мощность компрессора Nк, мощность на валу детандера Nд ;

  • мощность на валу привода компрессора с учетом передачи Nд на вал компрессора Nпр ;

Кроме перечисленных нагрузок, подлежат расчету для вариантов 1-18:

  • объёмные расходы среды потребителя Vп и утилизируемой среды Vу ;

  • потребляемая мощность вентиляторов Nвт , Nвв ;

  • тепловая нагрузка на калорифер для базовой схемы и для энергосберегающей , если ТНУ не обеспечивает полное теплоснабжение объекта использования ввиду отсутствия выигрыша в финансовых затратах на энергопотребление, вызванных поддержанием нерационального уровня температуры конденсации для теплового насоса. В связи с указанным расчёт цикла и режимных параметров выполняется для вариантов с t2п >70 °C на 2-3 значения температуры конденсации с

8

последующей финансовой оценкой энергозатрат и выбором наиболее экономичного режима работы системы.


Для вариантов 19, 20:

  • объёмная производительность компрессора по условиям всасывания Vk;

  • объёмная производительность детандера по условиям всасывания Vд;

  • потребляемая мощность вентиляторов Nп.

Режимные параметры для всех вариантов задания сводятся в таблицу. Информационные источники [4], [5].


2.2.4 Расчёт энергетических характеристик ТНУ

Для выполнения указанного расчета необходимо составить схемы эксергетических преобразований для ТНУ в целом и по отдельным её компонентам. Данные представлены в виде рисунков с пояснениями по эксергетическим потокам. Для общей схемы эксергетических преобразований необходимо составить уравнения и выполнить расчёты следующих характеристик:

  • потока эксергии топлива ЕF ;

  • потока эксергии продукта ЕР ;

  • потока деструкции и потерь эксергии Ед +Ел;

  • эксергетической эффективности Еех.

Информационные источники [6], [7].


2.2.5 Расчёт экономических показателей энергоэффективности ТНУ

Данный расчёт предусматривает определение стоимости затрат на энергоносители для базового варианта энергоснабжения и для варианта с применением теплонасосной технологии.

Расчёт выполняется на одну и ту же величину выработки теплоты , кВтч, для сопоставляемых вариантов, которая определяется по формуле

, (2.1)

9

где , представляющая собой тепловую нагрузку объекта системы, требующего теплоснабжения для своего функционирования.

При использовании ТНУ с приводом компрессора от электродвигателя годовая выработка теплоты для потребителя требует затрат электроэнергии в количестве, кВтч,

(2.2)

где - суммарная мощность, потребляемая электродвигателями оборудования, входящего в состав ТНУ (компрессора, насосов, вентиляторов).

Стоимость, грн, годовых затрат на оплату электроэнергии при теплонасосном теплоснабжении составит

(2.3)

где сэ/э – стоимость электроэнергии, грн/кВтч.

Расчёт аналогичных показателей для варианта базового теплоснабжения зависит от типа оборудования, которое генерирует теплоту.

Если в качестве генератора тепловой нагрузки используются теплоэлектронагреватели (ТЭНы), то энергозатраты, кВтч и стоимость, грн, годовых затрат рассчитываются по формулам

(2.4)

. (2.5)

Для теплогенератора, работающего с потреблением природного газа, годовой расход составляет

, м3, (2.6)

где - удельный расход природного газа для теплогенератора, м3/кВтч.

Стоимость годовых затрат, грн, на оплату газа

, (2.7)

где сгаз – цена 1м3 природного газа, грн/м3.

Для теплогенератора, работающего с потреблением жидкого топлива (мазут, дизельное топливо), годовой расход топлива, кг, составляет

10

(2.8)

где - удельный расход жидкого топлива для теплогенератора, кг/кВтч.

Стоимость, грн, годовых затрат

(2.9)

где сжт - цена 1 кг жидкого топлива, грн/кг.

Определение удельных расходов топлива выполняется по зависимостям

для газа , м3/кВтч;

для жидкого топлива , кг/кВтч.,

где - низшая теплота сгорания газа по сухой массе, МДж/м3;

- высшая теплота сгорания жидкого топлива по рабочей массе, МДж/кг;

= 0,95; =0,975; = 34,01 МДж/м3; = 42,7 МДж/кг.

Значения КПД теплогенераторов приведены в таблице исходных данных.

В случае если по базовому варианту потребитель теплоты покупает теплоноситель в виде горячей воды или водяного пара, то годовое потребление теплоносителя, кг, рассчитывается по уравнению

, (2.10)

где iвх, iвых – удельные энтальпии теплоносителя на входе и выходе в аппараты, где происходит нагрев среды потребителя (калориферы, бойлеры, батареи и др.).

Стоимость, грн, годовых затрат

(2.11)

где ст/н – отпускная цена 1 кг теплоносителя, грн/кг.


11

Для расчёта принимаются следующие цены (2006 год):

сэ/э= 0,25 грн/кВтч;

сгаз= 0,6 грн/м3;

сжт= 3,8 грн/кг;

ст/н= 10 грн/т горячей воды(t = 90…110°С);

ст/н= 80 грн/т пара (t = 120…180°С).

Результаты расчёта охарактеризовать значениями удельных показателей энергоэффективности для базового и теплонасосного вариантов

, грн/кВтч.

Информационные источники по расчёту [3], [8].


^ 3 СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы. Пер. с англ.-М.: Энергоиздат,1982.-224с.

2. Хайнрих Г., Найорк Х., Нестлер В. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения.- М.: Стройиздат, 1985.
-351с.

3. Янтовский Е.И., Пустовалов Ю.В. Парокомпрессионные теплонасосные установки.- М.:Энергоиздат, 1982.

4. Тепловые и конструктивные расчёты холодильных машин/ Под общ. ред. И.А.Сакуна.-Л.:Машиностроение, 1987.- 426с.

5. Холодильные машины/Под общ. ред. И.А.Сакуна,- Л.:Машиностроение,1985.-510с.

6. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения.- М.: Энергоиздат, 1981.- 320с.

7. Чумак И.Г. и др. Холодильные установки.- М.: Агропромиздат, 1991.- 495с.

8. Янтовский Е.И., Левин Л.А. Промышленные тепловые насосы.
-М.: Энергоиздат, 1989.


12

Схожі:

«технико-экономический расчет теплонасосной установки» iconИ в свет разрешаю на основании «Единых правил», п. 14 Проректор В. Д. Карпуша методические указания
Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Расчёт энергоэффективности использования теплонасосной установки»...
«технико-экономический расчет теплонасосной установки» iconИ в свет разрешаю на основании «Единых правил», п. 14 Проректор В. Д. Карпуша методические указания
Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Расчёт энергоэффективности использования теплонасосной установки»...
«технико-экономический расчет теплонасосной установки» iconМетодические указания к разработке курсового проекта «Расчет основных технико-экономических показателей деятельности предприятий эт»
Методические указания к разработке курсового проекта «Расчет основных технико-экономических показателей деятельности предприятий...
«технико-экономический расчет теплонасосной установки» iconРасчет бескаркасных зданий при воздействии температуры буадзе И. Э
Для исключения установки температурных швов необходим достоверный расчет здания на температуру
«технико-экономический расчет теплонасосной установки» iconИндивидуальное задание по курсу: «Альтернативные источники энергии» на тему: «цикл карно и тепловые насосы»
Карно и тепловые насосы. Представлена схема работы тепловых насосов, а также описание принципа действия теплонасосной установки....
«технико-экономический расчет теплонасосной установки» iconИ в свет разрешаю на основании «Единых правил», п. 14 Заместитель первого проректора начальник организационно методического управления В. Б. Юскаев методические указания
Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Расчет системы теплоутилизации компрессорной установки» по...
«технико-экономический расчет теплонасосной установки» iconИ в свет разрешаю на основании «Единых правил», п. 14 Заместитель первого проректора начальник организационно методического управления В. Б. Юскаев методические указания
Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Расчет системы теплоутилизации компрессорной установки» по...
«технико-экономический расчет теплонасосной установки» iconИ в свет разрешаю на основании «Единых правил», п. 14 Первый проректор В. Д. Карпуша методические указания
Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Расчет системы технологического кондиционирования воздуха»...
«технико-экономический расчет теплонасосной установки» iconИ в свет разрешаю на основании «Единых правил», п. 14 Первый проректор В. Д. Карпуша методические указания
Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Расчет системы технологического кондиционирования воздуха»...
«технико-экономический расчет теплонасосной установки» iconКрымский экономический институт гвуз «Киевский национальный экономический университет имени Вадима Гетьмана» Инвестиционные проблемы предприятий
Инвестиционные проблемы предприятий: Монография /[ С. П. Наливайченко, А. И. Руденко, Т. В. Амельченко]; под ред д э н., проф. С....
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи