6. Termodinamička analiza levokretnih kompresionih rashladnih postrojenja sa tečnosću-parom 6.1
Uvod
Opšta šema energetskih tokova levokretnih kružnih procesa Toplotni ponor T p > T i
Q pred (Φ pred ) Radni fluid
Dopunska energija potrebna za ostvarivanje levokretnog kruznog procesa
Q prim (Φ prim ) Toplotni izvor T i
•
Svrha postojanja levokretnih kružnih procesa je:
Hlađ Hlađenje nesavršeno (toplotno) izolovanih prostora – hladnja če, frižideri, razne prostorije u letnjem periodu – i namensko hla đenje (postupci zamrzavanja proizvoda, pravljenje leda,...) različitih materija na temperature niže od temperature okolnog
prostora
Grejanje – obično samo za zagrevanje prostora – nadokna đivanje toplotnih
„gubitaka“ 6.2 •
•
Kompresiona postrojenja levokretnih kružnih procesa
Dopunska energija – mehani čki rad (mehani čka snaga) Ukoliko služe za hlađ hlađenje, mera (energetskog) kvaliteta levokretnog kružnog procesa opisuje se stepenom (ili koeficijentom) hlađ hla đenja
ε h =
Φ prim
=
Pkp
Qprim W kp
ε h = COP R -
⎛ željeno energetsko dejstvo TDS na okolinu ⎞ = ⎜ ⎟ ⎝ neophodno energetsko dejstvo okoline na TDS ⎠
Coefficient Of Performance of Refrigirater
Φ prim –
P kp
rashladna snaga ili rashladni u činak postrojenja – mehanička snaga potrebna za ostvarivanje kružnog procesa
75
•
Ukoliko služe za grejanje, mera (energetskog) kvaliteta levokretnog kružnog procesa opisuje se stepenom (ili koeficijentom) grejanja
ε g =
Φ pred
Pkp
=
Qpred
⎛ željeno energetsko dejstvo TDS na okolinu ⎞ ⎜= ⎟ ⎝ neophodno energetsko dejstvo okoline na TDS ⎠
W kp
ε g = COP HP -
Coefficient Of Performance of Heat Pump
Φ prim –
grejna (toplotna) snaga ili grejni (toplotni) u činak postrojenja P kp . – mehanička snaga potrebna za ostvarivanje kružnog procesa
6.3
Parna kompresiona rashladna postrojenja
6.3.1
Karnoov (Carnot) kružni proces
•
•
Kao i kod desnokretnih, Karnoov levokreti kružni proces je termodinami čki „najbolji“ levoktrtni kružni proces – povratni kružni proces Levokretni Karnoov kružni proces, kao i desnokretni, sastoji se od 4 povratne promene stanja: 1-2 izentropske kompresije 2-3 izotermskog „hlađenja“ 3-4 izentropske ekspanzije 4-1 izotermskog „zagrevanja“
•
s = idem T = idem
T2
= T3 = T p =
s = idem T = idem
T4
= T1 = T i = idem
I levokretni Karnoov kružni proses je povratni kružni proces ∆Sis = ∆S ti + ∆ S tp + ∆S rs =
0
C
T
m e i d = p
2
3
T tp
T
m d e i d = T ti p
d
4
1
T
d
s
76
idem
Detaljna šema postrojenja
Šema postrojenja
K ondenzator
Φ kd = Φ p red
3
3
2
P tur
T tp = idem
Turbina
Kd
P ko m
2
K o m p r e so r
T t i = idem
Is
4
Φ is= Φ prim
1 Kp
1
Ispariva č
4 H lađ eni pr ostor
•
RASHLADNA SNAGA – toplotni protok sa toplotnog izvora na rashladni fluid (primljeni
toplotni protok) Φhl = Φprim = Φ Is =
( p = idem )
qm (h1 − h4 ) = qmTTi ( s1 − s4 )
ili RASHLADNI UČINAK – količina toplote koju rashladni fluid u isparivaču primi od toplotnog izvora Qhl
= Qprim = QIs =
Q4-1 = m( h1 − h4 ) = mTTi ( s1 − s4 )
( p = idem )
C
T
m e i d = p
2
3
T tp
T
m i d e = T ti p
d
P kp 4
1
T
d
Φ p rim
qm s
•
Predati toplotni protok – toplotni protok sa rashladnog fluida na toplotni ponor Φ pred = Φ Kd =
qm ( h2 − h3 ) = qmTTp (s 2 − s3 )
( p = idem )
ili količina toplote koju rashladni fluid u kondenzatoru preda toplotnom ponoru Q pred
=
QKd
=
m( h2
− h3 ) =
mTTp ( s2
77
− s3 )
( p = idem )
C
T
e m i d =
p
2
3
T tp
T
m i d e = T ti p
d
Φ pred
4
1
T d
qm s •
Mehanička snaga uložena za pogon kompresora Pkom
=
qm (h2 − h1 )
( s = idem )
ili rad uložen za pogon kompresora Wkom •
=
m(h2 − h1 )
( s = idem )
Mehanička snaga koju pri izentropskom i ravnotežnom širenju u turbini para preda vratilu Ptur
=
qm (h3 − h4 )
( s = idem )
ili rad koju pri izentropskom i ravnotežnom širenju u turbini para preda vratilu („dobijeni“ rad) Wtur •
=
( s = idem )
m(h3 − h4 )
Mehanička snaga potrebna za ostvarivanje levokretnog kružnog procesa Pkom
Ptur
qm [ (h2 − h1 ) − (h3 − h4 ) ]
Pkp
=
Pkp
= Φpred − Φprim = ΦKd −ΦIs =
−
=
qm [ (h2
− h3 ) − (h1 − h2 ) = q m (s 2 − s3 )(TTi − T Tp )
]
C
T
m e i d =
p
2
3
T tp
T
m i d e = T ti p
d
P k p 4
1
T d
qm s •
Koeficijent hlađenja ε h,Carnot = ε h,C =
ε h,c =
Φ prim
Φ prim
=
P kp
Ti ( S1 − S 4 ) T p ( S 2 − S3 ) − Tp ( S1
78
=
Φ pred − Φ prim
− S4 )
Ti
=
Tp
− Ti
•
•
Zbog činjenice da je proces isparavanja, odnosno kondenzacije realnog fluida izobarskoizotermski proces, izotermski procesi 2-3 i 4-1 se relativno lako ostvaruju Tehnički problemi se javljaju pri ostvarivanju procesa izentropskog sabijanja vlažne pare 1-2, odnosno, njenog izentropskog sabijanja širenja 3-4. −
Rad koji radni fluid izvrši u turbini W izvrš je veoma mali, dvofazne mešavine tehički nepodobni radi fludi, a turbina (ili ekspazioni cilindar je veoma skup uređaj), proces 2-3 ⇒ turbina se zamenjuje sa (mnogo jeftinijim) prigušnim ventilom
−
6.3.2
Kompresor usisava vlažnu paru – isti problemi i kod Rankin-Klauzijusovog procesa – proces 1-2 , → stanje 1, pomera se u desno do stanja suve ili čak predrejane pare. To se obezbeđuje ili automatskim upravljanjem (regulacijom) procesa ili ugradnjom dopunskog ure đaj – odvaja ča tečnosti (pare).
Parno kompresiono rashladno postrojnje sa prigušnim ventilom i sa usavanjem (suvo)zasićene pare u kompresor – idelan ciklus
Šema postrojenja (Termodinamika)
Prikaz procesa u T − s koordinatnom sistemu
Kd
C
T
Φ kd = Φ pred
2 3
p = idem
m e d i =
T tp = idem
T tp PV
s
p = idem
Kp
T ti
4
h3 = h4
T ti = idem
Φ is= Φ prim Is
1
Hla đ eni prostor
s
Prikaz procesa u h − s koordinatnom sistemu h
2 m e d i = d e r p
q
C
e m i d = p m i d e p =
p m o k
w
s
1 m i r p
q
3 4
h3 = h4 s
79
P kom
Šema postrojenja (Primenjena termodinamika, Rashladna postrojenjenja, ...) - parno kompresiono rashladno postrojnje sa prigušnim ventilom i sa odvaja čem tečnosti Kd 3
2
Φ pred Odvajač te č nosti
Kd
Kp
T tp = idem
1
Kp
,,
4
PV 4
OT
CV
,
4
2
3
1
PV 4
T ti = idem
Is
Φ prim
Is Hla đeni prostor
Rashladna snaga Φhl = Φprim = Φ Is =
qm (h1 − h4 )
C
T
ili rashladni učinak Qhl
= Qprim =
2
QIs
= Q4-1 =
3
m( h1 − h4 )
p = idem
m e d i =
T tp
s
p = idem
T ti
h3 = h4 4
1
Φ prim
•
Predati toplotni protok – toplotni protok sa rashladnog fluida na toplotni ponor Φ pred = Φ Kd =
qm (h2
qm s
C
T
2
− h3 )
3
ili količina toplote koju rashladni fluid u kondenzatoru preda toplotnom ponoru Q pred
=
QKd
=
p = idem
h3 = h4
m e d i = s
p = idem
4
m( h2 − h3 )
T tp
Φ pred
T ti
1 qm s
•
Mehanička snaga uložena za pogon kompresora Pkom
= Φpred − Φprim = ΦKd − ΦIs =
qm (h2
− h1 )
ili rad uložen za pogon kompresora Wkom
= Wteh,1-2 =
Qpred
− Qprim =
QKd − QIs
80
=
m( h2 − h1 )
C
T
2 3
m e d i =
p = idem
h3 = h4
T tp
s
p = idem
T ti
1
4 P kom
qm s •
Koeficijent hlađenja ε h =
•
Φ prim
=
Pkp
Φ is
=
Pkom
qm (h1 − h4 ) qm (h2 − h1 )
h1 − h4
=
h2 − h1
Termodinamička analiza C
T
Zamenom turbine sa prigušnim ventilom, istovremeno se smanjuje rashladna snaga postrojenja za
2 3
m e d i =
p = idem
T tp
s
p = idem
h3 = h4 ∆Φ prim = ∆Φ Is =
qmTTi ( s4 − s3 )
4
T ti
1 ∆Φ prim
qm s
C
T
i za isti iznos pove ćava potrebna mehanička snaga potrebna za pogon kompresora ∆ Pkom =
qmTTi ( s4 − s3 ) ,
2 3
p = idem
T tp
s
h3 = h4
p = idem
4
pa se koeficijent hlađenja tako smanjuje po dva osnova
m e d i =
T ti
1 ∆ P kp
= ∆ P kom qm s
81
Primer postrojenja – tzv. “ku ćni“ frižider
6.3.3
Nepovratnosti u procesima kompresiono rashladnih postrojnja – realan ciklus
Iako su i pri procesma predaje toplote (kondezator, ispariava č), neizostavno prisutni disipativni efekti, pa ovi procesi realno nisu izobarski, ova odstupanja su beznačajna, pa se obi čno ne uzimaju u obzir. Najveća odstupanje „realnog“ od „idealnog“ procesa dešava se u procesu adijatermskog sabijanja pare u kompresoru. Pri tom, odvijanje procesa u mehaničkoj neravnoteži predstavlja glavni uzročnik njegove nepovratnosti i pove ćanja entropije. To dalje ima za posledicu povećanje mehaničke snage potrebne za pogon kompresora ∆ P kom .
C
T
2i
d
2
p = i dem
3 h3 = h4
T t p
p = i dem
4
T t i
1
qm s
C
T
2id 3 h3 = h4
p = idem
T tp
p = idem
4
2
T ti
1 ∆ P kom
qm s
82
6.3.4 Parno kompresiono rashladno postrojnje sa pothlađivanjem kondenzata, prigušnim ventilom i usavanjem pregrejane pare u kompresor
Šema postrojenja
Prikaz procesa u T − s koordinatnom sistemu
Ph
C
T
4
3
Kd
2
2 p = idem
3
T tp = idem
m e d i =
4 p = idem
T tp
Hlađeni prostor
T ti
5
6
Is
Pr
s
h4 = h5 5
6
1
1
PV
T ti = idem s
Prikaz procesa u h − s koordinatnom sistemu 2
h
p m o k
m e d i =
w
s
m e i d p =
d e r p
q
C
1 6
m i d e p =
4
3
m i r p
q
h4 = h 5
5 s
Φ prim =
Q prim
= Qis + Qpr =
Φ pred =
Q4-6 + Q6-1 = m( h1 − h6 )
qm (h4 − h2 )
Q pred
= Qkd + Qph =
Pkomp
=
Wkomp •
qm ( h1 − h6 )
Q2-3 + Q3-4 = m( h4 − h2 )
qm (h2 − h1 )
= Wteh,1-2 =
m(h2 − h1 )
Koeficijent hlađenja ε h =
Φ prim
Pkomp
83
=
h1 − h5 h2 − h1
Kp
6.4
Načini za povećanje koeficijenta hlađenja kompresionih rashladnih postrojenja sa parom
6.4.1 Pothlađivanjem kondenzata - parno kompresiono rashladno postrojnje sa pothlađivanjem kondenzata, prigušnim ventilom i usavanjem suve pare u kompresor Šema postrojenja Ph 4
Kd 2
3
Odvajač t e č nosti
Φ pre d
Ph
Kp
T tp = idem
4
OT
,,
CV
,
5
PV 5
1
PV 5 Is
T ti = idem
Φ prim Is
Hlađ eni prostor
Prikaz procesa u T − s koordinatnom sistemu C
T
2 3
p = idem
4 p = idem h4 = h5 5
m e d i =
T tp T ti
s
1
s
Prikaz procesa u h − s koordinatnom sistemu h
2 m e d i = d e r p
q
C
m e i d = p m i d e p =
4
3
p m o k
w
s
1 m i r p
q
h4 = h5
5 s
84
2
Kp
3
1
5
Kd
•
Φhl = Φprim = Φ Is =
2
qm ( h1 − h5 )
3
ili rashladni učinak Qhl
= Qprim =
C
T
Rashladna snaga (primljeni toplotni protok)
p = idem
4
QIs
= Q4-1 =
5
m( h1 − h5 )
p = idem
h4 = h5
m e d i =
T tp T ti
s
1 Φ p rim
qm s •
Predati toplotni protok C
T Φ pred = ΦKd + Φ Ph Φ pred =
2
qm (h3 − h2 ) + qm ( h4 − h3 ) = qm ( h4 − h2 )
3 4
ili količina toplote koju rashladni fluid u kondenzatoru i pothla đivaču preda toplotnom ponoru
•
Q pred
=
Q pred
=
QKd
T ti
5
1
+ QPh
qm s
m( h3 − h2 ) + m(h4
Mehanička kompresora kompresora
T tp
Φ pred
− h3 ) =
m(h4
− h2 )
snaga uložena za ili rad uložen za Pkomp
=
pogon pogon
C
T
2 3
qm (h2 − h1 )
p = idem
4
P k o m p = idem
ili rad uložen za pogon kompresora Wkom
= Wteh,1-2 =
h4 = h5 5
m(h2 − h1 )
m e d i =
T tp T ti
s
1
qm s •
Koeficijent hlađenja ε h =
Φ prim
=
Pkp
Φ Is
=
Pkom
qm (h1 − h5 ) qm (h2 − h1 )
=
h1 − h5 h2 − h1 •
C
T
2 p = idem
3 4 h4 = h5
p = idem
5
m e d i =
T tp
Rashladna snaga postrojenja postrojenja sa pothlađivanjem kondenzata u odnosu na rashladno postrojenje bez pothla đivanja kondenzata (6.3.2), veća je za
T ti
s
Termodinamička analiza
∆Φ prim = ∆Φ Is =
1
qm (h3 − h4 ) = qm (h3 − h5 ) ,
dok mehani čka snaga potrebna za pogon kompresora P kom , ostala je nepromenjena.
∆Φ prim
qm s
85
6.4.2 Regenerativno pothlađivanje – pothla đivanjem kondenzata, pregrevanjem suve pare po izlasku iz isparivača Šema postrojenja Ph 4
Pr
Kd 2
3
Φ p red Kp
T tp = idem
6
Ph
4
1
OT
,,
5
CV
,
5
PV 5
T ti = idem
3
Kp
6
OT
1
Is
Is
Hla đeni prostor
Prikaz procesa u T − s koordinatnom sistemu C
T
2 3
T tp
4 6
5 Φ reg
T ti
1 Φ reg
qm s
Prikaz procesa u h − s koordinatnom sistemu 2
h
p m o k
m e d i =
w
s
q
C
m e i d = p m i d e p =
g e r
4
3
q
g e r
1
q
6 m i r p
q
h4 = h5
5 s
86
2
Pr
PV 5
Φ p rim
d e r p
Kd
•
C
T
Rashladna snaga Φhl = Φprim = Φ Is =
2
qm ( h6 − h5 ) 3
ili rashladni učinak Qhl
= Qprim =
QIs
T tp
4
= Q5-6 =
m( h6 − h5 ) 5
6
Φ p rim
•
qm s
Predati toplotni protok
C
T
Φ pred = Φ Kd =
qm ( h2
− h3 )
2
ili količina toplote koju rashladni fluid u kondenzatoru preda toplotnom ponoru Q pred
QKd
=
T ti
1
=
m( h2
3
T tp
4
− h3 )
5
Φ p red
T ti
1
6
qm s •
Mehanička snaga uložena za pogon kompresora Pkomp
=
C
T
2
qm (h2 − h1 ) 3
ili rad uložen za pogon kompresora Wkom
= Wteh,1-2 =
T tp
4 P k o m
m(h2 − h1 ) 5
6
T ti
1
qm s
•
Koeficijent hlađenja ε h =
Φ prim
=
Pkp
Φ Is
=
Pkom
qm (h6
qm (h2 − h1 )
•
C
T
T tp
4
5 ∆Φ p rim
6
h6
− h5
h2 − h1
Termodinamička analiza
∆Φ prim = ∆Φ Is =
T ti
1
=
Rashladna snaga postrojenja sa regenerativnim pothla đivanjem kondenzata, u odnosu na rashladno postrojenje bez pothlađivanja kondenzata, ve ća je za
2 3
− h5 )
qm (h3 − h4 ) = qm (h3 − h5 )
Istoveremeno povećanjava se potrebe za mehaničkom snagom za pogon kompresora P kom .
∆ P kom
qm s
87
6.4.3 Višestepenim sabijanjem sa međuhlađenjem 6.4.3.1 Višestepenim sabijanjem sa „spoljašnjim“ međuhlađenjem
Šema postrojenja Kd
5
4
Ph Kp 2
Φ pr ed
3 Mh 2
6
Kd
5
4
Kp2
T tp = idem
Kp 1
Odvaja č
Ph
1
tečnosti
7 7
Is
Φ prim Is
Hla đ eni prostor
Prikaz procesa u T − s koordinatnom sistemu C
T
2 4
5 pmin = idem 6
2 T tp
pm = idem
3
m e d i =
m e i d = p T
s
pmin = idem
h6 = h7 7
ti
1
s
Prikaz procesa u h − s koordinatnom sistemu 2
h
4
C
5
1
PV 7
T ti = idem
6
Kp1
OT
CV
,
PV7
3
6
,,
m e i d m = i d e a x = p m p m m d e = i i n p m
2 3 1 m i r p
q
h6 = h7
7 s
88
3 Mh 2
Rashladna snaga
C
T
Φhl = Φprim = Φ Is =
qm (h1 − h7 )
= Qprim =
QIs
4
5 pmin = idem 6
ili rashladni učinak Qhl
2 2
pm = idem
m e d i =
3
= Q7-1 =
m( h1 − h7 )
s
pmin = idem
T tp m e i d = p T
ti
1
h6 = h7 7 Φ p rim
•
qm s
Predati toplotni protok Φ pred = ΦMh + ΦKd + ΦPh
qm [ (h2
Φ pred =
qm [ (h2
Φ pred =
− h3 ) + (h4 − h5 ) + (h5 − h6 ) − h3 ) + (h4 − h6 )
C
T
]
•
=
QMh
Q pred
=
m [ ( h2
]
6
Pkom
=
Pkom
=
p
T ti
qm s
za
pogon
C
T
Pkom,1 + P kom,2
6
2 4
pm = idem
3
h6 = h7
qm [ (h2 − h1 ) + (h4 − h3 ) ]
=
e m i d =
]
5 pmin = idem
Wkom
T tp
Φ p red
uložena
= Wkom,1 + W kom,2
m e d i =
1
h6 = h7 7
− h3 ) + ( h4 − h6 )
Wkom
2
s
pmin = idem
P k o m
2 m e d i = s
pmin = idem
ili rad uložen za pogon kompresora
•
pm = idem
3
+ QKd + QPh
Mehanička snaga kompresora
4
5 pmin = idem
ili količina toplote koju rashladni fluid u kondenzatoru preda toplotnom ponoru Q pred
2
T tp e m i d = p T
ti
1
7
m [ (h2 − h1 ) + ( h4 − h3 ) ]
qm s
Koeficijent hlađenja ε h =
Φ prim
Pkp 2 4
5 pmin = idem 6
pm = idem
3
h6 = h7
P k o m
m e d i =
7
qm (h6
•
p
=
h6
− h5
h2 − h1
Termodinamička analiza
Višestepenim sabijanjem sa međuhlađenjem, uz nepromenjenu rashladnu snagu postrojenjam, smanjuje se potreba za mehaničkom snagom za pogon kompresora za ∆ P kom (videti sliku).
T tp m e i d =
− h5 )
(h2 − h1 ) + (h4 − h3 )
∆ P kom
2
s
pmin = idem
=
Pkom,1 + Pkom,2
C
T
Φ Is
=
T ti
1
qm s
89
6.5
Rashladni ciklusi „frižidera-zamrzivača“
6.5.1
Parno kompresiono rashladno postrojenje sa dvostepenim isparavanjem i jednostepenom kompresijom pare - I
Detaljna šema postrojenja
Šema postrojenja
Kd
3
2
Φ pred
Kp2
T tp = idem
1
CV1
T ti,1 = idem
Φ prim,1
3
Kd
Is1
2
PV1
Hla đeni
prostor 1
PV1
4 5
OT2
PV2 6
6
,,
6
,
Is1
Kp
4 CV2
T ti,2 = idem
1 5
Is2 6
Φ prim,2 Is2 Hlađ eni prostor 2
Prikaz procesa u T − s koordinatnom sistemu
90
•
Rashladna snaga frižiderskog ispariva ča („visoke“ temperature) vt
Φhl = Φprim,1 = Φ Is,1 =
qm (h5 − h4 )
ili rashladni učinak Qhlvt •
= Qprim,1 =
QIs,1 = Q4-5
=
m( h5
− h4 )
Rashladna snaga isparivača u zamrzivaču („niske“ temperature) nt
Φhl = Φprim,2 = Φ Is,2 =
qm (h1 − h6 )
ili rashladni učinak Qhlnt
•
= Qprim,2 = QIs,2 =
Q6-1
=
m( h1 − h6 )
Predati toplotni protok Φ pred = Φ Kd =
qm ( h2
− h3 )
ili količina toplote koju rashladni fluid u kondenzatoru preda toplotnom ponoru Q pred
•
QKd
=
=
m( h2
− h3 )
Mehanička snaga uložena za pogon kompresora Pkomp
=
qm (h2 − h1 )
ili rad uložen za pogon kompresora Wkom •
= Wteh,1-2 =
m(h2 − h1 )
Koeficijent hlađenja ε h =
Φ prim
Pkp
=
Φprim,1 + Φ prim,2
Pkom
vt
=
vt
Φhl + Φ hl
Pkom
=
ΦIs,1 + Φ Is,1
Pkom
91
=
qm [ ( h5 − h4 ) + (h1 − h6 ) ] qm (h2 − h1 )
6.5.2
Parno kompresiono rashladno postrojenje sa dvostepenim isparavanjem i jednostepenom kompresijom pare - II
Detaljna šema postrojenja
Šema postrojenja
Kd
3
2
Φ pred
Kp2
T tp = idem 6
OT1
,,
4
1 MK
CV
,
4
PV1 4
Kd
3
T ti = idem
2
Φ prim
Kp
Is Hlađ eni prostor
Is1
PV1
7
4 OT2
5
Is2
PV2
CV2
,
5
6
,,
5
PV2
VKP
5
T ti = idem
Φ prim Is Hlađ eni prostor
Prikaz procesa u T − s koordinatnom sistemu
92
7
8
1 Mh
•
Rashladna snaga frižiderskog ispariva ča („visoke“ temperature) vt
Φhl = Φprim,1 = Φ Is,1 =
qm,0 (h6 − h4 )
ili rashladni učinak Qhlvt •
=
Qprim,1 = QIs,1 = Q4-6
=
m0 ( h6
− h4 )
Rashladna snaga isparivača u zamrzivaču („niske“ temperature) nt
Φhl = Φprim,2 = Φ Is,2 =
(qm − qm,0 )(h7 − h5 )
ili rashladni učinak Qhlnt
•
=
Qprim,2
= QIs,2 =
Q5-7
=
(m − m0 )( h7 − h5 )
Predati toplotni protok Φ pred = Φ Kd =
qm ( h2
− h3 )
ili količina toplote koju rashladni fluid u kondenzatoru preda toplotnom ponoru Q pred
•
= QKd =
m( h2 − h3 )
Mehanička snaga uložena za pogon kompresora Pkomp
=
qm (h2 − h1 )
ili rad uložen za pogon kompresora Wkom •
= Wteh,1-2 =
m(h2 − h1 )
Koeficijent hlađenja ε h =
Φ prim
Pkp
=
Φprim,1 + Φ prim,2
Pkom
vt
=
vt
Φhl + Φ hl
=
ΦIs,1 + Φ Is,1
Pkom
Pkom
93
=
qm,0 ( h6
− h4 ) + (qm − qm,0 )(h7 − h5 )
qm (h2 − h1 )
Postrojenje za termodinamičko grejanje – toplotne pumpe
6.6 •
•
Parno kompresiono rashladno postrojenje sa ili bez pothla đivanja kondenzata, prigušnim ventilom i usavanjem suve ili pregrejane pare u kompresor Svrha postrojenja – zagrevanje nekog medijuma – naj češće vaduha, vode (bazeni), ...
Prikaz procesa u T − s koordinatnom sistemu
Šema postrojenja
C
T
Grejani prostor
Kd
3
2
2 m e d i =
p = idem
3
T tp
T tp = idem
s
p = idem h3 = h4
4
T ti = idem
T ti
PV
1
4
s
Prikaz procesa u h − s koordinatnom sistemu h
2 m e d i = d e r p
q
C
m e i d = p
p m o k
w
s
1
m i d e p =
m i r p
q
3 4
Kp
h3 = h4
s
94
Is
1
•
Količina toplote koju rashladni fluid preda (predati toplotni protok) – GREJNI (TOPLOTNI) UČINAK Q pred
•
= Q2-3 =
( p = idem )
qm (h3 − h2 )
=
Q4-1 = m( h1 − h4 )
Φ prim =
qm (h1 − h4 )
( p = idem )
Rad uložen za pogon kompresora (mehani čka snaga uložena za pogon kompresora) Wkomp
•
Φ pred =
Količina toplote koju rashladni fluid primi (primljeni toplotni protok) Q prim
•
m( h3 − h2 )
= Wteh,1-2 =
m(h2 − h1 ) Pkomp
=
( s = idem )
qm (h2 − h1 )
Koeficijent grejanja ε g =
6.4.4
Φ pred
Pkomp
=
h2 − h3 h2 − h1
Princip rada kućnih klima uređaja
Is
PV
PV T ti
T tp > T ti
T ti
Kp
Kd
Hlađenje vazduha u prostorijama (letnji period) – rashladni uređaj
C
C
T
2
2 3
m e d i =
p = idem
3
T tp
h3 = h4
4
m e d i =
p = idem
T tp
s
s
p = idem
T tp > T ti Kd
Kp
Grejanje vazduha u prostorijama (zimski period) – toplotna pumpa T
Is
p = idem
T ti h3 = h4
1
4
T ti
1
s
s
95
