Повышение эффективности парокомпрессионных теплонасосных установок с приводом от ДВС

N
Содержание
Содержание..................................................................... 2
Основные обозначения........................................................... 4
Введение....................................................................... 7
ГЛАВА І. ОБЗОР ПАРОКОМПРЕССИОННЫХ ТНУ С ПРИВОДОМ ОТ ДВС 11
1.1 Анализ особенностей устройства и циклов 'ГНУ............................ 11
1.2 Реальные конструктивные решения парокомпрессионных 'ГНУ с приводом от ДВС....................................................................... 23
1.3 Перспективы и экологическая целесообразность применения альтернативных хладагентов в тепловых насосах............................................ 30
1.4 Экономические и экологические аспекты применения в качестве привода ТГГУ ДВС на различных топливах............................................ 38
1.5 Выводы и постановка задач исследований................................. 44
1.6 Список литературы к главе 1............................................ 46
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТНУ С ПРИВОДОМ ОТ ДВС........................... 54
2.1 Основные расчетные зависимости......................................... 55
2.1.1 Описание программного комплекса «Поток»........................... 55
2.1.2 Метод представления термодинамических и теплофизических функций 61
2.1.3 Расчет компрессора................................................ 78
2.1.4 Расчет теплообменника............................................. 80
2.1.5 Расчет дросселя................................................... 92
2.2.6 Расчет ТНУ с приводом от ДВС...................................... 94
2.2 Список литературы к главе 2........................................ 103
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ГТНУ....................... 105
3.1 Схема экспериментальной установки.................................. 105
3.2 Методика проведения экспериментов.................................. 114
3.3 Обработка опытных данных и оценка погрешностей........................ 118
3.4 Результаты экспериментальных исследований и их анализ................. 124
3.5 Список литературы к главе 3........................................... 140
2
ГЛАВА 4. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМ ТНУ С ЦЕЛЬЮ ВНЕДРЕНИЯ В СУЩЕСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ........................................................ 142
4.1 Анализ схемных решений ТНУ на различных хладагентах.................. 142
4.2 Разработка схемы децентрализованного теплоснабжения с использованием ГТНУ.................................................................. 157
4.3 Расчетные исследования характеристик промышленного образца ТНУ с приводом от двигателя КАМАЗ 820.52-260................................ 162
4.4 Основные рекомендации для проектирования ГТНУ...................... 173
4.5 Список литературы к главе 4........................................ 175
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ............................................................. 177
3
Глава I. ОБЗОР ПАРОКОМПРЕССИОННЫХ ТНУ С ПРИВОДОМ ОТ ДВС.
1.1.Анализ особенностей устройства и циклов ТНУ.
Отопление - одна из самых неэффективных форм производства и потребления энергии в России. Для РФ проблема энергообеспечения становится одной из главных в борьбе за выживание, главным образом, из-за географического положения, ког да на большей территории страны продолжительность отопительного сезона составляет от 100 до 365 дней в году. К тому же, в XX веке установилась жесткая связь между экономическим ростом и развитием энергетики. Так, чтобы национальный продукт вырос на 1%, нужно обеспечить такой же или больший прирост энергопотребления [АЗ]. По данным директора Института энергетической стратегии Бушуева В.В. [9], энергоемкость ВВП Российской Федерации примерно в 3 раза выше, чем среднемировое значение этого показателя, и в 5,5 раза выше по сравнению с западноевропейскими странами.
Известно, что подавляющую часть расходуемого ежегодно топлива человек тратит на получение тепла с относительно невысокой температурой для жилишпо-бытовых и технологических нужд. Котельные, вырабатывающие только тепло, составляют примерно 52% всех мощностей по генерации тепла. В системах централизованного теплоснабжения котельные производят тепло и горячую воду зимой и только горячую воду летом. В летние месяцы расход энергии на производство горячей воды особенно неэффективен: котельные работают с низкой нагрузкой, и потери при распределении велики вне зависимости от того, нужна ли горячая вода или нет. Вдобавок ко всему, дополнительную нагрузку на энергоснабжение накладывают и системы кондиционирования воздуха. В результате вместо того, чтобы существенно уменьшить количество потребляемой энергии летом, потребителям приходится оплачивать расходы и на горячее водоснабжение, которое обеспечивается работой котельных в неэффективных режимах, и на кондиционирование.
Одним из перспективных методов экономии топлива является применение тепловых насосов, преобразующих природную низкопотенциальную теплоту и сбросные тепловые отходы предприятий в теплоту более высокого потенциала. Термодинамические основы работы ТНУ подробно представлены в [63, 77, 87, 88, 114 и др.].
11
Среди различных типов существующих ТНУ как наиболее эффективные наибольшее распространение получили парокомпрессионные тепловые насосы. К такому круговому циклу весьма близок цикл Карно.
Идеальный парокомпрессионный теплонасосный цикл с всасыванием сухого насыщенного пара состоит из следующих процессов (рис. 1.1):
I —>2 - изоэнтропное сжатие в компрессоре сухого насыщенного пара хладагента от давления в испарителе ри до давления в конденсаторе рк с повышением температуры от Т„ до Тк \
2—>3 - изобарная (рк = const) и изотермическая (7*= const) конденсация в результате
отвода теплоты с/к от рабочего тела в конденсаторе;
3—»4 - изоэптропийное расширение испаряющегося рабочего тела до состояния ри, Ти;
4—>1 - изобарное и изотермическое кипение вследствие подвода теплоты (}и в испарителе.
КМ - компрессор; К- конденсатор; ДР - регулирующий вентиль (дроссель); И - испаритель.
Идею применения холодильных машин для целей нагрева, в частности, для отопления и горячего водоснабжения здании, выдвинул один из основоположников термодинамики, выдающийся английский физик У. Томсон (лорд Кельвин) в 1857 году [88]. Первая отопительная установка на базе холодильной установки была сооружена в 1927 г.
qK
12
английским инженером Холдейном в собственном доме в Шотландии. Он использовал и качестве тенлозого насоса аммиачную холодильную машину с электроприводом мощностью 5 кВт. Установка имела два испарителя: с подводом теплоты от наружного воздуха и от проточной холодной воды в специальном баке. При необходимости вода догревалась электронагревателями. Летом установка работала только ночью, нагревая воду для хозяйственных нужд и вырабатывая лед. Коэффициент преобразования имел значения от 2 до 3.
I-Ia сегодняшний день в мире насчитывают более 90 миллионов тепловых насосов, в то время как в России всего около 140 [2]. Мировыми лидерами по количеству применяемых ТНУ являются Япония, США, Швейцария, Швеция, Великобритания, Германия, Франция и Китай. Единичная мощность выпускаемых установок колеблется от нескольких киловатт до десятков мегаватт.
Крупнейшими фирмами, занимающимися выпуском ТНУ на сегодняшний день, являются MITSUBISHI (Япония), VAILLANT (Германия), G-MAR (Чехия), МЕСМASTER (Швеция), SULZER (Швейцария), OCHSNER (Австрия), CARRTER (США), VIESSMAN (Германия), THERMIA (Швеция) и др.
V » *
Накопленный опыт применения ТНУ отличен для различных стран н зависит от многих параметров. В первую очередь, к ним относятся климатические и географические особенности местности, используемые системы теплоснабжения, соотношение цеп на основные виды энергоносителей, уровень развития экономики и топливно-энергетического баланса, а также политическая ситуация в стране [40].
В западноевропейских и других зарубежных странах тепловые насосы используют для обофева в 20-25% площадей производственных и бытовых помещений. А к 2020 году по прогнозам мирового энергетического комитета (МИРОК) эти цифры предусмотрено довести до 70-75% [66]. Руководства некоторых стран для стимулирования внедрения ТНУ предусматривает различные дотации. Например, правительство Германии за каждый киловатг установленной мощности тепловых насосов в качестве стимула выплачивает сумму 300 долларов.
В силу различных причин в нашей стране тепловые насосы до настоящего времени не находили широкого применения. Общая тепловая мощность всех ТНУ в России составляет, по разным оценкам, всего 60-100 МВт (меньше, чем в Люксембурге) [57].
Основные разработчики и производители отечественного оборудования располагаются в г. Новосибирске. ЗАО «Энергия» и СКВ «ИЛИ» выпускают парокомпрессионпые тепловые насосы и холодильные машины мощностью до 5 МВт. Именно они в основном обеспечили упомянутый выше выпуск тепловых насосов в России.
13
Остальные существующие ТНУ, выпущенные иными разработчиками, существуют только в виде экспериментальных образцов или испытательных стендов.
Основными причинами, которые вызвали такое большое отставание России в развитии теплопасосной техники, являются [57]: практическое отсутствие
серийновыпускаемых ТНУ; ограниченность номенклатуры и объемов производства серийно-выпускаемых холодильных машин, которые можно использовать в режиме ТН; высокие капитальные вложения в сооружение ТНУ; низкая, относительно стоимости электроэнергии, стоимость органического топлива и, как следствие, ориентация на его потребление, что делает теплонасосное теплоснабжение в принципе экономически нецелесообразным; ориентация на централизованное теплоснабжение, при еще достаточно неплохом уровне его состояния в 80-е - 90-е годы прошлого столетия; очень низкая надежность электроснабжения сел, что усложняет внедрение ТНУ с электроприводом в автономных (децентрализованных) системах теплоснабжения; недостаточность, а часто и отсутствие экономических стимулов со стороны государства к осуществлению энергосберегающих мероприятий; преобладающая часть страны находится в более суровых климатических условиях по сравнению с США, странами Западной Европы и Японией.
Парокомпрессионные ТНУ являются дорогостоящим оборудованием и потребляют на привод различные виды энергии. В качестве привода компрессоров ТНУ применяются электродвигатели, двигатели внутреннего и внешнего сгорания и редко -ветроэнергетические установки. В крупных ТНУ целесообразнее применение газотурбинных установок [46, 50].
Помимо отопления зданий (особенно при круглогодичном кондиционировании воздуха) ТНУ нашли широкое применение в технике опреснения и выпаривания водных растворов, варки и концентрации, в газофракционирующих установках, в процессах сушки, в установках выработки пара и др. [87]. Иногда одно и то же оборудование используют и как холодильную машину, и как тепловой насос (одновременное обслуживание искусственного катка и плавательного бассейна; охлаждение и пастеризация молока на молокозаводах [27] и др.). Наиболее благоприятны условия одновременного получения теплоты и холода там, где отношение потребности в них близко к отношению теплопроизводительности теплонасосного цикла к холодопроизводительности. Если это условие не соблюдается, то возникает необходимость применения дополнительных аккумуляторов холода или подогревателей.
Одним из важнейших этапов создания эффективных ТНУ с высокими технико-экономическими показателями является выбор принципиальной схемы соответствующего термодинамического цикла и его параметров для выбранного хладагента. Предпосылкой
14
эффективного использования ТНУ является учет внутренних условии протекания процесса и внешних условий их применения. Этот этап главным образом определяет энергетическую эффективность ТНУ.
Энергетическая эффективность теплового насоса оценивается отопительным коэффициентом (коэффициентом преобразования (КОП)), представляющим собой отношение теплопроизводительности ТНУ к потребляемой мощности [77, 88]:
*-«.//. С»
где цк - удельный тепловой поток; / - удельная работа компрессора.
Для определения действительного КОП удобно представить последовательность перехода от обратимого цикла к действительному, как показано на рисунке 1.2: обратимый цикл —► необратимый цикл с учетом принятых разностей температур при конденсации и испарении —> эталонный цикл при заданных температурах конденсации и испарения —► действительный рабочий цикл с учетом всех остальных потерь.
К - обратимый цикл Карно; Л - необратимый цикл Карно (с учетом наличия ЬТи и Д7’к); Э - эталонный цикл; Е - рабочий цикл (с учетом всех остальных потерь).
Значение действительного коэффициента преобразования можно определить как [11,
53]:
<Рд = <РЛе > О-2)
где (рк - коэффициент преобразования обратимого цикла Карно; //£. - степень
совершенства, учитывающая суммарно все необратимые потери при переходе к реальным условиям работы.
В действительном тепловом процессе ТНУ имеют место следующие отклонения от теоретического процесса, связанные с необратимыми потерями [53]:
15
- необратимость процесса со/сашия хладагента в компрессоре. Действительный процесс сжатия значительно отличается от обратимого адиабатического процесса и приводи т к существенному отступлению от теоретического процесса и к затрате дополнительной работы по сравнению с обратимым образцом.
- снешняя необратимость при отнятии перегрева от хладагента Теплообмен между перегретым хладагентом и теплоносителем происходит со значительной разностью температур, и, хотя небольшая доля тепла от общего количества передается в процессе отнятия перегрева, влияние этого необратимого теплообмена на общие энергетические затраты довольно ощутимо. Эта потеря может быть уменьшена, если тепло перегрева использовать при более высокой температуре, чем температура конденсации
- внешняя необратимость вследствие наличия конечной разности температур между конденсирующимся агентом и теплоносителем. С энергетической точки зрения целесообразно было бы стремиться к предельно малому значению разности температур, но, с другой стороны, это привело бы к увеличению поверхности конденсатора и, следовательно, к росту метапловложений и единовременных затрат при постройке установки. Применение хладагентов с высокими значениями теплоотдачи, при прочих равных условиях, может привести к работе при малой разности температур, что приведет к меньшим энергетическим затратам.
- внешняя необратимость в процессе переохлаждения. При переохлаждении хладагента необратимый теплообмен в малой степени сказывается на энергетических затратах ввиду незначительной разности температур и вследствие того, что тепло переохлаждения составляет небольшую часть тепла конденсации.
- внутренняя необратимость от дросселирования Этот источник потерь колеблется для различных хладагентов в довольно широких пределах и принимает наибольшее значение для веществ с низким положением критической точки. 13 ТНУ эта потеря может быть в значительной мере устранена применением глубокого переохлаждения хладагента.
- необратимость теплообмена в испарителе. Температура хладагента в испарителе ниже, чем температура низкопотенциального источника теплоты. Понижение температуры испарения в обратимом цикле Карно вызывает большее падение коэффициента преобразования, чем повышение температуры конденсации. Это же справедливо и для реальных процессов.
- потеря, связанная с изменением состояния агента при всасывании в компрессор. Теплообмен со стенками трубопровода и со стенками цилиндров компрессора, смешение с хладагентом, находящимся во вредном пространстве компрессора, и процесс
16
дросселирования при проходе клапанов приводят к значительному изменению состояния, которое вызывает дополнительный расход энергии.
Необратимые потери, связанные с теплообменом в испарителе, так же, как и потери в дроссельном вентиле, приводят к росту работы, не вызывая увеличения теплопроизводительности. Все остальные ранее перечисленные потери от необратимости процессов либо полностью, либо частично используются в виде тепла, правда, эти потери также следует по возможности сократить, т.к. они понижают значение КОП.
Примерные значения действительных коэффициентов преобразования компрессионных тепловых насосов приведены ниже [80].
Отопительные системы с радиаторами...................................... 2,2-3,8
Низкотемпературные системы отопления (температура воды 45°С)............ 3,5-5,9
Системы для получения горячей воды (70°С) при использовании воды из
естественных источников................................................. 2,2-3,8
Системы для получения горячей воды с использованием теплой
отработавшей воды....................................................... 3,0-7,0
Системы для подогрева воды в плавательных бассейнах..................... 4,0-7,0
Выпарные установки для труднокипящих растворов.......................... 5,0-9,0
Выпарные установки для легкокипящих растворов, опреснительные и
сушильные установки......................................................... 10,0-25,0
Поскольку всегда > I, соблазнительно сделать вывод о безусловной
целесообразности применении ТНУ. Однако это не всегда так. Во-первых, может оказаться, что для производства энергии, потребляемой ТНУ, расходуется (с учетом потерь) больше топлива, чем его требуется при отоплении альтернативным способом. Во-вторых, даже если имеет место экономия топлива, суммарные экономические затраты на производство теплоты для отопления и горячего водоснабжения с помощью тепловых насосов могут оказаться более высокими [11].
Часто в системах отопления с тепловыми насосами приходится догревать теплоноситель или его часть в пиковых водогрейных котлах (ПВК) или во втором каскаде установки (в случае использования каскадной схемы ТНУ [88]), поэтому в таких случаях применение только КОП для оценки эффективности ЭТНУ не всегда правильно. В этом случае целесообразнее применять коэффициент использования топлива (КИТ). Применительно к ТНУ с электроприводом КИТ-умуучитывает потерн в процессе самого ТН,
потери при производстве и транспортировке электроэнергии (КПД электростанций и ЛЭП) и записывается в виде [11]:
К1'1ГЭТИу = грКИГзя, (1.3)
17
где КИТэп - коэффициент использования топлива применительно к электроэнергии, поданной потребителю (при современном уровне техники КИТ9п достигает в лучшем
случае значения 0,35) [11].
Как правило, при анализе и оптимизации ТНУ рассматривают как парокомпр'ессионные холодильные установки (ПХУ), перенесенные в область более высоких температур, но выбирают для них другие рабочие вещества и параметры для работы в соответствующих условиях. Однако между ними существуют значительные различия, обусловленные тем, что все процессы в ПХУ (за исключением конденсации) протекают при температурах ниже температуры окружающей среды Тос, а в ТНУ (за исключением
кипения) - при температурах выше Тас.
В процессах внешнего теплообмена в конденсаторе и испарителе, в ТНУ потери от разности температур в теплообменнике, при той же разнице температур конденсации и кипения Д7’, существенно меньше, что приводит к меньшему увеличению работы компрессора в ТНУ, чем в ПХУ (7]. Это позволяет при выборе теплообменников для тепловых насосов учитывать экономические соображения, связанные с меньшей стоимостью аппаратов.
Влияние процесса сжатия рабочего вещества в компрессоре также различно. Увеличение работы компрессора в ПХУ ведет только к росту потерь теплоты в окружающую среду, а в ТНУ - к росту тегтлопронзводительности. В целом снижение КПД компрессора влияет на работу теплового насоса отрицательно, но это влияние существенно меньше, чем в ПХУ [7].
При выборе термодинамических циклов ТНУ целесообразно искать общие зависимости эффективности циклов разного вида от некоторых параметров, характеризующих термодинамические свойства рабочего вещества и температурный режим работы. В [II] в качестве таких параметров рекомендуют следующие комплексы:
< =</'о ; с' =<//•„ ; ср =се/га, (1.4)
а также ряд характерных температур (разностей температур) цикла Тк, Тк ~Ти и др. [8, II, 71].
Анализ, проведенный в работе [11], показывает, что вид цикла в основном зависит от величины и соотношения значений с[ и ср . При достаточно малых значениях ср по
сравнению с с'х выгодны циклы с промежуточным охлаждением сжимаемого пара жидким хладагентом; при достаточно больших значениях ср относительно с‘х выгодны
18
регенеративные циклы; при больших значениях с'х повышается эффективность циклов с многократным дросселированием холодильного агента.
Особо важное значение в ТНУ имеет уменьшение необратимых потерь, связанных с процессом дросселирования [13]. Теоретические исследования показывают, что существует возможность уменьшения необратимых потерь, связанных с процессом дросселирования. Потери в результате дросселирования можно уменьшить, если для регенерации брать только часть жидкости рабочего вещества с количественно равными водяными эквивалентами потоков в регенеративном теплообменнике.
Большое значение относительного коэффициента энергетических потерь узла дросселирования объясняется близостью величины температуры конденсации к критической температуре Тф [18]. Легко убедиться, что тем выше Т/Т1?у тем больше энергетическая
потеря от дросселирования рабочего тела обратного цикла, приходящегося на 1 кДж, теплоты, полученной этим телом в испарителе. По мере приближения температуры к критической скрытая теплота парообразования быстро уменьшается, что сопровождается существенным снижением КОП, т.к. все большую теплоту отдает перегретый пар. Поэтому при заданных постоянных температурах внешних источников рабочее вещество следует выбирать с такими свойствами, чтобы цикл осуществлялся при температурах, не близких к критической. В работе [79] предлагается использовать в качестве верхнего предела отношения температур величину Т/Т =0,5 + 0,85.
Одним из путей повышения совершенства циклов ТНУ является применение дополнительных теплообменников (пароперегреватели, форконденсаторы, охладители конденсата).
В реальных ТНУ при сравнительно невысоких начальных температурах нагреваемого теплоносителя возможно применение охладителя конденсата рабочего тела (ОК), в котором снижение энтальпии в результате отвода теплоты к теплоносителю позволяет каждому килограмму хладагента отнимать больше тепла отНИТ на величину, составляющую прирост удельной холодопроизводительностн [33]. Полезный тепловой поток, отводимый от 'ГНУ с применением ОК, складывается из теплового потока в конденсаторе цки теплового потока в охладителе конденсата с/дк
В цикле ТНУ с открытым компрессором и пароперегревателем (ПП) сухой насыщенный пар, выходящий из испарителя, нагревается в теплообменнике и политропно сжимается до температуры, более высокой, чем в машине без пароперегревателя. В связи с этим необратимость цикла увеличивается. Далее происходит охлаждение и конденсация пара, а также дополнительное охлаждение жидкого хладагента в пароперегревателе,
19
уменьшающее необратимость цикла. Чем выше температура пара перед всасывающим патрубком, тем меньше он нагревается во всасывающем канале - в этом суть полезного влияния перегрева. При подогреве всасываемого пара количество сжимаемого пара снижается, а индикаторная мощность остается постоянной, т.е. удельная работа сжатия возрастает пропорционально абсолютной температуре пара [86].
Возможный перегрев в регенеративном теплообменнике определяется температурой жидкого холодильного агента у входа в теплообменник, поэтому в машине с воздушным конденсатором, где температура конденсации выше, эффект регенерации увеличивается [86]. С другой стороны, с ростом перегрева всасываемого пара повышается температурный уровень компрессора, что в ряде случаев понижает его надежность и долговечность.
В цикле без регенерации теплоты значения удельной объемной холодопроизводительности возрастают по мере понижения нормальной температуры кипения холодильного агента [И]. В регенеративных циклах преимущества хладагентов с низкими /, повышение <у„ становится более ощутимым из-за возрастания значений комплекса срр0С.
Важную роль при определении эффективности использования регенеративного подогрева играет сухость пара на выходе из испарителя, в связи с этим в результате пренебрежения данным параметром в ряде опытов, описанных в работе [64], были получены разноречивые результаты. При малом перегреве всасываемого пара часть хладагента в виде маленьких капель уносится из испарителя вместе с перегретыми парами в компрессор, что также приводит к ухудшению рабочих характеристик компрессора. В работе [15] рекомендуется выбирать оптимальную степень сухости пара на выходе из испарителя *„=0,94-0,95.
В [1] показано, что использование различных хладагентов в циклах с регенерацией теплоты дает существенно разный эффект. Он существенно больше для веществ, обладающих малой теплотой парообразования и, соответственно, имеющих малую удельную теплопроизводительность. С увеличением теплоты парообразования уменьшается эффект от применения регенерации. Для некоторых веществ (например 11717) регенерация приводит даже к уменьшению КОП. Объясняется это тем, что для таких веществ относительное увеличение работы компрессора больше, чем относительное увеличение теплопроизводительности.
В регенеративных циклах на зеотропных смесях, кроме фактора, повышающего работу цикла (вследствие повышения температуры на входе в компрессор), действует
20
фактор, снижающим работу цикла (вследствие повышения давления кипения), что объясняется пересечением изотерм и изобар в области насыщения [76].
Включение ОК и ГГП в цикл ТНУ может оказать влияние и на работу терморегулирующего вентиля (ТРВ). Массовый расход через ТРВ зависит от многих параметров. В первую очередь коэффициент потока зависит от геометрии клапана, температуры и давления потока на входе в ТРВ, давления на выходе из ТРВ и теплофизических параметров хладагента, включающих динамическую вязкость и поверхностное натяжение [120]. При увеличении переохлаждения хладагента перед ТРВ происходит увеличение значения плотности рабочего тела на входе в ТРВ, в результате чего при том же объемном расходе увеличивается массовый расход [111].
Оказывает влияние на характеристики ГНУ и частота вращения вала компрессора. С увеличением частоты вращения происходит уменьшение КОП, поэтому уменьшение частоты вращения приводит к увеличению эффективности, несмотря на уменьшение теплоїіроизводительности конденсатора и потребляемой мощности компрессора. Это происходит из-за того, что потребляемая компрессором мощность уменьшается быстрее, чем теплоироизводительноеть.
При повышении частоты вращения вала происходит нелинейное увеличение температуры нагнетания компрессора, что, в свою очередь, приводит к уменьшению адиабатного КГІД компрессора rjM [115].
Известно [93, 96], что основным недостатком существующих конденсаторов является наличие зон форконденсации (с низкими значениями коэффициента теплоотдачи), в которых перегретые пары хладагента охлаждаются до состояния насыщенного пара. В отдельных случаях может оказаться эффективным отдельное использование теплоты перегретых паров рабочего тела. Эта часть теплоты в большинстве случаев мала по сравнению с теплотой конденсации и составляет 8-15 % от общей теплої іроизводительности конденсатора ТН [14]. Экспериментальные исследования показали [58], что использование в схеме теплового насоса охладителя перегретых паров рабочего тела и разделение нагретой в конденсаторе воды на два потока позволяют повысить эксергетпчсский КПД теплового насоса на 5,2-6,54 % и получить теплоноситель двух температурных уровней одновременно.
Наиболее выгодным оказывается применение таких схем применения ТНУ, в которых используется скрытая теплота фазового перехода по обе стороны теплообменников (например, дистилляция) В этом случае снижение At окупает затраты повышением КОП.
При выборе цикла ТНУ следует также учитывать вид теплового насоса: моновалентным или бивалентный. Различие между двумя видами состоит в том, что моновалентные ТЫ У рассчитаны таким образом, чтобы полностью покрывать годичную