Проектирование комбинированной системы теплоснабжения школы с применением теплового насоса

,                                                      (5.18)

.

17. Средняя температура низкотемпературного теплоотдатчика

,                                               (5.19)

.

18. Средняя температура полученного тепла

,                                                (5.20)

.

19. Коэффициент работоспособности тепла

,                                               (5.21)

 

 

.

20. Эксергетический КПД установки

,                                                 (5.22)

.

 

6. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

6.1 Расчет испарителя

 

В качестве испарителя выберем  теплообменник с U-образными трубами. В кожухотрубчатых аппаратах этой конструкции обеспечивается свободное удлинение труб, что исключает возможность возникновения температурных напряжений.

Рисунок 6.1 – Теплообменник с U-образными трубами

 

Такие аппараты (рис. 6.1) состоят из кожуха 2 и трубного пучка, имеющего одну трубную решетку 3 и U-образные трубы 1. Трубная решетка вместе с распределительной камерой 4 крепится к кожуху аппарата на фланце.

Для обеспечения раздельного  ввода и вывода циркулирующего по трубам теплоносителя в распределительной  камере предусмотрена перегородка 5.

Теплообменники типа У являются двухходовыми по трубному пространству и одно- или двухходовыми по межтрубному пространству. В последнем  случае в аппарате установлена продольная перегородка, извлекаемая из кожуха вместе с трубным пучком. Для исключения перетекания теплоносителя в зазорах между кожухом аппарата и перегородкой у стенки кожуха устанавливают гибкие металлические пластины или прокладку из прорезиненного асбестового шнура,

 

 

уложенную в паз перегородки.

В аппаратах типа У  обеспечивается свободное температурное удлинение труб: каждая труба может расширяться независимо от кожуха и соседних труб. Разность температур стенок труб по ходам в этих аппаратах не должна превышать 100°С. В противном случае могут возникнуть опасные температурные напряжения в трубной решетке вследствие температурного скачка на линии стыка двух ее частей.

Преимущество конструкции  аппарата типа У – возможность  периодического извлечения трубного пучка  для очистки наружной поверхности  труб или полной замены пучка. Однако следует отметить, что наружная поверхность труб в этих аппаратах неудобна для механической очистки.

Поскольку механическая очистка внутренней поверхности  труб в аппаратах типа У практически  невозможна, в трубное пространство таких аппаратов следует направлять среду, не образующих отложений, которые требуют механической очистки.

Внутреннюю поверхность  труб в этих аппаратах очищают  водой, водяным паром, горячими нефтепродуктами  или химическими реагентами. Иногда используют гидромеханический способ (подача в трубное пространство потока жидкости, содержащей абразивный материал, твердые шары и др.).

Один из наиболее распространенных дефектов кожухотрубчатого теплообменника типа У – нарушение герметичности  узла соединения труб с трубной решеткой из-за весьма значительных изгибающих напряжений, возникающих от массы труб и протекающей в них среды. В связи с этим теплообменные аппараты типа У диаметром от 800мм и более для удобства монтажа и уменьшения изгибающих напряжений в трубном пучке снабжают роликовыми опорами.

Произведем тепловой расчет испарителя – U-образного теплообменника горизонтального типа.

1. Исходные данные к расчету:

давление греющего конденсата ,

 

 

температура конденсата на входе  ,

температура конденсата на выходе ,

давление нагреваемого фреона ,

температура фреона ,

расход фреона .

2. Расход греющего конденсата, поступающего в испаритель, из уравнения теплового баланса:

<p class="dash041e_0441_043d_043e_0432_043d_043e_0439