Системно-структурный анализ циклов холодильных машин и теплонасосных установок

Abstract

На основе современных методов прикладной термодинамики разработана методика системно-структурного анализа термодинамической эффективности холодильных машин (ХМ) и теплонасосных установок (ТНУ). Для оценки влияния структурной сложности технологической схемы теплонасосных установок на ее термодинамическое совершенство впервые в термодинамический анализ вводится критерий сложности схемы. Используя предложенную методику, на этапе проектного анализа ХМ и ТНУ можно обоснованно выбрать рациональные конструктивные характеристики теплообменной поверхности испарителя и конденсатора, а также трубопроводов обвязки основного оборудования в зависимости от уровня структурной сложности технологической схемы. Выявлены системные закономерности проявления потерь от необратимости в технологических схемах холодильных и теплонасосных установок парокомпрессионного типа. По результатам анализа известных усложненных схем одноступенчатых и двухступенчатых циклов ХМ и ТНУ выявлено, что с увеличением структурной сложности технологической схемы возрастает жесткость структурных связей, что делает их более устойчивыми к влиянию термогидравлической необратимости в цикле.

На основі сучасних методів прикладної термодинаміки розроблено методику системно-структурного аналізу циклів холодильних машин і теплонасосних установок. З використанням структурних коефіцієнтів проведено аналіз впливу міжелементних зв'язків в технологічних схемах парокомпресійних холодильних машин і теплонасосних установок на термодинамічну ефективність циклу. Оцінюється вплив структурної складності технологічної схеми теплонасосних установок на термодинамічну ефективність, для цього вперше в термодинамічний аналіз вводиться критерій складності схеми.

On the basis of modern methods of applied thermodynamics method of system-structural analysis of the thermodynamic efficiency of refrigerating machines (RM) and heat pump systems (HP) been designed. To assess the impact of the structural complexity of the technological scheme of heat pump installations on its thermodynamic perfection the first time in the thermodynamic analysis of the criterion of the complexity of the scheme been introduced. By using the proposed method at the stage of the design analysis RM and HP depending on the structural complexity of the technological scheme the rational design characteristics of the heat exchange surface of the evaporator and condenser, piping of basic equipment can choose. Systemic laws of appearance of losses of irreversibility in the technological scheme of refrigeration and heat pump systems vapor compression type been identified.