Pompa de caldura intr-o treapta de comprimare a vaporilor de agent frigorific

Pompa de caldura intr-o treapta de comprimare a vaporilor de agent frigorific

VL-ventil de laminare   

V - vaporizator

C - compresor   

K - condensator

Pompa de caldura e o instalatie ce serveste la 'pomparea' caldurii de la o sursa de caldura cu o temperatura scazuta la o sursa de caldura cu temperatura ridicata cu scopul folosirii pentru incalzire sau apa calda menajera. O instalatie frigorifica la care se utilizeaza caldura cedata de condensator e o pompa de caldura

Cele mai uzuale pompe de caldura sunt acelea in care sursa de caldura este apa sau apa glicolata (apa + etilenglicol) iar sursa calda e apa ce se foloseste pentru incalzire.

Principiul de functionare

Compresorul C aspira vaporii saturati uscati cu titlu de vapori x=1 din vaporizatorul V, il comprima adiabatic, adica la entropie constanta (s = s = ct.) din starea 1 in starea 2 , marindu-le energia interna si presiunea de de p la pk consumand lucrul mecanic l, adica consumand puterea P, vaporii de agent frigorific incalziti cu starea 2 intra in condensatorul K unde se racesc izobar pk =ct. Pana la starea 2' si apoi se condenseaza pana la starea 3 izoterm-izobar ca urmare a cedarii fluxurilor de caldura de supraincalzire si de condensare notate cu Qk, mediului de racire ce poate fi aerul sau apa. Agentul frigorofic condensat , adica lichid cu titlu de vapori x=0 si tenperatura tk cu starea 3, se lamineaza izentalpic (i =i =ct.) in ventilul de laminare VL pana la starea 4 caracterizata prin temperatura t si presiunea po de vaporizare . Agentul frigorific bifazic (x>0) cu starea 4 ajunge in vaporizatorul V unde se vaporizeaza izoterm-izobar la temp t si presiunea p preluand fluxul de caldura de vaporizare Q de la mediul racit ce poate fi aerul, apa sau un agent intermediar. Vaporii de agent frigorific saturati uscati rezultati in urma vaporizarii cu starea 1 si titlu de vapori x=1 sunt aspirati de compresor , ciclul reluandu-se.

Calculul termodinamic al ciclului pompei de caldura

Acest calcul stabileste pe baza datelor initiale marimile necesare pentru dimensionarea pompei de caldura

a) DATE INITIALE

Q_k in kW sau kcal/h

- sarcina termica a condensatorlui se alege din necesarul e caldura calculat conform normelor

- t_w2k

- t_k = t_w2k + (2---3) ^o C

- t_w1k = t_w2k - (5---10) ^o C

Temperatura sursei de caldura (apa glicolata), poate fi solul, apa freatica, aer, energie solara

t_w1v = (8---10) ^o C

t_w2v = t_w1v - (4---6) ^o C

t₀ = t_w2v - (2---3) ^o C

Agentul frigorific R22, R407c, R410a

Din diagrama logP-i se scot valorile (t, p, i, s, v, x)

la pk consumand lucru mecanic specific l sau puterea adiabata P. Agentul frigorific refulat cu presiunea pk sub forma de vapori supraincalziti cu starea 2 in condensatorul K

k) cedand apei de incalzire fluxul de caldura Qk . Agentul frigorific condensat cu starea 3 intra in ventilul de laminare VR unde se produce destinderea izentalpica i =i de la presiunea pk la p

intra in vaporizatorul V. In vaporizator are loc vaporizarea izoterm-izobara a agentului frigorific cu presiunea po si temperatura t preluand fluxul de caldura Q de la sursa de caldura. Agentul frigorific vaporizat cu starea 4 sub forma de vapori saturati uscati intra in compresorul C ciclul inchizandu-se

b) Marimile caracteristice procesului termodinamic

+ l

k = Q + P

e_pc= Qk / P