Коэффициент преобразования и мощность теплового насоса на нерасчетных режимах

В статье рассматриваются изменения параметров сжатия теплового насоса (ТН), определяющие его эффективность, - мощность и коэффициент преобразования μ на нерасчетных режимах. В связи с тем, что параметры низкопотенциальных источников тепла для ТН изменяются, меняется при этом и потребность в тепловой энергии. В связи с этим актуальной задачей является исследование работы ТН на нерасчетных режимах. Для анализа рабочего процесса на режимах частичной мощности ТН применяется поршневой компрессор. Авторы рассматривают следующие варианты перехода ТН на нерасчетный режим: изменение температуры воды на входе в конденсатор; изменение расхода воды через конденсатор; изменение расхода рабочего тела. На основе анализа зависимостей для определения коэффициента преобразования и мощности, потребляемой ТН, показано, что при переходе теплового насоса на нерасчетный режим эти параметры меняются. Увеличение температуры воды на входе в конденсатор приводит к уменьшению коэффициента преобразования μ, а при понижении температуры - к возрастанию μ. Уменьшение расхода воды, охлаждающей конденсатор, приводит к сдвигу точки начала сжатия рабочего тела в область его более высокой влажности и снижает эффективность компрессора. Уменьшение расхода рабочего тела практически не влияет на эффективность цикла Карно, а величина снижается из-за роста влажности газа.

Heat pump coefficient of conversion and power on off-nominal modes

The article considers the variation of heat pump (HP) compression parameters which define its effectiveness: power and coefficient of conversion (μ) on off-nominal modes of operation. Taking into account that the parameters of low-potential sources of heat for HP change, the demand for thermal energy also changes; study of HP operating on off-nominal modes is relevant. To analyze the operating process on partial power modes of HP, a reciprocating compressor is used. The following options are examined by authors as conditions of HP transitioning to the off-nominal mode: change in temperature of water at the condenser inlet; change in flow rate of water passing through the condenser, change in flow rate of the working medium. Based on the analysis of relationships for determining the coefficient of conversion and power consumed by HP, it is shown that these parameters change if HP transitions to off-nominal mode. The increase of temperature entering the condenser leads to decrease in μ, and with temperature decrease μ increases. Decrease in flow rate of water cooling the condenser moves the beginning point of compression of the working medium to higher moisture region and reduces the efficiency of the compressor. Working medium flow rate decrease virtually does not affect the Carnot cycle efficiency and μ decreases because of rising moisture of gas.