Инженерный журнал: наука и инновации
# 1
2016 1
УДК 621.577 DOI 10.18698/2308-6033-2016-01-1460
Стенд парокомпрессионного теплового насоса
© С.А. Гаранов, В.А. Воронов, Д.Ю. Заболотный, П.Ю. Журлова
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрен созданный стенд для проведения испытаний парокомпрессионной хо-
лодильной машины в режиме теплового насоса «вода–вода» на разных хладаген-
тах. Подробно рассмотрены его устройство и принцип действия. Предоставлены
результаты испытаний, полученные на базовом хладагенте, а также усовершен-
ствования стенда, направленные на снижение погрешности получаемых экспери-
ментальных данных и на обеспечение возможности проведения дальнейших испы-
таний на различных хладагентах, в том числе смесевых.
Ключевые слова:
тепловой насос, водонагреватель, хладагент.
Введение.
Тепловой насос (ТН) — устройство для переноса теп-
ловой энергии от источника с низкой температурой к теплоносителю
с более высокой температурой. Термодинамически тепловой насос
аналогичен холодильной машине. Однако если в холодильной ма-
шине основной целью является производство холода путем отбора
теплоты испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в
окружающую среду, то в тепловом насосе картина обратная. Конден-
сатор является теплообменным аппаратом, выделяющим теплоту для
потребителя, а испаритель — теплообменным аппаратом, снимаю-
щим теплоту с низкопотенциального источника [1, 2].
Использование ТН для отопления, горячего водоснабжения и т.п.
представляет собой альтернативу другим способам, таким, как сжи-
гание органического топлива, широко распространенное центральное
паровое или водяное отопление, электрообогрев и др. Несмотря на то
что возможность использования устройств, осуществляющих обрат-
ный термодинамический цикл, для указанных целей была выявлена
достаточно давно, широкое распространение ТН получил только в
последнее время [3], что объясняется различными причинами. Тепло-
вой насос в том или ином отношении уступал другому отопительно-
му оборудованию. В настоящее время ситуация изменилась, поэтому
исследования ТН представляют особый интерес.
Рассматриваемый стенд был создан на базе водоохлаждающей
установки, произведенной компанией «ОСТРОВ» (модель CBM-
SM084-B), он используется в режиме вода–вода. Стенд работает по
одноступенчатому холодильному парокомпрессионному циклу.
В цикле ТН в качестве хладагента применяется хладагент R22.
Как видно на рис. 1, в испарителе И рабочее вещество кипит при низ-