Управление утилизацией тепла

Теплоту можно утилизировать в цикле охлаждения двумя способами: использовать всю теплоту конденсации для нагрева воды (или воздуха) до относительно низкой температуры конденсации либо нагревать в специальном пароохладителе малое количество воды до температуры, близкой к фактической температуре хладагента (в ППТо разность < 3 К). Кроме того, утилизация теплоты может быть либо основной задачей установки (тепловой насос), либо дополнительной (холодильная установка). С точки зрения управления, одноцелевая установка - охлаждающая или нагревающая - проще. Двух-целевая установка требует дополнительного рассмотрения, см. также рис. 13 и 14.

Утилизация теплоты в холодильной установке. Основной задачей установки является охлаждение, и утилизация тепла не должна мешать ее решению. Чтобы функции охлаждения и утилизации теплоты не мешали друг другу, необходимо учитывать следующие моменты.

• Давление конденсации никогда не должно подниматься настолько, чтобы холодопроизводительность опускалась ниже требуемой.
• Установка, выполняющая и утилизацию теплоты, и охлаждение, для большей экономичности должна проектироваться в расчете на более высокую температур конденсации, чем установка, выполняющая только охлаждение.

Пример. Установка с потребностью в охлаждении 100 кВт (to = 2 °C, t < = 35 °C) вырабатывает всего 120 кВт энергии. Однако энергия источника с температурой 35 °C почти бесполезна. Перегрев приблизительно до 60 °C, который составляет чуть больше 10 % от общего количества энергии, слишком мал для нагрева водопроводной воды.

Повышение температуры конденсации увеличивает мощность компрессора с 20 до 34 кВт и общую выработку энергии до 134 кВт, из которых 20 % составляет перегрев до 90 °C, что очень хорошо для нагрева воды в ППТО, а остальная энергия может использоваться для обогрева помещений.

Системы можно проектировать под два давления конденсации; большее давление будет использоваться, когда необходима утилизация теплоты. См. рис. 14.

• С другой стороны, давление конденсации не должно опускаться настолько, чтобы это мешало нормальной работе регулирующего вентиля.
• Жидкостный ресивер (или, по крайней мере, линия от него) никогда не должны быть пустыми.
• Когда нагрев не нужен, система должна иметь достаточный запас производительности по охлаждению пара и конденсации.

Пример. Тепло утилизируется охлаждением пара хладагента, который затем конденсируется в воздушном конденсаторе. Когда нагрев воды не требуется, воздушный конденсатор одновременно и охлаждает пар, и конденсирует его. На периоды, когда охлаждение не требуется, следует предусмотреть иной источник нагрева.