Fordított ciklusú gépek
description
Transcript of Fordított ciklusú gépek
Fordított ciklusú gépek
Dr. Szakács Tamás adjunktus
Óbudai Egyetem1034, Budapest Bécsi út 96/B
Előadás tartalma
• Bevezetés
• Fordított ciklusú gépek
• Belső körfolyamat tervezése
• Hűtő- és fűtőeszközök tervezése
• Számítási példák
BevezetésGépek:
• Gépek, melyek a közölt hő átalakításával munkát termelnek. Pl.: idealizált Carnot-ciklus, a megvalósított Otto-, Dízel-, vagy a Joule-ciklusok.
Fordított ciklusú gépek:
• Fordított ciklusú gépek a hőt természetes áramlásának irányával szemben szállítják, munkabefektetést, energiaközlést igényelnek.
Pl.: hűtőszekrény, hőszivattyú
BevezetésA fordított ciklusú gépek jelentősége
• EU tagállamainak növekvő energiafogyasztása
• A villamosenergia hálózat nyári maximális terhelésének csökkentése (klimatizálásból származó energiaigény)
• A fordított ciklusú gépek alkalmasak arra, hogy a növekvő igények ellenére is mérsékeljék a villamosenergia fogyasztást.
Fordított ciklusú gépek• Hűtőszekrény
• Légkondícionáló berendezés
• Fűtőberendezés
• Szárítógép
A fordított ciklusú klimatizálás a természet hőforrásából nyer hőt (pl.: a talajból, vagy a szabadtéri levegőből még télközépi éjszakákon is) melyet az épület belseje felé szállítja.
A hűtőközeg a hőt elnyelve keresztülhalad egy külső hőcserélőn. Ezt a hűtőközeget egy kompresszor összesűríti, mely egy az épületen belül elhelyezett kondenzátorban, hőjét a helyiségbe leadja.
Fűtés fordított ciklusú gépekkel
Előnyök:
• A fűtés egyik leggazdaságosabb módja.
• Fűtésre és hűtésre egyaránt alkalmas.
• Nem melegszik fel veszélyes mértékben.
• Élettartama 20 év is lehet.
• Szűrt és páramentesített levegő.
• Képes hasznosítani a körzeti- és a hulladék hőt, a kapcsolt hő- és villamosenergia előállításból származó hőt, és a megújuló hőforrásokat.
Fűtés fordított ciklusú gépekkel
Fajtái:
• Hordozható
• Ablakba/falba
beépített
• osztott (split) rendszerek
• több beltéri és egy kültéri egységgel rendelkező osztott rendszerek
• Csőhálózattal épített rendszerek
Fordított ciklusú klimatizálás
Mollier-diagramm közelítés tartománnyal és névleges hűtőciklussal
Klimatizálás napenergia segítségével
Abszorpciós hűtő elveKulcs kérdések a Megújítható hő Európában-hoz (K4RES-H)Lehülés nap segítségével – WP3, Munka 3.5 Szerződés EIE/04/204/S07.38607
Abszorpciós hűtő elve
Keep Cool Solar Cooling
www.energyagency.at
Abszorpciós hűtő elve
Keep Cool Solar Cooling
www.energyagency.at
Adszorpciós hűtő elveKulcs kérdések a Megújítható hő Európában-hoz (K4RES-H)Lehülés nap segítségével – WP3, Munka 3.5 Szerződés EIE/04/204/S07.38607
Adszorpciós hűtő elve
Ipari méretű épületklimatizáló
Kulcs kérdések a Megújítható hő Európában-hoz (K4RES-H)Lehülés nap segítségével – WP3, Munka 3.5 Szerződés EIE/04/204/S07.38607
Ipari méretű épületklimatizáló
A legtöbb átlagos napenergia segítségével történő klimatizálás eljárásainak áttekintése
A legtöbb átlagos napenergia segítségével történő klimatizálás eljárásainak áttekintése
Nedves levegő Mollier h-x diagrammja p=1 bar nyomásnál
Idealizált Carnot-körfolyamatok
környező
Egyszeres rendeltetésű hőszivattyú
Többrendeltetésű hőszivattyú
Erőművi turbina
SS S
SHidegebb
Mennyi annak a hűtőberendezésnek a hűtési teljesítménye, amely adiabatikus sűrítésből és ammónia hűtőfolyadékkal rendelkező térfogatnövekedéses dugattyúciklusból áll?
A cseppfolyósodási hőmérséklet 30 °C, a párolgási hőmérséklet -10 °C. A kompresszort száraz telített gázzal látták el. (x2 = 1). A cseppfolyósítás az x3 = 0
pontig tart.
Számolás példa
1. Példa
3 2
275240 15421355
14
kgkJ 13551 h
kgkJ 15422 h
kgkJ 2753 h
kgkJ 2404 h
kg
kJ 11152401355410 hhq
Szállított hő a párologtatóban 1kg hűtőközeg mellett:
h
kg 9,322
1115
36001003600
0
0
q
QK
A keringő hűtőközeg tömegárama:
kg
kJ 1871355154212 hhwk
Szükséges munka a kompresszor mozgásba kerüléséhez:
kg
kJ35 24027543 hhwe
Az expanziós dugattyú végzett munkája:
3,7152
11150 w
qTeljesítmény együttható:
hm 2,1294,09,322 31 vKVk
A kompresszor ellátott térfogatárama:
kg
kJ 15235187 ek www
kWh6,133600
1529,322
3600
wKW
A körfolyamat fenntartásához szükséges munka:
Az 18000kg tömegű levegő hőmérséklete t1 =80 °C, páratartalma x1 =0,03 kg/kg. Készítsen egy x4 =0,01 kg/kg száraz levegőt hűtéssel úgy, hogy tartsa a kivezető hőmérsékletet, ahogy az a t1-en áll.
Mennyi víznek kell elfolynia?
Mennyi hőelvonás szükséges a hűtéshez és az újrafűtés hozzáadásához?
2. Példa
Számolás példa
Tulajdonságok az 1. pontban
t1 = 80 oC
h1 = 160 kJ/kg
x1 = 0,03 kg/kg.Tulajdonságok a 2. pontban
t2 = 14 oC
h2 = 141 kJ/kg
x2 = x1
Tulajdonságok a 3. pontban
t3 = t2 = 14 oC
h3 = 39 kJ/kg
x3 = 0,01
= 1
Tulajdonságok a 4. pontban
t4 = t1 = 80 oC
h4 = 108 kJ/kg
x4 = x3 = 0,01 kg/kg.
kgxxm
G OH
36001,003,01800032
2
Elszállított víz
kJhhm
Qh
10142,24116018000 621
Hőelvonás hűtéssel
kJQ
hhGm
Q
m
OH
m
10217,1
39108360180006
342
Hőközlés hűtéssel
Köszönöm a figyelmet!