fordított ciklusú gépek

Fordított ciklusú gépek

Dr. Szakács Tamás adjunktus

Óbudai Egyetem1034, Budapest Bécsi út 96/B

[email protected]

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

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

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!

[email protected]

fordított ciklusú gépek

Documents