systemy_chlodzenia.pdf

(3010 KB) Pobierz
(Microsoft PowerPoint - SP2 systemy ch\263odzenia)
Uk ł ady ch ł odnicze w
klimatyzacji
dr inŇ. Agnieszka ZajĢc
Wrocław 2008
Certyfikacja i audyt energetyczny budynkw 2008
Wprowadzenie
Wszystkie urzĢdzenia klimatyzacyjne wymagajĢ doprowadzenia czynnika
grzejnego do ogrzewania powietrza w zimie oraz czynnika chłodniczego
do ochładzania i osuszania powietrza latem.
Zazwyczaj stosuje siħ kompaktowe urzĢdzenia chłodnicze, nazywane agregatami
chłodniczymi lub potocznie chłodziarkami czy chillerami. Chłodzenie nastħpuje w
zamkniħtym cyklu termodynamicznym, w którym przez doprowadzenie energii
odprowadzane jest ciepło od powietrza, w sposób bezpoĻredni za pomocĢ
parujĢcego czynnika chłodniczego ( chłodzenie bezpo Ļ rednie ) lub poĻredni,
przy wykorzystaniu obiegu czynnika poĻredniego chłodzonego za pomocĢ
urzĢdzeı chłodniczych ( chłodzenie po Ļ rednie ).
1
210746687.016.png 210746687.017.png 210746687.018.png
Certyfikacja i audyt energetyczny budynkw 2008
Schemat urzĢdzenia ch ł odniczego
SprħŇarkowe urzĢdzenie chłodnicze
składa siħ z parowacza słuŇĢcego do
pobierania ciepła (chłodzenie),
sprħŇarki (kompresora), wyposaŇonej
w silnik napħdowy do dostarczania
energii, skraplacza (kondensatora), w
którym oddawane jest ciepło, oraz
elementu rozprħŇnego (dławiĢcego)
wykorzystywanego do obniŇenia
ciĻnienia. Dla właĻciwego działania
urzĢdzenia chłodniczego, wszystkie
elementy układu muszĢ byę
połĢczone ze sobĢ przewodami
rurowymi tworzĢc obieg zamkniħty, w
którym krĢŇy czynnik chłodniczy.
Certyfikacja i audyt energetyczny budynkw 2008
Podzia ł
UrzĢdzenie, w którym odbywa siħ cykliczny proces parowania –
sprħŇania – skraplania – dławienia, nazywane jest w zaleŇnoĻci od
zamierzonego skutku działania:
Urz Ģ dzeniem chłodniczym , gdy zamierzonym skutkiem działania jest
odprowadzanie ciepła (mocy chłodniczej Q o ) z oĻrodka o niŇszej
temperaturze, czyli ochładzanie,
Pomp Ģ ciepła , gdy zamierzonym skutkiem działania jest otrzymywanie
ciepła Q k przy wyŇszej temperaturze, czyli ogrzewanie.
Zadaniem techniki chłodniczej jest przekazanie ciepła z oĻrodka o
niŇszej temperaturze do oĻrodka o wyŇszej temperaturze. Do tego
niezbħdna jest energia.
2
210746687.019.png 210746687.001.png 210746687.002.png 210746687.003.png 210746687.004.png
Certyfikacja i audyt energetyczny budynkw 2008
Rodzaje urzĢdzeı ch ł odniczych
W klimatyzacji stosowane sĢ dwa podstawowe rodzaje urzĢdzeı
chłodniczych:
- spr ħŇ arkowe, parowe urz Ģ dzenia chłodnicze , których obieg
realizowany jest dziħki doprowadzeniu energii mechanicznej, z
wykorzystaniem przemian fazowych (wrzenia i skraplania) czynnika
chłodniczego,
- absorpcyjne urz Ģ dzenia chłodnicze , których obieg realizowany jest
przy dostarczeniu dodatkowej energii cieplnej, gdzie czynnik chłodniczy
jest pochłaniany (absorbowany) przez roztwór roboczy, krĢŇĢcy w obiegu
zamkniħtym, a nastħpnie ponownie uwalniany do procesu chłodniczego
przez dodanie energii cieplnej,
Certyfikacja i audyt energetyczny budynkw 2008
Zobrazowanie procesu na wykresie log p - h
W ponad 90% zainstalowanych urzĢdzeı stosowany jest sprħŇarkowy
parowy obieg chłodniczy. Ma on współczeĻnie najwiħksze znaczenie w
technice chłodniczej i klimatyzacyjnej. PodstawĢ działania jest
teoretyczny idealny proces obiegu Carnota, tzw. obieg lewobieŇny.
3
210746687.005.png 210746687.006.png 210746687.007.png
Certyfikacja i audyt energetyczny budynkw 2008
Wykres log p-h
Obliczenia i analizħ
obiegów parowych
urzĢdzeı
chłodniczych i pomp
ciepła prowadzi siħ
na wykresach
termodynamicznych.
Najbardziej
rozpowszechniony
jest wykres:
logarytm z ciĻnienia-
entalpia właĻciwa
(log p-h)
Certyfikacja i audyt energetyczny budynkw 2008
SprħŇarkowy, parowy obieg ch ł odniczy
Na wykresie (log p),h przetworzone iloĻci energii przedstawione sĢ jako odcinki
poziome, a entalpia odnosi siħ do 1 kilograma krĢŇĢcego w obiegu czynnika
chłodniczego. Tak wiħc wyznaczyę moŇna:
q o = (h 1 -h 4 ) w kJ/kg, jednostkowa wydajnoĻę chłodnicza, odnoszĢca siħ do
wydajnoĻci chłodniczej masy bħdĢcej w obiegu,
l s = (h 2 -h 1 ) w kJ/kg, właĻciwa praca napħdowa, na wykresie przyjħto izentropowe
sprħŇanie,
q k = (h 2 -h 3 ) w kJ/kg, właĻciwe obciĢŇenie cieplne skraplacza.
Ze strumienia masy czynnika chłodniczego m o w kg/s wynikajĢ nastħpujĢce
wielkoĻci w kW:
WydajnoĻę chłodnicza
Q o = m o ·q o = m o ·(h 1 -h 4 )
Moc do napħdu sprħŇarki
P = m o ·l s = m o ·(h 2 -h 1 )
WydajnoĻę skraplania
Q k = m o ·q k = m o ·(h 2 -h 3 )
BILANS ENERGETYCZNY:
Q o + P = Q k
4
210746687.008.png 210746687.009.png 210746687.010.png
Certyfikacja i audyt energetyczny budynkw 2008
SprħŇarkowy, parowy obieg ch ł odniczy
MoŇna wyróŇnię trzy zasadnicze funkcje urzĢdzenia realizujĢcego obieg
lewobieŇny i sĢ to:
- funkcja ziħbienia – ziħbiarka (a)
- funkcja grzania – pompa ciepła (b)
- funkcja ziħbienia i grzania jednoczeĻnie – urzĢdzenie ziħbno-grzejne (c)
Certyfikacja i audyt energetyczny budynkw 2008
SprħŇarkowy, parowy obieg ch ł odniczy
JakoĻę kaŇdego urzĢdzenia okreĻla stosunek osiĢganych efektów do nakładów,
który okreĻlany jest jako efektywno Ļę. WartoĻę sprawnoĻci jest zawsze mniejsza
od 1, jednak w wyniku dopływu ciepła niskotemperaturowego (po stronie zimnej)
wartoĻę tego stosunku zwiħksza siħ i jest ona dla pompy ciepła zawsze, zaĻ w
przypadku urzĢdzenia chłodniczego w wiħkszoĻci przypadków, wiħksza niŇ 1.
Współczynnik wydajno Ļ ci chłodniczej lub grzewczej oznaczony jest symbolem e,
COP lub EER i zdefiniowany w nastħpujĢcy sposób:
UrzĢdzenie chłodnicze:
Pompa ciepła:
e
z =
Q o
e
=
Q
k
=
Q
o
+
1
=
e
+
1
P
pc
P
P
z
UrzĢdzenie ziħbno-grzejne:
e
=
Q
o
+
Q
k
=
2
×
e
+
1
zg
z
P
5
210746687.011.png 210746687.012.png 210746687.013.png 210746687.014.png 210746687.015.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin