Ενεργειακή και εξεργειακή ανάλυση συστήματος παραγωγής ψύξης με συμπίεση ατμών - απορρόφηση και επιλογή βέλτιστου ψυκτικού μέσου για βιομηχανική χρήση

Γεωργούσης, Ιωάννης

Energy and exergy analysis of a cascade absorption - compression refrigeration system and optimal selection of refrigerant for industrial applications

Διπλωματική εργασία

Author

Γεωργούσης, Ιωάννης

Date

2024-10-14

Advisor

Νάζος, Αντώνιος

Διπλωματική εργασία (5.888Mb)

Keywords

Βιομηχανική ψύξη ; Ψύξη με συμπίεση ατμών ; Ψύξη με απορρόφηση ; Ενεργειακή ανάλυση ; Ψυκτικά μέσα ; Συντελεστής συμπεριφοράς ; Εξεργειακή ανάλυση ; Εξεργειακός βαθμός απόδοσης

Abstract

Στη παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύσσεται ένα μοντέλο που βασίζεται σε ενεργειακές, εξεργειακές, και περιβαλλοντικές αναλύσεις, αξιολογείται η απόδοση του συστήματος σε παραμέτρους λειτουργίας, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας συμπύκνωσης καθώς και θερμοκρασίες εξάτμισης και τις δυνατότητες ψύξης σε δύο θερμοκρασίες ψύξης με χρήση διαφορετικών ψυκτικών μέσων. Αναλυτικότερα στο κεφάλαιο 1, στην εισαγωγή γίνεται λόγος για την σημασία της ψύξης στον σύγχρονο κόσμο και τις ενεργειακές ανάγκες της εν λόγω διεργασίας . Το κεφάλαιο 2 περιλαμβάνει ένα θεωρητικό υπόβαθρο στο οποίο αναλύονται βασικές έννοιες της θερμοδυναμικής πάνω στις οποίες θα βασιστεί η μελέτη της διάταξης. Στο κεφάλαιο 3 εν συνεχεία, μελετάται η διεργασία της ψύξης με συμπίεση ατμών καθώς και οι κατηγορίες κλειστών κύκλων που μπορούν να λειτουργήσουν με αυτού του είδους ψύξη. Στο κεφάλαιο 4 μετέπειτα, αναλύεται θερμοδυναμικά η κατηγορία της ψύξης με απορρόφηση και σχολιάζονται τα αντίστοιχα διαγράμματα. Στο κεφάλαιο 5 εξετάζονται οι ιδιότητες των ψυκτικών μέσων, οι επιπτώσεις που έχουν στο περιβάλλον καθώς και τα κριτήρια επιλογής τους. Στο κεφάλαιο 6 περιγράφεται η μεθοδολογική προσέγγιση τους προβλήματος και οι εργαζόμενες συνθήκες της διάταξης. Στο κεφάλαιο 7 ακολουθεί η θερμοδυναμική ανάλυση του συστήματος, η περιβαλλοντική και οικονομική σύγκριση των 3 ψυκτικών μέσων, η κατασκευή αντίστοιχων διαγραμμάτων και οι τρόποι βελτίωσης απόδοσης του συστήματος. Στο κεφάλαιο 8 παρατίθενται τα αποτελέσματα, ο σχολιασμός τους, ενώ στο κεφάλαιο 9 διατυπώνονται τα συμπεράσματα.

Abstract

In this thesis, a model based on energy, exergy, and environmental analyzes is developed, the performance of the system is evaluated in operating parameters, including condensation temperature as well as evaporation temperatures and the cooling capabilities at two cooling temperatures using different refrigerants. In more detail in chapter 1, the introduction talks about the importance of cooling in the modern world and the energy needs of the process in question. Chapter 2 includes a theoretical background in which basic concepts of thermodynamics are analyzed on which the study of the arrangement will be based. In chapter 3 then, the process of vapor compression cooling is studied as well as the categories of closed cycles that can operate with this type of cooling. In chapter 4 later, the category of absorption cooling is analyzed thermodynamically and the corresponding diagrams are commented. Chapter 5 examines the properties of refrigerants, their effects on the environment as well as their selection criteria. Chapter 6 describes the methodological approach to the problem and the working conditions of the arrangement. In chapter 7 follows the thermodynamic analysis of the system, the environmental and economic comparison of the 3 refrigerants, the construction of corresponding diagrams and ways to improve the performance of the system. Chapter 8 lists the results, their commentary, while chapter 9 formulates the conclusions.