Ανάλυση και βελτιστοποίηση συνήθων ψυκτικών κύκλων μηχανικής συμπίεσης ατμών για διάφορα εργαζόμενα μέσα

Χριστοφιλάκης, Κωνσταντίνος; Christofilakis, Konstantinos

dc.contributor.author	Χριστοφιλάκης, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Christofilakis, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2016-03-09T10:54:35Z
dc.date.available	2016-03-09T10:54:35Z
dc.date.issued	2016-03-09
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42116
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11806
dc.rights	Default License
dc.subject	Ψύξη	el
dc.subject	Cooling	en
dc.subject	Συντελεστές	en
dc.subject	Συμπεριφορά	el
dc.subject	Εργαζόμενα μέσα	el
dc.subject	Μηχανική συμπίεση ατμών	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση	el
dc.subject	Coefficient of performance	en
dc.subject	Working fluid	en
dc.subject	Vapor compression	en
dc.subject	Optimization	en
dc.title	Ανάλυση και βελτιστοποίηση συνήθων ψυκτικών κύκλων μηχανικής συμπίεσης ατμών για διάφορα εργαζόμενα μέσα	el
dc.title	Analysis and optimization of usual vapor compression cooling cycles for various working fluids	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ψύξη	el
heal.classification	Cooling	en
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-09-24
heal.abstract	Στην εκπόνηση της διπλωματικής αυτής εργασίας, ξεκινάμε δίδοντας ορισμένες βασικές έννοιες και ορισμούς για την διαδικασία και την σημασία της ψύξης στις μέρες μας σε βιομηχανικές καθώς και οικιακές εφαρμογές.Ακολουθεί μία σύντομη αναφορά σε θερμοδυναμικούς κύκλους και μία εκτενέστερη στο κύριο τμήμα της εργασίας το οποίο είναι η ψύξη με μηχανική συμπίεση ατμών.Στο επόμενο κεφάλαιο γίνεται μία εκτενέστατη ανάλυση για τα ψυκτικά μέσα και τις ιδιότητες αυτών, όπως π.χ. τα κριτήρια ασφάλειας και τον τρόπο ονοματολογίας.Στο ίδιο κεφάλαιο αναφέρεται η σημασία χρήσης αζεοτροπικών μιγμάτων ψυκτικών μέσων και τέλος δίδεται ένας περιεκτικός πίνακας με τα κυριότερα βιομηχανικά ψυκτικά μέσα και τις σημαντικότερες φυσικές και χημικές ιδιότητες τους.Αμέσως μετά ακολουθεί ανάλυση στο αντικείμενο των συμπιεστών αερίου, απαραίτητου τμήματος των μελετούμενων ψυκτικών εγκαταστάσεων.Δίδονται οι διάφοροι τύποι των συμπιεστών, καθώς και τα διαγράμματα λειουργίας τους.Στην συνέχεια εξετάζουμε τα βασικά τμήματα του ψυκτικού κυκλώματος.Ξεκινώντας από τον ατμοποιήτη αναλύουμε την λειτουργία του και προχωράμε σε μία διαστασιολόγηση με σκοπό την καλύτερη κατανόηση του υπολογισμού του απαιτούμενου όγκου του.Ύστερα αναλύουμε την διάταξη του συμπυκνωτή και αριθμούμε τους διάφορους τύπους οι οποίοι συναντώνται στην βιομηχανία.Για να ολοκληρώσουμε το συγκεκριμένο τμήμα, αναφερόμαστε στις συσκευές εκτόνωσης δηλαδή στις διατάξεις οι οποίες ρυθμίζουν την πίεση σε συγκεκριμένα μέρη του κύκλου και στο φαινόμενο της μερικής ατμοποιήσεως ύστερα από ισενθαλπικό στραγγαλισμό.Στα πλαίσια της εξήγησης του φαινομένου, αναλύουμε την λειτουργία των δοχείων μερικής ατμοποιήσεως και τέλος συντάσσουμε μία σύντομη αναφορά επάνω στο αντικείμενο των εναλλακτών θερμότητος.Το κύριο μέρος της εργασίας καταπιάνεται με την επεξήγηση της λειτουργίας και την ανάλυση στο λογισμικό E.E.S.(Enginnering Equation Solver).Αρχικά γίνεται μία σύντομη αναφορά στην ιστορία του προγράμματος και ύστερα ακολουθεί ένα τυπικό παράδειγμα προσομείωσης και επίλυσης για μονοβάθμιο ψυκτικό κύκλο μηχανικής συμπίεσης ατμών.Στο παράδειγμα αυτό δίδονται σημαντικές πληροφορίες για την χρηστικότητα του λογισμικού, για το περιβάλλον του και τις δυνατότητες που αυτό παρέχει προς τον χρήστη καθιστώντας το έτσι αναπόσπαστο βοήθημα για πολλές εταιρείες και ερευνητικά προγράμματα.Μετά την ολοκλήρωση του παραδείγματος προχωρούμε στην ανάλυση των ψυκτικών κύκλων οι οποίοι μας ενδιαφέρουν με επεξήγηση για την λειτουργία και τις εφαρμογές τους και ταυτόχρονη παράθεση των διαγραμμάτων που μας ενδιαφέρουν όπως ο συντελεστής συμπεριφοράς ψυκτικής εγκατάστασης, η ψυκτική ισχύς στον ατμοποιητή και η ισχύς την οποία απορροφά ο συμπιεστής, όλα συναρτήσει της θερμοκρασίας ατμοποιήσεως.Αναλύουμε αρχικά τον μονοβάθμιο κύκλο και στην συνέχεια προχωρούμε σε ανάλυση διβάθμιου και τριβάθμιου κύκλου μηχανικής συμπίεσης ατμών.Παράλληλα, εισάγουμε μια βελτιστοποίηση για την σχέση της μέσης πίεσης στον διβάθμιο κύκλο.Στην συνέχεια αναλύουμε τον ψυκτικό κύκλο συνδέσεως κλιμακωτού καταρράκτη και συγκρίνουμε όλους τους παραπάνω κύκλους ως προς τον συντελεστή συμπεριφοράς.Ακόμη κάνουμε την ίδια σύγκριση σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες ψύξης και τέλος δίδουμε διαγράμματα για ψυκτική διάταξη με δύο στοιχεία ατμοποιήσεως σε σειρά η οποία προσομοιάζει την λειτουργία ενός οικιακού ψυγειοκαταψύκτη ο οποίος λειτουργεί σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες ψύξης.	el
heal.abstract	In the elaboration of this thesis, we begin by administrating some basic principles and definitions for the process and the importance of cooling nowadays in industrial as well as in domestic applications.Then we demonstrate a brief report on thermodynamic cycles and a more detailed one on the main part of the thesis which is cooling with mechanical compression of the vapor produced by the evaporation of the working fluid.In the next chapter we display a detailed analysis on the cooling fluids and their properties, as the safety criteria and their nomenclature.In the same chapter we refer to the importance of using azeotropic mixtures of cooling fluids and in the end we display a comprehensive board containing the most basic industrial cooling fluids and their physical and chemical properties.Right after, we display an analysis on the object of air compressors, which is an integral part of the studied cooling applications.Various types of compressors and their diagrams of operation are being demonstrated.Following, we will examine the basic parts of the cooling circuit.Starting from the evaporator we will analyze it’s operation and then proceed to a dimensioning for better comprehension of the function and the volume needed.After that, we analyze the operation of the condenser and we number the various types tha we encounter in industrial applications.To complete this chapter we refer to the expansion devices used for pressure regulation in some parts of the cycle and the plenomenon of flash evaporation after an isenthalpic expansion.Within the explanation of the flash evaporation phenomena we analyze the function of a flash tank and finaly we redact a brief report on the object of heat exchangers.The main part of the project undertakes the explanation of the operation and the analysis using the E.E.S. software (Engineering Equation Solver).In the beginning, we refer to a brief report of the history of the program and then we demonstrate a typical example of simulation and solution for one stage vapor compression cooling cycle.In this example important information for the utility of the software, it’s environment and the possibilities it offers, are being given, rendering it a necessary aid for many industries and research programs.After the conclusion of the example, we proceed to the analysis of the cooling cycles which pose interest and we explain the operation and the applications of use.Simultaneously, we demonstare diagrams such as the coefficient of performance, the cooling power of the evaporator, and the power absorbed from the compressor in respect to the evaporation temperature.In the beginning we analyze the single stage cycle an then we proceed to the analysis of the two stage and three stage cycles.After the analysis we demonstrate an optimization for the equation of mean pressure for the two stage cycle.Then we analyze the cascade cooling cycle and then we proceed to the comparison between the four abovementioned cooling cycles.We follow the same process for V.L.T. cooling (Very Low Temperature).In the end we analyze the operation of the cooling installation with two elements of evaporation which simulates a household refrigerator.	en
heal.sponsor	Μπέλλος Ευάγγελος, Υποψήφιος διδάκτωρ τομέα θερμότητος	el
heal.advisorName	Τζιβανίδης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Τζιβανίδης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Κορωνάκη, Ειρήνη	el
heal.committeeMemberName	Ρογδάκης, Εμμανουήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ψύξης και Κλιματισμού	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	225 σ.
heal.fullTextAvailability	true