Πειραματική και υπολογιστική μελέτη ψυκτικής εγκατάστασης σουπερμάρκετ

Συγγούνας, Ευάγγελος; Syngounas, Evangelos

dc.contributor.author	Συγγούνας, Ευάγγελος	el
dc.contributor.author	Syngounas, Evangelos	en
dc.date.accessioned	2017-12-04T13:30:49Z
dc.date.available	2017-12-04T13:30:49Z
dc.date.issued	2017-12-04
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46031
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14987
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ψυκτική εγκατάσταση	el
dc.subject	Ψυκτικά κυκλώματα	el
dc.subject	Ενέργειες εξοικονόμησης ηλεκτρικής κατανάλωσης	el
dc.subject	Ψυκτικά μέσα	el
dc.subject	Σουπερμάρκετ	el
dc.subject	Refrigeration system	en
dc.subject	Cooling circuits	en
dc.subject	Electricity consumption saving operations	en
dc.subject	Refrigerants	en
dc.subject	Supermarket	en
dc.title	Πειραματική και υπολογιστική μελέτη ψυκτικής εγκατάστασης σουπερμάρκετ	el
dc.title	Experimental and computational study of a supermarket refrigeration system	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Εμπορική ψύξη	el
heal.classification	Commercial refrigeration	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-09-07
heal.abstract	Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας, είναι η πειραματική και υπολογιστική μελέτη της ψυκτικής εγκατάστασης ενός σουπερμάρκετ. Η ανάλυση αυτή, υλοποιείται χρησιμοποιώντας μετρήσεις πραγματικού χρόνου από την εγκατάσταση, καθώς και με χρήση κώδικα που αναπτύχθηκε στο λογισμικό EES (Engineering Equation Solver). Πιο συγκεκριμένα, αναπτύσσεται υπολογιστικό μοντέλο για την ανάλυση των επιμέρους ψυκτικών κυκλωμάτων μέσης (MT) και χαμηλής θερμοκρασίας (LT). Μέσω του μοντέλου αυτού, υπολογίζονται οι ηλεκτρικές καταναλώσεις των κυκλωμάτων, προκειμένου να προσδιοριστούν στη συνέχεια μέθοδοι εξοικονόμησης ενέργειας στην εγκατάσταση. Για το σκοπό αυτό, ελέγχεται αρχικά η ακρίβεια του υπολογιστικού μοντέλου, μέσω σύγκρισης των αποτελεσμάτων του με τις αντίστοιχες πειραματικές μετρήσεις, εμφανίζοντας μέγιστη απόκλιση της τάξης του 3%. Ακολούθως, αναπτύσσεται μοντέλο πρόβλεψης του ψυκτικού φορτίου σε κάθε κύκλωμα, με μοναδική παράμετρο την εξωτερική θερμοκρασία περιβάλλοντος. Συνεπώς, με χρήση των βασικών θερμοδυναμικών εξισώσεων του ψυκτικού κύκλου, υπολογίζονται οι μηνιαίες ηλεκτρικές καταναλώσεις των κυκλωμάτων MT και LT, οι οποίες ανταποκρίνονται στις πραγματικές, σημειώνοντας μέγιστες αποκλίσεις, κατά 5.3% στο κύκλωμα MT και κατά 4.1% στο κύκλωμα LT. Οι υπολογισμοί αυτοί δίνουν τη δυνατότητα για γρήγορη και αξιόπιστη μελέτη της ετήσιας απόδοσης του εξεταζόμενου συστήματος. Επιπλέον, διερευνώνται οι ήδη υλοποιημένες ενέργειες εξοικονόμησης ηλεκτρικής κατανάλωσης, σημαντικότερη των οποίων είναι η ρύθμιση της πίεσης συμπύκνωσης σε χαμηλότερα επίπεδα. Το σύνολο των ενεργειών εξοικονόμησης, επιφέρουν 16.8% αύξηση του συντελεστή συμπεριφοράς COP και 12.78% μείωση της καταναλισκόμενης ισχύος του κυκλώματος MT, ενώ στο κύκλωμα LT σημειώνεται 23% αύξηση και 29.55% μείωση στα αντίστοιχα μεγέθη. Από τη διερεύνηση προέκυψε, ότι η εξοικονόμηση ηλεκτρικής ισχύος στο κύκλωμα LT, οφείλεται κατά 23% στην αύξηση του COP και κατά 77% στη μείωση του ψυκτικού φορτίου του κυκλώματος. Αντίθετα, για το κύκλωμα MT, προέκυψε μικρότερη εξάρτηση από τη μεταβολή των σημείων λειτουργίας των συμπυκνωτών, λόγω της ύπαρξης συστήματος ελέγχου inverter σε αυτό. Ωστόσο, παρατηρήθηκε μεγάλη εξάρτηση από τη δραστηριότητα ανοίγματος των θυρίδων των ψυγείων, κατά τις ημέρες λειτουργίας του καταστήματος, η οποία αυξάνει κατά 24% το ψυκτικό φορτίο του κυκλώματος MT. Τέλος, εξετάζονται εναλλακτικά ψυκτικά μέσα, για την αντικατάσταση του υπάρχοντος R-404a. Συγκεκριμένα, υπολογίζονται σε επίπεδο έτους, οι μηνιαίες ηλεκτρικές καταναλώσεις και το μηνιαίο κόστος λειτουργίας κάθε κυκλώματος, για την περίπτωση χρήσης κάθε εξεταζόμενου ψυκτικού μέσου και γίνεται σύγκριση με τα αντίστοιχα μεγέθη του υπάρχοντος ψυκτικού. Το ψυκτικό μέσο R-134a εμφανίζει ενεργειακή και οικονομική βελτίωση έως 8%, ενώ ψυκτικά μέσα τα οποία απαιτούν ελάχιστες μετατροπές στον υπάρχον εξοπλισμό για απευθείας χρησιμοποίησή τους, όπως το R-410a και το R-507a σημειώνουν εξοικονόμηση ενέργειας της τάξεως του 1%.	el
heal.abstract	The objective of this diploma thesis is the experimental and computational study of a supermarket refrigeration system. This analysis is carried out by using real-time measurements from the installation, as well as by using code, developed on the Engineering Equation Solver (EES) software. Particularly, a computational model is developed for the analysis of the individual medium (MT) and low temperature (LT) cooling circuits. Through this model, each circuit’s electrical consumption is calculated, in order then to specify energy saving methods in the installation. For this purpose, at first, computational model’s accuracy is validated, by comparing its results with the corresponding experimental measurements, resulting in a maximum deviation of 3%. Next, a prediction model of the cooling load in each circuit is developed, with the only parameter being the external ambient temperature. Therefore, by using the basic thermodynamic equations of the refrigeration cycle, the monthly electrical consumption of MT and LT circuits is calculated, which correspond to the real ones, with a discrepancy of 5.3% in the MT circuit and 4.1% in the LT circuit. Through these calculations, there is the potentiality of a quick and reliable study of the annual performance of the considering system. In addition, the electricity consumption saving operations, that have already been carried out, are examined, with the most important being the regulation of the condensing pressure at lower levels. All these saving operations lead to a 16.8% rise in the performance coefficient (COP) and to a 12.78% reduction in the power consumption of the MT circuit, while on the LT circuit there is a 23% rise and a 29.55% reduction in the corresponding figures. The investigation has shown that electrical power savings on the LT circuit are due, to the extent of 23%, to the increase of COP and, to the extent of 77%, to the reduction of the cooling load in the circuit. On the contrary, as for the MT circuit, there was less dependence on the change of condenser’s operating point due to the inverter control system in it. However, there was noticed a strong dependence on the activity of opening coolers’ ports during the operating days of the store, which increases the cooling load of the MT circuit by 24%. Finally, alternative refrigerants are examined in order to replace the existing R-404a. More precisely, for each investigated refrigerant, the monthly electricity consumption and the monthly operating cost of each circuit are calculated and then they are being compared to the corresponding figures of the existing refrigerant. The R-134a refrigerant shows an energy and economic improvement of up to 8%, while refrigerants which require few modifications to the current equipment for retrofitting, such as the R-410a and the R-507a, show an energy saving of around 1%.	en
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	179 σ.
heal.fullTextAvailability	true