Ανάλυση και σχεδιασμός διατάξεων αντλιών θερμότητας, με χρήση οικολογικών εργαζόμενων μέσων.

Ανδριανού, Φάνης Ανδρέας; Andrianou, Fanis Andreas

dc.contributor.author	Ανδριανού, Φάνης Ανδρέας	el
dc.contributor.author	Andrianou, Fanis Andreas	en
dc.date.accessioned	2024-03-05T09:29:09Z
dc.date.available	2024-03-05T09:29:09Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58969
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26665
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	Αντλίες θερμότητας	el
dc.subject	Αντλία θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών	el
dc.subject	Πράσινη τεχνολογία	el
dc.subject	Πράσινη ενέργεια	el
dc.subject	Ψυκτικά ρευστά	el
dc.subject	Εργαζόμενα μέσα	el
dc.subject	Χαμηλό GWP	el
dc.title	Ανάλυση και σχεδιασμός διατάξεων αντλιών θερμότητας, με χρήση οικολογικών εργαζόμενων μέσων.	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Παραγωγή θερμότητας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-17
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρεί να συγκρίνει τρεις βασικές διατάξεις αντλιών θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών για συγκεκριμένη θερμοκρασιακή ανύψωση, στοχεύοντας στην παραγωγή ζεστού νερού θερμοκρασίας 80-120 ⁰C, αποδίδοντας 100 kW θερμότητας. Για τις εξεταζόμενες διατάξεις δοκιμάζονται διάφορα ψυκτικά μέσα, τα οποία επιλέγονται με κύριο κριτήριο την επίδρασή τους στο περιβάλλον και συγκρίνονται μεταξύ τους και με το μέσο αναφοράς (R245fa) όσον αφορά την απόδοση και την ογκομετρική ικανότητα θέρμανσης. Επιλέχθηκαν ψυκτικά μέσα χαμηλού δυναμικού υπερθέρμανσης του πλανήτη και χαμηλού δυναμικού εξασθένισης του όζοντος. Για τον υπολογισμό των θερμοδυναμικών κύκλων και της απόδοσης κάθε συστήματος κατασκευάστηκε Matlab μοντέλο. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως μονοβάθμιες αντλίες θερμότητες είναι κατάλληλες για παραγωγή θερμότητας έως 90-100 ⁰C. Η προσθήκη ενδιάμεσου εναλλάκτη σε μονοβάθμια αντλία θερμότητας δύναται να αυξήσει σημαντικά την απόδοση και να επιτρέψει τη λειτουργία της σε μεγαλύτερο θερμοκρασιακό εύρος. Η διάταξη αυτή απέδοσε 100 kW θερμότητας με COP ίσο με 2.42. Η Cascade διάταξη κρίθηκε κατάλληλη για μεγάλες θερμοκρασιακές μεταβολές και υψηλές θερμοκρασίες εξόδου, αφού μπόρεσε να παράξει παραγωγή ζεστού νερού 120 °C θερμότητας με COP έως 2.48, ενώ θερμοκρασίας 80 °C με COP έως 3.99. Σε κάθε περίπτωση το R600 κρίθηκε κατάλληλο για χρήση και αποδοτικότερο από το εως σήμερα χρησιμοποιούμενο αλλά βλαβερό για το περιβάλλον R245fa. Αποδοτικότερες και πολλά υποσχόμενες κρίθηκαν και οι υδροφθωροολεφίνες R1234ze(Z) και R1233zd(E) για όλες τις διατάξεις, αλλά και η R1234ze(E) για χαμηλές θερμοκρασίες ή για τη βαθμίδα χαμηλής σε Cascade διατάξεις.	el
heal.abstract	This thesis attempts to compare three basic high temperature heat pump configurations for a specific temperature rise, aiming to produce hot water at a temperature of 80-120 ⁰C, delivering 100 kW of heat. Different refrigerants are tested for the considered devices, selected mainly based on their environmental impact and compared with each other and with the reference medium (R245fa) in terms of performance and volumetric heating capacity. Refrigerants with low global warming potential and low ozone depletion potential were selected. A Matlab model was built to calculate the thermodynamic cycles and the efficiency of each system. The results showed that single-stage heat pumps are suitable for heat generation up to 90-100 ⁰C. The addition of an intermediate heat exchanger to a single-stage heat pump can significantly increase the efficiency and allow operation over a wider temperature range. This arrangement yielded 100 kW of heat with a COP equal to 2.42. The Cascade configuration was found to be suitable for large temperature variations and high outlet temperatures, since it was able to produce 120 °C hot water heat output with a COP of up to 2.48, and 80 °C heat output with a COP of up to 3.99. In any case, R600 was considered suitable for use and more efficient than the currently used but environmentally harmful R245fa. The hydrofluoroolefins R1234ze(Z) and R1233zd(E) were also found to be more efficient and promising for all configurations, but also R1234ze(E) for low temperatures or for the low grade in cascade configurations.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Χουντάλας, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	98 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false