Abstract

One of the promising trends in the refrigerating engineering is building machines for industrial processes with the simultaneous use of two thermal effects (heat and cold). The fundamental possibility to build machines, operating on a complex reverse thermodynamic cycle with the production of low-grade cold and high-grade heat is considered. Such machines are called heating cascade machines. The synthesis of cyclic machine solutions for various pairs of materials, based on thermodynamic analysis by the “method of cycles” is carried out. The analysis of the supercritical cycle of the upper cascade with R744 by the entropy-cycle method is performed. It is shown that the compound Carnot-Lorenz cycle (“triangular”) should be chosen as the cycle model. The problem of determining the degree of thermodynamic perfection of the cascade cycle, which takes into account the simultaneous production of two thermal effects – cold and heat is solved. An example of the calculation of the machine characteristics under variable input parameters: temperature in the condenser-evaporator and the pressure in the gas cooler is given. The comparison with the characteristics of the cascade machine, operating in the same mode, but with one thermal effect – the production of cold, which showed the benefits of heating cycles is performed. It is proved that, given the simultaneous high temperatures of the heat produced and low temperature of the cold produced in the cascade heating machine, energy performance is quite high. General recommendations – in terms of energy saving, heating cascade units and machines, operating with R744 as a working substance of the upper cascade and the cycle in the supercritical region with the simultaneous heat and cold production should be designed.

Highlights

  • Кафедра криогенной техники Институт холода, криотехнологий и экоэнергетики им

  • Целью работы является развитие энтропийно-циклового метода термодинамического анализа теплофикационных каскадных машин с учетом энергосбережения путем формирования комплекса «цикл-рабочие вещества»

  • Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Read more

Summary

Введение

Производство холода на температурном уровне –110...–30 °C осуществлялось многоступенчатыми и каскадными машинами. В соответствии с правилами, установленными в холодильной технике, для производства холода на уровне температур –70...–30 °C использовали двухступенчатые машины с рабочими веществами R717 и R22. Производство холода на уровне температур –110...–50 °C осуществляли каскадные машины. Для производства холода на уровне температур –70...–50 °C можно было использовать оба типа машин. Машины для производства низкопотенциального холода с одновременным производством тепла (теплофикационные) выпускали только в соответствии с техническим заданием индивидуального заказчика. В современной холодильной и теплонасосной технике указанные рабочие вещества запрещены к использованию, что привело к перераспределению температурных границ производства холода между многоступенчатыми и каскадными машинами. Производство холода с более низкими температурами осуществляют каскадными машинами. Из всего многообразия рабочих веществ, предлагаемых рынком, исследователями для каскадных машин были отобраны пары, которые при соблюдении общих правил выбора обладали главными преимуществами: оба вещества натуральные, имеют нулевые значения ODP и близкие к нулю GWP. Именно эти заключения легли в основу появления нового поколения каскадных машин

Анализ литературных данных и постановка проблемы
Цель и задачи исследования
Выбор соответственных циклов-образцов
Определение коэффициента преобразования СОРцо цикла-образца
Выводы
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call