Abstract
The article considers 46 low-boiling working media (LBWM) with zero potential for ozone layer destruction. Out of them, 14 ones are single-component hydrofluorocarbon refrigerants, 28 ones are multi-component mixtures of hydrofluorocarbon refrigerants, and the four ones are native refrigerants. Thermodynamic analysis of working media based on the classical turbo-expander scheme with a heat exchanger designed to cool the superheated LBWM that has left the turbo-expander has been performed. For this scheme, a cycle is constructed in T–s-coordinates. The LBWM was compared using the exergetic coefficient of efficiency (KE). In the course of the study, it was found that for some LBWM, the sequence of location of the exergetic efficiencydependences on temperature at thermodynamically optimal working medium pressures is preserved over the entire temperature range under study (from 100 to 300 оC). In other words,if the working medium has the highest exergetic efficiency coefficient, then this property is inherent in it at any temperature in a given interval. It is proposed to perform the analysis of the LBWM for exergetic efficiency at an arbitrarily selected temperature (250 оC). The study demonstrated that the highest exergetic efficiency of natural refrigerants is R600A (50.25 %), among single component hydrofluorocarbon refrigerants – R245FA (50.00 %), R1233ZD(E) (49.91 %), R236EA (49.59 %), among multi-component mixtures of hydrofluorocarbon refrigerants – R429A (47.92 %), R430A (47.49 %) and R423A (47.47 %). Out of the all examined refrigerants, the following ones have the highest exergetic efficiency of all the considered LBWM: R600A, R245FA, R1233ZD(E), R236EA, R1234ZE(Z), R236FA. They belong to both natural refrigerants (hydrocarbons) and single-component hydrofluorocarbons. It should be noted that each of these working media has its drawbacks: some have a high potential for global warming, others are explosive, and others have a high cost.
Highlights
Все более широкое применение в современной энергетике приобретают турбодетандерные установки с рабочим телом, имеющим более низкую, чем у воды, температуру кипения
Thermodynamic analysis of working media based on the classical turboexpander scheme with a heat exchanger designed to cool the superheated
a cycle is constructed in T
Summary
Исследования проводились на примере классической турбодетандерной схемы с теплообменным аппаратом на выходе из турбодетандера, предназначенным для охлаждения перегретого НКРТ, покинувшего турбодетандер (рис. 1). Исследования проводились на примере классической турбодетандерной схемы с теплообменным аппаратом на выходе из турбодетандера, предназначенным для охлаждения перегретого НКРТ, покинувшего турбодетандер Принцип работы представленной схемы следующий: из конденсатора 4 жидкое НКРТ насосом 5 подается в теплообменный аппарат 6, где нагревается парами НКРТ, поступающими в теплообменный аппарат из турбодетандера 2. При этом расход рабочего тела выбирается таким образом, чтобы обеспечивалась его необходимая температура на выходе из котлаутилизатора при неизменном объеме, составе и температуре продуктов сгорания. Выбор давления рабочего тела перед турбодетандером производится так, чтобы получить максимальный эксергетический КПД при данной температуре. 2) на примере хладагента R245FA при температуре рабочего тела перед турбодетандером 250 оС и оптимальном давлении. Цикл состоит из следующих процессов: 1–2 – повышение давления НКРТ в насосе 5; 2–2' – изобарный процесс нагрева рабочего тела в теплообменнике 6; 2'–3 – изобарный процесс нагрева, парообразования и перегрева в котле-утилизаторе 1; 3–4 – процесс расширения НКРТ в турбодетандере 2; 4–5 – изобарный процесс охлаждения паров хладагента в теплообменнике 6; 5–1 – изобарный процесс охлаждения и конденсации паров хладагента в конденсаторе 4
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
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 callMore From: ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
