1 / 27

lic . Dirk Willem

THERMODYNAMICA Hoofdstuk 8. lic . Dirk Willem. Koelcycli. Koelmachines en warmtepom - pen. Koelmachine. WARME omgeving. Koelmachine: - warmte overbrengen van T L  T H - vraagt arbeid - werkt volgens negatief kringproces

tuari
Download Presentation

lic . Dirk Willem

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. THERMODYNAMICA Hoofdstuk 8 lic. Dirk Willem

  2. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen Koelmachine WARME omgeving Koelmachine: - warmte overbrengen van TL TH - vraagt arbeid - werkt volgens negatief kringproces - doel: ruimte op lage temp. houden Eerste hoofdwet: ΣQ = ΣW QL - QH = -Wnet,inof QH = Wnet,in + QL QH KM Wnet,in QL KOUDE koelruimte Koelfactor (COP):

  3. , Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen Warmtepomp WARME woning Warmtepomp: - werkt zoals koelmachine - doel: ruimte op hogetemp. houden QH Prestatiecoëfficiënt (COP): WP Wnet,in QL KOUDE buitenlucht

  4. , Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen Koelmachine Warmtepomp

  5. , Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus De Carnot-koelcyclus T 4 QH 1→2 isotherme expansie 2→3 adiabatische compressie 3→4: isotherme compressie 4→1: adiabatische expansie 3 TH QL TL 2 1 S • S1=S4 • S2=S3 1→2: isotherme expansie: > 0

  6. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus De Carnot-koelcyclus T 4 QH 1→2 isotherme expansie 2→3 adiabatische compressie 3→4: isotherme compressie 4→1: adiabatische expansie 3 TH QL TL 2 1 S • S1=S4 • S2=S3 3→4: isotherme compressie: < 0

  7. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus De Carnot-koelcyclus Koelfactor Carnot-koelmachine: T 4 QH 3 TH QL TL 2 1 S • S1=S4 • S2=S3

  8. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus De Carnot-koelcyclus Prestatiecoëfficiënt Carnot-warmtepomp: T 4 QH 3 TH QL TL 2 1 S • S1=S4 • S2=S3

  9. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De Carnot-koelcyclus • Conclusies: • (TH -TL)↓ COPKM↑ en COPWP↑ • Carnot-koelcyclus = hoogste COP • Carnot-koelcyclus = ideale cyclus

  10. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. De ideale damp-compressiecyclus Conclusies: 1-2 isentrope compressie 2-3 warmteafvoer bij constante druk 3-4 smoorproces 4-1 warmteopname bij constante druk T Warme omgeving qH verzadigde vloeistof 2 3 2 qH Compressor Expansie- ventiel 3 win win Verdamper verzadigde damp 4 1 qL 1 4 qL Koude omgeving s

  11. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. De ideale damp-compressiecyclus Conclusies: 1-2 isentrope compressie 2-3 warmteafvoer bij constante druk 3-4 smoorproces 4-1 warmteopname bij constante druk • qH= oppervl. onder kromme 3-2 T Warme omgeving • qL= oppervl. onder kromme 4-1 qH verzadigde vloeistof 2 3 2 qH Compressor Expansie- ventiel 3 win win Verdamper verzadigde damp 4 1 qL 1 4 qL Koude omgeving s

  12. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. De ideale damp-compressiecyclus 1-2 isentrope compressie 2-3 warmteafvoer bij constante druk 3-4 smoorproces 4-1 warmteopname bij constante druk • qH= oppervl. onder kromme 3-2 T • qL= oppervl. onder kromme 4-1 verzadigde vloeistof 2 qH 3 win verzadigde damp qL 1 4 s

  13. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. De ideale damp-compressiecyclus 1ste hoofdwet: q – wt = Δh+Δek+ Δep Compressor: q = 0 –wt = h2 – h1 –(–win) = h2 – h1 win = h2 – h1 Condensor: wt = 0 q = -qH = h3 – h2 qH = h2 – h3 T verzadigde vloeistof 2 qH 3 win qL 1 4 s

  14. qH = h2 – h3 Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl.. De ideale damp-compressiecyclus 1ste hoofdwet: q – wt = Δh+Δek+ Δep Expansieventiel: q = 0 en wt = 0 0 = Δh  h4 = h3 Verdamper: wt = 0 q = +qL = h1 – h4 qL = h1 – h4 T verzadigde vloeistof 2 qH 3 win qL 1 4 s

  15. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. 3 De ideale damp-compressiecyclus Compressor: win = h2 – h1 Condensor: qH = h2 – h3 Expansieventiel: h4 = h3 Verdamper: qL = h1 – h4 Koelfactor koelmachine: Koelvermogen: Compressorvermogen: Prestatiecoëff. warmtep. : T verzadigde vloeistof 2 qH 3 win 1 4 qL s

  16. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. 3 De ideale damp-compressiecyclus Enkele toestellen:

  17. ? Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. 3 De ideale damp-compressiecyclus: voorbeeld Gegeven: Koelmiddel R12 °t1 =° t4= -10°C - 10°C = -20°C °t3= 24°C + 10°C = 34°C = 5,5 kW Gevraagd:

  18. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. 3 De ideale damp-compressiecyclus: voorbeeld Koelmiddel R12: Tabel A-11: °t = -20°C: hg = h1 = 178,74 kJ/kg sg = s1= 0,7087 kJ/(kg.K) °t = 34°C: pat = p2 = p3= 0,82636 MPa hf = h3 = 68,55 kJ/kg = h4 Tabel A-13: s2 = s1 = 0,7087 kJ/(kg.K) p2= 0,82636 MPa 34°C -20°C • h2 =?

  19. ? Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. De ideale damp-compressiecyclus: voorbeeld 3 Koelmiddel R12: Tabel A-13: s2 = s1 = 0,7087 kJ/(kg.K) p2= 0,82636 Mpa Na meerdere lineaire interpoloaties:

  20. ? Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. 3 De ideale damp-compressiecyclus: voorbeeld h1 = 178,74 kJ/kg h2 = 208,75 kJ/kg h4 = h3 = 68,55 kJ/kg Koelvermogen: qL = h1 – h4 34°C -20°C

  21. ? Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. 3 De ideale damp-compressiecyclus: voorbeeld h1 = 178,74 kJ/kg h2 = 208,75 kJ/kg h4 = h3 = 68,55 kJ/kg Compressorvermogen: win = h2 – h1 34°C -20°C

  22. ? Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • compressiecycl. 3 De ideale damp-compressiecyclus: voorbeeld h1 = 178,74 kJ/kg h2 = 208,75 kJ/kg h4 = h3 = 68,55 kJ/kg koelfactor : 34°C -20°C

  23. ? Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • Compressiecycl. • Werkel. damp-compressiecycl. 3 De werkel. damp-compressiecyclus: Verschillen met ideale cyclus: T cond > TH en Tverdamp < TL  COP daalt Irrev. adiab. compr. (1-2)  win stijgt  COP daalt toest. 1: licht oververhitte damp toest. 3: gecomprimeerde vl. Vloeistofwrijving  drukval in condensor, verdamper en leidingen bron op hoge temp. TH bron op lage temp. TL

  24. ? Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • Compressiecycl. • Werkel. damp-compressiecycl. • Keuze koelm. 3 Juiste keuze van het koelmiddel: • Voorwaarden koelmiddel: • niet toxich, niet brandbaar, niet corrosief, niet duur, hfg groot • werkingsdrukken: pcond < pkr en pverdamp niet te laag p vloeist. kritisch punt pcond pverdamp dampspanningslijn (damp + vloeist.) vast damp Tverd. Tcond T

  25. ? Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • Compressiecycl. • Werkel. damp-compressiecycl. • Keuze koelm. 3 Juiste keuze van het koelmiddel: • Soorten koelmiddelen: • CFK’s : R12 (CCl2F2), … •  nadeel: Cl veroorzaakt afbraak ozonlaag in atmosfeer • HFK’s: Cl vervangen door H • voorbeeld: R134a (CF3CH2F) • ammoniak • koolwaterstoffen: propaan, methaan, …

  26. Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • Compressiecycl. • Werkel. damp-compressiecycl. • Keuze koelm. • Warmtepompen 3 Warmtepompen: buitenlucht binnenlucht expansie-ventiel verdamper condensor compressor

  27. ? Koelcycli • Koelmachines en warmtepom- pen • Carnot-koelcyclus • De ideale damp- • Compressiecycl. • Werkel. damp-compressiecycl. • Keuze koelm. • Warmtepompen 3 Warmtepompen: Warmtepomp + airco expansieventiel Warmtewisse- laar binnen Warmtewisse- laar buiten omkeerklep Verwarmen koelen

More Related