Double Contour Thermodynamic Cycle with Unidirectional Heat Transfer between the Refrigeration and the Energy Cycle
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
706 15
Ultima descărcare din IBN:
2022-08-17 13:33
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.398 (2)
Electrotehnică (1153)
SM ISO690:2012
ГОРПИНКО, Юрий, СЕНЕЦКИЙ, Александр, САРАПИН, Владимир, ШУБЕНКО, Александр, МАЛЯРЕНКО, Виталий. Двухконтурный термодинамический цикл с однонаправленным теплообменом между холодильным и энергетическим циклами. In: Problemele Energeticii Regionale, 2019, nr. 3(44), pp. 51-64. ISSN 1857-0070. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3562197
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 3(44) / 2019 / ISSN 1857-0070

Double Contour Thermodynamic Cycle with Unidirectional Heat Transfer between the Refrigeration and the Energy Cycle

Ciclul termodinamic cu două bucle cu schimb de căldură unidirecțional între ciclul de refrigerare și ciclul energetic

Двухконтурный термодинамический цикл с однонаправленным теплообменом между холодильным и энергетическим циклами

DOI:https://doi.org/10.5281/zenodo.3562197
CZU: 621.398

Pag. 51-64

Горпинко Юрий1, Сенецкий Александр1, Сарапин Владимир1, Шубенко Александр1, Маляренко Виталий2
 
1 Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины,
2 Харьковский национальный университет городского хозяйства имени А. Н. Бекетова
 
 
Disponibil în IBN: 26 decembrie 2019


Rezumat

Practical characteristics of the method for improving cycles of complex cooling thermotrans-formers associated with the regeneration of the refrigeration cycle heat productivity (RCHP) are con-sidered. The use of heat from the working fluid compression in the reverse (refrigeration) cycle for heating the working fluid of the direct (energy) cycle has the theoretical advantages of opportunity to achieve the characteristics of the Carnot-Carnot thermotransformers. Aim of the research was to de-velop an effective cycle for a room cooler with a RCHP. The aim is achieved by developing a com-bined cycle with a minimum number of contours and researches of operation mode changes of the re-generative heat exchanger (RHE). The most important results are the determination of the area of ad-vantages of a heat activated cooler with RCHP over traditional builders heat activated cooler, which corresponds to the possibility of utilizing waste heat with a potential of 130 – 170 ºС, definition re-serves for improving the characteristics of a cooler with RCHP, identifying significant quantitative and qualitative changes in the ratio of thermal equivalents of RHE, their correlations with cooler thermo-dynamic efficiency levels according. The significance of the obtained results is that when improving of the complex thermotransformers of cooling, minimizing the consumption of mechanical power by a reverse cycle is not always justified; to achieve a high thermodynamic efficiency of a heat activated cooler with a RCHP, the most favorable modes of operation of its RHE with an approximate balance of thermal equivalents of flows.

Se examinează metoda îmbunătățită а transformatoarelor termice de răcire prin implementarea ciclurilor directe și inverse asociate cu interacțiunea termică. Scopul studiului a constat în dezvoltarea unui ciclu eficient cu dublu circuit pentru răcirea obiectelor tehnologice și compararea caracteristicilor sale cu răcitoarele tradiționale. Acest obiectiv este atins prin dezvoltarea unui ciclu combinat cu un număr minim de circuite, selectând o pereche de lichide de lucru pentru aceste cicluri, a căror utilizare permite o funcționare eficientă a ciclului cu modificări ale temperaturii sursei de căldură, un studiu prin calcul al regimurilor de funcționare al răcitorului cu modificări ale temperaturii sursei cu potențial redus de căldură în intervalul 130-250 ºC și comparația caracteristicilor răcitorului propus și răcitoarelor de construcție tradițională, precum și cercetarea modificării regimului de funcționare a schimbătorului de căldură regenerativ. Rezultate importante: s-a determinat banda parametrilor căldurii uzate cu potențial scăzut, la care schimbătoarele de căldură ale răcitorului propus vor funcționa mai eficient în comparare cu răcitoarele tradiționale (cu aceeași eficiență a elementelor funcțional utilizate). Semnificația rezultatelor obținute este determinată de faptul că, atunci când are loc perfectarea procesului de răcire, minimizarea consumului de energie mecanică de către ciclul de refrigerare nu este întotdeauna justificată. S-a relevat că, datorită utilizării integrate a ciclurilor energetic și de refrigerare, bazate pe transferul de căldură de la agentul frigorific după compresor la intrarea fluidului de lucru în evaporator, eficiența sistemului termodinamic se majorează în comparație cu transformatoarele termice de răcire existente.

Рассмотрен способ усовершенствования термотрансформаторов охлаждения путем реализации прямого и обратного циклов, связанных тепловым взаимодействием. Теплота, полученная от сжатия хладагента в обратном (холодильном) цикле используется для частичного подогрева рабочего тела прямого (энергетического) цикла, для которого дополнительная теплота подводится извне. Такой подход может дать возможность достижения характеристик термотрансформатора Карно-Карно. Цель исследования состояла в разработке эффективного двухконтурного цикла для охлаждения технологических объектов и сравнение его характеристик с традиционными охладителями. Поставленная цель достигается разработкой комбинированного цикла с минимальным количеством контуров, подбором пары рабочих тел для этих циклов, использование которых позволяет обеспечить эффективную работу цикла при изменениях температуры источника теплоты, исследование расчетным путем режимов работы охладителя при изменениях температуры источника низкопотенциальной теплоты в интервале 130 – 250 ºС, сравнением характеристик предложенного охладителя и теплоиспользующих охладителей традиционного построения, а также исследованиями изменения режима работы регенеративного теплообменника. Наиболее важными результатами являются следующие: определена область параметров сбросной теплоты низкого потенциала, при которых теплообменные аппараты предложенного теплоиспользующего охладителя будут функционировать более эффективно по сравнению с охладителями традиционного построения (при одинаковой эффективности элементной базы). Значимость полученных результатов состоит в том, что при совершенствовании теплоиспользующих охлаждения минимизация потребления механической мощности холодильным циклом не всегда является оправданной. Выявлено, что за счет комплексного использования энергетического и холодильного циклов, на основе передачи теплоты от хладагента после компрессора рабочему телу перед испарителем, повышается эффективность термодинамической системы по сравнению с существующими термотрансформаторами охлаждения. Установлено, что значительное изменение режима работы регенеративного теплообменника происходит при изменении температуры источника теплоты.

Cuvinte-cheie
energy saving, cooling, low-boiling working fluid, power and refrigeration cycle, secondary energy resources, heat interaction, thermotransformer, regenerative heat exchanger,

eficienţa energetică, răcire, fluid de lucru cu temperatură de fierbere scăzută, cicluri de alimentare și refrigerare, transformator termic,

энергосбережение, охлаждение, низкокипящее рабочее тело, силовой и холодильный циклы, вторичные энергетические ресурсы, тепловое взаимодействие, термотрансформатор, регенеративный теплообменник