Επίδραση του ισεντροπικού βαθμού λειτουργίας του συμπιεστή και της σχέσης συμπίεσης στην απόδοση ενός ψυκτικού συγκροτήματος

Abstract

Ο ογκομετρικός και ο ενδεικνυμένος βαθμός απόδοσης ενός συμπιεστή παίζει σημαντικό ρόλο στην απόδοση (συντελεστή συμπεριφοράς) μίας ψυκτικής μηχανής. Τόσο ο ογκομετρικός, όσο και ο ενδεικνυμένος βαθμός εξαρτώνται από τη σχέση συμπίεσης, την θερμοκρασία εξάτμισης, την υπερθέρμανση, το ψυκτικό ρευστό, το είδος και τα χαρακτηριστικά του συμπιεστή. Μέχρι σήμερα η πρόβλεψη (προεκτίμηση) του βαθμού απόδοσης γίνεται με την εμπειρική σχέση LORENTZEN , η οποία διανύει την πέμπτη δεκαετία ζωής. Μέσα σ' αυτό το χρονικό διάστημα οι κλασσικοί (παλινδρομικοί) συμπιεστές έχουν αλλάξει χαρακτηριστικά όπως συμβαίνει και με τους κινητήρες, ενώ έχουν προκύψει νέοι τύποι συμπιεστών , όπως περιστροφικοί, κοχλιωτοί κ.λ.π. με τελείως διαφορετική συμπεριφορά. Παράλληλα έχει γίνει επανάσταση και με τα νέα (περιβαλλοντικά) ψυκτικά ρευστά. Οφείλαμε επομένως να ξεκινήσουμε ένα νέο πρόγραμμα έρευνας της μεταβολής των βαθμών απόδοσης (ογκομετρικού, ενδεικνυμέvoυ, μηχανικού ) των σύγχρονων συμπιεστών με τα νέα ψυκτικά ρευστά ,προκειμένου να καταλήξουμε σε νέες σχέσεις πρόβλεψης που είναι απαραίτητες σε κάθε μελέτη του ψυκτικού κύκλου. Στα πλαίσια λοιπόν αυτού του προγράμματος πρόκειται να μελετηθεί η επίδραση των συνθηκών του ψυκτικού κύκλου με σύγχρονα ψυκτικά ρευστά στον ενδεικνυμένο βαθμό απόδοσης παλινδρομικών συμπιεστών. Η μελέτη θα είναι υπολογιστική με τη βοήθεια προγραμμάτων υπολογιστικής Θερμοδυναμικής (CοοlΡack, RefT. Utilities, Nist Refprop) και υπολογιστικά φύλλα Excel, με κύριο στόχο να εκτιμηθεί η επίδραση του ισεντροπικού βαθμού συμπίεσης στον ενδεικνυμένο και στον ολικό βαθμό απόδοσης καθώς και στον συντελεστή ψυκτικής και θερμικής συμπεριφοράς του κύκλου για πέντε σύγχρονα και οικολογικά φιλικά προς το περιβάλλον ψυκτικά ρευστά (R134a, R22, R404, R410 ΚΑΙ R407).

The Volumetric and the indicated efficiency of a compressor plays an important role in performance (coefficient of performance) of a refrigerating machine. Both the volumetric, and the indicated degree are dependent of the compression ratio, the evaporation temperature, the overheating of the cooling fluid, the type and characteristics of the compressor. So far the prediction (predicting) the efficiency is compared with empirical equation LORENTZEN, which enters its fifth decade of life. Within this time the classical (reciprocating) compressors have changed characteristics as with engines, while resulting new types of compressors such as rotary, screw etc. a completely different behavior. It has also been revolutionized with the new (environmental) refrigerants. We had therefore to launch a new research program of changing efficiency (volumetric, indicated, engineering) of modern compressor with new refrigerants in order to come to new relationships forecasting is necessary to study each of the cooling cycle. Within this project we will study the effect of the conditions of modern refrigeration cycle with refrigerant in indicated efficiency reciprocating compressors. The study will be computed with the aid of computational thermodynamics (CoolRack, RefT. Utilities, Nist Refprop) spreadsheets and Excel, with the primary objective to assess the effect of the compression rate isentropically indicated and the overall efficiency and the rate of cooling and thermal behavior of the cycle for five modern and eco-friendly environment refrigerants (R134a, R22, R404, R410 and R407