Article thumbnail

Термодинамічний аналіз схемно-циклового рішення машини тепло- холодопостачання індивідуального будинку

By Larisa Morozyuk, Viktoriia Sokolovska-Yefymenko, Vera Kandieieva, Andrii Moshkatiuk and Artem Kukoliev

Abstract

The direction of the research is the thermodynamic analysis of the scheme-cycle designof a heating and cooling machine for an individual house powered by autonomous solar photovoltaic system of providing private consumers with the year-roundheating and cooling in conditions of dry tropical climate.For the analysis, a single-stage compressor refrigerating machine was used, which operates in two modes: refrigeration forair conditioning and heat pump for heating, covering all rooms in the house. Change of the modes is made seasonally or during the day depending on the ambient temperature. The energy efficiency of the refrigerationcycle(“energy” problem) associated with the properties of the working fluid, and cycle size(“transport”problem) associated with the scheme-cycle design, equipment mass and investment costs,were determined. The study used the working fluids R404a, R134a, R410, R290, R600a, R32, which are neither prohibited nor expired. Calculations were performed separately for each mode. The results showed that the R290, R600a working fluids have a high efficiency in both modes, R404A, R410, R32 have the same energy efficiency, differing by no more than 10%, R134a is incompetitivein the heating mode. Among the cyclesizes, R32, R410 have the advantagewith the valueshalf the size of R290, R404A, R600a and R134a are not included in the alternative group. Based on the thermodynamic analysis and monitoring of the market of working fluids, only R32 can be recommended for real projects. A separate thermodynamic analysis of thescheme-cycle designs for CO2 – the real prospect of refrigeration equipmentwas carried out.Направлением исследования является термодинамический анализ схемно-циклового решение машины для тепло- хладоснабжения индивидуального дома с приводом от автономной солнечной фотоэлектрической установки, способной удовлетворить частных потребителей круглогодичным получением тепла и холода в условиях сухого тропического климата.Для анализа использована одноступенчатая компрессорная холодильная машина, которая работает в двух режимах: холодильном для кондиционирования воздуха и теплонасосном для отопления, обслуживая все помещения дома. Смена режимов осуществляется сезонно или в течение суток в зависимости от температуры окружающей среды. В работе определялись: энергетическая эффективность цикла холодильной машины (задача «энергетическая»), зависящая от свойств рабочего вещества, и габарит цикла (задача «транспортная»), связанный со схемно-цикловым решением, массой оборудования и инвестиционными затратами. В исследовании использованы рабочие вещества R404а, R134a, R410, R290, R600a, R32. которые не запрещены или срок их использования еще не вышел. Расчеты выполнялись отдельно для каждого режима.. Полученные результаты показали, что рабочие вещества R290, R600a, имеют высокую эффективность в обоих режимах, R404A, R410, R32 имеют одинаковую энергетическую эффективность, отличаясь не более, чем на 15 %., R134а в режиме отопления неконкурентоспособный. Из габаритов циклов преимущества имеют R32, R410 со значениями вдвое меньшими габаритов R290, R404A, R600a и R134а в альтернативную группу не входять. Исходя из результатов термодинамического анализа и мониторинга рынка рабочих веществ только R32 может быть рекомендован для реальных проектов. Отдельно осуществлен термодинамический анализ схемно-цикловых решений для СО2 – реальной перспективы холодильной техникиНапрямом дослідження є термодинамічний аналіз схемно-циклового рішення машини для тепло-холодопостачання індивідуального будинку з приводом від автономної сонячної фотоелектричної установки, здатної задовольнити приватних споживачів цілорічним отриманням тепла та холоду в умовах сухого тропічного клімату.Для аналізу використано одноступеневу компресорну холодильну машину, яка працює в двох режимах: холодильному для кондиціювання повітря та теплонасосному для опалення, обслуговуючи усі приміщень будинку. Зміна режимів здійснюється сезонно або на протязі доби в залежності від температури навколишнього середовища. Визначались енергетична ефективність циклу холодильної машини(задача енергетична), пов’язана з властивостями робочої речовини, та габарит циклу (задача транспортна) – пов’язана з схемно-цикловим рішенням, масою устаткування та інвестиційними витратами. В дослідженні використані робочих речовин R404а, R134a, R410, R290, R600a, R32. які не заборонені або термін їх використання ще не вийшов. Розрахунки виконувалися окремо для кожного режиму. Одержані результати визначили, що робочі речовини R290, R600a, мають високу ефективність в обох режимах, R404A, R410, R32 мають однакову енергетичну ефективність, відрізняючись не більше ніж на 10 %, R134а в режимі опалення не конкурентоздатний. З габаритів циклів перевагу мають R32, R410 з значеннями вдвічі меншими за габарити R290, R404A, R600a та R134а до альтернативної групи не входять. Виходячи з термодинамічного аналізу та моніторингу ринку робочих речовин, тільки R32 може бути рекомендованим для реальних проектів. Окремо здійснено термодинамічний аналіз схемно-циклових рішень для СО2 – реальної перспективи холодильної технік

Topics: refrigerating machine; working fluid; thermodynamic analysis; energy efficiency; cycle size., UDC 621.57, холодильная машина; рабочее вещество термодинамический анализ; энергетическая эффективность; габарит цикла, UDC 621.57, холодильна машина; робоча речовина термодинамічний аналіз; енергетична ефективність; габарит циклу, UDC 621.57
Publisher: 'Private Company Technology Center'
Year: 2019
DOI identifier: 10.15587/1729-4061.2019.167101
OAI identifier: oai:ojs.journals.uran.ua:article/167101

Suggested articles


To submit an update or takedown request for this paper, please submit an Update/Correction/Removal Request.