Розроблення та аналіз схемних рішень енергоперетворювальних систем, що працюють з дІоксидом вуглецю
Вантажиться...
Файли
Дата
2014
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.14 - холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціювання повітря.
Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної проблеми - економії енергетичних ресурсів шляхом утилізації бросових джерел тепла енергетичних установок та технологічних процесів промислових підприємств з різними температурними рівнями.
Розроблено схемно-циклове рішення компресорної тепловикористальної холодильної машини з діоксидом вуглецю у якості робочої речовини, в якій первинною енергією є бросове тепло енергетичних установок. Використання сучасних методів термодинамічного аналізу при формуванні схеми і циклу забезпечило одночасне вирішення питань енергозбереження.
Розроблено нові схемно-циклові рішення систем тригенерації на базі компресорної тепловикористальної холодильної машини з R744, в яких співвідношення продуктивностей корисних ефектів (холоду, електроенергії та тепла) регулюється шляхом перерозподіпення роботи турбіни.
Отримали розвиток методи оцінення енергетичної (ексергетичної) ефективності тепловикористальної машини з R744 і систем тригенерації на її основі. Доведено, що енергетична ефективність залежить від поєднання схеми машини та параметрів робочої речовини (тиску і температури) в газовому нагрівані, а її значення визначає температурний рівень утилізованого бросового тепла. Ексергетичний аналіз визначив вплив необоротних втрат в кожному елементі на загальну ефективність системи, виявив найбільш проблемні елементи, на які слід звернути увагу в процесі проектування енергоперетворювальної системи, яка розглядається.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования воздуха. Диссертация посвящена решению важной научно-технической проблемы - экономии энергетических ресурсов путем утилизации бросовых источников тепла энергетических установок и технологических процессов промышленных предприятий с различными температурными уровнями. Для холодильной техники как энергоемкой отрасли хозяйства любой страны перспективно совершенствование теплоиспользующих машин с расширением возможности утилизации тепла в совокупности с созданием новых схемноцикловых решений, что способствует уменьшению ее энергетической зависимости. В классификационную группу энергопреобразующих теплоиспользующих машин входят парокомпрессорные с приводом от турбины, работающей на едином рабочем веществе с холодильной машиной. Развитие исследований компрессорных теплоиспользующих машин связано с использованием современных рабочих веществ, разрешенных к эксплуатации в холодильной технике. При решении задач энергосбережения и экологической безопасности направление исследований является актуальным. Разработаны схемно-цикловые решения компрессорной теплоиспользующей холодильной машины с диоксидом углерода (11744) в качестве рабочего вещества, в которых первичной энергией является бросовое тепло энергетических установок. Использование современных методов термодинамического анализа, при формировании схемы и цикла обеспечило одновременное решение вопросов энергосбережения. Разработаны новые схемно-цикловые решения систем тригенерации с утилизацией тепла энергетических установок на базе компрессорной теплоиспользующей холодильной машины с Я744. Соотношение производительностей полезных эффектов осуществляется путем перераспределения энергии, вырабатываемой турбиной, между холодом и электроэнергией для внешнего потребителя, а тепла - в зависимости от необходимого температурного уровня путем изменения температурного интервала регенерации в прямом цикле. Получили развитие методы оценки энергетической и эксергетической эффективности теплоиспользующей машины с Я744 и систем тригенерации на ее основе. Доказано, что энергетическая (эксергетическая) эффективность зависит от сочетания схемы машины и параметров рабочего вещества (давления и температуры) в газовом нагревателе, а ее значения определяются температурным уровнем утилизируемого бросового тепла. Эксергетический анализ определил влияние необратимых потерь в каждом элементе на общую эффективность системы, выявил наиболее проблемные элементы, на которые следует обратить внимание в процессе проектирования рассматриваемой энергопреобразующей системы.
Dissertation for the degree of the candidate of engineering sciences, specialty 05.10.14 - «Reingerating, vacuum and compressor technique, air conditioning systems». The dissertation is devoted in solving a relevant scientific and technical problem. This problem is economy of the energy resources through utilization of the exhausted heat at different temperature levels from the energy systems as well as from the different technological processes. For the refrigeration, as an intensive energy-consumption area for any of countries, the perspective improvement of the heat using refrigeration machines (with extended possibilities for heat utilization in conjunction with development of novel schematics and thermodynamic cycles) lead to decrease in the energetic dependence of the country. Vapor-compression machines driven by turbine with the common working fluids are included in the classification group of the heat using machines. Research development for the compression heat using refrigeration machines depends on the nomenclature of working fluids permitted for the utilization in refrigeration. The direction of conducted research is actual: solving problems related to energy saving and ecological reliability. In the dissertation were developed schematics and thermodynamic cycles of the compression heat driven refrigeration machines with carbon dioxide (R744) as a working fluid. The primary energy for these machines is exhausted heat from the energy systems. Application of the modem methods of the thermodynamic analysis let us to solve the problem of energy saving during the process of forming a novel schematic and cycle. In the dissertation, novel schematics and thermodynamic cycles for the trigeneration systems based on compression refrigeration machine with R 744 were developed. For these tri-generation systems the ratio between the three positive energetic effects (cold, electricity and heat) can be regulated. It can be achieved through the manipulation of the amount of work generated within turbine: (a) between cold and electrical energy for the external customer, and (b) heat (depends on the temperature level) through extension of the regeneration zone within a direct thermodynamic cycle. In the dissertation, the methods for the evaluation of the energy and exergy efficiencies of the heat driven R744 machine as well as tri-generation machine were applied and extended. It is proven that the energy (exergy) efficiency depends on the combination of the schematics of the machine and operation conditions (pressure and temperature) of the heat heater. High values of the energy efficiency depend on the temperature level of the used exhausted heat from the energy system. Exergy analysis showed (a) the influence of irreversibilities within each component on the efficiency of the overall system, and (b) critical components that should be under attention during the design of the energy conversion system being considered.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования воздуха. Диссертация посвящена решению важной научно-технической проблемы - экономии энергетических ресурсов путем утилизации бросовых источников тепла энергетических установок и технологических процессов промышленных предприятий с различными температурными уровнями. Для холодильной техники как энергоемкой отрасли хозяйства любой страны перспективно совершенствование теплоиспользующих машин с расширением возможности утилизации тепла в совокупности с созданием новых схемноцикловых решений, что способствует уменьшению ее энергетической зависимости. В классификационную группу энергопреобразующих теплоиспользующих машин входят парокомпрессорные с приводом от турбины, работающей на едином рабочем веществе с холодильной машиной. Развитие исследований компрессорных теплоиспользующих машин связано с использованием современных рабочих веществ, разрешенных к эксплуатации в холодильной технике. При решении задач энергосбережения и экологической безопасности направление исследований является актуальным. Разработаны схемно-цикловые решения компрессорной теплоиспользующей холодильной машины с диоксидом углерода (11744) в качестве рабочего вещества, в которых первичной энергией является бросовое тепло энергетических установок. Использование современных методов термодинамического анализа, при формировании схемы и цикла обеспечило одновременное решение вопросов энергосбережения. Разработаны новые схемно-цикловые решения систем тригенерации с утилизацией тепла энергетических установок на базе компрессорной теплоиспользующей холодильной машины с Я744. Соотношение производительностей полезных эффектов осуществляется путем перераспределения энергии, вырабатываемой турбиной, между холодом и электроэнергией для внешнего потребителя, а тепла - в зависимости от необходимого температурного уровня путем изменения температурного интервала регенерации в прямом цикле. Получили развитие методы оценки энергетической и эксергетической эффективности теплоиспользующей машины с Я744 и систем тригенерации на ее основе. Доказано, что энергетическая (эксергетическая) эффективность зависит от сочетания схемы машины и параметров рабочего вещества (давления и температуры) в газовом нагревателе, а ее значения определяются температурным уровнем утилизируемого бросового тепла. Эксергетический анализ определил влияние необратимых потерь в каждом элементе на общую эффективность системы, выявил наиболее проблемные элементы, на которые следует обратить внимание в процессе проектирования рассматриваемой энергопреобразующей системы.
Dissertation for the degree of the candidate of engineering sciences, specialty 05.10.14 - «Reingerating, vacuum and compressor technique, air conditioning systems». The dissertation is devoted in solving a relevant scientific and technical problem. This problem is economy of the energy resources through utilization of the exhausted heat at different temperature levels from the energy systems as well as from the different technological processes. For the refrigeration, as an intensive energy-consumption area for any of countries, the perspective improvement of the heat using refrigeration machines (with extended possibilities for heat utilization in conjunction with development of novel schematics and thermodynamic cycles) lead to decrease in the energetic dependence of the country. Vapor-compression machines driven by turbine with the common working fluids are included in the classification group of the heat using machines. Research development for the compression heat using refrigeration machines depends on the nomenclature of working fluids permitted for the utilization in refrigeration. The direction of conducted research is actual: solving problems related to energy saving and ecological reliability. In the dissertation were developed schematics and thermodynamic cycles of the compression heat driven refrigeration machines with carbon dioxide (R744) as a working fluid. The primary energy for these machines is exhausted heat from the energy systems. Application of the modem methods of the thermodynamic analysis let us to solve the problem of energy saving during the process of forming a novel schematic and cycle. In the dissertation, novel schematics and thermodynamic cycles for the trigeneration systems based on compression refrigeration machine with R 744 were developed. For these tri-generation systems the ratio between the three positive energetic effects (cold, electricity and heat) can be regulated. It can be achieved through the manipulation of the amount of work generated within turbine: (a) between cold and electrical energy for the external customer, and (b) heat (depends on the temperature level) through extension of the regeneration zone within a direct thermodynamic cycle. In the dissertation, the methods for the evaluation of the energy and exergy efficiencies of the heat driven R744 machine as well as tri-generation machine were applied and extended. It is proven that the energy (exergy) efficiency depends on the combination of the schematics of the machine and operation conditions (pressure and temperature) of the heat heater. High values of the energy efficiency depend on the temperature level of the used exhausted heat from the energy system. Exergy analysis showed (a) the influence of irreversibilities within each component on the efficiency of the overall system, and (b) critical components that should be under attention during the design of the energy conversion system being considered.
Опис
Гайдук, С. В.
Розроблення та аналіз схемних рішень енергоперетворювальних систем, що працюють з діоксидом вуглецю [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.14 "Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціювання" / Гайдук Сергій Васильович ; наук. кер. Л. І. Морозюк ; Одес. нац. акад. харч. технологій. - Одеса : ОНАХТ, 2014. - 20 с.
Ключові слова
термодинамічний аналіз, ексергетична ефективність, ексергія, паливо, продукт, деструкція, діоксид вуглецю, тепловикористальна компресорна холодильна машина, система тригенерації, термодинамический анализ, эксергетический анализ, диоксид углерода, теплоиспользующая компрессорная холодильная машина, система тригенерации, thermodynamic analysis, exergy analysis, carbon dioxide, heat-driven refrigeration machine, tri-generation system