1.Zyski ciepła przez przegrody nieprzeźroczyste:

te=>ts=f(te,Ib,Ic) ,ts-temp.słoneczna

strumień ciepła:

q₁=αe(te-tść)+ Ic∙Єc Є-wsp.absorpcji

q₂₌αe(ts-tść)

tść>te by uwzględnić promieniowanie słoneczne

q₁=q₂ , ts=te+Єc∙Ic/αe

αe-wsp.przejmowania ciepła między ścianą a pow.zew.

wzór Mockey-Wtight:

q(τ)=U∙(t_sm-t_i)+υ∙u(t_s(τ-φ)-t_sm)

U[W/m²]-wsp.przenikania ciepła

T_sm-temp.słoneczna średnia

T_i-temp.w pomieszczeniu-stała wartość

2.Obciążenia chłodnicze od oświetlenia

Liczymy obciążenia chłodnicze bo część ciepła dostaje się na drodze promieniowania od oświetlenia

Q_chośw(τ)=P_el[β+1-α-β)b_oś]∙Ø_j

Q_chł.-zależy od jasności wnętrza

P_el-zainstalowana moc el. kW,W

β-wsp.określający iloraz ciepła konwekcyjnego do mocy zainstalowanej

α-udział ciepła konwekcyjnego,który jest odprowadzany z powietrzem do zainstalowanej mocy

b_oś-wsp.akumulacyjny od oświetlenia,zależy od czasu i akumulacji wnętrza pomieszczenia

Ø_j-gdy mamy bilansowanie obiektu,jednoczesne użytkowanie urządzeń

3.Zyski od ludzi(obciążenia chłodnicze od ludzi)

Człowiek wydziela ciepło(jawne i utajone) i wilgoć

Ilość oddawanego ciepła zależy od:

-temp.wnętrza

-intensywności wykonywanej czynności,na którą ma wpływ płeć i rodzaj ubioru

Pozycja siedząca,człowiek odpoczywa:Q_c=110÷120W ,Q_j=90W ,Q_u=40÷30W

Q_jc=q_j∙n_l ,q_j-ciepło jawne od osoby ,n_l-liczba osób ,utajone-wpływa na wilgotność

4.Zyski wilgoci od ludzi

W pomieszczeniu gdzie przebywają ludzie zawsze występuja zyski wilgoci od ludzi=zyski ciepła utajonego.

Odprowadzanie wilgoci z pow.ciała zależy od:

-intensywności wykonywanych czynności -temp.zew .-ubioru

5.Zyski wilgoci od pow. Mokrych i pow wody w zbior

Pomieszczenia gdzie SA

-otwarte zb wodne

-realizowane technologie-mokre pomieszczenia

W pomieszczeniach w których znajdują się otwarte zb.wodne wydziela się wilgoć która przeszkadza i należy ją usunąć.

m_wilg=β∙grad P m_wilg-strumień wilgoci β-wsp.proporcjonalności P-ciśnienie

Po-liczone dla temp.wody P₁-liczone dla temp.powietrza

m_wilg=(a+0,0174w)(Po-P₁)A(760/P_b) [kg/h] w-predkość powietrza

760/P_b-koryguje ciśnienie barometryczne do ciśnienia odniesienia

A-powierzchnia a-lotność cieczy

5.Chłodzenie powietrza

-komora zraszania: ten model może być spełniony -strumień głębokości, -wstępne chłodzenie

m_p(h₁-h₂)=m_w∙c_w(t_w2-t_w1)

-adiabatyczna komora zraszania: m_w=m_p(x₂-x₁)

6.Zmiana fazy czynnika chłodniczego w przemianie izobarycznej

1-krzywa topnienia/krzepnięcia

2-krzywa sublimacji/resublimacji(faza stała/faza gazowa)

3-krzywa parowania/skraplania(ciekła/gazowa)

7.Wykresy termodynamiczne czynników chłodniczych

B'-ciecz nasycona B”-para nasycona C-ciepło przegrzania

8.NAGRZEWANIE

m₁∙h₁∙Q_G=h₂m₁

m₁x₁∙m_wilg=m₁x₂

h₂-h₁=Δh=Q_G/m₁

x₂-x₁=Δx=0

Współ.kierunkowy przemiany: Є=Δh/Δx=+∞

Q_G=m₁(h₂-h₁)=V₁ς_1-2∙Cp_1-2(t₂-t₁)

Zasilanie nagrzewnicy: Qn=Vp∙ς∙Cp ∙(t₂-t₁) ,Qw=m_w∙c_w(t_w2-t_w1)

Nagrzewanie: -pierwotne(wstępne) ,-wtórne

N=Δp∙ŋ

Moc ma wpływ na przyrost entalpii

Δh=N/m₁

Δh=h₂-h₁

Cp(t₂-t₁)=N/m₁

9.CHŁODZENIE

Chłodnica odprowadza ciepło jawne i utajone

Q_ch=m₁(h₂-h₁)

wsp.kierunkowy przemiany: Є=Δh/Δx=-∞

a)chłodzenie suche-nie można doprowadzić aby wilgoć się wykropliła

b)chłodzenie mokre: wsp.ciepła jawnego WSF=Δh_j/Δh_u+Δh_j

zasilanie chłodnicy:

-pośrednie: -bezpośrednie:

*wsp.obejścia chłodnicy BF=h₂-h_ATP/h₁-h_ATP

Chłodnica ma większa sprawność gdy BF zbliża się do 0

*skuteczność(sprawność) chłodnicy Ø=1-BF

Zasilanie chłodnic:

-chłodnica pełni rolę ochładzania powietrza

-osuszanie powietrza(na chłodnice zawsze napływa woda zimna)

-dla chłodnic bezpośrednio zasilanych(czynnik=freon)

10.Nawilżanie wodne i parowe;

a) parowe: para wodna o niskich parametrach jest doprowadzana do centrali lub kanału

m_1∙h₁+h_p∙m_p=m₁∙h₂=>Δh=m_p∙h_p/m₁

m_1∙h₁+h_p= m₁∙x₂=>Δx=m_p/m₁

Є=Δh/Δx=h_p ,h_p-entalpia pary

b)wodne: -woda jest medium roboczym ,-najlepszy kontakt powietrza z wodą w najmniejszej objętości w najkrótszym czasie by powietrze wchłonęło wodę ,-duża pow.kontaktu powietrza z wodą(dużą pow.uzyskuje się poprzez dodatkowe wypełnienie)

Parametry przemiany: -temp.wody ,-konstrukcja, która wpływa na sprawność

Skuteczność: E=x₂-x₁/x_k-x₁

11.Urządzenia do odzysku ciepła i wilgoci

a)rekuperatory-przekazują ciepło bezpośrednio *płytowe *z czynnikiem pośrednim *z rurkami cieplnymi *układy oparte o pompy ciepła

Dla regeneratorów które nie korzystają z en.elektrycznej: Ø=t_z'-t_z/t_w-t_z

Skuteczność zależy od: *konstrukcji *prędkości przepływu powietrza

.b)regeneratory-wymienniki z wypełnieniem E_t=t_z'-t_z/t₁-t_z

12.Centrale częściowej klimatyzacji

-utrzymywanie temp.przez cały rok

-wilgotność w okresie zimowym

Nawilżanie wodne: Qch_l=m(h_c'-h₁₎ ,m_n=m(x₂-x₁)

Nawilżanie parowe: Qch=m∙(h_l-h_l') ,t_l'=t_l-Ø_t(t_l-t_w)

13.Centrala pełnej klimatyzacji-temp. i wilgotność jest utrzymana przez cały czas działania

Moc chłodnic: Qch=V_N∙ς(h_l'-L₁)

Moc nagrzewnicy wtórnej: Nw=V_N∙ς(h_N-h₁)

14.Obieg jednostopniowych,sprężarkowych,parowych urządzeń chłodniczych

Obieg termodynamiczny to zespół przemian czynnika termodynamicznego w którym stan początkowy równy jest stanowi końcowemu.Przykładem obiegu chłodniczego jest lewobieżny obieg Carnote'a

Do oceny efektywności termodynamicznej obiegu lewobieżnego stosuje się pojęcie współczynnika wydajności chłodniczej

*dla obiegu odwracalnego Є_o=q_o/W_ob

Obiegiem odwracalnym jest obieg Carnote'a

Q_o=To|S₁-S₄|=To∙Δs

|q_k|=T_k|S₁-S₄|=T_k∙Δs

|W_ob|=|q_k|-q_o=Δs|T_k-T_o|

Є_o=T_o/T_k-T_o

Є_o- zależy od temp.źródła górnego i dolnego

Rzeczywiste(nieodwracalne)obiegi lewobieżne ocenia się na podstawie stopnia doskonałości(stopnia dobroci)

η=Є/Є_o

Є-wsp.wydajności chłodniczej obiegu rzeczywistego

Є_o-wsp.wydajności chłodniczej obiegu odwracalnego

15.Obieg Carnote'a

q_o+|W_s|=|q_k|+W_R Є_c=q_o/W_ob

q_o(+)-ciepło doprowadzone do układu

q_o(-)-ciepło odprowadzone z układu

W_s(+)-praca doprowadzona do układu

W_s(-)-praca odzyskana z układu

Ten obieg nie jest możliwy do zrealizowania w praktyce ponieważ: *nie da się bez strat odzyskać pracy rozprężarki i przekazać do sprężarki za pomocą sprzęgla *sprężarka nie może wsysać pary wodnej mokrej bo nastąpiłoby zniszczenie sprężarki w wyniku uderzeń hydraulicznych

16.Obieg mokry Lindego bez dochładzania

Wsp.wydajności chłodniczej: Є= q_o/ W_ob=q_o/|W_s|=h₁-h₄/h₂-h₁<Є_c

Obieg Lindego w wyniku zastąpienia rozprężarki w obiegu carnote'a zaworem rozprężnym

-zmniejsza się ilość ciepła odbieranego prze układ o Δq_o

17.Obieg mokry Lindego z dochładzaniem

Dławienie izentalpowe w ZR jest przyczyną nieodwracalnych strat energii.Następuje wzrost pracy obiegu i spadek wydajności chłodniczej.Ograniczenie strat jest możliwe przez dochłodzenie czynnika przez ZR.Zastosowanie dochłodzenia powoduje wzrost efektu chłodniczego q_o o Δq_o w porównaniu do obiegu Lindego bez dochładzania

Є_d=q_o^bez.d+Δq_o/|W_s|>Є_bez.d

Obiegi mokre Lindego nie mogą być zrealizowane w rzeczywistości gdyż ulegnie uszkodzeniu gdy będzie zasysać pary nasycone mokre.

18.Obieg suchy Lindego bez dochładzania

Współczynnik wydajności chłodniczej obiegu suchego mniejszy niż wsp.wydajności chłodniczej obiegu mokrego.Wynika to ze zwiększenia pracy obiegu ΔW_ob>Δq_o Nieproporcjonalny wzrost pracy obiegu w stosunku do wzrostu wydajności chłodniczej jest spowodowany zwiększeniem temp.końcowej procesu sprężania Є_bez.d=q_o^bez.d/W_ob

19.Obieg suchy Lindego z dochładzaniem

Dławienie izentalpowe w ZR jest przyczyna nieodwracalnych strat energii.Następuje wzrost pracy obiegu i spadek wydajności chłodniczej.Ograniczenie strat jest możliwe przy dochładzaniu czynnika przez ZR.Wsp.wydajności chłodniczej: Є_zd=q_o^zd/W_ob=q^bd+Δq_o/W_{ob ,} Є_zd> Є_bez.d

20.Obiegi z regeneracją(obiegi przegrzane)

W obiegu termodynamicznym stosuje się regenerację aby uzyskać jednocześnie prowadzenie procesu sprężania w obrębie pracy przegrzanej w także czynnika przed zaworem co ogranicza straty energii.Warunkiem opłacalności zastąpienia obiegu suchego obiegiem przegrzanym z regeneracja jest spełnienie nierówności ΔW_Ob/W_obs<Δq_o/q_os=>Є_r/Є_s>1 , Є_r-wsp.wydajności chłodniczej obiegu z regeneratorem. Є_s-wsp.wydajności chłodniczej obiegu suchego Є_o=q_o/W_s , Є_o-wsp.wydajności chłodniczej ,q_o-praca chłodz. , W_s-praca dostarcz.

21.Obieg przegrzany z wykorzystaniem termostatycznych zaworów rozprężnych

-bez dochładzania lub z dochładzaniem.Temp. przegrzania jest regulowana za pomocą TZR który mz czujnik za parownikiem.

22.Obieg 2-stopnia

Obniżenie temp.parowania z To do To' (To'<To) powoduje:

-wzrost różnicy ciśnień p_k-p_o<p_k-p_o' _{i sprężu} p_k/ p_o< p_k/ p_o' ,czego następstwem jest wzrost siły tłokowej sprężarki,wzrost naprężeń i nacisków,wzrost strat eksploatacyjnych.Przekroczenie max różnicy ciśnień może spowodować przekroczenie wytrzymałości konstrukcyjnej sprężarki i jej zniszczenie.

-wzrost temp. końca sprężania t_k<t_k'

-spadek jednostkowej wydłużalności chłodniczej q_o>q_o'

Wzrost pracy sprężania w<w'

Wydajność chłodnicza sprężarki Qo=A∙Vs∙qv=A∙Vs∙q_o/v ,Vs-objętościowa wydajność skokowa sprężarki ,q_v-jednostkowa objętość skokowa sprężarki

-większa ilość czynnika chłodniczego odparowuje podczas dławienia w zaworze rozpręższym x'>x Powoduje to nieefektywną pracę zaworu dławiącego a to powoduje że sprężarka musi przetłaczać więcej czynnika aby osiągnąć żądana wydajność chłodniczą

23.Obieg2-stopniowy z 2-stopniowym sprężeniem,chłodzeniem międzystopniowym i dochłodzeniem ciekłego czynnika

Praca sprężania będzie najmniejsza, jeżeli stopnie sprężania sprężarki nisko i wysoko-prężne będą jednakowe p_m/p_o=p_k/p_m=>p_m=√p_o∙p_{k ,}Є=q_o/W_ob=q_o/W₁+W₂ ,Є'=q_o/W_ob+ΔW_Ob ,Є>Є'

24.Obieg z 2-stopniowym sprężeniem i 2-stopniowym rozprężeniem

Є_II=1/(1/Є_t1+(1+1/Є_t1)∙1/Є_t2) ,Є_t1=h₁-h₈/h₂-h₁ ,Є_t2=h₃-h₆/h₄-h₃ ,Є_I=h₁-h₈'/h₂'-h₁ ,Є_II>Є_I

25.Rzeczywiste obiegi chłodnicze sprężarkowych parowych urządzeń chłodniczych

W obiegach rzeczywistych występuje odchylenie w porównaniu do obiegów teoretycznych, które wywołane są przez:

-nieuniknione straty objętościowe i energetyczne w sprężarce

-przestrzeń szkodliwą(martwą) w sprężarce

-skończone prędkości tłoka sprężarki powodujące spadki ciśnień w przewodach i na zaworach sprężarki

-różnice temp. między ścianami sprężarki,otoczeniem,czynnikiem chłodniczym i tłocznym co wywołuje wymianę ciepła

-nieodwracalne straty tarcia

-nieszczelność

1-1' przegrzew pary w przewodzie ssawnym i spadek ciśnienia

1-1” przegrzew i spadek ciśnienia w króćcu ssawnym

1”-2' politropowe sprężenie

2'-2” przemiana w króćcu tłocznym

2”-3 ochłodzenie i skraplanie

3-4' dochłodzenie

4'-5' dławienie

5'-1 przemiana odparowanie

26.Termostatyczny zawór rozprężny z wew. wyrównaniem ciśnienia

Jego zasada działania jest wzajemnym współdziałaniem trzech sił pochodzących od:

F₁-ciśnienie panujące w zespole czujnika P₁(działający na membranę jako siła otwierająca zawór) ,F_o-ciśnienie P_oA na wlocie do parownika(działa na membranę jako siła zamykająca) ,F₂-siła do napięcia sprężyny regulacyjnej(działa w kierunku zamyk. zaworu)

27.Termostatyczny zawór rozprężny z zew. wyrównaniem ciśnienia

Gdy doprowadzimy pod membranę niższe ciśnienie z końca parownika P_oE wówczas nastąpi większe otwarcie zaworu i więcej czynnika chłodniczego wpłynie do tego wymiennika

28.Elektryczny zawór rozprężny

Mierzone są dwie wielkości: *temp czynnika na wyjściu *ciśnienie czynnika na wyjsciu

1-zawór rozprężny 2-moduł sterujący 3-regulator elektroniczny 4-parowacz. ΔS=S₁-S₂

29.Schemat techn. instalacji chłodniczej z elementami układu automatyki i armatury

gdy t_zad<t_p zawór elektromagn.otwiera się(wzrost ciśnienia) ,gdy t_zad>t_p zawór elektromagn_. zamyka się(spadek ciśnienia)

1- termostatyczny zawór rozprężający

2-zawór elektromagnetyczny

3-wziernik

4-filtr,osuszacz ciekłego freonu

5-presoetet wysokiego cisnienia

6-presostet niskiego ciśnienia

7-zawór ssawny sprężarki

8-zawór tłoczny sprężarki

9-zbiornik freonu

30.Pośrednie systemy chłodnicze-struktury ,bilans energii

-układ z belkami chłodzącymi

-układ z wodą lodową

Równanie bilansowe:

1)chłodzone powietrze Qch=m_p(h₁-h₂)

2)moc chłodnicza wody lodowej Qch=m_wp∙C_w(t_p-t_z)

3)moc chłodząca parowacza Qo=m_c(h₁-h₄) ,Qo=m_c∙q_o

4)moc skraplacza Qs=m_c∙q_k=m_c(h₂-h₃)

5)moc chłodnicza obiegu chłodzącego skraplacz Qs=m_ws∙C_w(t_zs-t_ps)

6)moc chłodnicza chłodnicy chłodzącej skraplacz Qs=m_ps(h₂^s-h₁^s)

31.Pompy ciepła

Є_pc=Q_k/N_s=Q_o+N_s/N_s=Q_o/N_s+1=Є_o+1

Є_pc-wsp. Efektywności pompy ciepła

Є_o-wsp. Efektywności chłodniczej

Q_o=m_qo-ciepło

Q_k=m_qk-efekt użyteczny

N_s=m_ws-moz sprężarki

Sprawność pompy ciepła jest większa od 1.Aby porównać ja z innymi źródłami ciepła należy dokonac porównania na podstawie zużycia energii pierwotnej. Sprawność wykorzystania energii pierwotnej z różnych źródeł ciepła:

-sieć cieplna η_k=0,7

-kotłownia olejowa η_k=0,8

-kotłownia gazowa η_k=0,75

-ogrzewanie elektryczne η_el=0,25÷0,3 (niska sprawność zamiany energii cieplnej na elektryczna w elektrowni)

Pompa ciepła może się opłacać gdy Q_pc>Q_kotła przy tym samym zużyciu energii pierwotnej Ep

Q₌E_p∙η_el∙Є_pc>η_k∙Ep ,Є_pc>η_k/η_el=0,75/0,25=3,0=>Є_pc≥3,0 (warunek opłacalności)

Є_pc=Q_k/N_s ,Є_ps=(T_k∙Δs)/((T_k-T_o)Δs)=T_k/T_k-T_o ,gdy Є_pc↑,T_k↓ lub T_o↑

32.Zyski ciepła od słońca przez przegrody przezroczyste(okna)

Q_ok=F[Φ₁Φ₂Φ₃(kc∙Rs∙I_cmax+k_r∙Rc∙I_Rzmax)+k(t_z-t_p)] [W]

F-pow. okna w świetle muru Φ₁-udział pow. szkła w powierzchni okna

Φ₁-poprawka ze względu na wysokość nad poziomem morza

Φ₁-wsp.uwzględniający rodzaj oszklenia i urządzenia przeciwsłoneczne

R_s-stosunek pow.nasłonecnionej do całkowitej

R_c-stosunek pow.zacienionej do całkowitej R_s=R_c=1

I_{Cmax ,}I_Rmax-max wartości natężenia promieniowania całkowitego i rozproszonego dla szkła[W/m²]

k_c ,k_r-wsp.akumulacji k-wsp.przenikania ciepła przez okna[W/m²K]

t_z-obliczeniowa temp. powietrza zew.[ºC] t_p-obliczeniowa temp.w pom

Q_ok=FΦ₁Φ₂Φ₃(Rs∙I_cmax+Rc∙I_Rmax)

33.Absorpcyjne urządzenie chłodnicze

Obieg absorpcyjnego obiegu chłodniczego jest złożeniem 2 obiegów: lewobieżnego parowego sprężarkowego i prawobieżnego obiegu napędowego. Praca czynnika chłodniczego w parowniku zostaje pochłonięt przez roztwór w absorberze.Proces absorpcji jest procesem egzotermicznym i dlatego wymaga chłodzenia(odprowadzenie ciepła Q_A z układu) Ciśnienie wzbogaconego roztworu zostaje za pomocą pompy podniesione do ciśnienia skraplania. W warniku na skutek ogrzewania przez palnik(doprowadzenie ciepła Q_w do ukł) następuje odgazowanie i desorpcja czynnika chłodniczego. Ubogi roztwór z warnika jest kierowany przez zawór rozprężny do absorbera a odgazowany czynnik chłodniczy zostaje skroplony w skraplaczu(odprowadzenie ciepła Q_u z ukł) Skroplony czynnik chłodniczy jest kierowany przez zawór rozprężny do parownika, gdzie odparowuje(odebranie ciepła Q_o przez ukł) Pary czynnika płyną do absorbera gdzie są pochłaniane przez ubogi roztwór.

Przemiany:

1-2 proces sprężania realizowany w sprężarce termicznej

2-3 izotermiczne skraplanie i oddanie ciepła

3-4 izentropowe rozprężanie

4-1 izotermiczne odparowanie i odbiór ciepła

8-5 izobaryczna absorpcja pary zachodząca z wydzieleniem ciepła

5-6 izentropowe zwiększenie ciśnienia przez pompę

6-7 desorpcja pary przez doprowadzenie ciepła

7-8 izentropowy spadek ciśnienia

Zasada działania urządzenia chłodniczego absorpcyjnego jest oparta na zdolności absorpcji jednego płynu przez drugi. W technice chłodniczej stosuje się płyny o bardzo różnych temp. wrzenia. Płyn o niższej normalnej temp. wrzenia pełni funkcję czynnika chłodniczego natomiast płyn o wyższej normalnej temp. wrzenia pełni funkcję absorbenta np.. amoniak-woda(absorbent) ,woda-bromek litu(absorbent).

---