Naslov
Numeričko modeliranje rashladnoga sustava s radnom tvari CO₂
(Numerical modelling of a refrigerating system with CO₂ as a refrigerant)

Autori
Medica-Viola, Vedran

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Tehnički fakultet

Mjesto
Rijeka

Datum
11.04

Godina
2022

Stranica
150

Mentor
Pavković, Branimir

Ključne riječi
Prirodne rashladne tvari ; Ugljični dioksid CO₂ (R744) ; Rashladni sustavi s kompresijom pare ; Kompresor ; Izmjenjivači topline ; Ejektor ; Transkritični proces ; Svojstva realnog plina ; Dinamičko modeliranje ; Numeričke simulacije
(Natural refrigerants ; Carbon dioxide CO₂ (R744) ; Vapor compression refrigerating systems ; Compressor ; Heat Exchangers ; Ejector ; Transcrtical cycle ; Real gas properties ; Transient modeling ; Numerical simulations)

Sažetak
Nove generacije rashladnih sustava s kompresijom pare koriste prirodne radne tvari radi očuvanja okoliša. Među njima se ističe ugljikov dioksid (CO₂ ili R744). Njegova primjena iziskuje posebne mjere zbog visokih radnih tlakova i temperatura odvođenja topline u blizini i iznad kritične točke. Razvijen je i vrednovan numerički model transkritičnog rashladnog sustava s CO₂ za simulacije u prijelaznim i ustaljenim uvjetima rada, korištenjem realnih svojstava radne tvari. Svaka komponenta rashladnog sustava opisana je svojim podmodelom. Posebno su razrađeni modeli kompresora i izmjenjivača topline. Zbog specifičnosti CO₂ kao radne tvari i rada sustava u blizini kritične točke, primjenjuju se trenutno najtočniji modeli jednadžbe stanja stvarne radne tvari i njenih termodinamičkih i transportnih svojstava. Podmodeli su korišteni za pripremu jednostavnijih i bržih modela konkretnih komponenti i integrirani su u jednostavniji model cjelokupnog rashladnog sustava za točne, pouzdane i mnogo brže numeričke simulacije. Detaljnim modelima komponenti obuhvaćeni su volumetrijski kompresori: klipni kompresori, kompresori s rotirajućim klipom i spiralni kompresori, te cjevno-lamelni izmjenjivači topline. Modeli su strukturirani prema načelima objektno orijentiranog programiranja, na način koji omogućuje fleksibilno sastavljanje različitih konfiguracija transkritičnih rashladnih sustava s CO₂, iz njegovih komponenti, bez potrebe za velikim vanjskim intervencijama u strukturi programa numeričke simulacije. Razvijeni model rashladnog sustava i njegovih komponenti vrednovan je usporedbom s eksperimentalnim mjerenjima. Postignuto je vrlo dobro slaganje rezultata numeričkih simulacija s eksperimentalnim rezultatima. Vrednovani modeli uporabljeni su za uvid u karakteristike i učinkovitost sustava u promjenjivim radnim uvjetima i za analizu nekoliko jednostavnijih poboljšanja eksperimentalno istraženog rashladnog sustava s CO₂. Razvijeni i vrednovani modeli će služiti kao alat za razvoj komponenti i cijelih sustava, kao i za nalaženje potrebnih podataka za povećanje točnosti jednostavnih i brzih približnih modela.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA