Wyniki 1-10 spośród 29 dla zapytania: authorDesc:"Dariusz Butrymowicz"

Naturalne czynniki robocze oraz poprawa COP w chłodnictwie, klimatyzacji i pompach ciepła. Aktualnie prowadzone prace rozwojowe i wdrożeniowe

Czytaj za darmo! »

Jednym z najbardziej kluczowych wyzwań, jakie stoją przed branżą związaną z techniką chłodniczą, klimatyzacyjną i pomp ciepła jest zastosowanie czynników roboczych o niskim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego. Jest to wyzwanie, jakie stwarzają aktualne uwarunkowania prawne. Problemowi temu towarzyszą uwarunkowania w zakresie konieczności: a) zapewnienia wysokiej efektywności energetycznej układów, zwłaszcza dla czynników roboczych o niekorzystnych własnościach termodynamicznych oraz termokinetycznych; b) minimalizacja napełnienia układu czynnikiem roboczym - zwłaszcza dla czynników charakteryzujących się wysoką palnością, wybuchowością lub toksycznością. Powyższe uwarunkowania są zresztą aktualne nie tylko w przypadku zastosowań naturalnych płynów roboczych, lecz [...]

Modelowanie procesów cieplno-przepływowych w komorze przechowalniczej warzyw


  W pracy przedstawiono zarys najważniejszych problemów występujących podczas modelowania zjawisk cieplno-przepływowych w komorze przechowalniczej modułowej chłodni warzyw. Szczególny nacisk położono na modelowanie przechowywanego produktu ośrodkiem porowatym. Zaprezentowano przykładowe własne obliczenia numeryczne wykonane w programie ANSYS Fluent.Podstawą dotychczasowych metod obliczania komory przechowalniczej chłodni składowej jest bilans energii przeprowadzany w skali makroskopowej. Nie daje on jednak odpowiedzi na pytania dotyczące rozkładów przestrzennych parametrów powietrza i produktu oraz nie potrafi sformułować wskazówek poprawiających ich nierównomierność. Numeryczna mechanika płynów (CFD) jest narzędziem, które pozwala na względnie tanie i szybkie wyznaczenie rozkładów prędkości, temperatury i wilgotności w chłodni, a w konsekwencji na przeprowadzenie optymalizacji sytemu chłodzenia. Jej istotą jest dyskretyzacja modelowanego obszaru na elementy siatki obliczeniowej i rozwiązywanie równań zachowania w tych obszarach za pomocą metod numerycznych z uwzględnieniem równań konstytutywnych opisujących własności czynnika. Wang i Sun (2003) w swoim przeglądzie literatury omawiają szerokie w poprzednim okresie wykorzystanie metod różnic i elementów skończonych w aproksymacji dyskretnej zagadnień cieplno-przepływowych występujących w procesach ogrzewania i chłodzenia żywności. Z przedstawionych zestawień wynika, że było to w dużej części oprogramowanie autorskie dla zagadnień w większości jednowymiarowych w przypadku metody różnic skończonych i dwuwymiarowych dla MES. Szybki rozwój oprogramowania komercyjnego (m.in. Fluent, CFX, Phoenics CFD, COMSOL), w większości opartego na metodzie objętości kontrolnych, pozwolił na badanie zagadnień praktycznych, odznaczających się skomplikowaną geometrią i skomplikowanymi procesami fizycznymi i chemicznymi. Obecnie już niemal wszystkie publikowane prace z szeroko rozumian[...]

Wybrane problemy eksploatacyjne układów pracujących z czynnikiem R744


  Dobierając czynnik chłodniczy, za główne kryterium uważa się jego wpływ na bezpieczeństwo pracy oraz poziom zużycia energii. Dodatkowym kryterium, jakie należy brać pod uwagę jest wpływ płynu roboczego na środowisko naturalne. Biorąc powyższe pod uwagę, można zaproponować następującą skrótową charakterystykę dwutlenku węgla [2]: 1. Korzyści:  Przyjazny dla środowiska (ODP = 0, GWP = 1)  Ze względu na wyskoki współczynnik jednostkowej objętościowej wydajności chłodniczej - gabarytowo urządzenie jest mniejsze (wymienniki, średnice rurociągów, sprężarki)  Efektywniejszy proces wymiany ciepła. 2. Zagadnienia bezpieczeństwa:  Czynnik z grupy L1 - nie palny, nie toksyczny  Brak ograniczeń w zakresie instalacji i użytkowania - łatwy do zainstalowania  Temperatura/Ciśnienie - -55 do +31°C/5,5 do 73 bar (obieg podkrytyczny)  Cięższy od powietrza. 3. Wady:  Czynnik wysokociśnieniowy  Problem z zatrzymaniem urządzenia (wzrost ciśnienia w układzie do temperatury otoczenia w czasie postoju)  Oddzielanie oleju i cieczy od fazy gazowej CO2  Niska wartość wydajności energetycznej/ wysoka cena. Dwutlenek węgla jest jednym z naturalnych czynników chłodniczych, który w ostatnich latach zaczął cieszyć się dużą popularnością. R744 jest czynnikiem wysoko- ciśnieniowym, zatem jest on doskonałym płynem roboczym, który możemy wykorzystać w dolnym obiegu urządzeń kaskadowych i uzyskać wysokie wartości efektywności przy niskich temperaturach zamrażania [3]. Czynnik R744 charakteryzuje się dość niską wartością temperatury krytycznej (tkr. = 31,05°C przy ciśnieniu pkr. = 73,771 bar), co oznacza że przy wysokiej temperaturze medium chłodzącego skraplacz obieg realizowany jest częściowo w obszarze nadkrytycznym. Stwarza to wiele problemów - głównie utrzymanie ciśnienia w chłodnicy gazu na poziomie zapewniającym najbardziej optymalną pracę pod względem energetycznym. Zabiegi umożliwiające realizację tego zagadnienia przy[...]

Nowa generacja chłodni składowych warzyw i owoców Chłodzenie analogowe


  W artykule przedstawiono nowej generacji chłodnię marchwi z pośrednim systemem chłodzenia wyposażoną w chłodnicę powietrza o zmiennej wydajności. W miejsce tradycyjnego termostatu włącz/wyłącz (umieszczonego w strudze powietrza wpływającego do chłodnicy powietrza) zainstalowano termostat analogowy (o analogowym sygnale na wyjściu) w strudze powietrza wypływającego z chłodnicy. System sterowania wydajności chłodnicy powietrza oparty jest na trójdrogowym zaworze sterowanym przez wspomniany termostat analogowy. Rozwiązanie to utrzymuje temperaturę czynnika pośredniego na wymaganym poziomie, w zależności od zmiany obciążenia cieplnego chłodnicy powietrza. Pojemność opisanej w artykule chłodni marchwi wynosi około 10 000 ton i przeznaczona jest do długotrwałego przechowywania. Chłodnia spełnia wymagania technologiczne stawiane tego typu nowoczesnym obiektom, takie jak wymagania związane z ograniczeniem ilość użytego czynnika chłodniczego oraz wykorzystanie ciepła kondensacji do odtajania chłodnic powietrza i ogrzewania pomieszczeń socjalnych. Przy budowie instalacji chłodniczej zastosowano rury plastikowe, użyto komputera do sterowania pracą chłodni i nadzoru oraz zastosowano unifikację rozwiązania. W artykule omówiono też korzyści technologiczne wynikające z zastosowania tego rozwiązania oraz jego wpływ na zachowanie jakości przechowywanej marchwi. Obiekty chłodnicze i przechowalnicze Wstęp Marchew jest w Polsce jednym z najbardziej popularnych warzyw. Spożywa się jej około 21 kg na osobę na rok, co stanowi około 15% ogólnego spożycia warzyw w Polsce. Uprawia się ją na obszarze około 30 000 ha, zaś zbiory jej wynoszą około 800 000 ton rocznie. Większość produkowanej marchwi zbierana jest późną jesienią, natomiast jej konsumpcja odbywa się praktycznie przez cały rok do następnych zbiorów ze szczególnie dużym spożycie w okresie zimowo- wiosennym. Tak więc występuje naturalna rozbieżność pomiędzy okresem zbioru a okresem konsumpcji. W[...]

Technologia strumienicowa w chłodnictwie - nowe kierunki badawcze


  Zagadnienia wprowadzenia nowych technologii w chłodnictwie, klimatyzacji i pompach ciepła obecnie nabierają szczególnego znaczenia. Pomimo tego, że techniki obniżania temperatury dotyczą urządzeń technicznych o znacznie mniejszej skali niż obiegi energetyczne, to jednak obciążają one środowisko w stopniu porównywalnym. Dzieje się tak z dwóch powodów. Po pierwsze - aktualnie pracuje wielka liczba urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych, przez co ich udział w obciążeniu środowiska naturalnego nie może być pominięty. Po drugie - stosowane dotąd czynniki posiadają potencjał tworzenia efektu cieplarnianego od kilku, do nawet kilkudziesięciu tysięcy razy wyższy od dwutlenku węgla. Dodatkowo, obciążenie środowiska przez urządzenia chłodnicze i klimatyzacyjne wywołane jest również emisją dwutlenku węgla oraz innych zanieczyszczeń powstających przy produkcji energii elektrycznej do napędu tychże urządzeń. Nie dziwi więc, że nawet urządzenia o małej mocy w znaczący sposób mogą obciążać środowisko naturalne. Taki stan rzeczy wyraźnie ukazuje potrzebę podjęcia prac badawczych i wdrożeniowych, mających na celu obniżenie poziomu emisji zanieczyszczeń spowodowanych funkcjonowaniem tych urządzeń. Istnieje kilka potencjalnych metod ograniczenia emisji zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych. Metodą bezpośrednią jest głównie zastosowanie naturalnych, ekologicznych czynników roboczych zamiast czynników syntetycznych. Czynniki naturalne posiadają potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (ang. Global Warming Potential) GWP < 150, zaś obecnie stosowane czynniki syntetyczne z grupy CFC i HFC posiadają współczynnik GWP leżący w przedziale 1000-5000. Metodą pośrednią jest natomiast opracowanie nowych technologii podwyższających efektywność energetyczną urządzeń. W efekcie uzyskuje się zmniejszenie zużycia paliwa. Dodatkowo atrakcyjne wydaje się także zwiększanie udziału energii odnawialnych w ogólnym jej zużyciu. W Unii Europejskie[...]

Analiza wykorzystania niskotemperaturowego ciepła odpadowego do produkcji wody lodowej w układach strumienicowych


  W artykule dokonano oceny efektywności energetycznej urządzenia strumienicowego dedykowanego do produkcji wody lodowej. Do analizy wybrano czynniki należące do grupy tzw. czynników suchych, tj. takich, których krzywa nasycenia pary ma dodatnie nachylenie. Jako czynniki reprezentatywne wybrano: R123, R134a, R227ea, R245fa i R600a. Analizie poddano wpływ temperatury parowania oraz temperatury skraplania na współczynnik COP urządzenia strumienicowego oraz inne podstawowe parametry opisujące obieg strumienicowy, tj. współczynnik zasysania i spręż. Przedstawiono podstawowe informacje o obiegach strumienicowych wraz z niezbędnymi zależnościami opisującymi proces zachodzący w urządzeniu strumienicowym, na podstawie których dokonano wspomnianej analizy. Przedstawiono wyniki analizy wraz dyskusją. Pracę podsumowano dokonując wstępnej propozycji czynnika roboczego. Instalacje i urządzenia 1. Wstęp W krajach wysokorozwiniętych jednym z głównych konsumentów energii elektrycznej są urządzenia chłodnicze i klimatyzacyjne. Na pokrycie zapotrzebowania na energię elektryczną przez chłodnictwo i klimatyzację zostaje przeznaczone 15% światowej produkcji. Zaobserwowana w okresie ostatniej dekady tendencja wzrostowa konsumpcji energii elektrycznej do napędu systemów klimatyzacyjnych i chłodniczych oraz pomp ciepła wymusza poszukiwania bardziej efektywnych rozwiązań zapewniających minimalizację energochłonności. Dodatkowo, obecne przepisy prawne, z racji dużego oddziaływania czynników roboczych na środowisko naturalne, wymagają substytucji tych czynników na płyny charakteryzujące się niskim potencjałem tworzenia efektu cieplarnianego. Takimi płynami są głównie czynniki naturalne. Te z kolei powodują znaczne obniżenie efektywności energetycznej układów. Zasadniczo do produkcji wody lodowej wykorzystuje się agregaty absorpcyjne. Urządzenia te charakteryzują się jednak pewną niekorzystną cechą, którą jest zależność efektywności energetycznej o[...]

Modelowanie numeryczne wymiany ciepła i masy w komorze składowej marchwi


  W pracy przedstawiono wstępny model obliczeniowy zjawisk wymiany ciepła i masy zachodzących w komorze składowej warzyw. Przedstawiono wyniki obliczeń parametrów powietrza (prędkości, temperatury i wilgotności względnej) i porównanie ich z wynikami pomiarów przeprowadzonych w chłodni podczas przechowywania marchwi. Szeroko omówiono możliwe przyczyny rozbieżności pomiędzy zmierzonymi a obliczonymi wartościami parametrów powietrza oraz związane z tym kierunki dalszych badań zmierzające do uzyskania bardziej wiarygodnego modelu obliczeniowego. Modelowanie numeryczne przeprowadzono z wykorzystaniem programu ANSYS Fluent 14.5. Numer ical modell ing of hea t and mass trans fer in cold storage chamber for carro ts A preliminary numerical model of heat and mass transfer in cold storage chamber for carrots has been presented in this paper. The results of numerical simulations (velocity, temperature and relative humidity of air) have been shown and compared with results of measurements taken in a cold room in normal storage conditions. The possible causes of differences between measured and calculated results were widely discussed and directions for further investigations towards achieving improved, more reliable numerical model were formulated. Numerical simulations were performed in ANSYS Fluent 14.5.Wprowadzenie Stale rosnące zapotrzebowanie na chłodnie składowe płodów rolnych, które muszą spełniać coraz ostrzejsze wymagania dotyczące zapewnienia jakości składowanej żywności i energochłonności składowania oraz brak efektywnych narzędzi do racjonalnego ich projektowania powoduje, że modelowanie numeryczne procesów wymiany ciepła i masy w chłodniach jest obecnie dziedziną naukową silnie rozwijaną, również ze względu na szybki rozwój narzędzi, które takie modelowanie umożliwiają - metod numerycznych i oprogramowania. Jak dotąd podstawą do podjęcia decyzji w zakresie doboru parametrów cieplno-przepływowych oraz geometrii komory i ułożenia sk[...]

Analiza zastosowania pompowania kapilarnego w mikrokanałowych parownikach


  W artykule rozpatrzono zagadnienie pompowania kapilarnego czynnika roboczego w aspekcie zastosowania tego rozwiązania w układach wymienników mini kanałowych bądź mikrokanałowych. Zaproponowano model pompowania kapilarnego w minikanałach w warunkach wrzenia, wskazując na zasadnicze kryteria geometryczne oraz cieplne niezbędne do uzyskania tego zjawiska Analysis of application of capillary pumping for microc hannel evaporators The paper deal with analysis of the effect of capillary pumping in microchannels. This capillary pumping is the combined with the liquid meniscus in micro heat exchangers. This meniscus creates the pressure differences between liquid phase and vapour phase. The pressure of the liquid phase is lower than the pressure of the vapour phase. This phenomenon can reduce the resistance of the flow. From application point of view this effect have the crucial meaning. Exemplary results of the theoretical analysis of the effect of capillary pumping will be presented and discussed in the paper.OZNACZENIA: A - Pole powierzchni przekroju poprzecznego kanału, m2, Aw - Pole powierzchni bocznej kanału, m2, D - średnica przewodu, m, lc - stała kapilarna, m, p P - moc mechaniczna, W, R - promień kanału, m, [...]

Pomiar współczynnika wnikania ciepła w złożu warzyw przy zastosowaniu metody przedmuchowej DOI:10.15199/8.2017.4-5.2


  W artykule przedstawiono wykorzystanie metody przedmuchowej do pomiaru współczynnika wnikania ciepła w upakowanym złożu warzyw. Została przedstawiona i opisana metoda przedmuchowa (ang. single blow technique), a także przystosowanie jej do pomiarów z elementami złoża o skomplikowanej geometrii. Dodatkowo przedstawiono stanowisko pomiarowe skonstruowane do metody przedmuchowej wraz z wynikami pomiarów, jakie uzyskano przy badaniu złoża marchwi. Słowa kluczowe: warzywa, wymiana ciepła, współczynnik wnikania ciepła, złoże The paper presents the application of the single blow technique to measure of heat transfer coefficient in packed bed of vegetables. The methodology of the measurement approach was presented along with its adjustment for the measurements with bed elements of complex geometry. The testing rig was also presented. The experimental results obtained for the packed bed composed of carrots were presented. Keywords: vegetables, heat transfer, heat transfer coefficient, packed bed Spis symboli: m . - strumień masy a - jednostkowe pole powierzchni (a = Ap/V ) A - przekrój poprzeczny; powierzchnia wymiany ciepła Ap - pole powierzchni przekroju wolnego b1, b2 - wielkości stałe, równ. (13) c - ciepło właściwe dh - średnica hydrauliczna j - współczynnik Colburna Jo - funkcja Bessela pierwszego rodzaju, rzędu zerowego K - bezwymiarowy parametr przewodnictwa osiowego L - długość przepływu m - masa NTU - liczba jednostek wymiany ciepła Nu - liczba Nusselta Pr - liczba Prandtla Re - liczba Reynoldsa t - czas t * - bezwymiarowy czas, równ. (21) T - temperatura Tu - intensywność turbulencji Up - obwód przekroju wolnego V - objętość całkowita złoża Vp - objętość wolna w - średnia prędkość x - odległość od wlotu do złoża z, y - bezwymiarowa odległość od wlotu do złoża νf - objętość płynu w złożu przypadająca na jednostkową długość w kierunku przepływu Oznaczenia greckie: α - współczynnik wnikania ciepła &[...]

Wybrane aspekty modelowania gazowych strumienic chłodniczych


  W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące modelowania numerycznego strumienic stosowanych w urządzeniach chłodniczych. We wcześniejszych publikacjach autorów [1, 2, 3] przedstawiono metody obliczania strumienic modelami o parametrach skupionych, w niniejszej pracy poświęcono uwagę modelom 2D i 3D. Przedstawiono najważniejsze cechy modeli 2D i 3D wskazując różnice wynikające z każdego z modeli. Poruszono zagadnienie tworzenia siatek obliczeniowych oraz modelowania turbulencji. Wstęp Strumienica jako element urządzenia chłodniczego znana jest od dawna, mimo tego problem w zakresie modelowania numerycznego pracy strumienicy parowej jest jak dotąd wciąż otwarty, co ogranicza możliwości właściwego doboru jej geometrii. Wynika to z faktu pracy strumienicy, gdyż może pracować zarówno w obszarze jednofazowym (para przegrzana), jak również dwufazowym (para mora). Zależy to m.in. od rodzaju zastosowanego czynnika roboczego. W artykule skupiono się na najprostszym chłodniczym obiegu strumienicowym, w którym czynnikiem napędowym jest para. Uproszczony schemat takiego obiegu przedstawia rysunek 1. Na rysunku 2 przedstawiono obieg realizowany w urządzeniu strumienicowym w układzie współrzędnych ciśnienie - entalpia właściwa. W obiegu strumienicowym można wyróżnić obieg chłodniczy i obieg napędowy. W idealnym układzie, tzn. takim, w którym nie występują żadne straty, para napędowa o stanie 1 rozpręża się izentropowo w dyszy napędowej do stanu 2. Podczas tego rozprężania na skutek spadku ciśnienia wzrasta prędkość czynnika. Para o niskim ciśnieniu i dużej prędkości (stan 2) zasysa parę o stanie 7. Na pewnym odcinku długości strumienicy następuje mieszanie się czynników. Mieszanie jest wynikiem wymiany pędu pomiędzy strumieniem pary napędowej i zasysanej. Efektem tego procesu jest utrata prędkość pary napędowej i tym samym wzrost prędkości pary zasysanej. Spadek prędkości powoduje jednoczesny wzrost ciśnienia, przy [...]

 Strona 1  Następna strona »