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Esercitazione Tecnica del freddo

Gruppo 9

Confronto compressione monostadio / compressione bistadio

Analisi delle performance del ciclo (con ottimizzazione delle

pressione intermedia).

Considerare il caso di rendimento di compressione unitario,

rendimento di compressione di 0.8.

Analizzare le performance al variare del tipo di fluido, attraverso la

scelta di 4 fluidi, con motivazione.

Calcolare di COP/COP per un confronto con il caso monostadio.

Analizzare le performance al variare del tipo di applicazione, ossia

della temperatura di evaporazione, considerando una temperatura

ambiente fissata e un fissato T minimo agli scambiatori di calore.

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Considerare il caso di rendimento di compressione unitario, rendimento di

compressione di 0.8 (+ variazione fluidi)

%%esercizio bistadio Gruppo 9 clear all close all clc

fluid1={'ammonia' 'r134a' 'r22' 'r507a.mix'};

Qev = 1*1000; %W potenza evaporatore RIC=[0.8 1]; Tev=-10+273.15; %K Tco=30+273.15; %K

for i=1:length(fluid1) %parametrica rispetto al fluido fluid=char(fluid1(i)); %Converte la cella dell'iesimo fluido in

caratteri...per refprop Pev(i)=refpropm('P','T',Tev,'Q',0,fluid); Pco(i)=refpropm('P','T',Tco,'Q',0,fluid); Pint(i)=(Pev(i)+Pco(i))./2; %vettore kPa Pressione intermedia for j=1:length(RIC) %parametrica rispetto Rendimento isoentropico

h1(i)=refpropm('H','T',Tev,'Q',1,fluid); %J/kg s1(i)=refpropm('S','T',Tev,'Q',1,fluid); %J/kg-K

s2s(i)=s1(i); %ciclo idealizzato h2s(i)=refpropm('H','P',Pint(i),'S',s2s(i),fluid); %J/kg T2s(i)=refpropm('T','P',Pint(i),'S',s2s(i),fluid); %K

h2(i,j)=((h2s(i)-h1(i))./RIC(j))+h1(i); %entalpia uscita Compressore 1 s2(i,j)=refpropm('S','P',Pint(i),'H',h2(i,j),fluid); T2(i,j)=refpropm('S','P',Pint(i),'H',h2(i,j),fluid);

h3(i)=refpropm('H','P',Pint(i),'Q',1,fluid); %J/kg s3(i)=refpropm('S','P',Pint(i),'Q',1,fluid); %J/kg-K

s4s(i)=s3(i);%ciclo ideale h4s(i)=refpropm('H','P',Pco(i),'S',s4s(i),fluid); %J/kg T4s(i)=refpropm('T','P',Pco(i),'S',s4s(i),fluid); %K

h4(i,j)=(h4s(i)-h3(i))./RIC(j)+h3(i); s4(i,j)=refpropm('S','P',Pint(i),'H',h4(i,j),fluid); T4(i,j)=refpropm('S','P',Pint(i),'H',h4(i,j),fluid);

h5(i)=refpropm('H','P',Pco(i),'Q',0,fluid); %J/kg uscita condensatore s5(i)=refpropm('S','P',Pco(i),'Q',0,fluid); %J/kg-K

h6(i)=h5(i); %J/kg uscita 1valvola h7(i)=h5(i); %J/kg Uscita 2valvola

s8s(i)=s1(i); %J/kg-K entropia punto 8 caso MONOSTADIO IDEALE h8s(i)=refpropm('H','P',Pco(i),'S',s8s(i),fluid); %J/kg T8s(i)=refpropm('T','P',Pco(i),'S',s8s(i),fluid); %K

h8(i,j)=((h8s(i)-h1(i))./RIC(j)+h1(i)); %J/kg entalpia 8 reale s8(i,j)=refpropm('S','P',Pco(i),'H',h8(i,j),fluid);

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T8(i,j)=refpropm('S','P',Pco(i),'H',h8(i,j),fluid);

mev(i)=Qev/(h1(i)-h7(i)); %kg/s

mspill(i,j)=mev(i)*(h2(i,j)-h3(i))/(h3(i)-h6(i)); %portata spillamento

mco(i,j)=mspill(i,j)+mev(i); %portata condensatore

Lmono(i,j)=mev(i)*(h8(i,j)-h1(i)); %W caso monostadio, potenza compressione L1(i,j)=mev(i)*(h2(i,j)-h1(i)); %W L2(i,j)=mco(i,j)*(h4(i,j)-h3(i)); %W Lbis(i,j)=L1(i,j)+L2(i,j); %W

COPmono(i,j)=Qev/Lmono(i,j); %coefficiente prestazione COPbis(i,j)=Qev/Lbis(i,j); Delta_COP(i,j)=(COPbis(i,j)-COPmono(i,j))/COPmono(i,j)*100; %variazione

prestazioni

RIC_mat(i,j)=RIC(j);

end end

figure(1) plot(RIC_mat(1,:),Delta_COP(1,:),'g',RIC_mat(2,:),Delta_COP(2,:),'m',RIC_mat(3,:

),Delta_COP(3,:),'b',RIC_mat(4,:),Delta_COP(4,:),'r'); xlabel('RIC') ylabel('dCOP/COP %') legend('R717', 'R134A', 'R22', 'R507A')

figure(2) plot(RIC_mat(1,:),COPbis(1,:),'g',RIC_mat(2,:),COPbis(2,:),'m',RIC_mat(3,:),COPb

is(3,:),'b',RIC_mat(4,:),COPbis(4,:),'r'); xlabel('RIC') ylabel('COP') legend('R717', 'R134A', 'R22', 'R507A')

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Analisi delle performance del ciclo (con ottimizzazione delle pressione

intermedia) (+variazione fluidi)

%%esercizio bistadio Gruppo 9 clear all close all clc

fluid1={'ammonia' 'r134a' 'r22' 'r507a.mix'};

Qev = 1*1000; %W potenza evaporatore Ric=1; Tev=-10+273.15; %K Tco=30+273.15; %K

for i=1:length(fluid1) %parametrica rispetto al fluido fluid=char(fluid1(i)); %Converte la cella dell'iesimo fluido in

caratteri...per refprop Pev(i)=refpropm('P','T',Tev,'Q',0,fluid); Pco(i)=refpropm('P','T',Tco,'Q',0,fluid); Pint=linspace(Pev(i),Pco(i),50); %vettore kPa Pressione intermedia for j=1:length(Pint) %parametrica rispetto Pressione intermedia

h1(i)=refpropm('H','T',Tev,'Q',1,fluid); %J/kg s1(i)=refpropm('S','T',Tev,'Q',1,fluid); %J/kg-K

s2s(i)=s1(i); %ciclo idealizzato h2s(i,j)=refpropm('H','P',Pint(j),'S',s2s(i),fluid); %J/kg T2s(i,j)=refpropm('T','P',Pint(j),'S',s2s(i),fluid); %K

h2(i,j)=((h2s(i,j)-h1(i))+h1(i)); %entalpia uscita Compressore 1 s2(i,j)=refpropm('S','P',Pint(j),'H',h2(i,j),fluid); T2(i,j)=refpropm('S','P',Pint(j),'H',h2(i,j),fluid);

h3(i,j)=refpropm('H','P',Pint(j),'Q',1,fluid); %J/kg s3(i,j)=refpropm('S','P',Pint(j),'Q',1,fluid); %J/kg-K

s4s(i,j)=s3(i,j);%ciclo ideale h4s(i,j)=refpropm('H','P',Pco(i),'S',s4s(i,j),fluid); %J/kg T4s(i,j)=refpropm('T','P',Pco(i),'S',s4s(i,j),fluid); %K

h4(i,j)=(h4s(i,j)-h3(i,j))+h3(i,j); s4(i,j)=refpropm('S','P',Pint(j),'H',h4(i,j),fluid); T4(i,j)=refpropm('S','P',Pint(j),'H',h4(i,j),fluid);

h5(i)=refpropm('H','P',Pco(i),'Q',0,fluid); %J/kg uscita condensatore s5(i)=refpropm('S','P',Pco(i),'Q',0,fluid); %J/kg-K

h6(i)=h5(i); %J/kg uscita 1valvola h7(i)=h5(i); %J/kg Uscita 2valvola

s8s(i)=s1(i); %J/kg-K entropia punto 8 caso MONOSTADIO IDEALE h8s(i)=refpropm('H','P',Pco(i),'S',s8s(i),fluid); %J/kg T8s(i)=refpropm('T','P',Pco(i),'S',s8s(i),fluid); %K

h8(i)=((h8s(i)-h1(i))+h1(i)); %J/kg entalpia 8 reale

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s8(i,j)=refpropm('S','P',Pco,'H',h8(i),fluid); T8(i,j)=refpropm('S','P',Pco,'H',h8(i),fluid);

mev(i)=Qev/(h1(i)-h7(i)); %kg/s

mspill(i,j)=mev(i)*(h2(i,j)-h3(i,j))/(h3(i,j)-h6(i)); %portata spillamento

mco(i,j)=mspill(i,j)+mev(i); %portata condensatore

Lmono(i)=mev(i)*(h8(i)-h1(i)); %W caso monostadio, potenza compressione L1(i,j)=mev(i)*(h2(i,j)-h1(i)); %W L2(i,j)=mco(i,j)*(h4(i,j)-h3(i,j)); %W Lbis(i,j)=L1(i,j)+L2(i,j); %W

COPmono(i)=Qev/Lmono(i); %coefficiente prestazione COPbis(i,j)=Qev/Lbis(i,j); Delta_COP(i,j)=(COPbis(i,j)-COPmono(i))/COPmono(i)*100; %variazione

prestazioni

Pint_mat(i,j)=Pint(j);

end end

figure(1) plot(Pint_mat(1,:),Delta_COP(1,:),'g',Pint_mat(2,:),Delta_COP(2,:),'m',Pint_mat(

3,:),Delta_COP(3,:),'b',Pint_mat(4,:),Delta_COP(4,:),'r'); xlabel('Pint') ylabel('dCOP/COP %') legend('R717', 'R134A', 'R22', 'R507A')

figure(2) plot(Pint_mat(1,:),COPbis(1,:),'g',Pint_mat(2,:),COPbis(2,:),'m',Pint_mat(3,:),C

OPbis(3,:),'b',Pint_mat(4,:),COPbis(4,:),'r'); xlabel('Pint') ylabel('COP') legend('R717', 'R134A', 'R22', 'R507A')

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Analizzare le performance al variare del tipo di applicazione, ossia della

temperatura di evaporazione, considerando una temperatura ambiente

fissata e un fissato T minimo agli scambiatori di calore (+variazione

fluidi)

%%esercizio bistadio Gruppo 9 clear all close all clc

fluid1={'ammonia' 'r134a' 'r22' 'r507a.mix'};

Qev = 1*1000; %W potenza evaporatore

Tev=[-30:1:10]; Tev=Tev+273.15;%K Tco=30+273.15; %K

for i=1:length(fluid1) %parametrica rispetto al fluido fluid=char(fluid1(i)); %Converte la cella dell'iesimo fluido in

caratteri...per refprop

Pco(i)=refpropm('P','T',Tco,'Q',0,fluid);

for j=1:length(Tev) %parametrica rispetto Temperatura evaporatore

Pev(i,j)=refpropm('P','T',Tev(j),'Q',0,fluid); Pint(i,j)=(Pev(i,j)+Pco(i))./2; %vettore kPa Pressione intermedia h1(i,j)=refpropm('H','T',Tev(j),'Q',1,fluid); %J/kg s1(i,j)=refpropm('S','T',Tev(j),'Q',1,fluid); %J/kg-K

s2s(i,j)=s1(i,j); %ciclo idealizzato h2s(i,j)=refpropm('H','P',Pint(i,j),'S',s2s(i,j),fluid); %J/kg T2s(i,j)=refpropm('T','P',Pint(i,j),'S',s2s(i,j),fluid); %K

h2(i,j)=((h2s(i,j)-h1(i,j))+h1(i,j)); %entalpia uscita Compressore 1 s2(i,j)=refpropm('S','P',Pint(i,j),'H',h2(i,j),fluid); T2(i,j)=refpropm('S','P',Pint(i,j),'H',h2(i,j),fluid);

h3(i,j)=refpropm('H','P',Pint(i,j),'Q',1,fluid); %J/kg s3(i,j)=refpropm('S','P',Pint(i,j),'Q',1,fluid); %J/kg-K

s4s(i,j)=s3(i,j);%ciclo ideale h4s(i,j)=refpropm('H','P',Pco(i),'S',s4s(i,j),fluid); %J/kg T4s(i,j)=refpropm('T','P',Pco(i),'S',s4s(i,j),fluid); %K

h4(i,j)=(h4s(i,j)-h3(i,j))+h3(i,j); s4(i,j)=refpropm('S','P',Pint(i,j),'H',h4(i,j),fluid); T4(i,j)=refpropm('S','P',Pint(i,j),'H',h4(i,j),fluid);

h5(i)=refpropm('H','P',Pco(i),'Q',0,fluid); %J/kg uscita condensatore s5(i)=refpropm('S','P',Pco(i),'Q',0,fluid); %J/kg-K

h6(i)=h5(i); %J/kg uscita 1valvola h7(i)=h5(i); %J/kg Uscita 2valvola

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s8s(i,j)=s1(i,j); %J/kg-K entropia punto 8 caso MONOSTADIO IDEALE h8s(i,j)=refpropm('H','P',Pco(i),'S',s8s(i,j),fluid); %J/kg T8s(i,j)=refpropm('T','P',Pco(i),'S',s8s(i,j),fluid); %K

h8(i,j)=((h8s(i,j)-h1(i))+h1(i,j)); %J/kg entalpia 8 reale s8(i,j)=refpropm('S','P',Pco,'H',h8(i,j),fluid); T8(i,j)=refpropm('S','P',Pco,'H',h8(i,j),fluid);

mev(i,j)=Qev/(h1(i,j)-h7(i)); %kg/s

mspill(i,j)=mev(i,j)*(h2(i,j)-h3(i,j))/(h3(i,j)-h6(i)); %portata spillamento

mco(i,j)=mspill(i,j)+mev(i,j); %portata condensatore

Lmono(i,j)=mev(i,j)*(h8(i,j)-h1(i,j)); %W caso monostadio, potenza

compressione L1(i,j)=mev(i,j)*(h2(i,j)-h1(i,j)); %W L2(i,j)=mco(i,j)*(h4(i,j)-h3(i,j)); %W Lbis(i,j)=L1(i,j)+L2(i,j); %W

COPmono(i,j)=Qev/Lmono(i,j); %coefficiente prestazione COPbis(i,j)=Qev/Lbis(i,j); Delta_COP(i,j)=(COPbis(i,j)-COPmono(i,j))/COPmono(i,j)*100; %variazione

prestazioni

Tev_mat(i,j)=Tev(j);

end end

figure(1) plot(Tev_mat(1,:),Delta_COP(1,:),'g',Tev_mat(2,:),Delta_COP(2,:),'m',Tev_mat(3,:

),Delta_COP(3,:),'b',Tev_mat(4,:),Delta_COP(4,:),'r'); xlabel('Tev') ylabel('dCOP/COP %') legend('R717', 'R134A', 'R22', 'R507A')

figure(2) plot(Tev_mat(1,:),COPbis(1,:),'g',Tev_mat(2,:),COPbis(2,:),'m',Tev_mat(3,:),COPb

is(3,:),'b',Tev_mat(4,:),COPbis(4,:),'r'); xlabel('Tev') ylabel('COP') legend('R717', 'R134A', 'R22', 'R507A')

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