Esercitazione Tecnica del freddo Gruppo 9Confronto 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.

Considerare il caso di rendimento di compressione unitario, rendimento di compressione di 0.8 (+ variazione fluidi)

%%esercizio bistadio Gruppo 9clear allclose allclc fluid1={'ammonia' 'r134a' 'r22' 'r507a.mix'}; Qev = 1*1000; %W potenza evaporatoreRIC=[0.8 1];Tev=-10+273.15; %KTco=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); 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,:),COPbis(3,:),'b',RIC_mat(4,:),COPbis(4,:),'r');xlabel('RIC')ylabel('COP')legend('R717', 'R134A', 'R22', 'R507A')

Analisi delle performance del ciclo (con ottimizzazione delle pressione intermedia) (+variazione fluidi)

%%esercizio bistadio Gruppo 9clear allclose allclc fluid1={'ammonia' 'r134a' 'r22' 'r507a.mix'}; Qev = 1*1000; %W potenza evaporatoreRic=1;Tev=-10+273.15; %KTco=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 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,:),COPbis(3,:),'b',Pint_mat(4,:),COPbis(4,:),'r');xlabel('Pint')ylabel('COP')legend('R717', 'R134A', 'R22', 'R507A')

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 9clear allclose allclc fluid1={'ammonia' 'r134a' 'r22' 'r507a.mix'}; Qev = 1*1000; %W potenza evaporatore Tev=[-30:1:10];Tev=Tev+273.15;%KTco=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 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,:),COPbis(3,:),'b',Tev_mat(4,:),COPbis(4,:),'r');xlabel('Tev')ylabel('COP')legend('R717', 'R134A', 'R22', 'R507A')

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