Dipartimento di Ingegneria dell'energia e dei Sistemi

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1 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 1 di 18 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA Dipartimento di Ingegneria dell'energia e dei Sistemi RISPARMIO ENERGETICO INDUSTRIALE (6 CFU) 5. Sistemi a Ciclo Inverso Roberto Lensi Anno Accademico

2 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 2 di 18

3 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 3 di 18 FRIGORIFERI E POMPE DI CALORE Ciclo inverso di Carnot e schema elementare dell'impianto C compressore; CO condensatore; T turbina; E evaporatore; M motore Ciclo inverso a compressione di vapore a) frigorifero; b) pompa di calore

4 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 4 di 18 Rappresentazione nel piano (P;h) di un ciclo inverso a compressione di vapore di freon 22 Ciclo inverso a compressione di vapore e schema elementare dell'impianto C compressore; CO condensatore; V valvola di laminazione; E evaporatore; M motore

5 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 5 di 18 PROPRIETÀ TERMODINAMICHE DEI FLUIDI OPERATORI Ammoniaca

6 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 6 di 18 Freon 12

7 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 7 di 18 Freon 22

8 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 8 di 18 Piano termodinamico (pressione;entalpia) Proprietà termodinamiche dell'ammoniaca sul piano (P;h)

9 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 9 di 18 Piano termodinamico (exergia fisica;entalpia) Proprietà termodinamiche dell'ammoniaca sul piano (ε ph ;h) linea del liquido saturo y = 0

10 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 10 di 18 Proprietà termodinamiche dell'ammoniaca sul piano (ε ph ;h) linea del vapore saturo y = 1

11 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 11 di 18 Frigorifero ad ammoniaca L V

12 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 12 di 18 Frigorifero ad ammoniaca Frigorifero a freon 12 0,09 0,13 0,54 0,12 0,12 Frigorifero a freon 22

13 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 13 di 18 Pompa di calore a freon 22 Caso con temperatura ambiente pari a 0 C

14 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 14 di 18 Pompa di calore a freon 22 (compressore adiabatico reversibile: 2 coincide con 2s) Pompa di calore a freon 22 (suddivisione in sottoregioni) Pompa di calore a freon 22 Caso con temperatura ambiente pari a 0 C

15 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 15 di 18 Processo di laminazione adiabatica dell'aria Pompa di calore ad aria Pompa di calore ad aria (suddivisione in sottoregioni)

16 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 16 di 18 Impianto frigorifero Ciclo termodinamico Ciclo termodinamico stato fluido t ( C) P (MPa) h (kj/kg) ε* (kj/kg) m (kg/s) m ε* (kw) 1 NH , ,98 0,082 0,33 2 NH , ,2 0,082 18,30 g NH , ,09 0,082 15,42 f NH , ,46 0,082 12,91 3 NH , ,6 0,082 12,89 4 NH , ,2 0,082 11,73 a NH , , brine -5-5,7 0 16, brine ,555 16,33 9,06 Parametri termodinamici

17 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 17 di 18 Diagramma di Sankey Diagramma di Grassmann

18 Roberto Lensi 5. Sistemi a Ciclo Inverso Pag. 18 di 18 BIBLIOGRAFIA Della Volpe, "Macchine", Liguori Editore, Kotas, "The Exergy Method of Thermal Plant Analysis", Krieger, Malabar, Florida, INDICE Frontespizio...1 Frigoriferi e pompe di calore...3 Proprietà termodinamiche dei fluidi operatori...5 Ammoniaca...5 Freon Freon Piano termodinamico (pressione;entalpia)...8 Piano termodinamico (exergia fisica;entalpia)...9 Frigorifero e ciclo di Carnot inverso...11 Scelta del fluido operatore...12 Pompa di calore per riscaldamento degli ambienti...13 Laminazione adiabatica dell'aria...15 Pompa di calore ad aria...15 Impianto frigorifero; schema e ciclo...16 Impianto frigorifero; diagrammi di Sankey e di Grassmann...17 Bibliografia...18 Indice...18