Presentazione di PowerPoint

RICHIAMI DI TERMODINAMICA
1/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
SET
Serbatoio Energia Termica
Sistema ideale che scambia
energia solo in modo calore
mantenendo costante la sua
temperatura
DUSET = Q
SEM
DSSET = Q/T
Serbatoio Energia Meccanica
Sistema ideale che scambia
energia solo in modo lavoro
DUSEM = -L
2/61
Richiami di termodinamica
DSSEM = 0
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Vi sono molte applicazioni pratiche in cui si può essere
interessati a sottrarre o a fornire con continuità energia
termica a un sistema a temperatura costante.
Caso a)
Si vuole mantenere un sistema, in
condizioni di regime stazionario, ad una
temperatura più bassa di quella
dell’ambiente circostante.
Nel sistema, a causa della differenza di
temperatura con l’ambiente, entrerà
energia termica. Affinché la
temperatura non si innalzi, la stessa
energia deve essere con continuità
asportata. Poiché non esistono SET a
temperatura più bassa di quella del
sistema, è necessario cedere questa
energia all’unico SET disponibile,
ovvero all’ambiente circostante.
Quest’ultimo però è a temperatura più
elevata di quella del sistema
3/61
Richiami di termodinamica
amb
Q
SIST
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Caso b)
Si vuole mantenere un sistema, in
condizioni di regime stazionario, ad
una temperatura più elevata di
quella dell’ambiente circostante.
Dal sistema, a causa della differenza
di temperatura con l’ambiente,
uscirà energia termica. Perché la
temperatura non diminuisca, la
stessa energia deve essere, con
continuità, fornita al sistema.
Poiché non esistono SET a
temperatura più elevata di quella del
sistema, è necessario prelevare
questa energia dall’unico SET
disponibile, ovvero dall’ambiente
circostante.
Quest’ultimo però è a temperatura
più bassa di quella del sistema
4/61
Richiami di termodinamica
SIST
SET
Q
amb
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
S.I.
TA
Q
TB
SETA
TA> TB
SETB
In entrambi i casi si manifesta
l’esigenza di trasferire energia da
una temperatura più bassa, TB,
verso una più alta, TA.
Tale processo non può avvenire
spontaneamente.
Se, per assurdo, si ipotizza possibile
tale passaggio spontaneo, la
variazione di energia del sistema
isolato sarebbe:
DUSI  0  DUSETA  DUSETB
DUSI  0  Q  Q
La prima legge della termodinamica è
verificata: essa costituisce una
condizione necessaria ma non sufficiente
5/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
S.I.
la variazione di entropia del sistema
isolato sarebbe:
TA
Q
TB
SETA
DSSI  Sgen  DSSETA  DSSETB
TA> TB
SETB
DSSI  Sgen 
 1
Q
Q
1 

 Q

0

TA TB
 TA TB 
che mostra una evidente violazione
della seconda legge
6/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
S.I.
TA
SETA
QA
TA> TB
QB
TB
Per realizzare tale trasformazione,
occorre rendere, in valore
assoluto, il flusso entropico in
ingresso al SETA maggiore di
quello in uscita dal SETB
Avendo fissato le due
temperature, tale condizione si
verifica SOLO SE I FLUSSI DI
ENERGIA TERMICA SONO
DIVERSI.
Più precisamente deve risultare
SETB
DSSI
gen 
Q A QB

0
TA TB
QA  QB
7/61
Richiami di termodinamica
TA
TB
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
S.I.
TA
SETA
QA
SIST
QA -QB
QB
TB
8/61
Richiami di termodinamica
SETB
Essendo diversi i due flussi
termici, è necessario inserire tra
i SET un sistema che operando
ciclicamente prelevi QB dal SETB
e trasferisca QA al SETA
La differenza QA – QB deve
essere somministrata al
sistema affinchè esso possa
operare ciclicamente
DUSIST  QB   QA  QB   QA  0
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
S.I.
TA
L’ energia (QA –QB) non può
essere somministrata in
modalità calore perché se lo
fosse, essendo presenti solo i
SET A e B, si tornerebbe al caso
iniziale: il SET B trasferirebbe al
sistema QB +(QA-QB)=QA
SETA
QA
SIST
L
SEM
L’energia QA – QB deve essere
trasferita al sistema in
modalità lavoro da un SEM
QB
TB
SETB
DUSI  DUSETA  DUSETB  DUSEM  DUSIST
DUSI  QA  QB  L  0
Per la I legge, L può essere
piccolo a piacere mentre per
verificare anche la II legge
deve essere
9/61
Richiami di termodinamica

T 
L  QB  1  A 
TB 

Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Nel caso a)
il sistema che
si vuole
mantenere a
temperatura
bassa è il SET
TB, mentre
l’ambiente è il
SET TA.
La macchina
inversa che
realizza questa
finalità è la
MACCHINA
FRIGORIFERA
10/61
Richiami di termodinamica
amb
TA
QA
SEM
M I
L
QB
SET
TB
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Nel caso b)
il sistema che
si vuole
mantenere a
temperatura
alta è il SET TA,
mentre
l’ambiente è il
SET TB.
La macchina
inversa che
realizza questa
finalità è la
POMPA DI
CALORE
11/61
Richiami di termodinamica
SET
TA
QA
SEM
M I
QB
L
TB
amb
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Lo stesso sistema
termodinamico assume
nomi differenti a seconda di
quale delle due interazioni
termiche è considerata
come finalità per la
macchina;
quella della macchina
frigorifera è “sottrarre
energia termica” (fare
freddo…),
quella della pompa di
calore è “fornire energia
termica” (fare caldo…)
Il parametro adimensionale
che consente di quantificare
le prestazioni
termodinamiche della
macchina è il:
COEFFICIENTE
DI
PRESTAZIONE
(COP)
numeratore
FINALITA’
denominatore
SPESA
f
frigorifero
COPf 
QB
L
12/61
Richiami di termodinamica
p
pompa di calore
COPp 
QA
L
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Macchina frigorifera
Bilancio di energia
amb
QA
QB  L  Q A
TA
SEM
M
I
L
QB
SET
TB
13/61
Richiami di termodinamica
Bilancio di entropia
QB
QA
 S gen 
TB
TA
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Macchina frigorifera
QB
Coefficient Of Performance COP 
L
QB
1
COP 

Q A  QB Q A
1
QB
Q A TA TA  S gen


Q B TB
QB
14/61
Richiami di termodinamica
COP 
1
TA TA S gen

1
TB
QB
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Macchina frigorifera
Macchina reversibile
S gen  0
QB Q A

TB
TA
COPrev  COPCarnot  COPmax
Q B TB

Q A TA
TB

TA  TB
TA S gen
1
1


COP COPmax
QB
15/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Macchina frigorifera
TA Sgen
1
1


COP COPmax
QB
L = Lrev + TA Sgen
L - Lrev = Laggiunto = TA Sgen
16/61
Richiami di termodinamica
Se si moltiplica per QB
A causa dell’entropia
generata, occorre
spendere, a parità di
effetto desiderato, un
lavoro aggiunto.
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Pompa di calore
SET
QA
TA
MI
QB
Bilancio di energia
QB  L  Q A
L
TB
SEM
Bilancio di entropia
QB
QA
 S gen 
TB
TA
amb
17/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Pompa di calore
QA
Coefficient Of Performance COP 
L
QA
COP 

Q A  QB
Q B TB TB  S gen


Q A TA
QA
18/61
Richiami di termodinamica
1
QB
1
QA
COP 
1
TB TB S gen
1

TA
QA
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Pompa di calore
Macchina reversibile
S gen  0
QB Q A

TB
TA
COPrev  COPCarnot  COPmax
Q B TB

Q A TA
TA

TA  TB
TB S gen
1
1


COP COPmax
QA
19/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Pompa di calore
TB Sgen
1
1


COP COPmax
QA
L = Lrev + TB Sgen
L - Lrev = Laggiunto = TB Sgen
20/61
Richiami di termodinamica
Se si moltiplica per QA
A causa dell’entropia
generata, occorre
spendere, a parità di
effetto desiderato, un
lavoro aggiunto.
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
Gli estremi di variazione sono:
FRIGORIFERO
COPf ,rev 
TB
TA  TB
POMPA DI CALORE
COPp,rev 
TA
TA  TB
TB=0
COPf,rev=0
TB=TA
COPf,rev=
TA=
COPp,rev=1
TA=TB
COPf,rev=
0<COPf<COPf,rev<
1<COPp<COPp,rev<
21/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
E’ molto significativo il confronto, fissati i livelli termici dei due
serbatoi, tra le prestazioni reali e quelle che idealmente
sarebbero ottenibili se non vi fossero irreversibilità
COEFFICIENTE DI PRESTAZIONE DI SECONDA LEGGE
COP

COPrev
22/61
Richiami di termodinamica
campo di variazione di 
0 1
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
TB
TA  TB
esempio:
TB=250 K
(temperatura cella=-23°C)
TA=300 K
(ambiente esterno=27°C);
COPf,rev=5,00 ;
=0,50 ; COPf =2,50
25
TA=300 K
COPf,rev
20
Pompa di calore COPp,rev 
25
TB=273 K
20
15
10
5
0
250
15
TA
TA  TB
TA=TB
COPf ,rev 
COPp,rev
Frigorifero
300
350
400
TA [K]
10
5
0
0
50 100 150 200 250 300
TB [K]
23/61
Richiami di termodinamica
esempio:
TA=293 K
(ambiente riscaldato=20°C)
TB=273 K
(ambiente esterno=0°C);
COPp,rev=14,6 ;
=0,50 ; COPp =7,3
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
La macchina inversa che opera reversibilmente tra i due SET è
quella che evolve secondo il CICLO DI CARNOT inverso
Il ciclo bitermico è costituito da
quattro trasformazioni reversibili:
due lungo le quali avvengono i
trasferimenti di energia termica e
due adiabatiche
Per trasferire calore senza
generare entropia la differenza
di temperatura deve tendere a
zero durante la trasformazione
T
TA
TB
dT
3
Le altre due trasformazioni
devono essere adiabatiche: se
non lo fossero l’interazione con
i due SET sarebbe causa di
generazione entropica.
2
Il ciclo è costituito
4
5
Ds
24/61
Richiami di termodinamica
2 ISOTERME
+
2 ISOENTROPICHE
1
dT
6
s
Le due isoterme sono:
TA + dT e
TB - dT
Tecnica del freddo
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12isoentropica
23isoterma
T
TB
41isoterma
cessione di energia termica dal fluido all’ambiente
L’area sottesa (6-2-3-5) è la qA, calore che viene
ceduto al SET a TA
qA<0
23
TA
34 isoentropica
dT
3
4
2
1
dT
5
Ds
25/61
Richiami di termodinamica
energia termica entrante
nel sistema
L’area sottesa (5-4-1-6)
è la qB, calore che viene
sottratto al SET a TB
qB>0
6
s
41
L’area del ciclo (4-3-2-1)
è la differenza tra le due
quantità di calore e
rappresenta la spesa,
cioè il lavoro che deve
essere fornito
dall’ambiente perché il
sistema possa funzionare
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
1-2  isoterma
SCAMBIATORE DI CALORE
T
TA
TB
21
dT
2-3  adiabatica reversibile
TURBINA
21
34
34
3-4  isoterma
SCAMBIATORE DI CALORE
5
4-1  adiabatica reversibile
COMPRESSORE
dT
6
Ds
26/61
Richiami di termodinamica
s
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
QA
SET TA
3
2
CO
il ciclo è ubicato nella
regione bifasica
T
C
EV
si impiega ENERGIA
MECCANICA
LT
LC
4
1
SET TB
T
TA
3
QB
2
TB
4
1
s
27/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
QA
SET TA
3
CO
Nello scambiatore reale
deve esserci una
differenza finita di
temperatura tra il fluido
caldo ed il fluido freddo
per cui le due isobare si
allontanano da TA e TB
T
3
TB
LT
4
28/61
Richiami di termodinamica
DT
1
LC
4
1
SET TB
2
DT
C
EV
T
TA
2
s
QB
L’entropia generata nella
macchina cresce a causa
del DT e quindi il COP
diminuisce rispetto al
COPmax
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
QA
SET TA
3
Occorre evitare che le
macchine operino nella
regione bifasica
2
CO
T
L’aspirazione del
compressore è spostata
sulla curva del vapore
saturo secco
C
EV
LT
LC
4
1
SET TB
T
2
TA
3
TB
4
29/61
Richiami di termodinamica
1
s
QB
L’entropia generata nella
macchina cresce ancora
perché è aumentato il DT
con TA e quindi il COP
diminuisce ulteriormente
rispetto al COPmax
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
QA
SET TA
3
L’aspirazione della turbina
si deve spostare nello
stato 3’: il raffreddamento
3-3’ non può essere fatto
interagendo con
l’ambiente.
2
CO
T
C
EV
LT
LC
4
1
SET TB
T
QB
2
3
3’
4
30/61
Richiami di termodinamica
TA
TB
1
s
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
QA
SET TA
3
in più l’espansione di un
liquido rende disponibile una
potenza meccanica
trascurabile rispetto a quella
richiesta per comprimere lo
stesso fluido in fase
aeriforme tra le stesse
pressioni
2
CO
C
EV
LC
4
1
SET TB
T
2
3
TA
TB
4
31/61
Richiami di termodinamica
1
s
alla turbina si
preferisce la
valvola di
laminazione
QB
La laminazione
è causa di
generazione
entropica: il
COP diminuisce
ulteriormente
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
ANALISI EXERGETICA
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
QA  A
SET TA
3
2
CO
C
compressore
EV
EX dis,CP  m  ex1  ex2   LC
LC
4
1
SET TB
QB B
EX dis ,CP  m  h1  h2   TA  s1  s2    m  h2  h1 
 CP 
EX dis ,CP
EX dis,CP  m TA  s2  s1   TA S gen,CP
LC
32/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
ANALISI EXERGETICA
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
QA  A
SET TA
3
2
CO
C
condensatore
EV
LC
4
EX dis,CO  m  ex2  ex3 
1
SET TB
QB B
EX dis ,CO  m  h2  h3   TA  s2  s3  
 CO 
EX dis ,CO
LC
33/61
Richiami di termodinamica
EX dis ,CO
 QCO

 TA 
 m  s2  s3   TA S gen,CO
 TA

Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
ANALISI EXERGETICA
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
QA
SET TA
3
2
CO
C
valvola
EV
EX dis,V  m  ex3  ex4 
LC
4
1
SET TB
QB
EX dis ,V  m  h3  h4   TA  s3  s4  

V 
EX dis,V
EX dis,V  m TA  s4  s3   TA Sgen,V

LC
34/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
ANALISI EXERGETICA
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
QA
SET TA
3
2
CO
C
evaporatore
EV
 T 
EX dis , EV  m  ex4  ex1   QB 1  A 
 TB 
EX dis , EV
4
1
SET TB
QB
 TA 
 m  h4  h1   TA  s4  s1   m  h1  h4  1  
 TB 

 EV 
LC
EX dis, EV

LC
35/61
Richiami di termodinamica
EX dis , EV
 1
1
 TA QEV 
   TA S gen, EV
 TEV TB 
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
QA
SET TA
3
2
CO
C
EV
T
LC
4
2
EXdis CO
3
1
SET TB
QB
TA
TB
EXdis V
1 EXdis CP
4
EXdis EV
s
36/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
LC  Q B  B  EX dis
SET TA
3
CO
2
EX dis
C
LC
LC  Q B
 TA 
  1  EX dis
 TB 
EV
4
1
Q B  B
SET TB

Q
B
LC 
 EX dis
COPrev
LC  Lrev  EX dis
37/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
2
CO
EX dis
LC
C
EV
4
T
QB B
Edis TOT
Q B  B
SET TB
2
3
TA
TB
5
1
1
4
-
2
5
2
1
1
5
LC  m  Tds  m  Tds  m  Tds
s
38/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
2
CO
EX dis
LC
C
EV
4
T
QB B
Edis TOT
Q B  B
SET TB
2
3
TA
TB
5
1
4
1
2
5
2
1
1
5
LC  m  Tds  m  Tds  m  Tds
s
39/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
2
CO
EX dis
C
LC
EV
4
T
QB B
Edis TOT
1
Q B  B
2
3
SET TB
TA
LC
4
TB
1
s
40/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
2
CO
EX dis
C
LC
EV
4
T
1
Q B  B
2
3
SET TB
TA
QB B
4
TB
Tev


QB  B  m s1  s4  TA  TB 
TB
1
s
41/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
2
CO
EX dis
C
LC
EV
4
T
1
Q B  B
2
EXdis CO
3
QB B
EXdis V
SET TB
TA
TB
1 EXdis CP
4
EXdis EV
s
42/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
C
V
R134a
EV
ta
tB
Dtmin,EV
Dtmin,CO
[°C]
[°C]
[°C]
[°C]
20
0
10
10
Dtsurr
Dtsott
hc
QEV
[°C]
[°C]
0
0
43/61
Richiami di termodinamica
4
QB
1
LC
SET TB
[MW]
0,8
1,5
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
C
V
EV
4
T [K]
390
QB
1
LC
SET TB
370
350
330
2
310
3
290
270
4
1
250
0.8
1
1.2
44/61
Richiami di termodinamica
1.4
1.6
1.8
2
s [kJ/kgK]
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
C
V
R134a
EV
4
QB
1
LC
SET TB
p
t
x
[bar]
[°C]
-10
1
2s
p3
2
p3
h
s
[kJ/kg] [kJ/kg K]
1
s1
h2
3
30
4
-10
45/61
Richiami di termodinamica
0
h3
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
C
V
EV
4
QB
1
LC
SET TB
46/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
C
V
EV
4
QB
1
LC
SET TB
47/61
Richiami di termodinamica
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
C
V
R134a
EV
4
QB
1
LC
SET TB
p
t
x
[bar]
[°C]
1
2,01
-10
2s
7,70
36
2
7,70
42
3
7,70
30
4
2,01
-10
48/61
Richiami di termodinamica
h
s
[kJ/kg] [kJ/kg K]
1,00
393
1,733
surr
421
1,733
surr
428
1,756
0,00
242
1,144
0,27
242
1,160
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
C
V
R134a
EV
Q
L
Sgen
EXdis
[MW] [MW] [kW/K] [kW]
CP
CO
0,35
1,85
V
EV
TOT
1,50
4

[%]
0,223
65
19
0,219
64
18
0,161
47
14
0,207
61
18
0,810
238
69
49/61
Richiami di termodinamica
QB
1
LC
SET TB
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
R134a
C
V
Q
L
Sgen
EXdis
[MW] [MW] [kW/K] [kW]
CP
CO
0,35
1,85
V
EV
TOT
1,50

EV
[%]
0,223
65
19
0,219
64
18
0,161
47
14
0,207
61
18
0,810
238
69
hex  0,32   0, 68
50/61
Richiami di termodinamica
4
QB
1
LC
SET TB
m  9,94  kg s 
COP  4,3
Lrev  110  kW 
COPrev  13, 7
Lagg  237  kW 
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
0,6  hC  1,0
C
V
EV
4
QB
1
LC
SET TB
EX dis,C  f (hC )
EX dis,tot  f (hC )
51/61
Richiami di termodinamica
 EX dis,C 


 h

C


CSB 
 EX dis,tot 


 h

C


Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
R134a
CO
C
V
40
EV
EX dis,tot
y = -46,22x + 62,07
R² = 0,977
30
4
QB
1
LC
SET TB
20
EX dis,C
10
CSB 
y = -44,24x + 43,36
R² = 0,983
0
0.6
0.7
52/61
Richiami di termodinamica
0.8
0.9
hC
 44,24  0,96
 46,22
1
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
R717
C
V
EV
ta
tB
Dtmin,EV
Dtmin,CO
[°C]
[°C]
[°C]
[°C]
20
0
10
10
Dtsurr
Dtsott
hc
QEV
[°C]
[°C]
0
0
53/61
Richiami di termodinamica
4
QB
1
LC
SET TB
[MW]
0,8
1,5
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
R717
C
V
EV
4
430
QB
1
LC
SET TB
T [K]
400
2
370
340
3
310
280
4
1
250
0
1
2
3
54/61
Richiami di termodinamica
4
5
s [kJ/kgK]
6
7
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
R717
C
V
EV
p
t
x
[bar]
[°C]
h
s
[kJ/kh] [kJ/kg K]
1
2,9
-10
1
1.594
6,229
2s
11,7
89
-
1.793
6,229
2
11,7
108
-
1.842
6,362
3
11,7
30
0
485
1,960
4
2,9
485
2,014
-10 0,14
55/61
Richiami di termodinamica
4
QB
1
LC
SET TB
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
R717
C
V
EV
Q
L
Sgen
EXdis
[MW] [MW] [kW/K] [kW]
CP
CO
0,34
1,84
V
EV
TOT
1,50
4

[%]
0,180
53
16
0,311
91
27
0,073
21
6
0,206
60
18
0,770
226
67
56/61
Richiami di termodinamica
QB
1
LC
SET TB
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
R717
Q
L
Sgen
EXdis
[MW] [MW] [kW/K] [kW]
CP
CO
0,34
1,84
V
EV
TOT
1,50

EV
[%]
0,180
53
16
0,311
91
27
0,073
21
6
0,206
60
18
0,770
226
67
hex  0,33   0, 67
57/61
Richiami di termodinamica
C
V
4
QB
1
LC
SET TB
m  1,35  kg s 
COP  4,5
Lrev  110  kW 
COPrev  13, 7
Lagg  226  kW 
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
p
R717
R134a
R717 [bar]
EXdis

EXdis

[kW]
[%]
[kW]
[%]
CP
53
16
CP
65
19
CO
91
27
CO
64
18
2
11,7
4
2,9
p
V
47
14
18
EV
61
18
67
TOT
238
69
V
21
6
EV
60
226
TOT
m  1,35  kg s 
m  9,94  kg s 
Lagg  226  kW 
Lagg  238  kW 
58/61
Richiami di termodinamica
R134a [bar]
2
7,70
4
2,01
t
x
[°C]
108
-
-10 0,14
t
x
[°C]
42
-
-10 0,27
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
430
T [K]
400
R717
370
R134a
340
310
280
250
0
1
59/61
Richiami di termodinamica
2
3
4
5
s [kJ/kgK]
6 s [kJ/kgK] 7
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
100
p [bar]
R717
R134a
10
1
250
270
290
60/61
Richiami di termodinamica
310
330
350
370
390
410
T430
[K]
450
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro
IMPIANTO A COMPRESSIONE
DI VAPORE
SET TA
3
QA
2
CO
R717
C
V
300
EV
EX dis,tot
250
y = -328.51x + 438.52
R² = 0.9775 4
QB
1
LC
SET TB
200
150
100
EX dis,C
CSB 
50
0
y = -249.64x + 244.54
R² = 0.9828
0.6
0.7
61/61
Richiami di termodinamica
0.8
0.9
hC
 249,6  0,76
 328,5
1
Tecnica del freddo
R. Mastrullo - A. W. Mauro