Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Термодинамічний аналіз каскадної холодильної машини морського рефконтейнера

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

В. В. Соколовська-Єфименко
https://orcid.org/0000-0002-7275-5061
С. В. Гайдук
http://orcid.org/0000-0003-1627-2986
А. В. Мошкатюк
https://orcid.org/0000-0003-3354-0321
В. Ю. Єрема

Анотація

Напрямком дослідження є аналіз каскадної холодильної машини для морських контейнерних перевезень. Низькотемпературні рефконтейнери призначені для перевезення на далекі відстані цінних вантажів, таких як: продукти крові, біопрепарати і цінні види риб. Режим транспортування таких вантажів передбачає підтримку в контейнері температури до –600С. Зазначений температурний режим забезпечують каскадні холодильні машини. Особливістю конструктивного рішення каскадної машини є розміщення обладнання в межах габаритів контейнера. Робочі речовини машини повинні відповідати вимогам морського регістру і мати високий ступінь термодинамічної досконалості. Проведення термодинамічного аналізу характеристик каскадної холодильної машини забезпечує створення низькотемпературних холодильних машин, які відповідатиме екологічним законам, умовам енергоефективності, експлуатаційної надійності і мінімальним масогабаритним характеристикам. У статті на прикладі каскадної машини рефкантейнера для транспорту заморожених туш блакитного тунця розглянуто дві конструктивні схеми: з робочою речовиною R23 в нижніх каскадах і робочими речовинами R507 і R 744 в верхніх каскадах. Для конкретного температурного режиму циклів вирішена «транспортна» задача оптимізації: визначені мінімальні масогабаритні характеристики компресорів, що входять до складу холодильної машини. В результаті обрана пара робочих речовин R744 / R23, сформовано схемно-циклове рішення машини. Особливістю циклу верхнього каскаду є транскретичні процеси відведення тепла. Проведено термодинамічний аналіз сформованого циклу каскадної холодильної машини епропійно-цикловим методом. Визначено вплив незворотніх втрат в окремих елементах холодильної машини, оцінена абсолютна величина енергетичних втрат в кожному елементі машини. Доведено, що для отримання достовірних значень термодинамічної досконалості циклу за наявністю процесів в  транскритичній області доцільно використовувати у якості оборотного циклу зразка складний цикл «Карно-Карно-Лоренц».

Ключові слова:
Каскадна холодильна машина, Термодинамічний аналіз, Ентропійно-цикловий метод, Рефрижераторний контейнер

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Соколовська-Єфименко, В. В., Гайдук, С. В., Мошкатюк, А. В., & Єрема, В. Ю. (2018). Термодинамічний аналіз каскадної холодильної машини морського рефконтейнера. Refrigeration Engineering and Technology, 54(6), 28-38. https://doi.org/10.15673/ret.v54i5.1247
Розділ
ХОЛОДИЛЬНА ТЕХНІКА

Посилання

1. Maake V., Eckert G.Yu., Koshpen Zh.L. (1988). Refrigeration Tutorial, 1142 p.
2. Morozyuk,T. V. (2006). Theory of refrigerating machines and heat pumps. Odessa: Studio «Negotsiant», 712 p.
3. Dopazo A., Femandez-Seara J. (2011). Experimental Evaluation of a Cascade Refrigeration System Prototype with CO2 and NH3 for Freezing Process Application. International Journal of Refrigeration, 34(1), 257–267.
4. Bingming, W., Huagen W., Jianfeng L., Ziwen X. (2009). Experimental Investigation on the Performance of NH 3 /C0 2 Cascade Refrigeration System with Twin-Screw Compressor. International Journal of Refrigeration, 32(6), 1358–1365.
5. Lee T., Liu C., Chen T. (2006). Thermodynamic analysis of optimal condensing temperature of cascade-condenser in CO 2 /NH 3 cascade refrigeration. International Journal of Refrigeration, 29(7), 1100–1108.
6. Sachdeva G., Jain V., Kachhwaha S. (2014). Performance Study of Cascade Refrigeration System Using Alternative Refrigerants. International Scholarly and Scientific Research & Innovation, 8(Issue).
7. Bitzer Kühlmas chinenbau GmbH. (2004). Refrigerant Overview, № 13. А-501-13, 36. – Access mode: http://ykaxolod.com.ua/file/Обзор%20хладагентов%20и%20их%20взаимозаменяемость.pdf
8. Bhattacharyya S., Kumar A., Khurana R. K., Sarkat J. (2005). Optimization of a CO2-C3H8 Cascade System for Refrigeration and Heating. International Journal of Refrigeration, 28(8), 1284–1292.
9. Di Nicola G., Giuliania G., Polonaraa F., Stryjekb R. (2005). Blends of Carbon Dioxide and HFCs as Working Fluids for the Low-Temperature Circuit in Cascade Refrigerating Systems. International Journal of Refrigeration, 28(2), 130–140.
10. Yamaguchi H., Niu X.-D., Sekimoto K., Neksa P. (2011). Investigation of Dry Ice Blockage in an Ultra-Low Temperature Cascade Refrigeration System Using CO2 as a Working Fluid. International Journal of Refrigeration, 34(2), 466–475.
11. Morosuk T., Nikulshin R., Morosuk L. (2006). Entropy-cycle method for analysis of refrigeration machine and heat pump cycles. Thermal Science, 10(1), 111–124.
12. Dolinsky A. A., Brodyansky V. M. (1991). Exergy Calculations of Technical Systems. Kyiv: Naukova Dumka, 360.
13. Morozyuk L.I., Sokolovskaya V.V., Olshevskaya O.V. (2013). Thermodynamic analysis of heat exchangers as part of the energy conversion system by the entropy-cycle method. Bulletin of the International Academy of Cold, 4, 24–27.
14. Nikulshin RK. (2012). Entropy method for modeling and analysis of two-stage cycles of refrigerating machines and heat pumps: Sat. scientific tr. 8th Int. scientific and technical conf. Sustainable development and artificial cold, 1, 8–16.
15. Morozyuk L. I. (2016). Thermodynamic analysis of cascade refrigerators with R744 in the upper cascade. Refrigeration equipment and technology, 52(1), 12–17.
16. V.Y. Yerema Collection of scientific papers of young scientists of post-graduate students and students 2017. "Method of transportation of blue tuna carcasses", Odessa: ONAFT, 67-69.
17. Morozyuk L.I. (2016). Evaluation of thermodynamic perfection of the heating cascade machine cycles. East European Journal of Advanced Technologies, 2/8 (80), 50-55.
18. Martynovskiy V.S. (1972). Analysis of actual thermodynamic cycles. M.: Energy, 216.
19. Nikulshin R.K. (2011). Thermodynamic analysis of regenerative cycles of steam compressor machines by the entropy-cycle method. Refrigeration equipment and technology. Odessa: ODAH, 2 (130), 20-24.