20.500.12556/DKUM-79909 Računalniška simulacija subkritičnih in transkritičnih toplotnih črpalk diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnje Computer simulation of subcritical and transcritical heat pumps Toplotne črpalke so naprave, ki izrabljajo nizkotemperaturne vire za visokotemperaturno gretje, navadno sanitarne vode. V diplomskem delu smo s pomočjo računalniškega paketa Aspen Plus V10 primerjali subkritične in transkritične toplotne črpalke s štirimi različnimi naravnimi hladilnimi sredstvi: ogljikov dioksid, amonijak, propan in izobutan. Simulacije so bile izvedene pri izstopnih temperaturah hladilnega sredstva iz kondenzatorja oz. plinskega hladilnika med 15 °C in 30 °C in temperaturah uparjanja od -30 °C do 10 °C. Za cilj smo si zastavili gretje konstantnega toka vode na temperaturo med 40 °C in 60 °C, s koraki po 10 °C. Namen diplomske naloge je bil poiskati najučinkovitejše naravno hladilno sredstvo, ki bi predstavljalo ekonomsko ugodno rešitev in hkrati okolju prijazno alternativo trenutno uporabljenim toksičnim in okolju škodljivim hladilnim sredstvom. Najvišje vrednosti COP smo zasledili pri temperaturi uparjanja 10 °C, temperaturi hladilnega sredstva po kondenzaciji 15 °C in najnižji tarčni izstopni temperaturi vode 40 °C. V transkritičnem ciklu je najučinkovitejše hladilno sredstvo ogljikov dioksid, v subkritičnem se pa je amonijak izkazal boljše od ostalih. Slednji je skupno boljši od transkritičnega ogljikovega dioksida, vendar ima določene slabe lastnosti kot so toksičnost v višjih koncentracijah, vnetljivost in nekompatibilnost z bakrom. Heat pumps are devices that use low temperature sources for high temperature heating applications, usually sanitary water. In the thesis we compared the subcritical and transcritical heat pumps with four different natural refrigerants: carbon dioxide, ammonia, propane and isobutane using the computer program Aspen Plus V10. The simulations were done with the refrigerant temperatures ranging from 15 °C to 30 °C on the condenser/gas cooler outlet and the evaporation temperature range between -30 °C and 10 °C. For our goal we set a targeted outlet temperature of the cooling water from the condenser between 40 °C and 60 °C, using 10 °C steps. The purpose of the thesis was to find the most fitting refrigerant that would represent a cost-efficient solution and at the same time an environmentally friendly alternative to the current toxic and environmentally harmful refrigerants. The highest COP values were found to be at the evaporation temperature 10 °C, the condenser outlet temperature 15 °C for the refrigerant and the lowest outlet water temperature 40 °C. In the transcritical cycle the most effective refrigerant is carbon dioxide and in the subcritical cycle ammonia was performing better than the others. The latter overall outperformed the transcritical carbon dioxide, but has some downsides like toxicity in higher concentrations, flammability and it's incompatibility with copper. toplotne črpalke subkritičen cikel transkritičen cikel COP naravna hladilna sredstva heat pumps subcritical cycle transcritical cycle COP natural refrigerants true true false [S. Gruber] Slovenski jezik Angleški jezik Diplomsko delo/naloga 2021-08-23 10:41:47 2021-09-08 16:01:32 2022-08-09 22:13:14 0000-00-00 00:00:00 2021 0 Maribor 0 Maribor IX, 53 str. 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 621.577:662.9(043.2) 75740931 UN_Gruber_Sven_2021.pdf UN_Gruber_Sven_2021.pdf 1 4D445181916F621F3E60F5AECFA405EC ea8e982255c4783c1c042d99553017235355480df9154a0b10feb56f1dc0eba5 8629d318-0f2f-11ec-8ed2-00155d581298 20.500.12556/dkum/5c7eab73-d62d-4d4b-8caf-3060a8d93e49 https://dk.um.si/Dokument.php?lang=slv&id=153209 Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo 0 0 0