Εξοικονόμηση Ενέργειας

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Εξοικονόμηση Ενέργειας"

Φαίδρα Λιάπης
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Εξοικονόμηση Ενέργειας Θεωρητικό Υπόβαθρο: Θερμοδυναμική Θερμοδυναμική: Η επιστήμη που ασχολείται με τις μετατροπές ενέργειας από μια μορφή σε μια άλλη «Κάθε παραγωγική διαδικασία βρίσκεται κάτω από τον έλεγχο και τους περιορισμούς της Θερμοδυναμικής» Το κύκλο ισχύος μια ηλεκτροπαραγωγικής μονάδας που λειτουργεί με ατμό (500 o C στην έξοδο του λέβητα) έχει απόδοση 65%(?) Ο διαχωρισμός 1m 3 αέρα στα συστατικά του, με σύστημα μεμβρανών, απαιτεί ενέργεια 50 kj(?)

2 Εξοικονόμηση Ενέργειας Θεωρητικό Υπόβαθρο: Θερμοδυναμική Εφαρμογή νόμων της Θερμοδυναμικής Εύρεση απωλειών ενέργειας (1 ος Νόμος) Εφικτότητα μιας διεργασίας (2 ος Νόμος) Βαθμός αποδοτικής χρήσης ενέργειας σε μια διεργασία (2 ος Νόμος)

3 1 ος Νόμος Θερμοδυναμικής (Αρχή διατήρησης Ενέργειας) (Κλειστό Σύστημα: Σταθερή μάζα) Q W E ( P V) E U (KE) (PE) W (P-v) : έργο ογκο-μεταβολής (συμπίεσης ή εκτόνωσης)

4 1 ος Νόμος Θερμοδυναμικής (Αρχή διατήρησης Ενέργειας) (Ανοιχτό Σύστημα: Διεργασίες μόνιμης ροής) Q H W (KE) (PE) s W s : μηχανικό έργο (ατράκτου)

9 Αρχή διατήρησης της ενέργειας. Ενεργειακό ισοζύγιο θερμοηλεκτρικού σταθμού

10 Αρχή διατήρησης της ενέργειας. Ενεργειακό ισοζύγιο θερμοηλεκτρικού σταθμού Συνολικό ισοζύγιο Παρεχόμενη ενέργεια Έργο στροβίλου Έργο αντλίας Αποδιδόμενο έργο Απώλειες καυσαερίων 100 MW 30 MW -0.2 MW 29.8 MW 15.0 MW Απόδοση 1ου Νόμου n I = E E out in Συμπυκνωτήρας 55.2 MW Θερμικός Βαθμός απόδοσης = Αποδιδόμενο έργο/παρεχόμενη ενέργεια= (W στρ W αντ )/H καυσίμου = 29.8%

11 Ο 1 ος Θ. Νόμος δεν εξασφαλίζει.. α. Την πορεία εκτέλεσης των διεργασιών Ροή θερμότητας από θερμό προς ψυχρό σώμα Ροή ρευστού από υψηλή προς χαμηλή πίεση Ανάμειξη αυθόρμητη αλλά όχι ο διαχωρισμός Η αντιστροφή οποιασδήποτε από αυτές τις διεργασίες δεν παραβιάζει τον 1 ο Θ.Ν. β. Την εφικτότητα των διεργασιών γ. τη διατήρηση της «ποιότητας» της ενέργειας

12 2 ος Νόμος Θερμοδυναμικής Α Διατύπωση (Kelvin-Planck) Θερμοδοχείο Q Θερμοκινητήρας W Είναι αδύνατο να κατασκευαστεί θερμοκιντηήρας που να αντλεί Q, την οποία να αποδίδει πλήρως υπό τη μορφή W

13 2 ος Νόμος Θερμοδυναμικής Β Διατύπωση (Clausius) Θερμοδοχείο Q 2 =Q 1 Αντλία Θερμοτήτας Είναι αδύνατο να κατασκευαστεί αντλία θερμότητας που έχει ως μοναδικό αποτέλεσμα τη μεταφορά Q από μια θερμοκρασία σε μια υψηλότερη Q 1 Ψυχροδοχείο

14 Ο 2 ος Θ.Ν. χρησιμεύει.. Να προσδιοριστεί η εφικτότητα μιας διεργασίας π.χ. 1 Joule θερμικής ενέργειας δεν μπορεί να δώσει 1 Joule μηχανικής ενέργειας «Χρησιμότητα» των διαφόρων μορφών ενέργειας, αποδοτική χρήση της θερμικής ενέργειας Θέτει περιορισμούς στις ενεργειακές μετατροπές - εισάγεται η έννοια της ποιότητας ενέργειας (εξέργεια) Με την εισαγωγή της εντροπίας (S) μπορεί να εξηγήσει την κατεύθυνση εξέλιξης των διεργασιών καθώς και το είδος τους

15 Θεωρητικός (μέγιστος) βαθμός απόδοσης αντιστρεπτού κύκλου μετατροπής θερμότητας σε έργο (Carnot) Q 1 1-2: Ισοθερμοκρασιακή εκτόνωση 2-3: Αδιάθερμη εκτόνωση 3-4: Ισοθερμοκρασιακή συμπίεση 4-1: Αδιάθερμη συμπίεση Βαθμός απόδοσης Q 2 Συμπεριφορά P-V ενός ιδανικού αερίου στον κύκλο Carnot n ν W 1 Q T T ψυχ θερ

16 Αντιστρεπτό κύκλο μετατροπής θερμότητας σε έργο (Θερμική Μηχανή Carnot)

17 Ποια θερμική μηχανή είναι αποδοτικότερη?? 50 kj 6 kj

18 Θεωρητικός (μέγιστος) βαθμός απόδοσης αντιστρεπτού κύκλου μετατροπής θερμότητας σε έργο (Carnot) Βαθμός απόδοσης n=1-to/t, To=298 K T1 (K) W=Q*n dn dt T T o n 1 T T o lm T lm T T ln T / T o o

Σχετικά έγγραφα

εύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος Εντροπία ιαθέσιμη ενέργεια Εξέργεια

εύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος Εντροπία ιαθέσιμη ενέργεια Εξέργεια Χαρακτηριστικά Θερμοδυναμικών Νόμων 0 ος Νόμος Εισάγει την έννοια της θερμοκρασίας Αν Α Γ και Β Γ τότε Α Β, όπου : θερμική ισορροπία ος