ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Σχετικά έγγραφα
Εξοικονόμηση Ενέργειας

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ Ι 1

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ

Energy resources: Technologies & Management

εύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος Εντροπία ιαθέσιμη ενέργεια Εξέργεια

ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΕΣ-ΑΤΜΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΑΞΗΣ

Εντροπία (1/3) Ανισότητα Clausius. ds T. = αντιστρεπτές < αναντίστρεπτες

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Σελίδα ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ.. 1

NTUA. ( Fax:

ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΕΡΓΟΥ

4ο Εργαστήριο: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ

Θερμοδυναμική Ενότητα 4:

P. kpa T, C v, m 3 /kg u, kj/kg Περιγραφή κατάστασης και ποιότητα (αν εφαρμόζεται) , ,0 101,

ΟΔΗΓΟΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΕΡΓΩΝ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑ

Ο ΗΓΟΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΕΡΓΩΝ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑ

Αντιμετώπιση ενεργειακού προβλήματος. Περιορισμός ενεργειακών αναγκών (εξοικονόμηση ενέργειας)

Η ψύξη ενός αερίου ρεύματος είναι δυνατή με αδιαβατική εκτόνωση του. Μπορεί να συμβεί:

ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Η χρήση ατμού είναι ευρέως διαδεδομένη σχεδόν σε όλη την βιομηχανία. Ο ατμός

ΕΠΙΤΡΟΠΗ. (Κείμενο που παρουσιάζει ενδιαφέρον για τον ΕΟΧ) (2008/952/ΕΚ) (4) Επιπλέον, αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές θα πρέπει να

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

ΥΠΟΔΕΙΓΜΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΧΑΛΚΙ ΑΣ

Υπολογιστικές Μέθοδοι Ανάλυσης και Σχεδιασμού

Εγκατάσταση και βελτιστοποίηση λειτουργίας μονάδας συμπαραγωγής σε Βιομηχανία Τροφίμων

ΥΠΟΔΕΙΓΜΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΓΡΑΠΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

η εξοικονόµηση ενέργειας

Πρώτος Θερμοδυναμικός Νόμος

Κύκλοι παραγωγής ισχύος με ατμό Συνδυασμένοι (σύνθετοι κύκλοι)

1 Aπώλειες θερμότητας - Μονωτικά

Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ (Ασκήσεις πράξης) ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ - ΕΡΓΟ

Σίσκος Ιωάννης, Μηχανολόγος Μηχανικός

Ετήσια απόδοση συστημάτων θέρμανσης

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

ΔΡΑΣΗ ΕΘΝΙΚΗΣ ΕΜΒΕΛΕΙΑΣ. «ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ 2009» ΠΡΑΞΗ Ι:«Συνεργατικά έργα μικρής και μεσαίας κλίμακας»

ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ

ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Στην βιομηχανία τροφίμων προκύπτουν ερωτήματα για:

ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΜΠΟΪΛΕΡ ΖΕΣΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΧΡΗΣΗΣ Μέρος 1 ο.

Θερμοδυναμική Ενότητα 4:

Β ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ II Χειμερινό Εξάμηνο Η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Περιεχόμενα. 2ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ. Περιορισμοί του 1ου νόμου. Γένεση - Καταστροφή ενέργειας

ΟΔΗΓΟΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΕΡΓΩΝ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑ ΕΚΔΟΣΗ 2.0

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΠΕ. Βισκαδούρος Γ. Ι. Φραγκιαδάκης Φ. Μαυροματάκης

Ψυκτικοί Κύκλοι Κύκλοι παραγωγής Ψύξης

Course: Renewable Energy Sources

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΦΙΛΙΠΠΟΠΟΥΛΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ Α.Τ.Ε. 1ο ΧΛΜ ΝΕΟΧΩΡΟΥΔΑΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

«Συστήματα Συμπαραγωγής και Κλιματική Αλλαγή»

Βελτίωση βαθμού απόδοσης συμβατικών σταθμών

ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΑ ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ ΚΡΙΤΗΡΙΩΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ. Παράδειγµα κριτηρίου αξιολόγησης σύντοµης διάρκειας στην Ενότητα 2.3 (Σχέση Βιοµηχανίας και Ενέργειας)

ΔΠΜΣ: «Τεχνοοικονομικά Συστήματα» Διαχείριση Ενεργειακών Πόρων


Ηλιακή Θέρμανση Ζεστό Νερό Χρήσης Ζ.Ν.Χ

Ζητούνται: β 2 ) Η μέση πίεση του κινητήρα στο σημείο αυτό ως ποσοστό της μέγιστης μέσης πίεσης του κινητήρα;

Ετήσια απόδοση συστημάτων θέρμανσης

ΔΠΜΣ: «Τεχνοοικονομικά Συστήματα» Διαχείριση Ενεργειακών Πόρων 6. Ενεργειακά Ισοζύγια

Εξοικονόμηση ενέργειας με εκμετάλλευση ομαλής γεωθερμίας στην πολυτεχνειούπολη ζωγράφου

1. ΠΗΓΕΣ ΚΑΙ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΥΣΚΕΥΩΝ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ. 1η ενότητα

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙ ΕΣ

Θερμοδυναμική. Ενότητα 5: 2 ος Νόμος Θερμοδυναμικής. Κυρατζής Νικόλαος Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος και Μηχανικών Αντιρρύπανσης ΤΕ

1 ο Λύκειο Ναυπάκτου Έτος: Τμήμα: Α 5 Ομάδα 3 : Σίνης Γιάννης, Τσιλιγιάννη Δήμητρα, Τύπα Ιωάννα, Χριστοφορίδη Αλεξάνδρα, Φράγκος Γιώργος

Σωτήρης Κατσιμίχας, Δρ. Μηχανολόγος Μηχανικός Γενικός Γραμματεύς Ένωσης Ελληνικών Επιχειρήσεων Θέρμανσης και Ενέργειας

ΔΠΜΣ: «Τεχνοοικονομικά Συστήματα» Διαχείριση Ενεργειακών Πόρων

ΘΕΡΜΙΚΕΣ & ΨΥΚΤΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΘΕΩΡΙΑ

ΠΡΟΛΟΓΟΣ. ΜΕΡΟΣ Α : Βασικές αρχές Ψυχρομετρίας. Νίκος Χαριτωνίδης

Μελέτη, σχεδιασµός και κατασκευή

2ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Διεργασίες που μπορούν να εξελιχθούν προς μία μόνο κατεύθυνση.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΧΑΛΚΙ ΑΣ

Energy resources: Technologies & Management

4.. Ενεργειακά Ισοζύγια

Πληροφορίες προϊόντος όπως απαιτείται από τους κανονισμούς της ΕΕ αριθ 811/2013 και αριθ 813/2013

ΠΘ/ΤΜΜΒ/ΕΘΘΜ/ΜΜ910/ Γραπτή εξέταση 10 Μαρτίου 2007, 09:00-11:00

Σύστημα. Ανοικτά Συστήματα. Γενικό Ροϊκό Πεδίο. Περιβάλλον. Θερμότητα. Ροή Μάζας. Ροή Μάζας. Έργο

Διεργασίες Καύσης & Ατμολέβητες

Το smart cascade και η λειτουργία του

1. Τί ονομάζουμε καύσιμο ή καύσιμη ύλη των ΜΕΚ; 122

Σχεδιάζεται εξατμιστήρας για τη συμπύκνωση 5 kg/s υδατικού διαλύματος άλατος από αρχική συγκέντρωση 1% σε τελική 5%.

ΑΕΡΟΘΕΡΜΗ ΣΟΜΠΑ. NEΑ Αερόθερµη σόµπα Pellet P50.

ΜΗΧΑΝΕΣ ΠΛΟΙΟΥ ΙΙ Γ ΕΠΑΛ 29 / 04 / ΘΕΜΑ 1 ο

Ζεστασιά για το σπίτι σας Επίτοιχοι λέβητες αερίου με τεχνολογία συμπύκνωσης από τη Bosch

ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ & ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΛΙΓΝΙΤΙΚΟ ΑΤΜΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΣΤΑΘΜΟ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΩΝ 10 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ

Παραγωγή Βιοκαυσίµων Εξεργειακή Προσέγγιση. Κορωναίος Χριστοφής Σπυρίδης Χρήστος Ρόβας ηµήτριος

Πέμπτη, 15 Μαΐου 2014, Αμφιθέατρο 1 ου ΕΠΑΛ ΙΛΙΟΥ

ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟΙ ΚΑΙ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟΙ ΤΡΟΠΟΙ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ Βασίλης Γκαβαλιάς, διπλ. μηχανολόγος μηχανικός Α.Π.Θ. Ενεργειακός επιθεωρητής`

Περιβαλλοντική Χημεία

Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας. 6ο Εξάμηνο Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών. 1η Σειρά Ασκήσεων.

ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ

Ανάκτηση Ακετόνης από ρεύμα αέρα (κεφάλαιο 12)

ΕΘΝΙΚΗ ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟ ΟΣΗ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ

Εγκαταστάσεις Κλιματισμού. Α. Ευθυμιάδης,

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Προσδιορισµός ισοζυγίων µάζας

ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΔΠΜΣ: «Τεχνοοικονομικά Συστήματα» Διαχείριση Ενεργειακών Πόρων. 13. Μελέτη Περίπτωσης VIII: Ενεργειακή Επιθεώρηση σε Βιομηχανία Χαρτιού

kw 60 bar 600 oc 20 bar 6 bar 500 oc 0.04 bar t = 0.90 p= 0.88 tn/24h 680 $/tn kn/m2 25 oc 1400 oc

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο. 11 Μαΐου 2006

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

Transcript:

Άσκηση 16 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ Σε μια βιομηχανικ εγκατάσταση ένα ρεύμα υγρού πρέπει να θερμανθεί από τους 25 C στους 75 C ( περ = 25 C). Να εξεταστούν οι εξς εναλλακτικές λύσεις: (α) Η θέρμανση γίνεται με ηλεκτρικές αντιστάσεις. Δεχθείτε ότι ο θερμαντρας είναι πολύ καλά μονωμένος και παρουσιάζει θερμικές απώλειες προς το περιβάλλον μόνο 1% της εισερχόμενης ενέργειας (β) Η θέρμανση να γίνει με κορεσμένο ατμό πίεσης 3 bar ( = 133 C) που προέρχεται από ατμολέβητα θερμικς απόδοσης 0,8. Οι θερμικές απώλειες του εναλλάκτη προς το περιβάλλον είναι πάλι 1%, το συμπύκνωμα εξέρχεται σε θερμοκρασία 100 C και πίεση 2,7 bar και τα καυσαέρια σε θερμοκρασία καυσαερίων = 350 C. (α) (β) (α) Η θέρμανση γίνεται με ηλεκτρικές αντιστάσεις. Δεχθείτε ότι ο θερμαντρας είναι πολύ καλά μονωμένος και παρουσιάζει θερμικές απώλειες προς το περιβάλλον μόνο 1% της εισερχόμενης ενέργειας Αν είναι το ποσό της θερμότητας που παρέχουν οι ηλεκτρικές αντιστάσεις, τότε ισχύει: = χρησ + απ = χρησ + * 0,01 Όποτε η χρσιμη ενέργεια είναι: χρησ = * (1 0,01) = = 0,99 * Ο Θερμικός Βαθμός Απόδοσης Θ είναι: 0,99 0,99 99 % Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων 1

Ο θερμικός βαθμός απόδοσης οδηγεί στο συμπέρασμα ότι πρόκειται για μια πολύ αποδοτικ διεργασία η οποία έχει ελάχιστα περιθώρια βελτίωσης. Ακολούθως εξετάζεται το εξεργειακό ισοζύγιο της διεργασίας. Η ηλεκτρικ ενέργεια είναι πλρως μετατρέψιμη σε μηχανικό έργο, οπότε ο εξεργειακός συντελεστς είναι c ΗΕ = 1 και επομένως είναι: i = * c ΗΕ,i = Δοθέντος ότι η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι περ = 25 C, η εξέργεια του υγρού ρεύματος στην είσοδο είναι μηδέν υγρ i = 0. Στην έξοδο το υγρό έχει παραλάβει ποσό θερμότητας υγρ out = 0,99 και από το διάγραμμα που ακολουθεί για = 75 C ο εξεργειακός συντελεστς είναι c υγρ,out = 0,083. (γ) Συνεπώς, είναι: Εξέργεια υγρού στην έξοδο: υγρ out = υγρ out * c υγρ,out = 0,99 * c υγρ,out = 0,082 Εξεργειακός βαθμός απόδοσης: c out i out 0,082 0,082 8,2 % Αυτό σημαίνει ότι από την εξέργεια που δόθηκε στο σύστημα αξιοποιθηκε μόνο το 8,2% και το υπόλοιπο χάθηκε σε αναντιστρεπτότητα. Δηλαδ, για κάθε μονάδα ηλεκτρικς ενέργειας που προσφέρθηκε, ενώ ταν δυνατ η απόληψη μιας μονάδας έργου, λαμβάνεται θερμότητα που μπορεί να δώσει μόνο 0,082 μονάδες έργου. Είναι προφανές ότι πρόκειται για μια εξεργειακά ελάχιστα αποδοτικ φιεργασία επειδ δαπανάται μια ποιοτικά άριστη μορφ ενέργειας, όπως η ηλεκτρικ, για να θερμανθεί Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων 2

ένα υγρό σε χαμηλ θερμοκρασία, δηλαδ μετατρέπεται σε ενέργεια με πολύ μικρ εξέργεια. Από τον εξεργειακό βαθμό απόδοσης φαίνεται ότι η διεργασία έχει πολύ μεγάλα περιθώρια βελτίωσης. Σ αυτ την περίπτωση βελτίωση είναι να χρησιμοποιηθεί για την θέρμανση αντί της ηλεκτρικς ενέργειας μια δη υποβαθμισμένη πηγ θερμότητας χαμηλς θερμοκρασίας, οπότε η εξέργεια εισόδου του μέσου θέρμανσης θα είναι πιο κοντά στην εξέργεια που παραλαμβάνει το θερμαινόμενο ρευστό. (β) Η θέρμανση να γίνει με κορεσμένο ατμό πίεσης 3 bar ( = 133 C) που προέρχεται από ατμολέβητα θερμικς απόδοσης 0,8. Οι θερμικές απώλειες του εναλλάκτη προς το περιβάλλον είναι πάλι 1% και το συμπύκνωμα εξέρχεται σε θερμοκρασία 100 C και πίεση 2,7 bar Η διάταξη θέρμανσης με ατμό παρουσιάζεται στο σχμα (β). Εάν είναι το ποσό θερμότητας που προσφέρεται στον λέβητα από το καύσιμο, και Θ ο θερμικός βαθμός απόδοσης στον λέβητα, τότε το ισοζύγιο ενέργειας είναι: = λεβ ατμού + λεβ απωλ = λεβ Θ * + λεβ απωλ Κορεσμένος ατμός (3 bar): Δh 3 bar ατμού = 2.725. kj/kg Συμπύκνωμα (100 C, 2,7 bar): Δh 2,7 bar συμπύκνωμα = 419 kj/kg Συνεπώς, η ενέργεια που εισέρχεται στον εναλλάκτη με τον ατμό κατανέμεται: Συμπύκνωμα: συμπύκνωμα = Δh 2,7 bar συμπύκνωμα / Δh 3 bar ατμού = 419 / 2.725 = 0,154 ενώ μεταβιβάζονται στον Εναλλάκτη: εναλλάκτη = (Δh 3 bar ατμού Δh 2,7 bar συμπύκνωμα) / Δh 3 bar ατμού = (2.725 419)/2.725 = 0,846 Ο βαθμός απόδοσης του εναλλάκτη είναι Θ εναλλάκτη = 0,99 99% Άρα η ενέργεια του καυσίμου κατανέμεται ως ακολούθως: Ωφέλιμη θερμότητα: υγρού = λεβ Θ * * εναλλάκτη * Θ εναλλάκτη = 0,80 * 0,99 * 0,846 * = 0,67 * Ενέργεια συμπυκνώματος: συμπυκνώματος = λεβ Θ * * συμπύκνωμα = 0.80 * * 0.154 = 0.123 * Θερμ. απώλειες εναλλάκτη: εναλλάκτη απωλειών = λεβ Θ * *(1 εναλλάκτη) * Θ εναλλάκτη = 0,80 * * (1 0,99) * 0,846 = 0,007 * Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων 3

Απώλειες καυσαερίων: καυσαερίων = (1 λεβ Θ) * = 0,2 * Εάν θεωρηθεί ότι η ενέργεια του συμπυκνώματος δεν είναι εκμεταλλεύσιμη (πράγμα που συνθως συμβαίνει) ο συνολικός θερμικός βαθμός απόδοσης του συστματος λέβητα εναλλάκτη είναι: 0,67 0,67 67 % Από την ενεργειακ ανάλυση η διεργασία θέρμανσης με ατμό φαίνεται να είναι λιγότερο αποδοτικ από την διεργασία θέρμανσης με ηλεκτρικ ενέργεια. Αυτό όμως δεν ανταποκρίνεται στην πραγματικότητα. Για να γίνει σύγκριση πρέπει να γίνει αναγωγ της παρεχόμενης ενέργειας στην ίδια πρωτογεν μορφ. Η παραγωγ ηλεκτρικς ενέργειας συνθως γίνεται σε θερμοηλεκτρικό σταθμό όπου για την παραγωγ μιας μονάδας ηλεκτρικς ενέργειας απαιτούνται κατά μέσο όρο τρεις μονάδες θερμικς ενέργειας καυσίμου. Αν λοιπόν γίνει αναγωγ σε ενέργεια καυσίμου, ο βαθμός απόδοσης της θέρμανσης με ηλεκτρικ ενέργεια δεν είναι 0,99 αλλά 0,33 33%. Ισοζύγιο εξέργειας Η χημικ ενέργεια του καυσίμου είναι σχεδόν πλρως μετατρέψιμη σε έργο και συνεπώς ο εξεργειακός συντελεστς του καυσίμου είναι c καυσίμου = 0,98 και επομένως είναι: καυσίμου = * c καυσίμου = 0,98 * Ο εξεργειακός συντελεστς του κορεσμένου ατμού 3 bar δίνεται από το διάγραμμα που ακολουθεί: (δ) Εξεργειακός συντελεστς c ατμού 3 bar = 0,245 Ε ατμου 3 bar = ατμού 3 bar * c ατμού,3 bar = = 0,784 * * 0,245 = 0,192 * Δηλαδ, στον ατμό μεταβιβάζεται μόλις το 19,2% της εξέργειας του καυσίμου. Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων 4

Ο εξεργειακός συντελεστς του συμπυκνώματος δίνεται από το ανωτέρω διάγραμμα (γ). Εξεργειακός συντελεστς c συμπύκνωμα, = 0,11 Ε συμπύκνωμα = συμπυκνώματος * C συμπύκνωμα, = 0,123 * * 0,11 = 0,0135 * Για το εξερχόμενο θερμό ρευστό (75 C), ο εξεργειακός συντελεστς προσδιορίζεται από το ανωτέρω διάγραμμα και είναι c υγρού = 0,083, και η εξέργεια είναι: out υγρού = λεβ Θ * * εναλλάκτη * Θ εναλλάκτη * c υγρού = 0,67 * * 0.083 = 0.056 * Εάν δεν αξιοποιείται το συμπύκνωμα, ο εξεργειακός βαθμός απόδοσης είναι: I ύ 0,056 * 0,98 * 0,057 5,7 % Εάν αξιοποιείται το συμπύκνωμα, ο εξεργειακός βαθμός απόδοσης είναι: II ύ ύ 0,0135 0,056 0,98 * * 0,071 7,1 % Δηλαδ, από την εξέργεια του καυσίμου στην πρώτη περίπτωση γίνεται εκμετάλλευση του 5,7% και στην δεύτερη του 7,1%. Το ισοζύγιο εξέργειας στον λέβητα παραγωγς ατμού θα δείξει τι συνέβη με την υπόλοιπη εξέργεια. Ισοζύγιο εξέργειας στον λέβητα παραγωγς ατμού Παραδοχ: Ο αέρας καύσης και το νερό τροφοδοσίας του λέβητα εισέρχονται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Συνεπώς, η εξέργεια τους είναι μηδέν. Τα καυσαέρια εξέρχονται σε θερμοκρασία καυσαερίων = 350 C και ο εξεργειακός συντελεστς τους προσδιορίζεται από το διάγραμμα (γ) και είναι c καυσαερίων, = 0,33. Οπότε, η εξέργεια των καυσαερίων είναι: καυσαερίων = καυσαερίων = 0,2 * * c καυσαερίων, = 0,066 * Το ισοζύγιο εξέργειας στον λέβητα είναι: Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων 5

Είσοδος: καύσιμο Ε καυσίμου = 0,98 * Έξοδος: ατμός ατμού = 0,192 * καυσαέρια καυσαερίων = 0,066 * Σύνολο = 0,258 * Απώλειες αναντιστρεπτότητας = Είσοδος Εξέργειας Έξοδος Εξέργειας = 0,98 * 0,258 * = 0,722 * Εξεργειακός βαθμός απόδοσης λέβητα έ out i ύ ί 0,192 * 0,98 * 0,196 19,6 % Από το ισοζύγιο εξέργειας στον λέβητα προκύπτει ότι η καύση και η μεταφορά της παραγόμενης θερμότητας στον ατμό είναι μια διεργασία με χαμηλ εξεργειακ απόδοση. Έτσι, με την παραγωγ ατμού χαμηλς ποιότητας γίνεται εκμετάλλευση μόνο του ~20% της δυνατότητας του καυσίμου για παραγωγ έργου. Ισοζύγιο εξέργειας στον εναλλάκτη Είσοδος: ατμός, 3 bar ατμού = 0,192 * υγρό Ε υγρού i = 0 Έξοδος: συμπύκνωμα Ε συμπύκνωμα = 0,0135 * υγρό Ε υγρού out = 0.056 * Απώλειες αναντιστρεπτότητας = Είσοδος Εξέργειας Έξοδος Εξέργειας = 0,192 * 0,056 * = 0,136 * Εξεργειακός βαθμός απόδοσης εναλλάκτη: Χωρίς αξιοποίηση του συμπυκνώματος ά out ύ 0,056 * 0,192 * i ύ 0,292 29,2 % Με αξιοποίηση του συμπυκνώματος ά out ύ ύ i ύ 0,056 * 0,0135 0,192 * * 0,362 36,2 % Μεθοδολογίες Εξοικονόμησης Ενέργειας & Βελτιστοποίησης Βιομηχανικών Συστημάτων 6