Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Concept of three-stage refrigeration cascade system based on natural refrigerants

Mateusz Prokopowicz

Abstract

The subject of this thesis is to propose a concept of a cascade cooling device working on the basis of natural refrigerants: ethane, carbon dioxide and ammonia. The introduction describes briefly the sense of use a cascade refrigeration systems. The aim of the work is to introduce the state of knowledge about the construction of cascade refrigeration devices and to present the conception of refrigeration cascade cycle based on natural refrigerants. The scope of the thesis justifies the use of cascade systems for generation of high cooling capacity at temperatures of -50 degrees Celsius, presents the concept of such a device, and includes a series of calculations to dimension the installation. The theoretical introduction describes the current state of knowledge about cascade systems, justifies the advantage of a cascade system over a multi-stage system at the set cooling power and temperature of cooled air and describes natural refrigerants suitable for use in a cascade cooling device. The next chapter contains diagrams and a description of improvements that ensure an increase of the energy efficiency rating. The next chapter presents the calculation model, on the basis of which it is possible to calculate mass expenses of refrigerants, energy use of and volumetric flow through compressors, heat exchanged by heat exchangers and their design parameters. The next chapter presents results of the calculations made. The last chapter presents conclusions on the concept presented.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Mateusz Prokopowicz (FPAE) Mateusz Prokopowicz,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Koncepcja trójstopniowego chłodniczego układu kaskadowego na czynniki naturalne
Supervisor
Adam Szelągowski (FPAE/IHE) Adam Szelągowski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
12-02-2019
Issue date (year)
2019
Pages
54
Internal identifier
MEL; PD-4953
Reviewers
Adam Szelągowski (FPAE/IHE) Adam Szelągowski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Artur Rusowicz (FPAE/IHE) Artur Rusowicz,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
układ kaskadowy, naturalne czynniki chłodnicze, niskie temperatury
Keywords in English
cascade system, natural refrigerants, low temperatures
Abstract in Polish
Przedmiotem pracy jest zaproponowanie koncepcji kaskadowego urządzenia chłodniczego pracującego w oparciu o naturalne czynniki chłodnicze: etan, dwutlenek węgla oraz amoniak. Celem pracy jest zapoznanie się ze stanem wiedzy na temat budowy urządzeń kaskadowych oraz zaprezentowanie układu pracującego z wykorzystaniem naturalnych czynników chłodniczych. Zakres pracy obejmuje uzasadnienie stosowania kaskadowych urządzeń chłodniczych generujących znaczne moce chłodnicze przy temperaturze objętości chłodzonej rzędu −50°C, zaproponowanie konstrukcji takiego urządzenia oraz wykonanie szeregu obliczeń dotyczących sprężarek oraz wymienników ciepła. We wstępie teoretycznym opisano aktualny stan wiedzy na temat układów kaskadowych, uzasadniono przewagę układu kaskadowego nad układem wielostopniowym przy zadanej mocy chłodniczej i temperaturze chłodzonego powietrza oraz opisano naturalne czynniki chłodnicze nadające się do wykorzystania w kaskadowym urządzeniu chłodniczym. Następny rozdział zawiera schematy układu oraz opis usprawnień zapewniających wzrost współczynnika wydajności chłodniczej. Kolejny rozdział przedstawia metodykę obliczeniową, na podstawie której można obliczyć wydatki masowe czynników, prace i wydatki objętościowe sprężarek, ciepła wymieniane przez wymienniki oraz dobrać ich parametry konstrukcyjne. Następny rozdział jest prezentacją wyników wykonanych obliczeń. W ostatnim rozdziale przedstawiono wnioski na temat przedstawionej koncepcji.
File
  • File: 1
    276263-Mateusz_Prokopowicz-Koncepcja_trójstopniowego_chłodniczego_układu_kaskadowego_na_czynniki_naturalne.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31357

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT5ca4ab1068b441f6b5d1fe113f2aca39/
URN
urn:pw-repo:WUT5ca4ab1068b441f6b5d1fe113f2aca39

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page