17 04 14

Pagina 1

Corso di Sistemi Energetici L Esame del 17-7-2014 1. Un ciclo frigorifero in condizioni di design opera tra la temperatura di evaporazione di -8°C e la temperatura di condensazione di 40°C. In queste condizioni l’impianto genera una potenza frigorifera di 1000 kW con un COP riferito alla potenza elettrica consumata dal compressore di 2.5. Il compressore ha un rendimento meccanico-elettrico del 92%. L’aria ambiente con cui è raffreddato il condensatore (cp,aria=1 kJ/kg-K, MMaria=28.8 kg/kmole) ha una temperatura di 30°C. Assumendo valori opportuni per eventuali dati mancanti, si calcolino: a. Il calore smaltito al condensatore in condizioni nominali. (5) b. Il consumo elettrico del ventilatore dell’aria del condensatore, considerando perdite di carico di 0.1 kPa e un rendimento globale del ventilatore del 60%. (10) c. Il consumo del compressore quando la temperatura ambiente scende a 20°C, considerando che la potenza frigorifera, la portata d’aria e il rapporto COP/COP id si mantengono invariati rispetto al funzionamento in condizioni nominali (si consideri la cessione di calore a temperatura del fluido costante, trascurando quindi l’effetto del desurriscaldamento) (15) 2. Un generatore di vapore industriale a metano (LHVCH4=50 MJ/kg, MMCH4 = 16 kg/kmole) con corpo cilindrico produce vapore saturo a 20 bar (Tsat=212.4°C, hv-sat=2798.4 kJ/kg, hl-sat=908.6 kJ/kg, cp,l- sat=6.53 kJ/kg-K) e rilascia fumi con un contenuto di ossigeno del 5% su base secca. Il vapore generato è a perdere ed è reintegrato con acqua a 20°C e 30 bar (h=86.7 kJ/kg). L’acqua liquida è preriscaldata nell’economizzatore e immessa nel corpo cilindrico con un ΔT di sub-cooling di 20°C rispetto alla temperatura di saturazione. a. Si calcoli l’eccesso d’aria e la composizione molare dei fumi di…