Kylmäaineen kontaminoitumisen vaikutus kylmäkonejärjestelmän energiatehokkuuteen ja toimivuuteen
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Authors
Date
2017-05-08
Department
Major/Subject
Energiatekniikka
Mcode
K3007
Degree programme
Energia- ja LVI-tekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
93
Series
Abstract
Kylmäala, joka käsittää sekä jäähdytyksen että ilmastoinnin, on sekä Suomessa että maailmalla nopeasti kasvava ja ennen kaikkea muuttuva ala. Kylmäalalla tapahtuu muutoksia niin kasvun, lainsäädännön kuin teknologian ja asenteiden osalta. Johtuen ensisijaisesti lainsäädäntöön liittyvistä muutoksista, kylmäalalle on tullut suuri määrä toistensa kanssa osittain kilpailevia kylmäaineita ja niihin liittyviä teknisiä ratkaisuja. Kylmäala on maailmanlaajuisesti merkittävä sähkönkuluttaja ja ilmaston saastuttaja, mistä johtuen on ensisijaisen tärkeää, että alaa ohjataan lainsäädännöllä ja asetuksilla oikeaan, kokonaisvaikutuksiltaan ympäristöystävällisimpään suuntaan. Tässä diplomityössä käsitellään kylmäaineiden kontaminoitumisen vaikutuksia kylmäkonejärjestelmän energiatehokkuuteen ja toimivuuteen. Kylmäaineeseen voi päästä käytön aikana erilaisia kontaminaatioita joista yleisimpiä ovat kosteus, voiteluaineet, kiinteät partikkelit ja ilma. Kaikki luetellut kontaminaatiot vaikuttavat järjestelmään lähtökohtaisesti negatiivisesti. Öljyn ja ilman suhteen vaikutukset eivät kuitenkaan ole täysin yksiselitteisiä, koska järjestelmissä on niin paljon eri muuttujia joihin kontaminaatiot vaikuttavat. Kontaminaatioista tehdään diplomityössä kirjallisuustutkimus jossa otetaan selvää alalle tehdyistä julkaisuista ja oppikirjoista miten kontaminaatiot pääsevät kylmäjärjestelmiin, miten ne vaikuttavat ja miten niiden syntyminen estetään. Öljy on kontaminaatioista energiatehokkuuden ja järjestelmissä esiintymisen kannalta kiinnostavin. Muista kontaminaatioista poiketen öljy kuuluu kylmäkonejärjestelmän kylmäainepiiriin minne se pääsee kompressorista kylmäaineeseen liuenneena. Suurina pitoisuuksina öljy voi olla haitallinen järjestelmän hyötysuhteen kannalta, vaikuttaen lämmönsiirtokykyyn ja painehäviöihin. Diplomityötä varten tehtiin koeajoja kylmäkonejärjestelmällä, minne lisättiin eri koeajojen välillä öljyä. Mittaustuloksista päätellen havaittiin että öljyn lisäämisellä kylmäkonejärjestelmään oli hyötysuhteen kannalta negatiivisia vaikutuksia. Diplomityössä ei käsitellä kylmäjärjestelmien komponentteja, antureita tai mittareita vaan keskitytään kylmäaineisiin ja niihin kohdistuvien muutoksien vaikutukseen kylmäalaan. Myös kokeellisessa osiossa koeajojärjestelmä esitellään hyvin lyhyesti ilman syventymistä eri komponentteihin tai öljyn vaikutukseen eri komponentteihin.The refrigeration and cooling industry in Finland and worldwide is rapidly growing and, above all, under continuous changes. The changes include growth, legislation, technology and attitudes. Many new, partly competing refrigerants and technical solutions have emerged on the market primarily because of changes concerning the legislation. The refrigeration and cooling industry is a significant electricity consumer and polluter, which makes it important to control and guide the branch towards a more environmentally friendly path. This master thesis investigates the effects of refrigerant contamination on the efficiency and operation of a refrigeration system. During the operation, contaminations most frequently moister, lubricant oil, solid particles and air can possibly enter the refrigerant circuit. All of the fore mentioned contaminants have mainly a negative effect on the operational efficiency of the refrigeration system. The effect of the lubrication oil and air are not entirely easily explainable because of the vast amount of variables in the system and can therefore, in some cases even increase the efficiency of the system. A literature research is made about the contaminants, where articles and learning material from the branch is reviewed, to find out how the different contaminants get into the system, how they affect the system and how their forming can be prevented. During the research, lubrication oil was found to be the most interesting of the contaminants due to its effect on the energy efficiency of the system and the fact that there always are various amounts of oil in the refrigeration circuit. Differing from the other contaminants, the lubrication oil has an essential role in the refrigeration circuit. The oil is mixed with the refrigerant in the compressor, where it plays a crucial part on the functionality of the system. In large amounts, the oil can decrease the energy efficiency of the refrigeration system by affecting negatively on the heat transfer capacity and on the pressure differences. During the master thesis, tests where made with a test refrigeration system. The oil percentage in the refrigerant was increased between the different tests and efficiencies were measured. According to the experiment, negative effects where observed of the excessive oil on the efficiency of the test refrigeration system. The master thesis does not discuss the components, sensors or instruments that are used in refrigeration systems and are more concentrated on different refrigerants and how the continuous changes affect the refrigeration and cooling branch. The components are only briefly discussed in the experimental part without a deeper analysis of the effect of oil on the different components.Description
Supervisor
Lahdelma, RistoThesis advisor
Abrosimov, AndreiKeywords
kylmäaine, hyötysuhde, kontaminaatio, öljy, ilmastonmuutos, regenerointi