Analisi delle prestazioni di macchine a compressione di vapore operanti con miscele di CO2 ed idrocarburi

In this thesis a numeric model for the calculation of the properties for different refrigeration and heat pump systems is developped; these cycles are working with mixtures of CO2 and one of the following hydrocarbons: propane, isobutane or propylene. The cycles analysed are divided in three categories: simple cycle in ideal conditions, that is with isoentropic compression, pressure drops and pitch point equal to zero in the heat exchangers and absent overheating and subcooling, with constant temperature of the thermal sources; cycle in ideal condition with heat exchangers with fixed flow and finally a cycle in real conditions, where all the hypotesis made before are removed. It's finally shown a solution algorithm, implemented in the Visual Basic programmation language, using REFPROP 9.1 software as a library for the calculation of thermophisycal properties of the mixtures. In the end the trends of the losses and of the efficiencies of first and second principle are reported as results of the simulations both for refrigeration and heat pump systems.

In questa tesi è sviluppato un modello numerico per il calcolo delle proprietà di diversi cicli a compressione di vapore operanti con una miscela di CO2 e uno dei seguenti idrocarburi: propano, isobutano o propilene. I cicli a compressione di vapore in analisi sono di tre tipologie: ciclo semplice in condizioni ideali, ovvero con compressione isoentropica, perdite di carico e pitch point nulli negli scambiatori e con surriscaldamento e sottorareddamento assenti, con temperature delle sorgenti termiche costanti; ciclo in condizioni ideali e scambiatori di calore a portata finita ed infine ciclo in condizioni reali, dove le ipotesi effettuate precedentemente vengono rimosse. Viene quindi mostrato un algoritmo di risoluzione, implementato il linguaggio di programmazione Visual Basic, utilizzando il software REFPROP 9.1 come libreria per le proprietà termofi siche delle miscele. Vengono infine riportati come risultati delle simulazioni gli andamenti delle perdite e delle efficienze di primo e secondo principio per tutti i casi, sia per i cicli frigoriferi che per le pompe di calore.