NAJBRTOVÁ, Z. Absorpční chladicí zařízení [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.

Posudek vedoucího

Hejčík, Jiří

Téma diplomové práce bylo motivováno reálnou situací, kdy při provozu bioplynové stanice v letních měsících dochází k problémům s odvedením vyrobeného tepla, přičemž v blízkosti bioplynové stanice se nachází další provozy, které vyžadují chlad. Cílem diplomové práce tak bylo navrhnout absorpční chladicí zařízení, které by dokázalo využít teplo z kogeneračních jednotek o teplotní úrovni 85 °C k výrobě chladu pro potřeby technologie pivovaru, a tedy na teplotní úrovni 0 °C. Studentka pro daný účel zvolila z běžně dostupných pracovních dvojic, dvojici čpavek – voda, která jako jediná umožňuje dosáhnout záporné vypařovací teploty chladiva (čpavku) a docílit tak požadované teploty na výstupu z chladicího zařízení. První výpočty ukázaly, že realizovat absorpční zařízení o těchto parametrech s využitím základního absorpčního oběhu je prakticky nemožné. Studentka tedy navrhla úpravu absorpčního oběhu, využívající zařízení pro zvýšení čistoty čpavku na výstupu z absorbéru a dva tepelné výměníky pro vnitřní výměnu tepla. Tato úprava pomohla teoreticky navrhnout požadované chladicí zařízení, které však ke své činnosti požaduje chladicí vodu na odvod tepla z absorbéru. Výstupem diplomové práce tak v podstatě je, že požadované absorpční chladicí zařízení nelze realizovat, aniž by k jeho provozu bylo nutno použít zdroj dalšího chladicího média. Studentka přistupovala k řešení celého problému aktivně a přicházela s návrhy na řešení dané problematiky. Vybrané návrhy následně implementovala do teoretických výpočtů a hodnotila jejich přínos. I když navržené absorpční zařízení je prakticky velmi obtížně využitelné, studentka prokázala schopnost řešit inženýrské problémy a aplikovat poznatky získané v průběhu studia. Studentka splnila cíle zadání, práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupně „C - dobře".

Posudek oponenta

Bouchal, Patrik

Diplomová práce Ing. Zuzany Najbrtové je zpracována na téma Absorpční chladicí zařízení. Cílem práce je navrhnout absorpční chladicí zařízení jako součást třígenerační jednotky pro využití v pivovaru. Práce je rozdělena do 7 číslovaných kapitol. V první kapitole teoretické části studentka popisuje jednotlivá sorpční chladicí zařízení, porovnává je a uvádí jejich výhody a nevýhody. Další kapitoly se zabývají pracovními médii, tedy chladivy a absorbenty používaných v absorpčních chladicích zařízeních, a problematikou trigenerace. Uspořádání textu v rešeršní části by mohlo být logičtější. Velká snaha o parafrázování citovaných zdrojů způsobuje, že některé formulace v této části jsou hůře čitelné. Některé informace v textu zcela chybí, což může být způsobeno nedostatečnou variací literárních zdrojů, případně úmyslným vynecháním nehodících se faktů. V úvodních částech práce bych také očekával konkrétní popis účelu chladicího zařízení, který se nachází až v sedmé, poslední, kapitole. Kvalita obrázků v textu je nízká. Především pak h-X diagram, který by měl být důležitou součástí práce, je zcela nečitelný. V praktické části studentka navrhuje samotné zařízení využívající kombinaci chladiva amoniaku a absorbentu vody. Kromě běžných částí absorpčního zařízení, jako je tepelný kompresor, výparník, kondenzátor a škrtící ventil, přidává ještě trojici výměníků – rektifikátor a dva regenerační výměníky – pro zvýšení celkové účinnosti zařízení. Celý oběh logicky rozděluje do 14 pracovních bodů a do oblasti nízkého a vysokého tlaku. Některé parametry volí, jiné dopočítává v MS Excel. Již zmíněný h-X diagram je pouze jednou uveden v rešeršní části, a ačkoliv se na něj v praktické části odvolává, výsledný oběh není do diagramu nikde zakreslen, což považuji za základní věc při výpočtu chladicího zařízení. Čitelnost získání parametrů by se znatelně zlepšila a čtenář by nebyl odkázán pouze na excelový soubor, ze kterého se postup určuje jen stěží. Postup a odůvodnění zvolených parametrů také chybí. Zařízení je také navrhováno s ohledem na požadovanou výstupní teplotu 0 °C a vůbec nereflektuje ideální rozsah teploty topné látky na vstupu do desorbéru pro danou kombinaci chladivo-absorbent. Následuje výpočet hlavních komponent zařízení, tedy jednotlivých výměníků a čerpadla. Některé výměníky jsou navrženy v rozporu se zákony fyziky. Jelikož se jedná o návrh absorpčního chladicího zařízení, očekával bych určitou konkretizaci jednotlivých komponent. U některých výměníků studentka zmínila, s jakým typem se v návrhu počítá, jinde pouze uvedla, jaké typy výměníků lze použít, nikde na to však nenavazuje. V praktické části se také nachází řada rovnic, u kterých je vcelku matoucí označení určitých proměnných, kdy například výpočtová teplota je označena T0 a v průběhu tří za sebou jdoucích rovnic má pokaždé jinou hodnotu. Parametry a; m; n pak nejsou popsány vůbec. Na závěr práce studentka navrhuje kompresorové chladicí zařízení, jako alternativu k absorpčnímu. Předpokládané chladivo v tomto zařízení je amoniak, které se nezdá být nejvhodnější první volbou, a i mezi přírodními chladivy lze najít jiné alternativy. Volba amoniaku není v textu vůbec vysvětlena a jedinou motivací se tak zdá být jeho použití v absorpčním zařízení. V této části spatřují určité nedostatky. p-h diagram, který ačkoliv je nazván dobře, má prohozené označení os a ty jsou zcela evidentně dokresleny v nevhodném grafickém programu typu malování. Dále pro tento oběh studentka definovala tři zjednodušení, které však při zakreslení oběhu do diagramu vůbec nereflektuje. Příkladem může být znázorněná tlaková ztráta při přehřátí chladiva, ačkoliv jedním ze zjednodušení je neuvažování tlakových ztrát. Oběh v diagramu také vykazuje známky manipulace, kde byly zcela evidentně vynechána některá číselná označení bodů a byla umazána část diagramu. Obojí opět nejspíš z důvodu nevhodně zvolené aplikace pro vykreslení. Oblast mokré páry je nazvána jako dvě fáze, plynoucí nejspíše z prostého překladu použité funkce v excelu, bez reflexe používané terminologie. Studentka také uvažuje využití odpařovacího kondenzátoru z důvodu vysoké teploty par chladiva po kompresi. Řeší tím následky problému, jehož příčinou je volba nevhodného chladiva. Diskuze dosažených výsledků se omezuje pouze na porovnání s dvěma komerčními zařízeními, které byly v rámci řešení práce poptány. U jednoho se však neuvádí pracovní látky a druhé pracuje s kombinací voda-LiBr, která, jak sama studentka uvádí, je pro danou aplikaci nevhodný. Absence hlubší diskuze má za následek neokomentování, případně neodhalení, nedostatků předloženého návrhu jako třeba již zmíněná nevhodnost teploty topné vody pro danou kombinaci chladivo-absorbent. S výrobou chladu v rámci trigenerace se v návrhu počítá pouze v letních měsících. Pivovar, pro který se počítá s navrženým zařízením, má však zcela běžně celoroční provoz. Z ekonomického hlediska pak tedy návrh postrádá smysl, kvůli nutnosti použití druhého chladicího zařízení. Tohoto úskalí si je studentka vědoma a popisuje jej v závěru.

eVSKP id 142282