Ψυκτικά συστήματα. Συστήματα ψύξης με συμπίεση ατμών
Σε πρακτικές εφαρμογές, συμπίεση ατμών σύστημα ψύξης είναι τα συνηθέστερα χρησιμοποιούμενα συστήματα ψύξης και κάθε σύστημα λειτουργεί συμπιεστής. Στη βασική συμπίεση ατμών ψύξης όπως φαίνεται στο Σχ. 3.28, τέσσερις κύριες θερμικές διεργασίες έχουν ως εξής: Εξάτμιση
Συμπίεση,
Συμπύκνωση και
Επέκταση. 
Εξάτμιση
Σε αντίθεση με την κατάψυξη και την τήξη, η εξάτμιση και η συμπύκνωση συμβαίνουν σχεδόν σε οποιοδήποτε συνδυασμό θερμοκρασίας και πίεσης. Η εξάτμιση είναι ένα μόριο διαφυγής αερίου από την επιφάνεια του υγρού που διεξάγεται μέσω απορρόφησης μιας μεγάλης ποσότητας θερμότητας, χωρίς μεταβολή της θερμοκρασίας.
Τα υγρά (π.χ. ψυκτικά μέσα) εξατμίζονται σε όλες τις θερμοκρασίες, ενώ αυξάνεται η εξάτμιση σε υψηλές θερμοκρασίες. Η πίεση του εξατμισμένου αερίου ονομάζεται τάση ατμών. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία του υγρού, υπάρχει μεγάλη απώλεια υγρού από την επιφάνεια, πράγμα που αυξάνει την πίεση του ατμού. Στο εξατμιστή το ψυκτικό σύστημα, οι ατμοί χαμηλής πίεσης ψυκτικού μέσου έρχονται σε επαφή με το μέσο ή ουσίες για ψύξη (π.χ. καλοριφέρ), απορροφούν τη θερμότητα και, ως εκ τούτου, φούσκες, προκαλώντας χαμηλή πίεση κορεσμένων ατμών. Συμπίεση
Με τον άξονα του συμπιεστή, αυξάνεται η πίεση των ατμών ψυκτικού που λαμβάνονται από εξατμιστή. Επιπλέον, η θερμότητα μπορεί να παίξει ρόλο στην αύξηση της πίεσης. Η αύξηση της πίεσης αερίου αυξάνει τη θερμοκρασία βρασμού και συμπύκνωσης του ψυκτικού μέσου. Όταν το αέριο ψυκτικό μέσο βρίσκεται σε αρκετά μικρό σημείο από το σημείο βρασμού του είναι υψηλότερο από τη θερμοκρασία του ψύκτη θερμότητας. Συμπύκνωση
Είναι η διαδικασία μετατροπής ενός ζεύγους υγρών με την εξαγωγή θερμότητας. Το ψυκτικό αέριο υψηλής πίεσης, το οποίο μεταφέρει τη θερμική ενέργεια που απορροφάται από τον εξατμιστή και την ενέργεια εργασίας του συμπιεστή, εφαρμόζεται στον πυκνωτή. Η θερμοκρασία συμπύκνωσης του ψυκτικού μέσου είναι ελαφρώς υψηλότερη από το ψυγείο και επομένως η μεταφορά της θερμότητας συμπύκνωσης υψηλής τάσης ατμών της υψηλής πίεσης ψυκτικού υγρού κορεσμένου υγρού. Καθώς η πηγή θερμότητας ψύχεται από την αντλία θερμότητας. Αντί να χρησιμοποιηθεί ένας πυκνωτής για την εκπομπή θερμότητας σε ατμό ψυκτικού μπορεί να εκπέμπεται, αλλά αυτή η μέθοδος είναι ακατάλληλη. Η συμπύκνωση του ψυκτικού αερίου επαναχρησιμοποιείται στην αρχή του επόμενου κύκλου. Σε ορισμένες πρακτικές εφαρμογές, είναι επιθυμητό το συμπυκνωτής ψύχεται περαιτέρω από το ψυκτικό, κάτω από τη θερμοκρασία συμπύκνωσης. Αυτό ονομάζεται υποθερμία, η οποία παρατηρείται συνήθως στο πυκνωτή για να μειωθεί το τρεμόπαιγμα κατά τη διάρκεια της πίεσης του ψυκτικού μέσου μειώνεται στη διάταξη στραγγαλισμού. Αυτή η μέθοδος παρέχει μείωση της ποσότητας αερίου στην είσοδο του εξατμιστήρα και, συνεπώς, βελτίωση της απόδοσης του συστήματος. Επέκταση
Το συμπυκνωμένο ψυκτικό υγρό πίσω στην αρχή του επόμενου κύκλου. Διατάξεις ρύθμισης όπως πλάκα οπής βαλβίδας ή τριχοειδή σωλήνα στη διαδικασία διαστολής χρησιμοποιείται για τη μείωση της χαμηλής πίεσης, της στάθμης και της θερμοκρασίας του ψυκτικού υγρού υπό πίεση κάτω από τη θερμοκρασία της πηγής θερμότητας. Η απώλεια ενέργειας μέσω αυτής της μείωσης της πίεσης αντισταθμίζεται από ένα πρόσθετο κόστος ενέργειας στη φάση ενίσχυσης.
Στο σχήμα 3.28Ρ ° απεικονίζεται ένα διάγραμμα κύριων μηχανών ψύξης με συμπίεση ατμού. Για καλύτερη κατανόηση του κύκλου ψύξης φαίνονται τα διαγράμματα θερμοκρασίας, εντροπίας (7-5) και ενθαλπίας πίεσης (log Ph), όπως αυτά παρουσιάζονται στα σχήματα 3.28b και 3.28c. Στα παραπάνω βήματα, η λειτουργία αυτού του συστήματος είναι: (1-2) Αναστρέψιμη αδιαβατική συμπίεση. Ο εξατμιστής με χαμηλή πίεση ατμού του ψυκτικού μέσου έρχεται στον συμπιεστή και συμπιέζεται σε συμπυκνωτή με μείωση της έντασης και της αύξησης της πίεσης και της θερμοκρασίας.
(2-3) αντιστρεπτή απόρριψη θερμότητας σε σταθερή πίεση. Από τον συμπιεστή υψηλής πίεσης ο ψυκτικός ατμός εισέρχεται στον συμπυκνωτή και υγροποιείται με τη χρήση νερού ή αέρα.
(3-4) Μη αναστρέψιμη επέκταση σε σταθερή ενθαλπία. Από τον συμπυκνωτή, η υψηλή πίεση του κορεσμένου υγρού ψυκτικού μέσου περνάει μέσα από ένα βαλβίδα εκτόνωσης, και η πίεση και η θερμοκρασία πέφτει.
(4-1) αναστρέψιμη προσθήκη θερμότητας σε σταθερή πίεση. Από τη βαλβίδα εκτόνωσης ψυκτικό μέσο χαμηλής πίεσης υγρό εισέρχεται στον εξατμιστή. Βράζει εδώ και στη διαδικασία απορροφά τη θερμότητα από το περιβάλλον, παρέχοντας έτσι ένα ψυκτικό αποτέλεσμα. Όπως φαίνεται στο σχήμα 3.28, τα κύρια εξαρτήματα, μια απλή μηχανή ψύξης με συμπίεση ατμού, όπως εξηγείται παραπάνω, είναι: Αποστακτήρας. Αυτό το προϊόν όπου η ανταλλαγή θερμότητας για την ψύξη, και έτσι βράζει υγρό ψυκτικό σε χαμηλή θερμοκρασία, η οποία προκαλεί το ψυκτικό απορροφά θερμότητα.
Γραμμή αναρρόφησης. Αυτός είναι ο σωλήνας μεταξύ του εξατμιστή και του συμπιεστή. Αφού απορροφηθεί από το υγρό η γραμμή αναρρόφησης ψυκτικού μέσου στον συμπιεστή. Σε αυτή τη γραμμή, το ψυκτικό αέριο που υπερθερμαίνεται. Ο συμπιεστής. Αυτή η συσκευή διαχωρίζει την πλευρά των συστημάτων χαμηλής πίεσης από την πλευρά υψηλής πίεσης και έχει δύο κύριους στόχους: (i) την απομάκρυνση ατμών στην έξοδο του εξατμιστή για να διατηρηθεί στον εξατμιστή, η θερμοκρασία βρασμού είναι χαμηλή και (ii) συμπίεση της χαμηλής θερμοκρασίας του ατμού του ψυκτικού μέσου σε μικρό όγκο, δημιουργία υψηλής θερμοκρασίας, υπερθερμασμένου ατμού υψηλής πίεσης.
Γραμμή εκκένωσης θερμού αερίου. Αυτός ο σωλήνας συνδέει τον συμπιεστή, τον συμπυκνωτή. Αφού ο συμπιεστής έχει αποφορτιστεί από υψηλή πίεση, υψηλή θερμοκρασία του ψυκτικού μέσου υπερθερμανθέντος ατμού, η γραμμή εκκένωσης θερμού αερίου το μεταφέρει στον συμπυκνωτή.
Πυκνότητα. Αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται για τη μεταφορά θερμότητας, παρόμοια με τον εξατμιστή, εκτός από το ότι η δουλειά του είναι να οδηγεί θερμότητα, μην το απορροφάτε. Ο πυκνωτής αλλάζει την κατάσταση του ψυκτικού μέσου υπερθερμαινόμενου ατμού στο υγρό. Αυτό γίνεται με τη δημιουργία υψηλής πίεσης, η οποία αυξάνει τη θερμοκρασία του σημείου ζέσης του ψυκτικού μέσου και αφαιρεί επαρκή θερμότητα για να προκαλέσει τη συμπύκνωση του ψυκτικού υγρού πίσω στο υγρό.
Στη γραμμή Liquid. Αυτή η γραμμή συνδέει τη συσκευή διαχείρισης ψυκτικού συμπυκνωτή. συμπεριλαμβανομένης της βαλβίδας εκτόνωσης. Το υγρό ψυκτικό μέσο πρέπει να βρίσκεται σε αυτή τη γραμμή. Επίσης, αυτή η γραμμή πρέπει να είναι χλιαρή, επειδή το ψυκτικό είναι ακόμα υπό υψηλή πίεση.
Διαχείριση ψυκτικού μέσου. Αυτή η τελευταία διαχείριση στοιχείων λειτουργεί ως συσκευή μέτρησης. Παρακολουθεί το υγρό ψυκτικό μέσο, το οποίο εισέρχεται στον εξατμιστή και διασφαλίζει ότι όλο το υγρό που βράζει προς το ψυκτικό μέσο διέρχεται στη γραμμή αναρρόφησης. Εάν το υγρό ψυκτικό εισέλθει στη γραμμή αναρρόφησης. εισέρχεται στον συμπιεστή και οδηγεί σε αποτυχία. Εκτός από τα συστατικά που αναφέρονται παραπάνω, υπάρχουν για παράδειγμα αρκετές πρόσθετες λειτουργίες. δέκτης υγρών, εξαρτήματα, βαλβίδα ποδιών, βαλβίδα εκκένωσης, βαλβίδα σέρβις υγρού δέκτη, η οποία μπορεί να ενισχύσει το σύστημα ψύξης σε λειτουργία. ..
|