Sistemas de refrigeración. Sistemas de refrigeración por compresión de vapor

En aplicaciones prácticas, una compresión de vapor sistema de refrigeración son los sistemas de refrigeración más utilizados y cada sistema funciona compresor. En la base de compresión de vapor ciclo de refrigeracion como se muestra en la Fig. 3.28, cuatro procesos térmicos principales son los siguientes:

Evaporación
Compresión,
Condensación y
Extensión.

Evaporación
A diferencia de la congelación y la fusión, la evaporación y la condensación ocurren en casi cualquier combinación de temperatura y presión. La evaporación es un escape de gas de las moléculas de la superficie del líquido que se realiza mediante la absorción de una gran cantidad de calor, sin ningún cambio de temperatura. Los fluidos (por ejemplo, refrigerantes) se evaporan a todas las temperaturas, aumentando la evaporación a altas temperaturas. La presión del gas evaporado se llama presión de vapor. A medida que aumenta la temperatura del líquido, hay una gran pérdida de líquido de la superficie, lo que aumenta la presión del vapor. En el evaporador En el sistema de refrigeración, el vapor de refrigerante frío a baja presión se pone en contacto con el medio o las sustancias para enfriamiento (es decir, radiador), absorbe el calor y, por lo tanto, los furúnculos, produciendo baja presión de vapores saturados.

Compresión
Con el eje del compresor, aumenta la presión del vapor refrigerante recibido de evaporador. Además, el calor puede desempeñar un papel en el aumento de la presión. El aumento de la presión del gas aumenta la temperatura de ebullición y condensación del refrigerante. Cuando el refrigerante gaseoso está bastante por debajo de su punto de ebullición, es más alto que la temperatura del disipador de calor.

Condensación
Es el proceso de convertir un par de líquidos mediante la extracción de calor. El gas refrigerante a alta presión, que transfiere la energía térmica absorbida por el evaporador y la energía de trabajo del compresor se aplica al condensador. La temperatura de condensación del refrigerante es ligeramente más alta que la del radiador y, por lo tanto, la transferencia del calor de condensación de alta presión de vapor del refrigerante a alta presión de líquido saturado. Como la fuente de calor es enfriada por las bombas de calor, disipador de calor. En lugar de usar un condensador para la emisión de calor al vapor de refrigerante, podría emitirse, pero este método es inapropiado. La condensación del gas refrigerante se reutiliza al comienzo del siguiente ciclo. En algunas aplicaciones prácticas, es deseable que el condensador El refrigerante se enfría aún más, por debajo de la temperatura de condensación. Esto se llama hipotermia, que generalmente se observa en condensador para reducir el parpadeo durante la presión del refrigerante se reduce en el dispositivo de estrangulación. Este método proporciona una reducción de la cantidad de gas en la entrada del evaporador y, por lo tanto, mejora el rendimiento del sistema.

Ampliar
El refrigerante líquido condensado vuelve al comienzo del siguiente ciclo. Dispositivos de regulación como la placa de orificio de la válvula, o tubo capilar El proceso de expansión se utiliza para reducir la presión del refrigerante líquido a baja presión, nivel y temperatura del punto de ebullición del refrigerante por debajo de la temperatura de la fuente de calor. La pérdida de energía a través de esta reducción de presión se compensará con costos de energía adicionales en la fase de refuerzo.

En la Fig. 3.28Р ° muestra un diagrama de las principales máquinas de refrigeración por compresión de vapor. Para una mejor comprensión del ciclo de enfriamiento, se muestran los diagramas de temperatura, entropía (7-5) y presión-entalpía (log Ph), tal como se presentan en las Figuras 3.28b y 3.28c. Bajo los pasos anteriores, el funcionamiento de este sistema es:

(1-2) Compresión adiabática reversible. El evaporador con baja presión de vapor del refrigerante llega al compresor y se comprime en un condensador por reducción de volumen y aumento de presión y temperatura.
(2-3) rechazo de calor reversible a presión constante. Desde el compresor de alta presión, el vapor refrigerante ingresa al condensador y se licua mediante el uso de agua o aire.
(3-4) Expansión irreversible a entalpía constante. Desde el condensador, la alta presión del refrigerante líquido saturado pasa a través de un válvula de expansión, y su presión y temperatura caen.
(4-1) adición de calor reversible a presión constante. Desde la válvula de expansión refrigerante a baja presión líquidos entra al evaporador. Aquí hierve y en el proceso absorbe el calor del medio ambiente, proporcionando así un efecto de enfriamiento.

Como se muestra en la Fig. 3.28, los componentes principales, una máquina simple de refrigeración por compresión de vapor, como se explicó anteriormente, es:

Evaporador. Este producto intercambia calor para enfriar, por lo que hierve refrigerante líquido a baja temperatura, lo que hace que el refrigerante absorba calor.
Linea de succión. Esta es la tubería entre el evaporador y el compresor. Después de que el líquido absorbe calor, la línea de succión lleva refrigerante en el compresor. En esta línea, refrigerante gas sobrecalentado.

El compresor Este dispositivo separa el lado de los sistemas de baja presión del lado de alta presión y tiene dos objetivos principales: (i) eliminar el vapor a la salida del evaporador para mantenerlo en el evaporador, la temperatura de ebullición es baja y (ii) para compresión de baja temperatura del vapor refrigerante en un volumen pequeño, creación de vapor sobrecalentado a alta temperatura y alta presión.
Línea de descarga de gas caliente. Este tubo conecta el compresor, el condensador. Después de que el compresor se ha descargado a alta presión y alta temperatura del refrigerante de vapor sobrecalentado, la línea de descarga de gas caliente lo lleva al condensador.
Condensador. Este dispositivo se usa para transferir calor, similar al evaporador, excepto que su trabajo es conducir calorNo lo absorba. El condensador cambia en el estado del refrigerante de vapor sobrecalentado a líquido. Esto se hace creando alta presión, lo que aumenta la temperatura del punto de ebullición del refrigerante y elimina el calor suficiente para causar la condensación del refrigerante en líquido.
En la línea de líquido. Esta línea conecta el dispositivo de gestión del refrigerante del condensador. incluyendo la válvula de expansión. El refrigerante líquido debe estar en esta línea. Además, esta línea debe estar tibia, porque el refrigerante todavía está bajo alta presión.
Manejo de refrigerantes. Este último elemento de gestión funciona como un dispositivo de medición. Monitorea el refrigerante líquido, que ingresa al evaporador y se asegura de que todo el líquido hervido al refrigerante pase a la línea de succión. Si el refrigerante líquido entra en la línea de succión. él entra al compresor y conduce a la falla.

Además de los componentes enumerados anteriormente, hay una serie de funciones adicionales, por ejemplo. receptor de líquido, accesorios, válvula de pie, válvula de descarga, válvula de servicio receptor de líquido, que puede mejorar el sistema de refrigeración en funcionamiento.