Sistemas de refrigeración por chorro de vapor

El agua de enfriamiento por chorro de vapor se puede usar como refrigerante. Como el aire, es perfectamente seguro. Estos sistemas se han utilizado con éxito para enfriar en los primeros años de este siglo. A bajas temperaturas, presión de saturación baja (barra 0.008129 4BC) y volúmenes específicos altos (157.3 m3 / kg / 4BC). La temperatura que se puede lograr con el uso de agua como refrigerante no es lo suficientemente baja para la mayoría de aplicaciones de refrigeración, pero están en el rango que puede cumplir con los requisitos de aire acondicionado, refrigeración y enfriamiento. Además, estos sistemas se utilizan en algunos procesos de producción química, por ejemplo. Lubricantes sólidos de parafina. Tenga en cuenta que los sistemas de refrigeración con temperatura de vapor no se utilizan a temperaturas inferiores a 5VC. La principal ventaja de este sistema es el uso de energía principalmente de bajo grado y cantidades relativamente pequeñas de trabajo en el eje.

El refrigeración por vapor Los sistemas utilizan eyectores de vapor para reducir la presión en un tanque que contiene agua que regresa del sistema de agua enfriada. En eyector de vapor utiliza energía del chorro de vapor que se mueve rápidamente para capturar la capacidad del vapor instantáneo y exprimirlo. El parpadeo del agua en el tanque reduce la temperatura del líquido. La figura 3.66 presenta un acuerdo en principio sobre los sistemas de refrigeración por vapor y agua de refrigeración. El sistema muestra que el vapor a alta presión se expande a medida que fluye a través de la boquilla 1. La extensión provoca una caída de la presión y un gran aumento de la velocidad. Debido a la alta velocidad, los vapores instantáneos del tanque 2 se absorben rápidamente y la mezcla de vapor ingresa al difusor 3. La velocidad disminuye gradualmente en el cono pero la presión de vapor en el condensador 4 es 5-10 veces más que en la entrada del difusor (por ejemplo, de la barra de barra 0.01 0.07).

Este valor de presión corresponde a la temperatura de condensación 40VC. Esto significa que la mezcla de vapor a alta presión y evaporación instantánea se puede licuar en el condensador. El calor latente de condensación se pasa al agua del condensador, que puede ser 25 InC. el condensado 5 se bombea nuevamente a la caldera, desde donde puede volver a convertirse en vapor a alta presión. La evaporación de una cantidad relativamente pequeña de agua en la capacidad del flash (flash o enfriador) reduce la temperatura del cuerpo de agua. El agua enfriada se bombea como una carga de enfriamiento del portador de enfriamiento, el intercambiador de calor.

El eyector fue inventado por Sir Charles Parsons alrededor de 1901 para eliminar el aire de los condensadores de la máquina de vapor. Acerca de 1910, se utilizó eyector Maurice LeBlanc, el sistema de expulsión de vapor de enfriamiento Experimentó una ola de popularidad en los primeros 1930 a los sistemas de aire acondicionado en grandes edificios. Los ciclos de refrigeración del eyector de vapor fueron sistemas impulsados ​​posteriormente mediante compresores mecánicos. Desde entonces, el desarrollo y el refinamiento del sistema de enfriamiento por conductos estuvieron casi paralizados ya que los esfuerzos principales se centraron en mejorar los ciclos de compresión de vapor (Aphornratana et al., 2001).

Además, otro eyector impulsado por gas típico se muestra esquemáticamente en la Fig. 3.67a. Se considera que el líquido primario de alta presión (P) se encuentra en las boquillas principales, a través de las cuales se expande para producir una región de baja presión en la salida del avión (1). La corriente principal de alta velocidad atrae y cautiva el fluido secundario (S) en la cámara de mezcla. Los flujos combinados se mezclan completamente al final de la cámara de mezcla (2) y la velocidad del flujo es supersónica. La onda de choque normal, luego realizada en la garganta de la cámara de mezcla (3), creando el efecto de la compresión y la velocidad del flujo se reduce a un valor subsónico. Se logra una mayor compresión del líquido a medida que fluye una corriente mixta a través de la sección del difusor subsónico (b).

La figura 3.67b es un diagrama esquemático del eyector. ciclo de refrigeracion. Se ve que la caldera, la bomba eyectora se usa para reemplazar mecánicamente compresor sistema convencional. Alta presión y alta temperatura del vapor refrigerante desarrollado en una caldera para obtener un ambiente primario para el eyector. El eyector extrae vapor de refrigerante a la salida del evaporador como adicional Esto hace que el refrigerante se evapore a baja presión y produzca un enfriamiento útil. Expulsor de vapor de escape refrigerante en el condensador donde se licua. El refrigerante líquido almacenado en el condensador se devuelve a la caldera por medio de la bomba y el resto se expande con el acelerador al evaporador, completando así el ciclo. Como entrada de trabajo requerida para hacer circular el fluido, generalmente menos del 1% del calor suministrado por la caldera KS puede definirse como la relación de la carga de enfriamiento del evaporador en un suministro de calor a la caldera de la siguiente manera:

Recientemente, Aphornratana et al. (2001) han desarrollado un nuevo sistema de enfriamiento con eyector de chorro que utiliza R-ll como refrigerante, como se muestra en la Fig. 3.68. Toda la capacidad del sistema fue construida en acero galvanizado. La caldera fue diseñada para calentarse eléctricamente, dos calentadores eléctricos 4 kW están ubicados en el extremo inferior. En su extremo superior, se soldaron tres particiones al recipiente para evitar que las gotas de líquido se realicen con vapor refrigerante. El diseño del evaporador era como una caldera. Se usó un calentador de aire eléctrico 3 kW para simular la carga de enfriamiento. El intercambiador de calor enfriado por agua se usó como condensador. Se suministró agua de refrigeración a 32VC. la caldera se cubrió con un espesor 40 mm de lana de vidrio con papel de aluminio. El evaporador se cubrió con una espuma de neopreno 30 de espesor mm. La bomba de pistón se usa para la circulación del refrigerante desde el tanque receptor de la caldera y el evaporador. Bomba, accionada por un motor 1 / 4 HP de velocidad variable. Una desventaja de usar un refrigerante líquido de cavitación de bomba de diafragma en la línea de succión de una caída de presión a través de la válvula de retención de entrada. Por lo tanto, se utilizó un pequeño hmm para enfriar el líquido R-11 antes de ingresar a la bomba. La figura 3.68c muestra un esquema detallado del eyector experimental. La boquilla se montó en un eje roscado, lo que permitió ajustar la posición de la boquilla. En la cámara de mezcla se utilizan dos confusiones de cámara diferentes con el diámetro de la garganta de 8 mm, n. ° 1, la sección de mezcla se encuentra en un área constante del conducto: en la cámara de mezcla - 2, sección de mezcla del conducto convergente.

Los experimentos de Aphornratana et al. Han demostrado que el sistema de enfriamiento del eyector con la ayuda de R-11 fue prácticamente útil y puede proporcionar un nivel aceptable de rendimiento. Puede proporcionar una temperatura de enfriamiento-5VC. la capacidad de enfriamiento varió de 500 a 1700 W (COP) en el rango de 0.1 y 0.25.