Jäähdytysjärjestelmät. Höyrykompressiojäähdytysjärjestelmät

Käytännöllisissä sovelluksissa höyrykompressio jäähdytysjärjestelmä ovat yleisimmin käytettyjä jäähdytysjärjestelmiä, ja jokainen järjestelmä on käynnissä kompressori. Perushöyryn puristus jäähdytysjakso kuten kuvassa 3.28 on esitetty, neljä suurta lämpöprosessia ovat seuraavat:

haihtuminen
Puristus,
Tiivistyminen ja
Laajennus.

haihtuminen
Toisin kuin jäätyminen ja sulaminen, haihtumista ja kondensoitumista tapahtuu melkein missä tahansa lämpötilan ja paineen yhdistelmässä. Haihdutus on kaasun poistumismolekyylit nestemäisestä pinnasta suoritetaan absorboimalla suuri määrä lämpöä ilman lämpötilan muutoksia. Nesteet (esim. Kylmäaineet) haihtuvat kaikissa lämpötiloissa, korkeissa lämpötiloissa tapahtuva lisääntynyt haihtuminen. Haihtuneen kaasun painetta kutsutaan höyrynpaineeksi. Nesteen lämpötilan noustessa pinnasta tapahtuu suuri nestehäviö, mikä lisää höyryn painetta. vuonna höyrystin jäähdytysjärjestelmä, matalapaineinen kylmä kylmäainehöyry saatetaan kosketukseen väliaineen tai jäähdyttämistä varten tarkoitettujen aineiden (ts. jäähdyttimen) kanssa, se imee lämpöä ja siksi furunkseleita tuottaen matalapaineista tyydyttyneitä höyryjä.

Puristus
Kompressorin akselilla nostaa vastaanotetuista kylmäainehöyryistä paineita höyrystin. Lisäksi lämpö voi olla tärkeä paineen nostamisessa. Kaasunpaineen nousu nostaa kylmäaineen kiehumis- ja tiivistyslämpötilaa. Kun kaasumaisen kylmäaineen kiehumispiste on melko lyhyt, se on korkeampi kuin jäähdytysaineen lämpötila.

Tiivistyminen
Onko prosessi nesteparin muuttamiseksi uuttamalla lämpöä. Kondensaattoriin johdetaan korkeapaineinen kylmäainekaasu, joka siirtää haihduttimen absorboiman lämpöenergian ja kompressorin työenergian. Kylmäaineen tiivistyslämpötila on hiukan korkeampi kuin jäähdyttimen ja siksi kylmäaineen korkean paineen tyydyttyneen nesteen höyrynpaineen kondensaatiolämpö siirtyy. Koska lämmönlähde jäähdytetään lämpöpumppuilla, jäähdytyselementti. Kondensaattorin käytön sijasta voitaisiin päästää lämpöä kylmäainehöyryihin, mutta tämä menetelmä ei ole sopiva. Kylmäainekaasun tiivistys käytetään uudelleen seuraavan syklin alussa. Joissakin käytännön sovelluksissa on toivottavaa, että lauhdutin jäähdytetään edelleen kylmäaineella, kondensoitumislämpötilan alapuolella. Tätä kutsutaan hypotermiaksi, jota yleensä havaitaan kondensaattoriin välkkymisen vähentämiseksi kylmäaineen paine vähenee kuristuslaitteessa. Tämä menetelmä tarjoaa kaasun määrän vähentämisen höyrystimen sisääntulossa ja siten järjestelmän suorituskyvyn parantamiseksi.

Laajentaminen
Tiivistetty nestemäinen kylmäaine takaisin seuraavan syklin alkuun. Säätölaitteet, kuten venttiilin aukkolevy tai kapillaariputki Laajennusprosessissa käytetyn paineen nestemäisen kylmäaineen alhainen paine, kylmäaineen taso ja lämpötila alennetaan lämpötilan alapuolella lämpölähteen. Tämän paineen alennuksen aiheuttamat energian menetykset korvataan lisäenergian kustannuksilla lisäysvaiheessa.

Kuvassa 3.28Р ° on kaavio tärkeimmistä höyrykompressiojäähdytyskoneista. Jäähdytysjakson ymmärtämiseksi on esitetty lämpötila-, entropia- (7-5) ja paine-entalpia (log Ph) -diagrammit, kuten ne on esitetty kuvioissa 3.28b ja 3.28c. Yllä olevien vaiheiden mukaisesti tämän järjestelmän toiminta on:

(1-2) Palautuva adiabaattinen puristus. Höyrystin, jolla on alhainen kylmäaineen höyrynpaine, tulee kompressoriin ja puristetaan lauhduttimeksi vähentämällä tilavuutta ja lisäämällä paineita ja lämpötilaa.
(2-3) palautuva lämmönpoisto vakiopaineessa. Korkeapainekompressorista jäähdytysneste saapuu lauhduttimeen ja nesteytetään veden tai ilman avulla.
(3-4) Peruuttamaton laajeneminen jatkuvassa entalpiassa. Lauhduttimesta korkeapaine tyydyttyneestä nestemäisestä kylmäaineesta kulkee paisuntaventtiili, ja sen paine ja lämpötila laskee.
(4-1) palautuva lämmön lisäys vakiopaineessa. Paisuntaventtiilistä matalapaineinen kylmäaine neste tulee höyrystimeen. Se kiehuu täällä ja imee prosessissa lämpöä ympäristöstä tuottaen siten jäähdytysvaikutuksen.

Kuten kuvassa 3.28 on esitetty, pääkomponentit, yksinkertainen höyrykompressiojäähdytyskone, kuten edellä selitettiin, ovat:

Höyrystimen. Tämä tuote siirtyy lämmönvaihdossa jäähdytystä varten ja kiehuu nestemäistä kylmäainetta matalassa lämpötilassa, mikä aiheuttaa kylmäaineen imeytymisen lämpöyn.
Imujohto. Tämä on putki höyrystimen ja kompressorin välillä. Kun neste on imeytynyt lämpöä, imulinja kulkee kylmäaine kompressorissa. Tässä linjassa kylmäaineen ylikuumennettu kaasu.

Kompressori. Tämä laite erottaa matalapaineisten järjestelmien puolet korkeapainepuolelta ja sillä on kaksi päätavoitetta: (i) poistaa höyrystin höyrystimen ulostulossa pitääkseen höyrystimessä, kiehumislämpötila on alhainen, ja (ii) kylmäainehöyryn matalan lämpötilan puristaminen pienessä tilavuudessa, korkean lämpötilan, korkeapaineisen ylikuumennetun höyryn luominen.
Kuuman kaasun poistoletku. Tämä putki yhdistää kompressorin, lauhduttimen. Kun kompressori on purkautunut ylikuumennetun höyryjäähdytysaineen korkeasta paineesta, korkeasta lämpötilasta, kuumakaasun tyhjennysletku vie sen lauhduttimeen.
Kondensaattori. Tätä laitetta käytetään lämmön siirtoon, samoin kuin höyrystimessä, paitsi että hänen tehtävänsä on ajaa lämpö, älä ime sitä. Kondensaattori muuttuu ylikuumennetun höyryjäähdytysaineen tilassa takaisin nesteeksi. Tämä tehdään luomalla korkea paine, joka nostaa kylmäaineen kiehumispisteen lämpötilaa ja poistaa riittävästi lämpöä aiheuttamaan kylmäaineen kondensoitumisen takaisin nesteeksi.
Nestemäisessä linjassa. Tämä linja yhdistää lauhduttimen kylmäaineenhallintalaitteen. mukaan lukien paisuntaventtiili. Nestemäisen kylmäaineen tulisi olla tässä linjassa. Tämän linjan tulisi myös olla haaleaa, koska kylmäaine on edelleen korkean paineen alainen.
Jäähdytysaineiden hallinta. Tämä viimeinen elementinhallinta toimii mittauslaitteena. Se tarkkailee nestemäistä kylmäainetta, joka menee höyrystimeen, ja varmistaa, että koko kylmäaineelle kiehuva neste kulkee imulinjaan. Jos nestemäinen kylmäaine pääsee imulinjaan. hän tulee kompressoriin ja johtaa vikaan.

Edellä lueteltujen komponenttien lisäksi on esimerkiksi joukko lisätoimintoja. nestevastaanotin, varusteet, jalkaventtiili, poistoventtiili, huoltoventtiili nestemäinen vastaanotin, joka voi parantaa jäähdytysjärjestelmää toiminnassa.