Utilisation de compresseurs alternatifs
Dans les applications à basse température, il est inefficace d’utiliser une machine à piston pour la compression de vapeur dans une "compression" à partir de la basse pression d’aspiration jusqu’à la pression de condensation. Cela est dû au fait que le gaz comprimé restant dans le jeu à la fin de la course de compression se redéploierait en descendant et laisserait peu de place pour aspirer plus de gaz d’aspiration pour le prochain virage. De plus, une pression différentielle plus large en compression peut entraîner une température de refoulement excessive. Pour ces raisons, compresseur les fabricants imposent des restrictions sur le fonctionnement pour une étape du fonctionnement, en fonction du réfrigérant utilisé (généralement autour de 10: 1). Pour les applications à basse température, la compression doit être effectuée en deux étapes.
Dans la période comprise entre les deux étapes de compression, il est nécessaire de refroidir le gaz réfrigérant pour éviter une panne du compresseur. Sur les petits systèmes, cela peut être fait par l’introduction de réfrigérant liquide laissant le condensateur directement au réfrigérateur entre les étages. L'alternative consiste à utiliser le refroidissement, qui assure le refroidissement du gaz entre phases en utilisant un pool de réfrigérant à la pression et à la température intermédiaires.
L'utilisation du refroidissement présente deux avantages supplémentaires:
- Le sous-refroidissement du liquide est collecté dans des évaporateurs à basse température, ce qui réduit la quantité de travail à laquelle doivent satisfaire les compresseurs à étage bas.
- au-dessus de la température de réfrigération, il peut être utilisé avec refroidissement intermédiaire et, par conséquent, le compresseur à étage élevé ne fait que réduire la charge sur le petit étage des machines.
Il existe deux types d'intercooler.
a) Intercoolers de type ouvert
Le plus simple type de récipient sous pression à refroidisseur intermédiaire-extérieur (c.-à-d.
rien à l'intérieur), HP LP ou robinet à flotteur reconnaissant le réfrigérant liquide de la condenseur. Au premier stade de compression, des gaz chauds traversent le fluide et refroidissent ainsi. Le deuxième compresseur (étage élevé) tire son gaz avec un refroidisseur intermédiaire. Ce type de refroidisseur intermédiaire présente l’avantage que tout le réfrigérant liquide le traverse et, par conséquent, par hypothermie, jusqu’à ce que le refroidisseur intermédiaire atteigne la température du fluide frigorigène. évaporateur. Les inconvénients de ce type intercooler:
- pour les systèmes dont la charge varie beaucoup ou rapidement, le niveau dans le refroidisseur intermédiaire peut être difficile à contrôler;
- le réfrigérant liquide traverse deux vannes d'expansion pour atteindre l'évaporateur, tous deux dimensionnés pour tout le flux de réfrigérant.
b) Glacières fermées
Dans un dispositif de refroidissement un peu plus complexe (type fermé), la majeure partie du liquide sortant du condenseur passe à travers le serpentin immergé dans un bain de liquide dans le refroidisseur intermédiaire. Une petite partie du liquide sortant du condensateur est déchargée pour maintenir le bain liquide. Ce bain est constamment évaporé par la chaleur sous forme de:
- liquide chaud à haute pression traversant le serpentin (sous-refroidi au confluent de l'étage bas);
- le gaz surchauffé de la première étape de compression passe dans la piscine de refroidissement par liquide (c.-à-d. la surchauffe) avant l'entrée dans les cylindres de l'étage supérieur.
Intercooler de type fermé moins sensible aux changements de charge, que l'unité de type ouvert. Le liquide passe à travers un seul détendeur, donc la majeure partie de la différence de pression entre le condenseur et l'évaporateur est disponible à travers l'évaporateur Soupape de détente. Dans la zone ouverte, tapez il s'étend deux fois; tout d'abord, de la pression de condensation à la pression intermédiaire, et enfin de la pression intermédiaire de la pression d'évaporation. Dispositif de type fermé, liquides surfondus, généralement à une température de saturation intermédiaire de 5 ° C. Le liquide quitte le côté coque de l'intercooler de type ouvert, riche, à une température égale à la température de saturation intermédiaire.
Les deux types les plus courants de systèmes à deux étages (ou complexes) sont illustrés aux figures 36 et 37. Ce système de base (Fig. 36) ne résout que le problème de la vapeur à haute température avec des dépenses en capital minimales. Le niveau minimum de la pression de condensation doit être maintenu. La pression entre les étages peut ne pas être la plus efficace pour une application particulière.
Le système de la figure 37 permet d’améliorer l’efficacité énergétique, principalement la surfusion du liquide par évaporation, généralement à la température de saturation intermédiaire de 5C. De plus, ce système assure une déséchauffement complet de l’étage à faible décharge. Cela permet aux charges latérales (température, pression) à toutes les échelles d'être alimentées vers le refroidisseur intermédiaire, ou permet d'utiliser les étages intermédiaires optimaux. Les dépenses en capital sont toutefois relativement élevées.
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