Systèmes de réfrigération. Systèmes de réfrigération à compression de vapeur

Dans les applications pratiques, une compression de vapeur Système de refroidissement sont les systèmes de refroidissement les plus couramment utilisés, et chaque système fonctionne compresseur. Dans la compression de vapeur de base cycle de réfrigération comme le montre la figure 3.28, quatre processus thermiques majeurs sont les suivants:

Évaporation
Compression,
Condensation et
Extension.

Évaporation
Contrairement à la congélation et à la fusion, l’évaporation et la condensation se produisent dans presque toutes les combinaisons de température et de pression. L'évaporation est un dégagement de gaz des molécules de la surface du liquide est réalisée au moyen de l'absorption d'une grande quantité de chaleur, sans aucun changement de température. Les fluides (par exemple les réfrigérants) s'évaporent à toutes les températures, ce qui entraîne une augmentation de l'évaporation à des températures élevées. La pression du gaz évaporé est appelée pression de vapeur. Lorsque la température du liquide augmente, il y a une perte importante de fluide à la surface, ce qui augmente la pression de la vapeur. dans le évaporateur Dans le système de réfrigération, les vapeurs de réfrigérant froid à basse pression sont mises en contact avec le fluide ou les substances à refroidir (par exemple, les radiateurs), elles absorbent la chaleur et, par conséquent, les furoncles, produisant une basse pression de vapeurs saturées.

Compression
Avec l'arbre du compresseur, augmente la pression de la vapeur de réfrigérant reçue de évaporateur. De plus, la chaleur peut jouer un rôle dans l'augmentation de la pression. L'augmentation de la pression du gaz augmente la température d'ébullition et de condensation du réfrigérant. Lorsque le réfrigérant gazeux est assez proche de son point d'ébullition, il est supérieur à la température du radiateur.

Condensation
Processus consistant à convertir une paire de liquide en extrayant de la chaleur. Un gaz réfrigérant à haute pression, qui transfère l'énergie thermique absorbée par l'évaporateur et l'énergie de travail du compresseur, est appliqué au condensateur. La température de condensation du réfrigérant est légèrement supérieure à celle du radiateur et, par conséquent, le transfert de la chaleur de condensation de la pression de vapeur élevée du réfrigérant haute pression du liquide saturé. Comme la source de chaleur est refroidie par des pompes à chaleur dissipateur de chaleur. Au lieu d'utiliser un condensateur pour l'émission de chaleur à la vapeur de réfrigérant, il pourrait être émis, mais cette méthode est inappropriée. La condensation du gaz réfrigérant est réutilisée au début du cycle suivant. Dans certaines applications pratiques, il est souhaitable que le condenseur est refroidi par le réfrigérant plus loin, en dessous de la température de condensation. Ceci est appelé hypothermie, qui est généralement observée dans condensateur pour réduire le scintillement pendant que la pression du réfrigérant est réduite dans le dispositif d'étranglement. Cette méthode permet de réduire la quantité de gaz à l'entrée de l'évaporateur et ainsi d'améliorer les performances du système.

Expansion
Le réfrigérant liquide condensé revient au début du cycle suivant. Dispositifs de régulation tels que plaque à orifice de vanne ou tube capillaire Le processus de détente est utilisé pour réduire la pression du réfrigérant liquide basse pression, le niveau et la température du point d’ébullition du réfrigérant inférieur à la température de la source de chaleur. La perte d'énergie due à cette réduction de pression doit être compensée par un coût énergétique supplémentaire dans la phase de suralimentation.

La figure 3.28Р ° montre un schéma des principales machines de réfrigération à compression de vapeur. Pour une meilleure compréhension du cycle de refroidissement, les diagrammes de température, d'entropie (7-5) et d'enthalpie sous pression (log Ph) sont présentés dans les figures 3.28b et 3.28c. Sous les étapes ci-dessus, le fonctionnement de ce système est le suivant:

(1-2) Compression adiabatique réversible. L'évaporateur à faible pression de vapeur du réfrigérant arrive dans le compresseur et est comprimé dans un condenseur par réduction de volume et augmentation de la pression et de la température.
(2-3) rejet de chaleur réversible à pression constante. Du compresseur haute pression, la vapeur de réfrigérant entre dans le condenseur et se liquéfie par l'utilisation d'eau ou d'air.
(3-4) Expansion irréversible à enthalpie constante. À partir du condenseur, la haute pression du réfrigérant liquide saturé passe à travers un Soupape de détenteet sa pression et sa température chutent.
(4-1) apport de chaleur réversible à pression constante. Du détendeur réfrigérant basse pression un liquide entre dans l'évaporateur. Il bout ici et, ce faisant, absorbe la chaleur de l'environnement, produisant ainsi un effet de refroidissement.

Comme le montre la figure 3.28, les composants principaux, une machine de réfrigération à compression de vapeur simple, comme expliqué ci-dessus, sont:

Évaporateur. Ce produit où la chaleur échange pour le refroidissement, et donc il fait bouillir le réfrigérant liquide à basse température, ce qui provoque le réfrigérant absorbe de la chaleur.
Ligne d'aspiration. Il s'agit du tuyau entre l'évaporateur et le compresseur. Une fois le liquide absorbé par la chaleur, la conduite d'aspiration réfrigérant dans le compresseur. Dans cette ligne, gaz réfrigérant surchauffé.

Le compresseur Ce dispositif sépare le côté haute pression du côté haute pression et a deux objectifs principaux: compression de la vapeur de réfrigérant à basse température dans un petit volume, création de vapeur surchauffée à haute température et haute pression.
Ligne de décharge de gaz chaud. Ce tube relie le compresseur, le condenseur. Une fois que le compresseur a été déchargé d’une pression élevée et d’une température élevée du réfrigérant à vapeur surchauffé, une conduite de décharge de gaz chaud le transporte vers le condenseur.
Condensateur. Cet appareil est utilisé pour transférer de la chaleur, similaire à l'évaporateur, sauf que son travail consiste à conduire chaleur, ne l'absorbe pas. Le condensateur rétablit le liquide réfrigérant à la vapeur surchauffée. Cela se fait en créant une pression élevée, ce qui augmente la température du point d'ébullition du réfrigérant et évacue suffisamment de chaleur pour provoquer la condensation du réfrigérant dans le liquide.
Dans la ligne Liquid. Cette ligne connecte le dispositif de gestion du réfrigérant du condenseur. y compris le détendeur. Le réfrigérant liquide doit être dans cette ligne. En outre, cette ligne doit être tiède, car le réfrigérant est toujours sous haute pression.
Gestion des frigorigènes. Ce dernier élément de gestion fonctionne comme un appareil de mesure. Il surveille le réfrigérant liquide qui entre dans l'évaporateur et s'assure que tout le liquide bouilli jusqu'au réfrigérant passe dans la conduite d'aspiration. Si le réfrigérant liquide pénètre dans la conduite d'aspiration. il entre dans le compresseur et mène à l'échec.

En plus des composants répertoriés ci-dessus, il existe un certain nombre de fonctions supplémentaires, par exemple. réservoir de liquide, raccords, clapet de pied, soupape de décharge, soupape de service récepteur de liquide, ce qui peut améliorer le système de réfrigération en fonctionnement.