Systèmes de réfrigération à jet de vapeur

L'eau de refroidissement par jet de vapeur peut être utilisée comme réfrigérant. Comme l'air, c'est parfaitement sûr. Ces systèmes ont été utilisés avec succès pour le refroidissement dans les premières années de ce siècle. Aux basses températures, pression de saturation basse (bar 0.008129 4BC) et volumes spécifiques élevés (157.3 m3 / kg / 4BC). La température pouvant être atteinte avec l’utilisation d’eau comme réfrigérant n’est pas suffisamment basse pour la majorité des applications de réfrigération, mais sont dans la gamme qui peut répondre aux exigences de climatisation, de réfrigération et de refroidissement. De plus, ces systèmes sont utilisés dans certains processus de production de produits chimiques, par exemple. lubrifiants de paraffines solides. Veuillez noter que les systèmes de réfrigération à température de vapeur ne sont pas utilisés à des températures inférieures à 5VC. Le principal avantage de ce système réside dans l’utilisation principalement d’énergie de faible teneur et de travaux de forage relativement faibles.

La réfrigération à la vapeur Les systèmes utilisent des éjecteurs à vapeur pour réduire la pression dans un réservoir contenant de l'eau provenant du système d'eau glacée. Dans l'éjecteur de vapeur, l'énergie utilisée provient d'un jet de vapeur rapide pour capturer la capacité de la vapeur instantanée et la presser. Le clignotement de l'eau dans le réservoir réduit la température du liquide. La figure 3.66 présente un accord de principe sur les systèmes d’eau de refroidissement par réfrigération à la vapeur. Le système indique que la vapeur à haute pression se dilate lorsqu'elle s'écoule dans la buse 1. L'extension provoque une chute de pression et une augmentation considérable de la vitesse. En raison de la vitesse élevée, les vapeurs flash du réservoir 2 sont absorbées et le mélange de vapeur pénètre rapidement dans le diffuseur 3. La vitesse diminue progressivement dans le cône mais la pression de vapeur dans le condenseur 4 est 5-10 fois plus qu’à l’entrée du diffuseur (par exemple à partir d’un bar 0.01 0.07).

Cette valeur de pression correspond à la température de condensation 40VC. Cela signifie que le mélange de vapeur à haute pression et d'évaporation instantanée peut être liquéfié au niveau du condenseur. La chaleur latente de condensation est transmise à l’eau du condenseur, qui peut être 25 InC. le condensat 5 est renvoyé dans la chaudière, à partir de laquelle il peut à nouveau se transformer en vapeur à haute pression. L'évaporation relativement petite quantité d'eau dans la capacité du flash (flash ou plus froide) réduit la température de la masse d'eau. L'eau refroidie est pompée en tant que charge de refroidissement du support de refroidissement, l'échangeur de chaleur.

L'éjecteur a été inventé par Sir Charles Parsons autour de 1901 pour extraire l'air des condensateurs du moteur à vapeur. À propos de 1910, Maurice LeBlanc utilisait un éjecteur pour le refroidissement des systèmes à éjecteur à vapeur Les premiers systèmes 1930 étaient très populaires auprès des systèmes de climatisation des grands bâtiments. Les cycles de réfrigération à éjecteur de vapeur ont ensuite été pilotés par des systèmes utilisant des compresseurs mécaniques. Depuis lors, le développement et l’affinement du système de refroidissement par conduits ont été pratiquement interrompus, les efforts principaux étant axés sur l’amélioration des cycles de compression de la vapeur (Aphornratana et al., 2001).

De plus, un autre éjecteur à gaz typique est représenté schématiquement sur la figure 3.67a. Le liquide primaire haute pression (P) se trouve dans les tuyères principales, à travers lesquelles il se dilate pour produire une région basse pression à la sortie de l’avion (1). Le flux principal à grande vitesse attire et captive le fluide secondaire (S) dans la chambre de mélange. Les flux combinés sont complètement mélangés à la fin de la chambre de mélange (2) et la vitesse du flux est supersonique. Une onde de choc normale, puis produite dans la gorge de la chambre de mélange (3), créant l’effet de la compression et de la vitesse du flux est réduite à une valeur subsonique. Une compression supplémentaire du liquide est obtenue lorsqu'un flux mélangé s'écoule à travers la section de diffuseur subsonique (b).

La figure 3.67b est un diagramme schématique de l'éjecteur cycle de réfrigération. On voit que la chaudière, la pompe à éjecteur est utilisée pour remplacer la mécanique compresseur système conventionnel. Haute pression et température élevée de la vapeur de réfrigérant développée dans une chaudière pour obtenir un environnement primaire pour l'éjecteur. L'éjecteur aspire de la vapeur de réfrigérant à la sortie du évaporateur comme supplémentaire. Cela provoque l'évaporation du réfrigérant à basse pression et produit un refroidissement utile. Éjecteur réfrigérant de vapeur d'échappement dans le condenseur où il est liquéfié. Le réfrigérant liquide stocké dans le condensateur est renvoyé à la chaudière au moyen de la pompe et le reste se dilate avec l'accélérateur vers l'évaporateur, complétant ainsi le cycle. En tant qu'apport de main-d'œuvre nécessaire pour faire circuler le fluide, généralement moins de 1% de la chaleur fournie par la chaudière KS peut être définie comme le rapport de la charge de refroidissement de l'évaporateur sur une alimentation en chaleur de la chaudière comme suit:

Récemment, Aphornratana et al. (2001) ont mis au point un nouveau système de refroidissement à éjecteur à jet utilisant le R-ll comme fluide frigorigène, comme indiqué sur la figure 3.68. Toutes les capacités du système étaient construites en acier galvanisé. La chaudière a été conçue pour être chauffée électriquement, deux radiateurs électriques 4 kW sont situés sur la partie inférieure. A son extrémité supérieure, trois cloisons ont été soudées à la cuve pour éviter que les gouttes de liquide ne soient réalisées avec de la vapeur de réfrigérant. La conception de l'évaporateur ressemblait à une chaudière. Un aérotherme électrique 3 kW a été utilisé pour simuler la charge de refroidissement. Un échangeur de chaleur refroidi à l'eau a été utilisé comme condenseur. L’eau de refroidissement a été fournie à 32VC. La chaudière a été recouverte d’une épaisseur de 40 mm, en laine de verre, avec une feuille d’aluminium. L'évaporateur était recouvert d'une mousse de néoprène d'épaisseur 30 en mm. La pompe à piston est utilisée pour la circulation du réfrigérant provenant du réservoir de réception de la chaudière et de l'évaporateur. Pompe, entraînée par un moteur 1 / 4 HP à vitesse variable. Un inconvénient de l’utilisation d’un réfrigérant liquide de cavitation de pompe à membrane dans la conduite d’aspiration d’une chute de pression à travers le clapet antiretour d’entrée. Par conséquent, un petit hmm a été utilisé pour sous-refroidir le liquide R-11 avant d'entrer dans la pompe. La figure 3.68c montre un schéma détaillé de l'éjecteur expérimental. La buse a été montée sur un arbre fileté, ce qui a permis d’ajuster la position de la buse. Deux confusions de caméra différentes avec le diamètre de gorge de 8 mm sont utilisées dans la chambre de mélange, no.l, la section de mélange est dans une zone constante du conduit: dans la chambre de mélange - 2, le conduit de section convergente.

Les expériences d'Aphornratana et al. Ont montré que le système de refroidissement par éjecteur avec l'aide de R-11 était utile dans la pratique et pouvait fournir un niveau de performance acceptable. Il peut fournir une température de refroidissement-5VC. la capacité de refroidissement varie de 500 à 1700 W (COP) dans la plage de 0.1 à 0.25.