Sistemi di refrigerazione standard del condizionamento d'aria

Cicli di refrigerazione standard, noti anche come ciclo di Brayton inverso. In questi casi il raffreddamento viene effettuato da gas senza condensa (ad es. Ciclo dell'aria, ma non ciclo del refrigerante a vapore. Mentre il carico di raffreddamento su kg di refrigerante circola in un ciclo di compressione del vapore è uguale a gran parte dell'entalpia di vaporizzazione, in il ciclo dell'aria è solo il prodotto dell'aumento della temperatura del gas nella parte bassa dello scambiatore di calore e del calore specifico del gas. Pertanto, un grande carico di raffreddamento richiede una grande massa in velocità. Per le apparecchiature di dimensioni inferiori, l'unità completa può essere sotto pressione, il che richiede un ciclo chiuso. La valvola a farfalla viene utilizzata per estendere il processo in una compressione di vapore ciclo di refrigerazione viene solitamente sostituito dall'espansione del motore (ad es. expander) per il sistema di refrigerazione del ciclo dell'aria. Il lavoro richiesto per l'effetto refrigerante è fornito dal gas refrigerante. Questi sistemi sono di grande interesse per le applicazioni in cui il peso dell'unità di raffreddamento deve essere ridotto al minimo, ad esempio nel raffreddamento della cabina.

Diagramma delle posizioni del ciclo frigorifero non standard principale e diagramma Ts mostrato in Fig. 3.64. Questo sistema è composto da quattro elementi principali:

Nel compressore, che aumenta la pressione del refrigerante dal valore più basso a quello più alto (ad es. compressione isentropica: 1-2),
Un'energia di uscita dello scambiatore di calore, in cui l'alta temperatura del refrigerante si è ridotta (ad esempio la dissipazione di calore isobarica: 2-3),
Nell'espansore, dove la pressione e la temperatura del refrigerante sono ridotte (ad es. Espansione adiabatica: 3-4), e
Un input di energia dello scambiatore di calore, che aumenta la temperatura del refrigerante a pressione costante (ad es. Vento, calore: 4-1). Questo ingresso è noto come carico di raffreddamento.

L'uso dell'aria come refrigerante diventa più attraente quando si raggiunge il doppio obiettivo. Questo è il caso dell'aria condizionata quando l'aria può essere nella media sia nella refrigerazione che nell'aria condizionata. La Fig. 3.65 mostra il raffreddamento ad aria del ciclo standard con scambiatore di calore e diagramma Ts. Inoltre, il ciclo di refrigerazione standard dell'aria viene comunemente utilizzato nella liquefazione di aria o altri gas e anche in alcuni casi, quando è necessario il raffreddamento, ad esempio i sistemi di raffreddamento ad aria.