Condensatore

Condensatore scambiatore di calore, che rimuove il calore dal sistema di raffreddamento. Nel processo, riceve una forte pressione alta gas refrigerante dal compressore e si trasforma in un liquido a basse temperature. Il calore del refrigerante viene trasferito all'aria o all'acqua che scorre attraverso la serpentina del condensatore.

Nel terzo modulo GTAC a destra Ciclo del freddo e sfide tecnologiche, abbiamo dimostrato che una funzione di quattro componenti principali del sistema di refrigerazione può essere contrassegnata sul diagramma entalpia di pressione (PH). Questo ci consente di vedere, a prima vista, i cambiamenti di pressione, la temperatura di saturazione e l'entalpia del gas refrigerante, mentre passa attraverso ciascuno dei quattro componenti. Questo diagramma di PH mostra che il condensatore aspira il gas surriscaldato ad alta temperatura e pressione dal compressore, in conformità con il paragrafo 3, e rimuove parte del suo calore. La pressione nel circuito del refrigerante è quasi costante, ma c'è una riduzione significativa della sua entalpia. Nel processo di gas ha cambiato fluido. Lascia il condensatore nel punto 4, sotto forma di alta pressione, temperatura relativamente elevata, liquidi super-raffreddati, che si sposteranno sulla linea del liquido sul misuratore.

Ciascuno dei circuiti o percorsi multipli del refrigerante, il condensatore funziona contemporaneamente. Qui è mostrato un circuito all'interno del condensatore raffreddato ad aria. Le alette che aumentano la superficie quadrata dei tubi per migliorare lo scambio di calore, sono state rimosse per facilitare la visualizzazione di ciò che accade all'interno dei tubi del condensatore. Lo smaltimento del gas dal compressore viene convogliato attraverso il gas caldo nel titolo di gas caldo del condensatore. Il titolo lo distribuisce su alcuni circuiti, come mostrato qui.

Il gas entra nei circuiti e passa indietro e attraverso la bobina. Durante il calore viene respinto dal più caldo il refrigerante a gas attraverso le pareti dei tubi, dispositivo di raffreddamento dell'aria (acqua, condensatore raffreddato ad acqua), passando sopra la superficie dello scambiatore di calore. Il refrigerante mentre si raffredda e si condensa, passa da un gas a un liquido. Il liquido viene raccolto in un'intestazione liquida collegata all'uscita di ciascun circuito e passato all'ingresso del dispositivo di misurazione utilizzando la linea del liquido.

Questa tabella mostra l'effetto tipico del condensatore raffreddato ad aria per R-22 con una temperatura esterna di 95F. Abbiamo ipotizzato che vi sia una pressione differenziale del refrigerante dal momento in cui lascia il compressore fino a quando lascia il condensatore. In realtà, ci sarà una leggera diminuzione della pressione causata dalla resistenza del flusso nella linea del gas caldo e dal condensatore di tensione stesso.

Lo scambio di calore viene effettuato da un condensatore costituito da tre fasi: raffreddamento, condensazione e ipotermia. Il primo passo è la rimozione del surriscaldamento del refrigerante che entra nel condensatore. È il sensibile processo di trasferimento del calore, poiché la temperatura scende alla saturazione senza cambiare lo stato. Il gas proveniente dallo scarico del compressore entra nel condensatore sotto il condensatore in pressione. Questa pressione corrisponde alla temperatura di saturazione 120F mostrata qui è per lo schema PH. La temperatura effettiva del gas è 165F, che come si può vedere, si verifica a destra delle linee di vapore saturo nell'area della carta del gas surriscaldato. Il gas refrigerante si sposta a sinistra nel diagramma, perdendo calore e raggiungendo la curva del gas vapore saturo. La diminuzione dell'entalpia del refrigerante in questo processo è circa il 14% della variazione totale che si verifica nel condensatore.

Nella seconda fase, il vapore saturo si trasforma in un liquido saturo che si condensa a temperatura costante. Questo processo di trasferimento di calore latente richiede la maggior parte della superficie del condensatore e rifiuta la stragrande maggioranza del calore dal sistema. Questo stato di cambiamento, che chiamiamo "condensa, termina quando il refrigerante raggiunge lo stato di liquido saturo. La riduzione dell'entalpia causata dalla condensazione del liquido saturo di vapore del refrigerante è circa 81% della variazione totale che si verifica nel condensatore.

Nella terza e ultima fase, il liquido saturo viene ridotto la temperatura a pressione costante, producendo così un refrigerante secondario. È il sensibile processo di trasferimento del calore. Il liquido saturo, prodotto dal processo di condensazione continua a perdere calore e continua a scendere di temperatura alla stessa pressione di condensazione. Nella regione di raffreddamento, la temperatura si dirige verticalmente, quindi la temperatura del refrigerante diminuisce rapidamente mentre l'entalpia del refrigerante continua a diminuire. La diminuzione del liquido saturo di ipotermia indotta da entalpia è solo di circa il 5% della variazione totale che si verifica nel condensatore.

Anche l'ipotermia esegue solo una piccola parte del rifiuto di calore totale, è importante per due motivi. Innanzitutto, assicura il normale funzionamento del fluido dispositivo di misurazione e la evaporatore. In secondo luogo, aggiunge circa 1 / 2% della capacità di raffreddamento complessiva del sistema in termini di super raffreddamento. Il normale sistema di climatizzazione fornisce circa 15 gradi di ipotermia picco (design) di potenza. Ciò si traduce in circa 7 1 / 2% (15F x 1 / 2% per grado) di capacità aggiuntiva per ciò che ci si può aspettare dal sistema senza ipotermia. Mentre la maggior parte dei sistemi esegue l'ipotermia nel condensatore, può anche essere eseguita utilizzando un downstream separato dello scambiatore di calore ...