Systemy chłodnicze. Systemy chłodnicze z kompresją pary

W praktycznych zastosowaniach kompresja pary system chłodzenia są najczęściej używanymi systemami chłodzenia i każdy system działa kompresor. W podstawowej kompresji pary cykl chłodzenia jak pokazano na ryc. 3.28, cztery główne procesy termiczne są następujące:

parowanie
Kompresja,
Kondensacja i
Rozbudowa.

parowanie
W przeciwieństwie do zamrażania i topienia, parowanie i kondensacja zachodzą niemal w każdej kombinacji temperatury i ciśnienia. Parowanie to cząsteczki ucieczki gazu z powierzchni cieczy przeprowadzane za pomocą absorpcji dużej ilości ciepła, bez jakiejkolwiek zmiany temperatury. Płyny (np. Czynniki chłodnicze) odparowują we wszystkich temperaturach, zwiększone parowanie występuje w wysokich temperaturach. Ciśnienie odparowanego gazu nazywane jest ciśnieniem pary. Wraz ze wzrostem temperatury cieczy dochodzi do dużej utraty płynu z powierzchni, co zwiększa ciśnienie pary. w wyparka układ chłodniczy, niskoprężne zimne pary czynnika chłodniczego są doprowadzane do kontaktu z medium lub substancjami chłodzącymi (tj. chłodnicą), pochłaniają ciepło, a tym samym rozpadają się, wytwarzając niskie ciśnienie nasyconych par.

Kompresja
Wraz z wałem sprężarki zwiększa się ciśnienie otrzymywanych par czynnika chłodniczego wyparka. Ponadto ciepło może odgrywać rolę w podnoszeniu ciśnienia. Wzrost ciśnienia gazu podnosi temperaturę wrzenia i kondensacji czynnika chłodniczego. Gdy gazowy czynnik chłodniczy jest dość krótki, jego temperatura wrzenia jest wyższa niż temperatura radiatora.

Kondensacja
Jest procesem konwersji pary cieczy przez ekstrakcję ciepła. Wysokociśnieniowy gaz chłodniczy, który przekazuje energię cieplną pochłoniętą przez parownik i energię roboczą sprężarki, jest doprowadzany do kondensatora. Temperatura kondensacji czynnika chłodniczego jest nieco wyższa niż chłodnicy, a zatem przenoszenie ciepła kondensacji o wysokiej prężności pary czynnika chłodniczego o wysokim ciśnieniu nasyconej cieczy. Ponieważ źródło ciepła jest chłodzone przez pompy ciepła, radiator. Zamiast stosowania kondensatora do emisji ciepła do pary czynnika chłodniczego może być emitowany, ale ta metoda jest nieodpowiednia. Kondensacja czynnika chłodniczego jest ponownie wykorzystywana na początku następnego cyklu. W niektórych praktycznych zastosowaniach pożądane jest, aby skraplacz jest dalej chłodzony przez czynnik chłodniczy, poniżej temperatury skraplania. Nazywa się to hipotermią, którą zwykle obserwuje się w kondensator w celu zmniejszenia migotania podczas obniżania ciśnienia czynnika chłodniczego w urządzeniu dławiącym. Ta metoda zapewnia zmniejszenie ilości gazu na wlocie do parownika, a tym samym poprawę wydajności systemu.

Rozszerzenie
Skroplony ciekły czynnik chłodniczy z powrotem na początek następnego cyklu. Urządzenia regulacyjne, takie jak kryza zaworu lub kapilara do procesu rozprężania stosuje się obniżenie niskiego ciśnienia ciekłego czynnika chłodniczego, poziomu i temperatury temperatury wrzenia czynnika chłodniczego poniżej temperatury źródła ciepła. Strata energii w wyniku tej redukcji ciśnienia zostanie zrekompensowana dodatkowymi kosztami energii w fazie doładowania.

Na ryc. 3.28Р ° pokazuje schemat głównych maszyn chłodniczych z kompresją parową. Dla lepszego zrozumienia cyklu chłodzenia pokazano wykresy temperatury, entropii (7-5) i entalpii ciśnieniowej (log Ph), jak pokazano na rysunkach 3.28b i 3.28c. Zgodnie z powyższymi krokami funkcjonowanie tego systemu to:

(1-2) Odwracalna kompresja adiabatyczna. Parownik z niskim ciśnieniem pary czynnika chłodniczego dociera do sprężarki i jest sprężany do skraplacza poprzez zmniejszenie objętości oraz wzrost ciśnienia i temperatury.
(2-3) odwracalne odrzucanie ciepła przy stałym ciśnieniu. Ze sprężarki wysokociśnieniowej para chłodnicza dostaje się do skraplacza i skrapla się za pomocą wody lub powietrza.
(3-4) Nieodwracalne rozszerzanie przy stałej entalpii. Ze skraplacza wysokie ciśnienie nasyconego ciekłego czynnika chłodniczego przechodzi przez zawór rozprężny, a jego ciśnienie i temperatura spadają.
(4-1) odwracalne dodawanie ciepła przy stałym ciśnieniu. Z niskociśnieniowego czynnika chłodniczego z zaworu rozprężnego ciecz wchodzi do parownika. Wrze tutaj i podczas procesu pochłania ciepło z otoczenia, zapewniając w ten sposób efekt chłodzenia.

Jak pokazano na ryc. 3.28, głównymi elementami, prostymi parowymi urządzeniami chłodniczymi, jak wyjaśniono powyżej, są:

Parownik. Ten produkt ma wymiennik ciepła do chłodzenia, a więc gotuje ciekły czynnik chłodniczy w niskiej temperaturze, co powoduje, że czynnik ten pochłania ciepło.
Linia ssąca Jest to rura między parownikiem a sprężarką. Po zaabsorbowaniu ciepła linia ssąca przechodzi dalej czynnik chłodniczy w sprężarce. W tej linii czynnik chłodniczy przegrzał gaz.

Kompresor To urządzenie oddziela stronę systemów niskociśnieniowych od strony wysokociśnieniowej i ma dwa główne cele: (i) usunięcie pary na wylocie z parownika, aby utrzymać go w parowniku, temperatura wrzenia jest niska, oraz (ii) dla sprężanie niskotemperaturowej pary czynnika chłodniczego w małej objętości, tworzenie przegrzanej pary o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu.
Linia odprowadzania gorącego gazu. Ta rura łączy sprężarkę ze skraplaczem. Po rozładowaniu sprężarki pod wysokim ciśnieniem, wysoką temperaturą przegrzanego parowego czynnika chłodniczego, przewód odprowadzający gorący gaz przenosi go do skraplacza.
Kondensator. To urządzenie służy do przekazywania ciepła, podobnie jak parownik, z tym wyjątkiem, że jego zadaniem jest kierowanie pojazdem ciepło, nie wchłaniaj tego. Kondensator zmienia stan przegrzanego parowego czynnika chłodniczego z powrotem w ciecz. Odbywa się to poprzez wytworzenie wysokiego ciśnienia, które podwyższa temperaturę wrzenia czynnika chłodniczego i usuwa wystarczającą ilość ciepła, aby spowodować kondensację czynnika chłodniczego z powrotem w cieczy.
W linii cieczy. Ta linia łączy urządzenie zarządzające czynnikiem chłodniczym skraplacza. w tym zawór rozprężny. Ciekły czynnik chłodniczy powinien znajdować się w tej linii. Ponadto ta linia powinna być letnia, ponieważ czynnik chłodniczy jest nadal pod wysokim ciśnieniem.
Zarządzanie czynnikiem chłodniczym. To ostatnie zarządzanie elementem działa jako urządzenie pomiarowe. Monitoruje ciekły czynnik chłodniczy, który dostaje się do parownika i upewnia się, że cała ciecz zagotowana do czynnika chłodniczego przechodzi do linii ssącej. Jeżeli ciekły czynnik chłodniczy dostanie się do przewodu ssącego. wchodzi do sprężarki i prowadzi do awarii.

Oprócz wymienionych powyżej komponentów istnieje na przykład szereg dodatkowych funkcji. odbiornik cieczy, armatura, zawór stopowy, zawór spustowy, zawór serwisowy odbiornik cieczy, co może poprawić funkcjonowanie układu chłodniczego.