Sistemas de refrigeração a jato de vapor

A água de resfriamento por jato de vapor pode ser usada como refrigerante. Como o ar, é perfeitamente seguro. Esses sistemas foram utilizados com sucesso para resfriamento nos primeiros anos deste século. Em baixas temperaturas, a pressão de saturação é baixa (0.008129 bar 4BC) e volumes específicos de alta (157.3 m3 / kg / 4BC). A temperatura que pode ser alcançada com o uso da água como refrigerante não é baixa o suficiente para a maioria dos aplicações de refrigeração, mas estão na faixa que pode atender aos requisitos de ar condicionado, refrigeração e refrigeração. Além disso, esses sistemas são usados ​​em alguns processos de produção química, por exemplo. parafinas sólidas lubrificantes. Observe que os sistemas de refrigeração com temperatura de vapor não são usados ​​em temperaturas abaixo de 5VC. A principal vantagem desse sistema é o uso principalmente de energia de baixa qualidade e quantidades relativamente pequenas de trabalho no eixo.

A refrigeração a vapor Os sistemas usam ejetores de vapor para reduzir a pressão em um tanque que contém água retornando do sistema de água resfriada. No ejetor de vapor, utiliza-se a energia do jato de vapor em movimento rápido para capturar a capacidade do vapor de flash e apertá-lo. Piscando a água no tanque reduz a temperatura do líquido. A Figura 3.66 apresenta um acordo em princípio sobre os sistemas de água de refrigeração por vapor de refrigeração. O sistema mostra que o vapor de alta pressão se expande à medida que flui através do bico 1. A extensão causa uma queda na pressão e um enorme aumento na velocidade. Devido à alta velocidade, os vapores repentinos do tanque 2, absorvidos se movem rapidamente e a mistura de vapor entra no difusor 3. A velocidade diminui gradualmente no cone, mas a pressão do vapor no condensador 4 é 5-10 vezes mais do que na entrada do difusor (por exemplo, na barra de barra 0.01 0.07).

Este valor da pressão corresponde à temperatura da condensação 40VC. Isso significa que a mistura de vapor de alta pressão e evaporação instantânea pode ser liquefeita no condensador. O calor latente da condensação é passado para a água do condensador, que pode ser 25 InC. o condensado 5 foi bombeado de volta para a caldeira, da qual ele pode voltar a vapor de alta pressão. A evaporação de uma quantidade relativamente pequena de água na capacidade do flash (flash ou mais frio) reduz a temperatura do corpo de água. A água gelada é bombeada como uma carga de resfriamento do transportador de refrigeração, o trocador de calor.

O ejetor foi inventado por Sir Charles Parsons em torno da 1901 para remover o ar dos capacitores do motor a vapor. Sobre o 1910, o ejetor foi usado Maurice LeBlanc, o sistema de resfriamento a vapor. Ele experimentou uma onda de popularidade no início dos 1930s para os sistemas de ar condicionado em grandes edifícios. Os ciclos de refrigeração dos ejetores de vapor foram posteriormente acionados por compressores mecânicos. Desde então, o desenvolvimento e o refinamento do sistema de refrigeração com dutos estavam quase parando, pois os principais esforços foram focados na melhoria dos ciclos de compressão de vapor (Aphornratana et al., 2001).

Além disso, outro ejetor típico movido a gás é mostrado esquematicamente na Fig. 3.67a. O líquido primário de alta pressão (P) é considerado nos bicos principais, através do qual se expande para produzir a região de baixa pressão na saída da aeronave (1). O fluxo principal de alta velocidade atrai e cativa o fluido secundário (S) na câmara de mistura. Os fluxos combinados são completamente misturados no final da câmara de mistura (2) e a velocidade do fluxo é supersônica. A onda de choque normal, então feita na garganta da câmara de mistura (3), criando o efeito da compressão e velocidade do fluxo, é reduzida a um valor subsônico. Uma compressão adicional do líquido é alcançada quando uma corrente mista flui através da seção do difusor subsônico (b).

A Fig. 3.67b é um diagrama esquemático do ejetor ciclo de refrigeração. Vê-se que a bomba ejetora da caldeira é usada para substituir compressor sistema convencional. Alta pressão e alta temperatura do vapor de refrigerante desenvolvido em uma caldeira para obter um ambiente primário para o ejetor. O ejetor aspira o vapor de refrigerante na saída do evaporador como adicional. Isso faz com que o refrigerante evapore a baixa pressão e produza um resfriamento útil. Ejetor de escape de vapor de refrigerante no condensador onde é liquefeito. O refrigerante líquido armazenado no capacitor é retornado à caldeira por meio da bomba e o restante se expande com o acelerador para o evaporador, completando assim o ciclo. Como uma entrada de mão-de-obra necessária para circular o fluido, geralmente menos de 1% do calor fornecido pela caldeira KS pode ser definido como a razão da carga de resfriamento do evaporador em um suprimento de calor para a caldeira da seguinte maneira:

Recentemente, Aphornratana et al. (2001) desenvolveram um novo sistema de refrigeração por ejetor de jato usando R-ll como refrigerante, conforme mostrado na Fig. 3.68. Toda a capacidade do sistema foi construída em aço galvanizado. A caldeira foi projetada para ser aquecida eletricamente, dois aquecedores elétricos 4 kW estão localizados na extremidade inferior. Na extremidade superior, três partições foram soldadas ao vaso para impedir que gotas de líquido sejam realizadas com vapor de refrigerante. O design do evaporador era como uma caldeira. Um aerotermo elétrico 3 kW foi utilizado para simular a carga de resfriamento. O trocador de calor resfriado a água foi usado como um condensador. Água de resfriamento foi fornecida ao 32VC. a caldeira foi coberta com um 40 mm de espessura de lã de vidro com papel alumínio. O evaporador foi coberto com uma espuma de neoprene de espessura 30 mm. A bomba de pistão é usada para a circulação do refrigerante do tanque de recebimento da caldeira e do evaporador. Bomba, acionada por um motor de velocidade variável 1 / 4 HP. Uma desvantagem do uso de um refrigerante líquido de cavitação da bomba de diafragma na linha de sucção de uma queda de pressão através da válvula de retenção de entrada. Portanto, hmm pequeno foi usado para sub-resfriar o líquido R-11 antes de entrar na bomba. A Fig. 3.68c mostra um esquema detalhado do ejetor experimental. O bico foi montado em um eixo rosqueado, o que permitiu o ajuste da posição do bico. Duas câmaras diferentes de confusão com o diâmetro da garganta de 8 mm são usadas na câmara de mistura, nº 1, a seção de mistura está em uma área constante do duto: na câmara de mistura - 2, duto convergente da seção de mistura.

As experiências de Aphornratana et al. Mostraram que o sistema de resfriamento por ejeção com a ajuda do R-11 era praticamente útil e pode fornecer um nível aceitável de desempenho. Pode fornecer temperatura de resfriamento - 5VC. a capacidade de refrigeração variou de 500 a1700 W (COP) na faixa de 0.1 e 0.25.