Sisteme de refrigerare. Supraîncălzire și sub-răcire

Supraîncălzire (referindu-se la supraîncălzirea vaporilor de refrigerare la ieșirea din aer vaporizator) Şi hipotermie (cu referire la lichidul de sub-răcire a agentului frigorific care părăsește lichidul condensator) sunt, aparent, două procese importante în sistemul practic de refrigerare cu compresie cu abur și sunt utilizate pentru a asigura performanța maximă (COP) și pentru a evita unele probleme tehnice, așa cum se va descrie mai jos.

supraîncălzirii

În procesul de evaporare a lichidului de răcire este complet vaporizat se obține prin intermediul vaporizator. Vaporul frigorific rece continuă prin evaporator, căldura este absorbită pentru căldura aburului. În anumite condiții, astfel de pierderi de presiune datorate frecării cresc volumul de supraîncălzire. Dacă se produce supraîncălzirea în evaporator, entalpia refrigerantului este ridicată, îndepărtând căldura suplimentară și crescând efectul răcirii evaporatorului. Dacă este prevăzut în documentul compresor aspirație, nu se produce răcire utilă. În unele sisteme, lichidul de răcire-vaporii schimbătoare de căldură poate fi folosit pentru supraîncălzirea agentului frigorific saturat de vapori din lichidul frigorific evaporator provenit din condensatorul (Fig. 3.32). După cum se poate observa din Fig. 3.32, schimbătorul de căldură poate furniza un COP ridicat al sistemului. În compresor se poate obține supraîncălzirea. În acest caz, agentul frigorific saturat de vapori intră în compresor și este supraîncălzit, crescând presiunea, ducând la o creștere a temperaturii. Supraîncălzirea primită în urma procesului de compresie nu îmbunătățește eficiența ciclului, dar rezultă echipamente de condensare bune și un compresor mare, conducta de alimentare. Creșterea efectului de refrigerare, obținut prin supraîncălzi la evaporator, de regulă, compensat de o scădere a efectului de răcire în compresor. Din cauza debitului de volum compresorul este constant, debitul de masă și efectul de refrigerare scade scade densitatea refrigerantului cauzată de supraîncălzire. În practică, se știe că există pierderi în capacitatea de răcire 1% pentru fiecare linie de aspirație 2.5C. Izolarea conductei de aspirație este decizia de a reduce câștigul de căldură. Răcirea este procesul de îndepărtare a excesului de căldură din vaporii refrigerați supraîncălzit, iar dacă este obținut folosind un efect extern, el va fi mai util pentru COP. Răcirea este adesea considerată necorespunzătoare, din cauza temperaturii scăzute (mai mică de 10 C) și a unui număr mic de energie disponibilă.

Hipotermie

Acest proces de răcire a agentului frigorific lichid sub temperatura de condensare în presiune (Fig. 3.32). Hipotermia asigură 100% din lichidul frigorific pentru a intra în dispozitivul de expansiune, împiedicând bulele de abur să împiedice curgerea refrigerantului prin valva de expansiune. Dacă hipotermia este cauzată de metoda de transfer de căldură pentru ciclul de răcire externă, efectul de refrigerare al sistemului este crescut, deoarece lichidul supraîncălzit are mai puțin entalpie decât lichidul saturat. Hipotermia se realizează prin răcirea sistemului de linii de lichid, folosind o temperatură mai ridicată. Pur și simplu, putem spune că hipotermia este răcită de agentul frigorific și mai mult furnizează următoarele:

Creșteți sarcina de energie,
Reducerea consumului de energie electrică,
Reducerea timpului de desfășurare,
Refrigerare și temperatură mai uniformă
Reducerea costului inițial.

Rețineți că performanța unui sistem simplu de refrigerare cu compresie cu abur poate fi îmbunătățită mult prin răcirea suplimentară a agentului frigorific lichid, lăsând bobina condensatorului. Acesta este subrăcire de agent frigorific lichid se poate realiza prin adăugarea ciclului de acoperire mecanică în perechi normale ciclul de compresie. Sistemul de hipotermie poate fi fie un sistem dedicat de sub-răcire mecanică, fie un sistem integrat de sub-răcire mecanică (Khan și Zubair, 2000). Într-un sistem dedicat de sub-răcire mecanică, există două condensatoare, unul pentru fiecare din bucla principală și ciclul subcooler, în timp ce pentru un sistem complex de sub-răcire mecanică, există un singur condensator, care servește ca buclă principală și ciclu de subcooler.

De exemplu, hipotermia R-22 13C crește efectul de răcire cu aproximativ 11%. Dacă hipotermia primită din afara buclei, fiecare grad de creștere a hipotermiei va permite creșterea capacității de transfer a sistemului (aproximativ 1%). Hipotermia din interiorul buclei nu poate fi eficientă, deoarece compensează efectele din alte părți ale ciclului. Hipotermia mecanică poate fi adăugată la sistemele existente dezvoltate în noul sistem. Este locul ideal pentru orice proces de refrigerare în care mai multe oportunități, care pot fi necesare sau costurile operaționale trebuie reduse. S-a dovedit a fi rentabil într-o varietate de aplicații și este recomandat pentru supermarketuri mari, depozite, fabrici și alte Fig. 3.33 arată un subcooler tipic pentru echipamentele frigorifice comerciale.