Sisteme de refrigerare. Sisteme de refrigerare prin compresie de vapori

În aplicații practice, o compresie de vapori sistem de răcire sunt cele mai utilizate sisteme de răcire și fiecare sistem funcționează compresor. În compresia vaporilor de bază ciclul de refrigerare așa cum se arată în Fig. 3.28, patru procese termice majore sunt următoarele:

Evaporare
Comprimare,
Condensare și
Extensie.

Evaporare
Spre deosebire de îngheț și topire, evaporarea și condensul apar în aproape orice combinație de temperatură și presiune. Evaporarea este o moleculă de evacuare a gazului de pe suprafața lichidului se realizează prin absorbția unei cantități mari de căldură, fără nicio modificare a temperaturii. Lichidele (de exemplu, agenții de răcire) se evaporă la toate temperaturile, evaporarea crescută apărând la temperaturi ridicate. Presiunea gazului evaporat se numește presiune de vapori. Pe măsură ce temperatura lichidului crește, există o pierdere mare de lichid de la suprafață, ceea ce crește presiunea aburului. În vaporizator Sistemul de refrigerare, vaporii frigorifici reci de presiune joasă sunt aduși în contact cu mediul sau substanțele destinate răcirii (adică radiatorul), acesta absoarbe căldura și, prin urmare, furunculele, producând presiune scăzută de vapori saturați.

Comprimare
Cu arborele compresorului, crește presiunea vaporilor de refrigerare primiți vaporizator. În plus, căldura poate juca un rol în creșterea presiunii. Creșterea presiunii gazului crește temperatura de fierbere și condensare a agentului frigorific. Când agentul frigorific gazos este într-un interval destul de scurt decât punctul de fierbere este mai mare decât temperatura radiatorului.

Condensare
Este procesul de transformare a unei perechi de lichid prin extragerea căldurii. Gazul refrigerent de înaltă presiune, care transferă energia termică absorbită de evaporator și energia de lucru a compresorului este aplicată condensatorului. Temperatura de condensare a agentului frigorific este puțin mai mare decât radiatorul și, prin urmare, transferul căldurii de condensare a presiunii în vapori ridicate a agentului frigorific de înaltă presiune a lichidului saturat. Pe măsură ce sursa de căldură este răcită de pompele de căldură, radiator. În loc să folosești un condensator pentru emisia de căldură la vaporii de refrigerent ar putea fi emis, dar această metodă este inadecvată. Condensarea gazului frigorific este reutilizată la începutul ciclului următor. În unele aplicații practice, este de dorit ca condensator este răcit de agentul frigorific în continuare, sub temperatura de condensare. Aceasta se numește hipotermie, care este de obicei observată în condensatorul pentru a reduce pâlpâirea în timpul presiunii refrigerante este redus în dispozitivul de accelerare. Această metodă asigură reducerea cantității de gaz la intrarea evaporatorului și, astfel, îmbunătățirea performanței sistemului.

Extinderea
Refrigerant lichid condensat înapoi la începutul ciclului următor. Dispozitive de reglare, cum ar fi placa orificiului valvei sau tub capilar la procesul de expansiune este utilizat pentru a reduce presiunea lichidului sub presiune, nivelul și temperatura punctului de fierbere a agentului frigorific sub temperatura sursei de căldură. Pierderea de energie prin această reducere a presiunii se compensează cu un cost suplimentar de energie în faza de impuls.

Pe Fig. 3.28Р ° este prezentată o diagramă a principalelor mașini de refrigerare cu compresie cu abur. Pentru o mai bună înțelegere a ciclului de răcire este prezentată temperatura, entropia (7-5) și diagramele de presiune-entalpie (log Ph), așa cum sunt prezentate în Figurile 3.28b și 3.28c. În etapele de mai sus, funcționarea acestui sistem este:

(1-2) Compresie adiabatică reversibilă. Evaporatorul cu presiune redusă de vapori a agentului frigorific vine la compresor și este comprimat într-un condensator prin reducerea volumului și creșterea presiunii și temperaturii.
(2-3) respingerea căldurii reversibile la presiune constantă. De la compresorul de înaltă presiune, frigiderul intră în condensator și lichefiat prin utilizarea apei sau a aerului.
(3-4) Expansiune ireversibilă la entalpie constantă. Din condensator, presiunea înaltă a agentului frigorific lichid saturat trece printr-un an valva de expansiuneși presiunea și temperatura acesteia scad.
(4-1) adăugare de căldură reversibilă la presiune constantă. De la robinetul de expansiune agent frigorific de joasă presiune lichid intră în evaporator. Se fierbe aici și în proces absoarbe căldura din mediu, oferind astfel un efect de răcire.

Așa cum se arată în Fig. 3.28, principalele componente, o simplă mașină de refrigerare cu compresie cu abur, așa cum s-a explicat mai sus, este:

Vaporizatorului. Acest produs în cazul în care schimbul de căldură pentru răcire, și, astfel, fierbe agentul frigorific lichid la temperatură scăzută, ceea ce provoacă refrigerantul absoarbe căldură.
Conducta de aspirație. Aceasta este conducta dintre evaporator și compresor. După ce lichidul este absorbit de căldură, conducta de aspirație are loc agent frigorific în compresor. În această linie, gazul supraîncălzit cu agent frigorific.

Compresorul Acest dispozitiv separă partea sistemelor de joasă presiune de partea de înaltă presiune și are două obiective principale: (i) să îndepărteze vaporii la ieșirea evaporatorului pentru a se menține în evaporator, temperatura de fierbere este scăzută și (ii) pentru compresia temperaturii scăzute a vaporilor de agent frigorific într-un volum mic, crearea de abur supraîncălzit de înaltă presiune la temperatură ridicată.
Linia de descărcare a gazului cald. Acest tub conectează compresorul, condensatorul. După ce compresorul a fost descărcat cu o presiune ridicată, temperatură ridicată a agentului frigorific cu abur supraîncălzit, linia de evacuare a gazului cald îl transportă în condensator.
Voluminoasă. Acest dispozitiv este folosit pentru a transfera căldură, similar cu evaporatorul, cu excepția faptului că treaba lui este să conducă căldură, nu-l absoarbe. Condensatorul schimbă starea agentului frigorific cu abur supraîncălzit din nou în lichid. Acest lucru se realizează prin crearea unei presiuni ridicate, care crește temperatura punctului de fierbere a agentului frigorific și îndepărtează suficientă căldură pentru a provoca condensarea agentului frigorific înapoi în lichid.
În linia lichidului. Această linie conectează dispozitivul de gestionare a agentului frigorific condensator. inclusiv supapa de expansiune. Agentul frigorific lichid trebuie să fie în această linie. De asemenea, această linie ar trebui să fie caldă, deoarece agentul frigorific este încă sub presiune mare.
Managementul refrigerantului. Acest ultim element de gestionare funcționează ca dispozitiv de măsurare. Monitorizează agentul frigorific lichid, care intră în evaporator și se asigură că tot lichidul fiert departe până când agentul frigorific trece la conducta de aspirație. Dacă agentul frigorific lichid intră în conducta de aspirație. el intră în compresor și duce la avarie.

Pe lângă componentele enumerate mai sus, există o serie de funcții suplimentare, de exemplu. receptor de lichid, fitinguri, supapă pentru picior, supapă de descărcare, supapă de serviciu receptor lichid, care poate îmbunătăți sistemul de refrigerare în funcțiune.